La porta d’ingresso si apre, le luci si accendono in corridoio, la playlist preferita parte e il soggiorno prende vita con una musica rilassante. Per non rovinare l’atmosfera, il robot aspirapolvere termina il suo giro e torna alla stazione di ricarica. Proprio in quel momento suona il campanello: un servizio di consegna porta la spesa. Già al mattino, il frigorifero ha registrato da solo cosa manca e lo ha ordinato autonomamente al supermercato. Ottimo! In casa ci sono di nuovo burro, formaggio e latte. Sono le 19:15, l’impianto audio passa automaticamente al programma radiofonico. La voce familiare del moderatore risuona dagli altoparlanti. È il momento di rilassarsi. Il dimmer riduce progressivamente la luminosità da solo e piano piano si lascia spazio al riposo.
In futuro vivremo in una casa ottimizzata digitalmente e collegata in rete in cui tutto, o quasi, funziona come per magia. Questa è la visione conosciuta con il termine «Smart Home» che ha già spinto alcune persone a chiedersi: «Non è forse un espediente inutile senza alcun valore aggiunto?» La risposta onesta a questa domanda è: «Dipende». Potrebbe essere interessante anche per gli scettici se una Smart Home di questo tipo contribuisse a ottimizzare l’utilizzo di energia. In altre parole, quando apparecchi di consumo come riscaldamento, impianto di climatizzazione, auto elettriche, lavatrici, lavastoviglie o asciugatrici sono collegati tra loro attraverso una rete elettrica intelligente e un sistema di gestione dell’energia. In questo modo, l’auto elettrica potrebbe ricaricare la propria batteria o il riscaldamento potrebbe generare acqua calda proprio quando è disponibile molta elettricità e, pertanto, a buon mercato. In futuro, l’utilizzazione di energia elettrica sarà quindi ancora più strettamente legata alla generazione di energia elettrica, ad esempio con un impianto solare sul proprio tetto. Questo comportamento di consumo, che si adatta alla produzione, non solo pesa meno in tasca, ma aiuta anche a evitare congestioni nella rete elettrica. Per raggiungere l’obiettivo dello zero netto, ovvero ridurre le emissioni di CO2 entro il 2050, si promuove l’ampliamento degli impianti solari e delle stazioni di ricarica elettrica. Combinando più strettamente l’utilizzazione e la produzione di energia elettrica, l’ampliamento della rete può essere minimizzato e ottimizzato. L’ampliamento della rete non viene effettuato in quanto riserva, il che implica a sua volta costi inferiori per tutti.
Infinite possibilità ...
Il nostro fabbisogno di corrente elettrica cambia rapidamente. Lo scenario di riferimento per la Svizzera del Consiglio federale prevede un aumento dell’utilizzazione di energia elettrica dai 58 terrawattora attuali a 61-74 terrawattora, a seconda dello scenario. La rete elettrica del futuro non funzionerà più a senso unico: i consumatori diventano sempre più spesso produttori di energia elettrica. La rete potrebbe essere dotata di sistemi di automazione e, grazie ai servizi cloud e all’Internet of Things (IoT), controllare tutti i dispositivi ad essa collegati, rendendo di fatto la rete un computer abilitato a Internet. L’impianto solare sul tetto è integrato nel sistema elettrico intelligente del consumatore; la cui elettricità solare può ora essere consumata direttamente sul posto o accumulata per il futuro. Ad esempio, nella batteria dell’auto elettrica collegata al garage. Ma cosa succede in una giornata estremamente soleggiata, quando la produzione funziona a pieno ritmo e tutti gli impianti di accumulazione sono completamente carichi? Nessun problema: ci pensa la rete intelligente! L’elettricità eccedente viene immessa nella rete di distribuzione locale. Può essere utilizzata, ad esempio, dai vicini che si sono uniti per formare una comunità di consumatori, oppure può essere acquistata da una società elettrica che poi la commercializza. Consumare elettricità, accumularla e reimmetterla in rete: tutto è perfettamente temporizzato, completamente automatizzato ed economicamente vantaggioso. Una situazione vantaggiosa per i clienti dell’elettricità e i gestori di rete.
Per il momento, il fattore decisivo sarà l’andamento dei prezzi di apparecchi, impianti solari, unità di accumulazione e apparecchi di comando intelligenti.
Thomas Conrad, Eniwa SA
… e quasi altrettante sfide
Affinché la visione di una casa e una rete (Smart Grid) intelligenti si concretizzi, sono necessari smart meter (contatore intelligente) e apparecchi di comando intelligenti, in modo che sia i «prosumer» (consumatori finali che producono anche elettricità) che i gestori di rete possano visualizzare e influenzare le informazioni e i dati necessari sulla produzione e sul consumo in qualsiasi momento. I dati supplementari offrono l’opportunità di rendere l’approvvigionamento elettrico più affidabile ed efficiente. Ci sono alcuni ostacoli da superare prima della concretizzazione. «Per il momento, il fattore decisivo sarà l’andamento dei prezzi di apparecchi, impianti solari, unità di accumulazione e apparecchi di comando intelligenti», afferma Thomas Conrad, responsabile Asset Management presso il gestore della rete di distribuzione Eniwa ad Aarau. Dopotutto, tali investimenti dovrebbero essere vantaggiosi anche dal punto di vista finanziario per il proprietario dell’abitazione e per il gestore di rete. «In alcune ambiti, come ad esempio nell’implementazione di apparecchi di comando intelligenti in combinazione con la comunicazione in tempo reale, non è ancora il caso. Tuttavia, la fusione o la cosiddetta convergenza di rete tra la rete elettrica e la rete di comunicazione è una base importante per il funzionamento dello scambio intelligente tra gestori di rete e prosumer».
Il successo di questi modelli non è riconducibile solo ai prezzi degli apparecchi intelligenti, ma anche al modello tariffario statico (le tariffe dell’energia per i clienti finali sono fisse, a differenza di quelle della borsa elettrica, che subiscono fluttuazioni orarie). Oggi il consumatore finale non può approfittare delle differenze di prezzo a breve termine. In futuro, tuttavia, la lavatrice si avvierà automaticamente proprio quando il prezzo dell’energia elettrica è basso e l’elettricità solare disponibile in un’unità di accumulazione sarà immessa nel momento in cui è economicamente conveniente. Senza informazioni orarie sulla domanda di elettricità, sui livelli di accumulazione, sulla generazione di energia elettrica e, in base a queste, sui prezzi orari dell’energia elettrica, un sistema del genere non funziona. La rete elettrica dovrà quindi essere integrata da una rete di informazione e da prezzi flessibili. «Oggi, per dirla in modo un po’ esagerato, leggiamo i contatori elettrici delle economie domestiche una volta all’anno. In futuro, grazie all’installazione su tutto il territorio nazionale di contatori elettrici intelligenti (smart meter), riceveremo i dati di consumo e di generazione con maggiore risoluzione e continuità», afferma Conrad.
In futuro i prosumer, i gestori delle reti di distribuzione e i fornitori di energia elettrica dovranno considerare un’enorme quantità di dati. Utilizzare questi dati in modo produttivo rappresenterà una delle grandi sfide e richiede una base giuridica per la loro raccolta ed elaborazione. «Sulla base di ciò, i fornitori di energia elettrica ottimizzeranno il proprio approvvigionamento di elettricità e i gestori di rete ottimizzeranno la gestione delle congestioni e i propri compiti nell’ambito dello sviluppo strategico e a lungo termine della rete. Una gestione efficiente ed efficace dei dati diventerà sempre più importante per molti ambiti», sostiene Conrad.
Quindi una casa è intelligente solo se l’infrastruttura necessaria, la rete elettrica, sta al passo con la digitalizzazione e la trasformazione del sistema energetico. Per scoprire come Smart Home, Smart Grid e la rete di trasmissione gestita da Swissgrid sono collegate tra loro, vi invitiamo a leggere i prossimi post della serie «La nostra rete» pubblicata sul nostro blog.
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