Articoli di approfondimento - TIC intelligenti per l'efficienza energetica
Cambiare il modo in cui generiamo, trasmettiamo, distribuiamo e usiamo l'energia avrà un grande impatto su tutti i settori della società europea, dalle grandi industrie fino ai consumatori domestici. Migliorare l'efficienza energetica farà risparmiare denaro, aiuterà a proteggere l'ambiente, creerà nuovi posti di lavoro, stimolerà la crescita economica e migliorerà la sicurezza dell'approvvigionamento riducendo la dipendenza dell'Europa dall'importazione di carburanti fossili. Con questi obiettivi in mente e desiderando ridurre il consumo di energia nell'UE-27 del 20% entro il 2020, la Comunicazione "Energy 2020 - A strategy for competitive, sustainable and secure energy" della Commissione europea, adottata nel 2010, ha invitato all'azione nel campo dell'efficienza, delle infrastrutture e della tecnologia energetica nonché per la possibilità di scelta e la sicurezza dei consumatori. Nell'Europa del futuro efficiente dal punto di vista energetico, le nuove tecnologie avranno un ruolo importante. L'"energia stupida", sprecata distrattamente con lo scatto di un interruttore o i giri di un motore di auto, sarà sostituita dall'"energia intelligente", resa possibile dalle "tecnologie dell'informazione e della comunicazione" (TIC) che permettono ai consumatori di monitorare da vicino il loro consumo e ai fornitori di energia di soddisfare la domanda in modo più efficiente. In breve: meno sprechi, più guadagno. "Le TIC possono anche darci una rete elettrica bi-direzionale più intelligente," ha detto Neelie Kroes, vice-presidente della Commissione europea e responsabile dell'Agenda digitale, "specialmente a livello dei consumatori: fornendo loro informazioni in tempo reale sul tempo e la quantità del consumo energetico e permettendo alle abitazioni di diventare fornitori di energia sulla rete." Già presentati in molti paesi, i sistemi di misurazione intelligenti per l'elettricità sono un importante passo in quella direzione e si è dimostrato che riducono il consumo domestico annuale di energia di fino al 10%. Le stime(1) suggeriscono anche che le reti elettriche intelligenti, attualmente a livello di progetto pilota, potrebbero ridurre le emissioni di CO2 nell'UE tra il 9 e il 15% e ridurre il consumo primario da parte del settore energetico dell'UE di quasi il 9% entro il 2020. Dando ai consumatori la possibilità di monitorare il loro consumo di energia elettrica in tempo reale, offrono un importante incentivo a risparmiare energia. Insieme alle tecnologie di intelligenza ambientale, la misurazione intelligente permetterà alle case intelligenti di regolare l'uso di energia in modo dinamico, per esempio spegnendo il riscaldamento quando non c'è nessuno in casa o regolando automaticamente l'illuminazione a seconda delle attività che si svolgono in una stanza. Per i fornitori di energia, le reti intelligenti assicurano che l'energia arrivi dove serve quando serve armonizzando la fornitura con la domanda e riducendo così il bisogno di eccesso di capacità, che comporta degli sprechi, e migliorando l'integrazione di fonti di energia rinnovabile come l'energia eolica e solare che sono inclini a imprevedibili alti e bassi di generazione. "Dovremo occuparci delle questioni che adesso ostacolano la piena implementazione delle reti intelligenti. Non possiamo permetterci di perdere le opportunità che un sistema elettrico aggiornato potrebbe offrire in termini di decarbonizzazione della nostra economia e di un vero valore aggiunto per i consumatori," ha osservato Günther Oettinger, Commissario europeo responsabile dell'energia. Ci sono comunque diverse difficoltà nell'aggiornamento delle reti elettriche europee, che erano considerate all'avanguardia quando sono state installate a metà del secolo scorso ma saranno obsolete nel mondo dell'energia intelligente del futuro. Il progetto SmartGrids ERA-Net si sta occupando di queste difficoltà, sviluppando attività di ricerca transnazionali per velocizzare lo sviluppo di un'"Infrastruttura elettrica europea intelligente" con il sostegno di un ampio spettro di partecipanti come i fornitori di energia, le aziende di tecnologia, i legislatori e gli utenti finali. Stanno studiando le diverse questioni riguardanti l'uso di infrastrutture di rete intelligenti, dai metodi per migliorare il trasporto elettrico e i sistemi di distribuzione per facilitare l'integrazione di fonti di energia rinnovabile e migliorare la sostenibilità della fornitura alle questioni normative e lo sviluppo di mercati energetici efficienti. L'obiettivo finale del progetto è posare le fondamenta per lo sviluppo di una rete pan-europea intelligente, solida ed efficace che sia in grado di soddisfare le richieste future. Informazione ed energia: un connubio intelligente Per raggiungere tale obiettivo, Internet dovrà avere un ruolo fondamentale, poiché nelle reti intelligenti del futuro sarà necessario distribuire informazioni insieme all'energia. Il progetto FINSENY ("Future Internet for Smart Energy") si sta occupando proprio di questa integrazione energia-informazione, riunendo attori chiave dei settori dell'energia e delle TIC per identificare le esigenze in termini di TIC dei sistemi energetici intelligenti. I ricercatori stanno progettando un esperimento di come la futura rete intelligente e provvista di TIC potrebbe funzionare. "Il consorzio FINSENY riunisce le migliori competenze nel campo delle TIC, dell'energia, della ricerca e del mondo accademico per creare soluzioni innovative nel settore energetico in modo da ottimizzare la fornitura di energia nelle case, negli edifici, nelle industrie e nelle automobili. Questo approccio non solo cambierà il modo in cui viviamo, ma offrirà anche nuove opportunità di business e permetterà a nuovi competitori di entrare nel mercato dell'energia e, allo stesso tempo, ridurre le emissioni di CO2 e migliorare l'ambiente in cui viviamo," spiega Werner Mohr, il coordinatore del progetto FINSENY presso la Nokia Siemens Networks in Germania. Sulla stessa scia il progetto IoE ("Internet of Energy for Electric Mobility") sta sviluppando hardware, software e middleware per una connettività e interoperabilità sicure e senza intoppi collegando internet alle reti elettriche, con lo scopo principale di permettere un uso diffuso di veicoli elettrici. I benefici di questo approccio sono duplici. Da una parte, IoE sostiene lo sviluppo delle future reti elettriche usando la comunicazione dei dati per muovere l'elettricità in modo più efficiente, affidabile e conveniente e, dall'altra, il progetto contribuisce allo sviluppo dell'internet del futuro usando le reti elettriche per facilitare e velocizzare la comunicazione tra i vari nodi e campi dell'energia. Usare le linee dell'energia elettrica per trasmettere dati oltre che elettricità per applicazioni di reti intelligenti è il centro di interesse del progetto INTEGRIS ("Intelligent Electrical Grid Sensor Communications"). Il consorzio pan-europeo sta sviluppando una nuova infrastruttura TIC flessibile basata su un ibrido di "Comunicazioni su linee elettriche" e tecnologie wireless per soddisfare in modo efficiente le esigenze di comunicazione delle future reti intelligenti. L'approccio del team, che sarà testato in una serie di esperimenti sul campo, copre applicazioni come il monitoraggio, l'integrazione del cliente, la gestione della domanda, il controllo del voltaggio, il controllo della qualità del servizio, il controllo delle risorse energetiche distribuite e la gestione patrimoniale per i fornitori di energia. Pensare a livello locale, risparmiare a livello globale A livello locale, il progetto IREEN ("ICT Roadmap for Energy Efficient Neighbourhoods") sta studiando strategie per creare quartieri e comunità efficienti dal punto di vista energetico. Lavorando con un'ampia gamma di partecipanti che comprendono aziende di tecnologia, energia ed edilizia, autorità locali, manager e proprietari di edifici, il team di IREEN spera di estendere il concetto di case energeticamente positive (cioè case che generano più energia di quanta ne consumino) a zone più grandi, gettando le basi per città intelligenti dal punto di vista energetico. Altri progetti stanno lavorando più in basso nella catena energetica sui modi di risparmiare energia all'interno di singole abitazioni ed edifici. I ricercatori dell'iniziativa SEEDS ("Self-Learning Energy-Efficient Buildings and Open Spaces"), per esempio, stanno usando i progressi dei metodi di auto-apprendimento, la tecnologia di sensori wireless e la tecnologia di costruzione per sviluppare un nuovo sistema di gestione dell'energia che permetterà agli edifici di imparare continuamente a mantenere il benessere dell'utente minimizzando allo stesso tempo il consumo di energie e le emissioni di CO2. Questa tecnologia sarà testata in uffici e parcheggi in Spagna e in un campus universitario in Norvegia. Nel frattempo, nel progetto S4EeB ("Sounds for Energy Efficient Buildings"), i ricercatori stanno usando in modo innovativo i sensori per determinare l'occupazione di un edificio in modo che il riscaldamento, l'aria condizionata, la ventilazione, l'illuminazione e altri sistemi possano essere automaticamente regolati. Oltre agli edifici, grandi guadagni di efficienza energetica sono possibili anche attraverso l'implementazione di soluzioni TIC in molti settori dall'industria e il commercio al trasporto. Il progetto http://195.251.232.93/esave/ (e-SAVE) ("Energy Efficiency in the Supply Chain through Collaboration, Advanced Decision Support and Automatic Sensing"), per esempio, contribuisce allo sviluppo di catene di approvvigionamento efficienti dal punto di vista energetico fornendo strumenti per aiutare le aziende a monitorare, gestire e condividere l'uso dell'energia e i dati sull'impronta del carbonio in modo da coadiuvare le decisioni riguardo la catena di approvvigionamento. Nel settore automobilistico, il progetto NoWaste ("Engine Waste Heat Recovery and Re-Use") sta sviluppando un sistema di recupero e riutilizzo del calore del motore che promette di migliorare l'uso dell'energia di ben il 15%. Singolarmente, queste iniziative finanziate dall'UE e molte altre simili promettono di avere un grande impatto sull'efficienza energetica. Insieme, queste tecnologie emergenti aiuteranno l'Europa a ridurre la domanda di energia, integrare più fonti rinnovabili, costi più contenuti per i consumatori, creare nuovi posti di lavoro e nuovi mercati e migliorare la sicurezza e la sostenibilità della fornitura di energia. I progetti presentati in questo articolo sono stati sostenuti dal Settimo programma quadro (7° PQ) per la ricerca. (1) Comunicazione, "Smart Grids: from innovation to deployment", COM:2011 202 def. Link utili: - 7° PQ su CORDIS - Energy efficiency su EUROPA - Scheda informativa del progetto SmartGrids ERA-Net su CORDIS - Scheda informativa del progetto IoE su CORDIS - Scheda informativa del progetto FINSENY su CORDIS - Scheda informativa del progetto INTEGRIS su CORDIS - Scheda informativa del progetto IREEN su CORDIS - Scheda informativa del progetto SEEDS su CORDIS - Scheda informativa del progetto S4EeB su CORDIS - Scheda informativa del progetto e-SAVE su CORDIS - Scheda informativa del progetto NoWaste su CORDIS