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Smart grid: cosa sono e come contribuiscono a innovare la gestione dell’energia



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Una smart grid, o rete intelligente, è un sistema di distribuzione dell’energia elettrica che utilizza tecnologie digitali avanzate per monitorare e gestire in modo efficiente il trasporto dell’elettricità dalla fonte di generazione fino agli utenti finali. Le applicazioni sono varie: dagli smart building alla mobilità elettrica. I dati e gli esempi

Pubblicato il 5 mar 2024

Luciana Maci

Coordinatrice editoriale EconomyUp



smart grid
smart grid

Le smart grid sono tra i protagonisti della transizione energetica: il passaggio a reti elettriche smart è essenziale per gestire meglio l’energia elettrica e quindi, in ultima analisi, per contribuire a un pianeta meno inquinato. Le reti intelligenti sono elementi abilitanti in vari settori, dalla mobilità elettrica al proptech (tecnologia applicata al settore immobiliare), oltre ad essere uno dei simboli delle smart city. Ma quali sono i loro vantaggi per l’ambiente, l’economia e la società? Quali i progetti in corso? In quali industry assumono maggiore rilevanza? Vediamolo insieme. Partendo dalla loro definizione.

Cosa è una smart grid

Una smart grid, o rete intelligente, è un sistema di distribuzione dell’energia elettrica che utilizza tecnologie digitali avanzate per monitorare e gestire in modo efficiente il trasporto dell’elettricità dalla fonte di generazione fino agli utenti finali. Questa infrastruttura moderna si basa su una comunicazione bidirezionale tra il fornitore di energia e i consumatori, consentendo una serie di funzionalità avanzate: dall’integrazione di fonti di energia rinnovabile, alla gestione della domanda in tempo reale, all’auto-riparazione della rete in caso di guasti. Le smart grid sono progettate per ottimizzare l’uso dell’energia, migliorare l’affidabilità e la sicurezza del sistema elettrico, ridurre i costi operativi e ambientali, e supportare la transizione verso un futuro energetico più sostenibile e resiliente.

Gestione dell’energia, strategie per la sostenibilità dei data center, smart building, soluzioni per l’industria e internet del futuro sono proprio alcuni trend tecnologici per supportare la transizione ecologica nel 2024 indicati in un approfondimento di Cisco. Il tema, dunque, è di estrema attualità.

Decoded: What is a 'Smart Grid' and how does it work?


Le funzionalità delle smart grid

Grazie all’integrazione di tecnologie avanzate di comunicazione e automazione, le smart grid sono in grado di ottimizzare produzione, distribuzione e consumo dell’energia elettrica. Una delle principali funzionalità è la gestione in tempo reale della domanda e dell’offerta di energia, permettendo un bilanciamento più efficiente e flessibile che si traduce in una maggiore stabilità e affidabilità della rete.

Le smart grid facilitano inoltre l’integrazione di fonti rinnovabili, come l’energia solare e eolica, contribuendo significativamente alla decarbonizzazione del settore energetico.

La capacità di monitorare e controllare in modo preciso il flusso energetico migliora anche la prevenzione e la gestione dei guasti, riducendo i tempi di interruzione e migliorando il servizio per gli utenti finali.

Queste reti offrono la possibilità di sviluppare nuovi modelli di business e servizi aggiuntivi, come la generazione distribuita e il vehicle-to-grid.

Il Venture capital per le smart grid

Nel 2023, i finanziamenti aziendali per le società Smart Grid sono stati pari a 3,3 miliardi di dollari in 60 operazioni, mentre i finanziamenti di VC nel settore delle Smart Grid sono ammontati a 1,5 miliardi di dollari in 47 operazioni.  A rilevarlo è il Rapporto 2023 sulle attività di finanziamento e fusioni e acquisizioni (M&A) per i settori dello stoccaggio dell’energia e delle reti intelligenti pubblicato da Mercom Capital Group (SCARICA QUI IL REPORT COMPLETO). I primi 5 accordi di finanziamento di VC per Smart Grid nel 2023, precisa il report, sono stati Driveco con 273 milioni di dollari, Jolt Energy con 162 milioni di dollari, SPAN con 96 milioni di dollari, Virta con 93 milioni di dollari ed EO Charging con 80 milioni di dollari. L’attenzione degli investitori nei confronti del mondo delle smart grid è dunque piuttosto elevata.

La piattaforma

In Italia l’argomento ha assunto tale rilievo che è stata lanciata la piattaforma Smart Grid Innovation Accelerator (SGIA). Lo ha fatto RSE (Ricerca sul Sistema Energetico) per conto del Ministero dello Sviluppo Economico: ha concepito e coordinato lo sviluppo della piattaforma Smart Grid Innovation Accelerator (SGIA) all’interno dell’attività prevista da Mission Innovation nell’Innovation Challenge 1 (IC1) on Smart Grids. Uno strumento adatto per abilitare la condivisione di risultati tecnici e delle best practice, unendo gli sforzi congiunti dei settori pubblico e privato per lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie innovative per le smart grid a livello mondiale. SGIA copre non solo aspetti tecnologici ma anche politici, regolatori e finanziari, coinvolgendo tutti gli stakeholder rilevanti.

I vantaggi delle smart grid per ambiente, economia e società

I vantaggi delle smart grid si estendono ben oltre l’ambito tecnologico, influenzando positivamente ambiente, economia e società.

Dal punto di vista ambientale, l’efficienza energetica e l’integrazione di fonti rinnovabili contribuiscono significativamente alla riduzione delle emissioni di gas serra, un passo cruciale verso il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità globale. La diminuzione dell’utilizzo di combustibili fossili e la riduzione delle perdite energetiche durante la trasmissione e distribuzione si traducono in un impatto minore sull’ambiente e nella conservazione delle risorse naturali.

Economicamente, le smart grid promuovono la competitività del settore energetico attraverso l’ottimizzazione delle risorse esistenti, la riduzione dei costi operativi e la minimizzazione delle interruzioni di servizio, fattori che si riflettono in un miglioramento della qualità del servizio e in tariffe più vantaggiose per i consumatori. La maggiore efficienza e affidabilità del sistema energetico stimola inoltre investimenti in innovazione e sviluppo, creando nuove opportunità di lavoro e favorendo la crescita economica.

Dal punto di vista sociale, le smart grid giocano un ruolo fondamentale nell’incrementare la consapevolezza dei consumatori riguardo al proprio consumo energetico, promuovendo comportamenti più responsabili e sostenibili. La possibilità per gli utenti di partecipare attivamente alla gestione dell’energia attraverso la produzione distribuita e il feedback in tempo reale migliora l’esperienza utente e favorisce l’emergere di comunità energetiche.

Smart grid: le innovazioni e i progetti in Italia e nel mondo

Le innovazioni e i progetti relativi alle smart grid stanno prendendo piede con rapidità sia in Italia sia nel resto del mondo, delineando un futuro energetico promettente e sostenibile.

La rete elettrica intelligente in Puglia

Nel 2014, in Puglia, è stato avviato il progetto Puglia Active Network (PAN) in risposta al bando europeo NER 300, lo strumento di finanziamento promosso dalla Commissione Europea e finalizzato alla riduzione di emissioni dei gas a effetto serra. PAN – si legge nel sito di E-Distribuzione – si basa su tre azioni principali: digitalizzazione della rete elettrica, sviluppo su scala regionale di una infrastruttura di ricarica per veicoli, abilitazione dei cittadini alla gestione attiva dei consumi. Il valore complessivo del progetto è di 170 milioni di euro, cofinanziati al 50% dalla Commissione Europea. In sostanza si tratta di una rete elettrica intelligente e flessibile, pronta ad accogliere l’energia prodotta da migliaia di impianti rinnovabili e garantire un servizio sempre più in linea con le esigenze dei clienti. Da giugno 2019 l’iniziativa è pienamente operativa.

Progetto EDGE: il coinvolgimento degli utenti per una rete elettrica più flessibile

E-Distribuzione, società che si occupa della distribuzione di energia in media e bassa tensione, ha anche avviato più di recente, a settembre 2023, il progetto pilota EDGE (Energia da risorse Distribuite per la Gestione della rete di E-Distribuzione), approvato dall’Autorità di Regolazione per Energia, Reti e Ambiente (ARERA). L’obiettivo di EDGE è fornire servizi di flessibilità locale nella rete di distribuzione dell’energia elettrica, consentendo agli utenti di contribuire all’efficienza e alla sicurezza della rete.

In pratica, attraverso gare pubbliche e per le esigenze dell’anno 2024, la società potrà acquisire dagli utenti dotati di adeguati requisiti tecnici i cosiddetti servizi di flessibilità locale.

Questi servizi saranno erogati da diverse categorie di utenti che, grazie ad una remunerazione, moduleranno il proprio comportamento energetico variando per un determinato periodo di tempo la potenza elettrica consumata o prodotta in risposta a specifiche richieste del Sistema elettrico. In questo modo gli utenti contribuiranno a migliorare la resilienza delle infrastrutture di distribuzione e a risolvere eventuali congestioni di rete.

La partnership Sparq – CheckWatt

Rivoluzionare l’industria delle rinnovabili e dello storage con smart gri all’avanguardia: è il senso dell’annuncio, a gennaio 2024, dell’accordo tra Sparq, azienda tecnologica parte del Gruppo Cebon, attiva nell’industria dei sistemi di alimentazione e di stoccaggio energetico, con CheckWatt società di servizi energetici che offre sistemi IT di misurazione e controllo nel campo dell’efficienza energetica e delle energie rinnovabili. Obiettivo: includere i sistemi ESS (energy storage system, sistema di accumulo di energia) in una smart grid per garantire un crescente bilanciamento della rete elettrica. Questo sarà possibile attraverso la messa a disposizione dei sistemi di accumulo laddove possono restituire in quel dato momento il massimo potenziale. La collaborazione fra Sparq e CheckWatt rappresenta un’offerta interessante che va a vantaggio sia delle industrie che dei consumatori privati, con la promessa di un ritorno economico sull’investimento.

A livello internazionale, uno dei progetti di punta è quello realizzato in Danimarca, dove il parco eolico offshore di Horns Rev 3 è stato collegato a una rete intelligente capace di gestire la variabilità della produzione eolica, garantendo un approvvigionamento energetico costante e sostenibile.

Smart grid e fonti di energia rinnovabili

Smart Grid e Mobilità Elettrica

La transizione verso la mobilità elettrica è uno degli aspetti cruciali della transizione ecologica, e le smart grid giocano un ruolo fondamentale in questo processo. Grazie alla loro capacità di gestire in modo efficiente e flessibile la domanda e l’offerta di energia, le smart grid facilitano l’integrazione dei veicoli elettrici (VE) nel sistema energetico. Questo non solo aiuta a bilanciare il carico sulla rete, ma permette anche di utilizzare i VE come risorse di accumulo temporaneo, contribuendo ulteriormente all’efficienza della rete attraverso il concetto di vehicle-to-grid (V2G). In questo modo, i proprietari di veicoli elettrici possono non solo caricare i loro veicoli in momenti in cui l’energia è abbondante e meno costosa, ma anche vendere l’energia immagazzinata nei loro veicoli alla rete nei periodi di picco di domanda, creando un sistema energetico più resiliente e sostenibile.

A questo proposito, a marzo 2024, E-GAP, servizio di ricarica rapida, off-grid e on demand, ha lanciato “E-GAP Station”, la prima stazione urbana di ricarica elettrica in Italia basata su tecnologie di energy storage integrate.  La città di lancio è Brescia, alla quale seguiranno, a partire da questa primavera, altre aperture in Italia e all’Estero.

Smart Grid e Internet delle Cose (IoT)

L’Internet delle Cose (IoT) è un altro settore che beneficia enormemente delle innovazioni portate dalle smart grid. Gli oggetti connessi, dai contatori intelligenti agli elettrodomestici, possono comunicare tra loro e con la rete, permettendo una gestione più precisa e personalizzata del consumo energetico. Questa interconnessione facilita l’automazione e l’ottimizzazione dei consumi in base alle fluttuazioni della domanda e dell’offerta, contribuendo a ridurre sprechi energetici e a migliorare l’efficienza complessiva del sistema. L’IoT, in sinergia con le smart grid, apre la strada a una gestione energetica domestica e industriale più intelligente, con benefici tangibili sia per i consumatori che per l’ambiente.

Smart Grid e Infrastrutture Energetiche Intelligenti

Le infrastrutture energetiche intelligenti rappresentano il futuro del settore energetico. Supportate dalle smart grid, sono in grado di auto-ripararsi, di prevedere e prevenire guasti e congestioni e di adattarsi in tempo reale alle mutevoli condizioni di domanda e offerta. La realizzazione di reti energetiche intelligenti si traduce in una maggiore sicurezza, efficienza e sostenibilità, riducendo al contempo la dipendenza da fonti fossili e incentivando l’uso di energie rinnovabili. Inoltre, le infrastrutture intelligenti supportano lo sviluppo di nuovi modelli di business nel settore energetico, come l’aggregazione di energia e i mercati di flessibilità, offrendo nuove opportunità economiche e contribuendo alla transizione verso un sistema energetico più pulito e sostenibile.

Smart Grid per ottimizzare i consumi di energia elettrica

Le smart grid rappresentano una vera rivoluzione nel modo in cui viene gestita l’energia elettrica, portando efficienza, sostenibilità e risparmio sia per i consumatori che per i fornitori. Queste reti intelligenti permettono una serie di funzionalità avanzate che trasformano il sistema energetico in un ecosistema più reattivo e interattivo.

Contatori Intelligenti

I contatori intelligenti sono la porta d’ingresso per l’ottimizzazione dei consumi di energia elettrica nelle smart grid. Questi dispositivi permettono la raccolta di dati in tempo reale sul consumo energetico, offrendo ai consumatori la possibilità di monitorare e gestire attivamente il proprio consumo di energia. Grazie ai contatori intelligenti, le utility possono implementare programmi di risposta alla domanda, incentivando i consumatori a spostare l’uso dell’energia durante le ore di minore domanda, contribuendo così a bilanciare il carico sulla rete e a ridurre il costo dell’energia.

Secondo un report di Berg Insight, la diffusione degli smart meters in Europa aumenterà dal circa 60% nel 2023 al 78% nel 2028. Alla fine del 2023, c’erano più di 186 milioni di contatori elettrici intelligenti, un aumento di circa il 4% rispetto al 2022.

Per il 2022, l’ultimo anno per il quale si hanno dati dettagliati, l’Italia è stato il più grande mercato in termini di spedizioni con circa 2,6 milioni di unità installate durante l’anno.

Cessione dell’energia in eccesso

Un aspetto fondamentale delle smart grid è la capacità di integrare la generazione distribuita, permettendo ai consumatori di diventare produttori di energia attraverso impianti fotovoltaici, eolici o altre fonti rinnovabili. L’energia prodotta e non consumata può essere immessa nella rete, trasformando ogni edificio in una piccola centrale energetica. Questo non solo riduce la dipendenza da fonti energetiche convenzionali, ma offre anche ai consumatori una fonte di reddito attraverso la vendita dell’energia in eccesso, incentivando ulteriormente l’adozione di soluzioni rinnovabili.

Tariffe dinamiche

Le tariffe dinamiche sono un altro strumento essenziale offerto dalle smart grid per ottimizzare i consumi di energia elettrica. Questo sistema prevede tariffe variabili in base alle condizioni di domanda e offerta di energia sulla rete, rendendo il costo dell’energia più elevato nei periodi di picco e più basso quando la domanda è minore. Questo meccanismo incentiva i consumatori a spostare il consumo di energia nei periodi di tariffe più vantaggiose, contribuendo alla stabilità della rete e alla riduzione della bolletta energetica.

Soluzioni per l’autoconsumo

Infine, le smart grid facilitano l’adozione di soluzioni per l’autoconsumo, permettendo ai consumatori di produrre e utilizzare la propria energia. Questo non solo aumenta l’indipendenza energetica ma contribuisce anche alla sostenibilità del sistema energetico nel suo complesso. Le soluzioni di accumulo, come le batterie domestiche, giocano un ruolo chiave in questo contesto, consentendo di immagazzinare l’energia prodotta per utilizzarla nei momenti di necessità o quando le tariffe sono più alte, ottimizzando ulteriormente il consumo energetico.

In conclusione, le smart grid offrono una serie di strumenti e tecnologie per ottimizzare i consumi di energia elettrica, promuovendo un uso più efficiente e sostenibile dell’energia, riducendo i costi per i consumatori e contribuendo agli obiettivi di decarbonizzazione del settore energetico.

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