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Creazione di una rete energetica – Azione 5

Una rete energetica è strategica per far fronte all’intermittenza degli impianti a fonti rinnovabili. Le fonti rinnovabili infatti hanno un grande difetto legato alla discontinuità di produzione, serve sviluppare un sistema capace di far fronte e superare a questo limite:

  • l’energia elettrica prodotta deve essere consumata istantaneamente o accumulata
  • la produzione di energia da fonti rinnovabili è estremamente dipendente dalle condizioni climatiche ovvero dalla disponibilità della risorsa. Il sole é presente solo di giorno, il vento può soffiare più o meno veloce durante una giornata e la disponibilità d’acqua in un bacino idroelettrico dipende dalle precipitazioni.

I sistemi di accumulo permettono solo in parte di risolvere il problema di disaccoppiamento spaziale e temporale tra produzione e utilizzo.

Un accumulo di energia localizzato (batteria), seppur di grandissimo aiuto, non è sufficiente a garantire un completo autoconsumo dell’energia elettrica prodotta e un totale soddisfacimento del fabbisogno energetico. Gli attuali sistemi di accumulo sono molto complessi da ri-utilizzare e riciclare completamente e tale processo risulta talvolta molto costoso [1]. Per questo motivo la politica dovrà stanziare enormi investimenti in ricerca scientifica nel campo dei sistemi di accumulo in modo da ridurre l’estrazione di nuove materie prime e garantire la loro ri-usabilità e riciclabilità (pratica in parte già adottata per le batterie delle auto elettriche).

Per risolvere il problema di accoppiamento spaziale tra produzione e utilizzo si potrebbe utilizzare una rete di scambio dell’energia che connetta in modo bidirezionale tutti i punti di prelievo (come per l’esempio del Vehicle to Grid nelle auto elettriche). In questo modo ogni utente può mettere a disposizione della rete la propria energia in eccesso.

Per risolvere il problema di disaccoppiamento temporale tra produzione e utilizzo una possibilità è utilizzare sistemi di accumulo centralizzati (sistemi di pompaggio idroelettrico) per accumulare gli eccessi di produzione energetica (solare) durante il giorno per poi rifornire gli utenti durante la notte. Abbiamo a disposizione sufficienti capacità di invaso per accumulare tutti gli esuberi di energia e per alimentare le abitazioni/attività nei periodi di carenza energetica? Sembra che l’attuale capacità degli impianti idroelettrici in Italia sia capace di far fronte a gran parte del surplus energetico prodotto dal solare. In Italia sono installati impianti di pompaggio idroelettrico capaci di scambiare circa 8 TWh/anno tuttavia vengono sfruttati solo per l’accumulo di 2 TWh/anno. Tale pratica sembra infatti essere “non economicamente conveniente”, deve essere nell’interesse della politica sviluppare meccanismi di mercato che vadano in questa direzione.

L’installazione di sistemi a fonti rinnovabili dovrà quindi essere coadiuvato da:

  1. Installazione di sistemi di accumulo dell’energia che permettano ai singoli utenti (nodi) della rete di avere una maggiore flessibilità nell’uso dell’energia che producono. Ad esempio utilizzare di notte l’energia prodotta durante il giorno con il proprio impianto fotovoltaico. Prendendo da esempio l’Italia, la domanda di energia elettrica è di circa 300 TWh [2]. Quanta energia possiamo produrre con un impianto fotovoltaico? Che percentuale di questo fabbisogno riusciamo a coprire?
  2. Sviluppo di sistemi domotici capaci di individuare eventuali surplus energetici e di attivare carichi connessi (lavatrice, lavastoviglie, pompa di calore, etc…) di conseguenza
  3. Interconnessione tra tutti i produttori/consumatori di energia mediante una rete energetica che sia in grado di veicolare flussi di energia in modo bidirezionale. Questo permetterà di avere la possibilità di acquistare energia dalla rete da uno o più utenti interessati a venderla. In Italia sono circa 29 milioni i punti di prelievo dell’energia in bassa tensione per uso domestico [3], immaginiamo di collegarli tutti in un’unica rete, ci sarà sempre qualcuno con un surplus di energia da vedere a chi ne ha più bisogno!
  4. Sviluppo di un sistema di gestione dell’energia che sia capace di bilanciare produzione e fabbisogno e di gestire eventuali surplus o deficit energetici mediante sistemi di accumulo centralizzati o distribuiti. Più grande sarà la rete e maggiore sarà la probabilità di trovare energia sul mercato.
  5. Rivoluzione del mercato dell’energia che non vedrà più una distinzione netta tra produttori (grandi utility dell’energia come ENEL, IREN, A2A, etc…) e consumatori di energia, ogni utente sarà un nodo della rete e svolgerà il ruolo sia di produttore (in quanto dotato di un impianto a fonti rinnovabili) che che consumatore.
  6. Utilizzare impianti idroelettrici e accumuli elettrochimici come accumulatori di energia elettrica. Per stabilizzare domanda e offerta di energia in una rete serve una capacità di accumulo in cui poter riversare i surplus di energia e da cui poter prelevare energia in caso di necessità.
    1. Un esempio di accumulo di energia è un impianto idroelettrico utilizzato al contrario. Con la pratica del pompaggio idroelettrico è possibile accumulare l’energia elettrica prodotta in eccesso sotto forma di energia potenziale dell’acqua. Il vantaggio di questo processo risiede nella bassissima inerzia di avviamento e regolazione di questi impianti energetici che si prestano molto bene per bilanciare rapidamente gli scompensi della rete. In Italia ad oggi ci sono circa 7,7 GW di potenza di pompaggio installata per far fronte ai surplus energetici della rete [4]. Potremmo sfruttare tutti gli impianti a idroelettrici italiani per questa pratica ma al momento questo non viene fatto nonostante le pressioni di Terna.
    2. Un secondo metodo è utilizzare batterie elettrochimiche, addirittura le stesse batterie delle auto elettriche collegate alle rete potrebbero essere utilizzare per bilanciare i flussi energetici nella rete.
  7. Creazione di una piattaforma software di monitoraggio dei flussi energetici e di processamento delle transazioni tra gli utenti. E’ importante che al fianco di una solida rete energetica di distribuzione e scambio dell’energia venga anche progettata un robusta piattaforma software capace di ottimizzare e gestire in modo sicuro le transazioni energetiche tra i diversi nodi della rete (ovvero le utenze). L’aspetto della sicurezza è di fondamentale importanza e il modello blockchain potrebbe esserne la base. Una collaborazione tra Terna, TenneT e Swissgrid sta realizzando una piattaforma di gestione delle transazioni esattamente avente queste caratteristiche! Si chiama Equigy! [5]

Questi sette punti sono fondamentali per chiudere finalmente il cerchio e completare la transizione energetica. Non dobbiamo dimenticare che ognuno di noi gioca un ruolo fondamentale in questa partita e che dobbiamo impegnarci fin da subito efficientando ogni processo

Dobbiamo essere consapevoli che decidere se prendere la strada della transizione energetica o meno è solo una questione di volontà politica e personale. Ricapitolando azioni per effettuare una transizione energetica sono quindi:

  1. efficienza energetica e quindi riduzione dei consumi di energia a parità di effetto utile desiderato
  2. elettrificazione, mobilità elettrica, elettrificazione del vettore termico ovunque sia possibile per avere gran parte del fabbisogno energetico soddisfabile con fonti rinnovabili
  3. installazione di impianti a fonti rinnovabili di piccole/medie dimensioni per realtà domestiche e aziendali
  4. creazione di una rete intelligente di scambio e gestione dell’energia ottimizzata per massimizzare l’uso di energia da fonti rinnovabili

L’innovazione tecnologica darà alla luce soluzioni (come nel caso delle batterie per l’accumulo di energia) che arricchiranno il ventaglio delle possibilità disponibili per la transizione sostenibile ma è importante essere consapevoli che già oggi abbiamo tutte le carte in regola per poter compiere questa impresa che l’IPCC definisce “senza precedenti”.

L’energia tuttavia non è l’unico settore che va riformato rispetto a come lo conosciamo oggi. Anche settori come quello agricolo/alimentare e dei trasporti (altrettanto responsabili di emissioni di gas climalteranti) devono cambiare.

L’economia non fa eccezione, l’approccio economico lineare e consumistico è il più grande dogma di cui dobbiamo liberarci. Ciò non significa passare a modelli economici utilizzati nel passato, ma formulare modelli economico-sociali-ambientali innovativi che integrino sostenibilità ambientale, benessere sociale e circolarità nell’uso delle risorse.

E’ tutto nelle nostre mani, possiamo fare qualcosa per contenere le emissioni e ridurre il rischio di un’incremento della temperatura globale oltre i 2.0°C, dobbiamo solo volerlo!

Bibliografia

[1] Recycling lithium-ion batteries from electric vehicles

[2] Arera – Consumi di energia elettrica in Italia

[3] Arera – Monitoraggio dei mercati di vendita al dettaglio dell’energia elettrica e del gas

[4] Julio Alterach – RSE – Idroelettrico

[5] Equigy

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