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Le tecnologie digitali per il settore energetico

Nei prossimi decenni le tecnologie digitali renderanno i sistemi energetici più connessi, intelligenti, efficienti e sostenibili. Lo confermano numerose evidenze e studi. Secondo un recente rapporto dell’International Energy Agency (IEA) la digitalizzazione sta annullando i confini tra domanda e offerta. Il settore elettrico e le smart grid sono al centro di questa trasformazione. In un futuro molto ravvicinato i sistemi energetici digitalizzati saranno in grado di identificare i soggetti che necessitano energia e di farla arrivare al posto giusto, nel momento giusto e al prezzo più basso. Una nuova ondata di innovazione tecnologica sta trasformando in modo irreversibile lo scenario energetico.

Smart meter

Gli smart meter sono l’avamposto tecnologico di questa trasformazione digitale. Secondo la società di ricerca Wood Mackenzie, il numero di contatori intelligenti nel mondo è destinato ad aumentare esponenzialmente nei prossimi 5 anni, passando dalle attuali 665 milioni di unità a oltre 1,2 miliardi. Grazie agli smart meter i consumatori possono adattare i loro consumi ai diversi prezzi energetici durante il giorno, rispondendo alle mutate condizioni di mercato e risparmiando denaro. I contatori intelligenti sono un pilastro fondamentale della strategia europea per l’efficienza energetica. L’Unione Europea intende sostituire almeno l’80% dei contatori di elettricità con smart meter entro il 2020, riducendo le emissioni fino al 9% e abbattendo il consumo annuale di energia di famiglie e imprese.

IoT

La convergenza tra smart meter, smart city e flussi di dati permette alle tecnologie IoT, in rapida diffusione, di mantenere l’equilibrio tra le fonti di approvvigionamento di energia e il loro carico. Il più recente rapporto dell’International Energy Agency evidenzia che apparecchi, elettrodomestici e automobili sono sempre più interconnessi e più numerosi. Il numero di dispositivi IoT collegati in rete dovrebbe superare i 20 miliardi entro il 2020. Grazie all’IoT è possibile monitorare da remoto la distribuzione e l’accumulo di energia, permettendoti così di ottimizzare i consumi. Uno studio recente condotto su 230 aziende industriali evidenzia che la digitalizzazione – sfruttando l’Internet of Things – porta a un risparmio medio del 24% sui consumi di energia.

Big Data

Già oggi la raccolta dei dati provenienti da fonti diverse, la loro aggregazione ed elaborazione consente di ottimizzare i servizi in base alla domanda reale degli utenti. L’autentica rivoluzione Big Data nel settore elettrico potrà però compiersi con una diffusione capillare dei contatori di ultima generazione, in grado di disaggregare il dato per singola fonte di consumo e restituirlo in tempo reale. Software avanzati possono creare nuove opportunità di business legate alla condivisione dei dati e ai risultati delle elaborazioni numeriche. L’utilizzo di modelli predittivi, il monitoraggio dell’efficienza e della produzione energetica, il miglioramento dell’asset management saranno ulteriormente abilitati dall’adozione di strumenti di Big Data Analytics. 

Cybersecurity

I big player concordano sul fatto che la cybersecurity è una dimensione irrinunciabile per il business dell’energia e per la sicurezza nazionale. Nel settore elettrico i dati generati nei sistemi embedded, creati da dispositivi machine-to-machine e IoT sono in crescita esponenziale. Le unità IoT installate globalmente nelle utilities e nelle infrastrutture critiche sono cresciute esponenzialmente e con esse gli attacchi informatici. Senza adeguate misure di cybersecurity, può essere violato l’accesso ai sistemi, con possibili interruzioni dell’alimentazione e con effetti a cascata sui sistemi interconnessi e sui servizi energetici. In attesa di un’armonizzazione normativa a livello europeo e internazionale, emerge l’importanza di trattare la sicurezza informatica in forma multidisciplinare. Nel settore energetico vanno prese in considerazione le best practice nelle diverse aree della tecnologia dell’informazione, della rete, dell’automazione e del controllo di sistemi complessi.

Blockchain

La blockchain (tecnologia derivante dal mondo delle criptovalute con cui è possibile scambiare valore su internet con transazioni sicure) sembra destinata ad avere impatto fondamentale sul mercato dell’energia tra reti intelligenti, smart meter, accumulatori, veicoli elettrici e dispositivi connessi. I cosiddetti “smart contract”, basati sulla tecnologia blockchain, troveranno spazio nella stipula dei contratti relativi alla movimentazione, alla gestione e allo sfruttamento delle risorse energetiche. La blockchain riduce drasticamente i costi delle transazioni commerciali. In questo modo è possibile commercializzare anche ridotti quantitativi energetici. La blockchain si candida a controllare la crescente decentralizzazione e fluttuazione della produzione di energia, scenario in cui i singoli componenti di un sistema energetico devono essere connessi in reti intelligenti intersettoriali.

Cloud

Oggi il Cloud è un modello operativo efficiente, utile per la gestione infrastrutture, utilities e aziende energetiche. Enel, ad esempio, a partire dal 2015 ha spostato progressivamente sul cloud tutti i servizi informatici. In generale la connettività wireless, lo scambio bidirezionale delle informazioni, sensori e dispositivi intelligenti, dagli elettrodomestici alle batterie per l’accumulo fotovoltaico, stanno incrementando i servizi energetici su cloud destinati a gestire una quantità crescente di dati. Al centro delle nuove piattaforme ci sono dati e informazioni. In ambito energetico il terabyte è destinato a diventare più importante del kWh. Il modello centralizzato di pochi grandi produttori di elettricità e moltissimi consumatori, sarà rimpiazzato progressivamente da un modello intelligente con flussi bidirezionali di energia.

Edge Computing

L’Edge Computing è una modalità di erogazione di servizi analoghi a quelli del cloud computing, ma con potenza di elaborazione decentrata. Anziché affidarsi a grandi datacenter sparsi per il mondo, le richieste dell’edge computing sono eseguite da dispositivi IoT posti in vicinanza della fonte dei dati o della richiesta. Pensiamo al passaggio alle energie rinnovabili. Invece di pochi generatori centralizzati di grandi dimensioni, un ampio numero di generatori di energia più piccoli e decentralizzati saranno collegati agli impianti di stoccaggio e presso gli utenti finali. L’obiettivo è quello di mantenere più stabili ed efficienti le reti elettriche, attraverso un controllo intelligente del carico. Ci si aspetta che l’edge computing permetta di acquisire, memorizzare ed elaborare le grandi quantità di dati generati nel più breve tempo possibile.