Impatto delle energie rinnovabili e delle micro-reti sulle economie mondiali

Il nuovo modello energetico richiede l'ammodernamento delle infrastrutture elettriche, la modifica dell'architettura delle reti energetiche e l'introduzione di nuove apparecchiature e di nuove politiche.

Tutto ciò è necessario per gestire in modo adeguato le differenti modalità utilizzate dalle fonti di energia rinnovabile per generare l'elettricità.

Ovviamente, i nuovi generatori energia pulita non sono da intendersi come una sostituzione diretta delle centrali elettriche tradizionali alimentate con combustibili fossili. Al contrario, il nuovo modello prevede la diversità delle fonti energetiche – quindi non solamente sole e vento, ma anche energia di tipo geotermico e idroelettrico, compresa quella prodotta dalle maree – e un'architettura più distribuita. Quindi ci saranno sicuramente più generatori caratterizzati da una capacità, in termini di MW, inferiore a quella delle centrali elettriche alimentate a carbone o a gas e che alimenteranno la rete in un numero maggiore di punti.

Oltre a ciò, la rete sarà caratterizzata dalla presenza di una grande quantità di energia immagazzinata distribuita, spesso abbinata con i generatori oppure stoccata nelle installazioni di tipo “behind the meter” (ovvero residenziali).

Incremento della capacità totale

In ultima analisi, la capacità totale deve superare quella delle reti alimentate in maniera tradizionale. Si tratta di un aspetto di fondamentale importanza, poiché la domanda mondiale di elettricità aumenta con la decarbonizzazione. Un numero via via maggiore di asset, in precedenza alimentati con combustibili tradizionali – veicoli, bus, aerei e altre applicazioni che utilizzano motori a combustione di tipo stazionario – ha subito un processo di elettrificazione allo scopo di aumentare l'efficienza riducendo nel contempo le emissioni.

Il comparto industriale, da canto suo, ha già reagito con piani senza dubbio ambiziosi finalizzati appunto all'incremento della capacità. La compagnia elettrica spagnola Iberdrola ha completato l'impianto di Núñez de Balboa (nella regione dell'Estremadura) ed è riuscita a renderlo operativo nonostante gli effetti della pandemia provocata da COVID-19. Si tratta del più grande impianto fotovoltaico in Europa, con una capacità installata di 500 MW, in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di 250.000 persone e di eliminare 250.000 tonnellate di emissioni di anidride carbonica all'anno.

Oltre a ciò è necessario adottare nuove politiche per la generazione localizzata che consentano a organizzazioni private e singoli individui di creare micro-reti auto-alimentate. Questi soggetti potrebbero così immagazzinare e utilizzare la loro elettricità e immettere in rete la potenza in eccesso in cambio del pagamento di una tariffa. Tutto ciò preservando comunque la flessibilità necessaria per prelevare la potenza dalla rete quando l'uscita del generatore è ridotta e di disconnettersi dalla rete a scopo di protezione nel momento in cui si dovessero verificare disturbi sulla rete. Grazie a quest'ultima possibilità e alla capacità di agire in maniera autonoma, queste micro-reti forniscono un valido contributo alla stabilità della rete centralizzata, oltre a garantire l'accesso a una potenza stabile da utilizzare localmente. Aziende e gruppi di professionisti sono già all'opera per progettare e realizzare micro-reti destinate sia ad aziende sia a privati.




Una rete più resiliente

In considerazione del fatto che l'attuale rete di distribuzione dell'energia elettrica è abbastanza obsoleta, le interruzioni di corrente si verificano molto probabilmente con una frequenza superiore a quella che viene comunemente percepita. Brevi periodi di interruzione dell'energia elettrica sono frequenti e durano parecchi minuti: questa situazione è stata rilevata da molti di coloro che operano nell'ambito IT ed è frutto dell'osservazione del numero di volte in cui è necessario far intervenire gli UPS per fornire l'alimentazione di backup. L'adozione del nuovo modello comporta quindi l'apporto di modifiche sostanziali all'infrastruttura, che a sua volta dà l'opportunità di rinnovare alcuni asset ormai obsoleti. A causa della loro intrinseca imprevedibilità, le fonti di energia rinnovabile richiedono fonti di potenza di backup affidabili che devono essere integrate nella rete stessa. Grazie a un approccio di questo tipo è possibile garantire una maggiore resilienza contro le interruzioni di corrente.

Risolvere i problemi di sicurezza

Anche se l'opportunità, in realtà senza precedenti, di una transizione verso una rete sempre più ecologica è decisamente interessante, non bisogna dimenticare che le nuove generazioni di apparecchiature devono soddisfare standard consolidati relativi alle risorse connesse alla rete. La sicurezza riveste un ruolo di fondamentale importanza e le batterie a ioni di litio hanno evidenziato alcune lacune sotto questo aspetto. Guasti alle batterie hanno provocato incendi in dispositivi come personal computer e anche in alcuni veicoli elettrici. Per questo motivo è necessario garantire la massima sicurezza, che può essere ottenuta da una combinazione tra nuove regole sulla sicurezza antincendio, come quelle contenute nello standard UL9540A), e architetture avanzate per le batterie progettate sin dall'inizio per garantire la conformità a questi nuovi standard.

Nel breve periodo si dovrà continuare a convivere con i blackout, come quello che si è verificato in California durante l'estate del 2020, attribuito alla rapida dismissione delle fonti di energia tradizionale non compensata da un'adeguata sostituzione con fonti di energia rinnovabile. In un futuro un po' più lontano, gli aggiornamenti che verranno apportati in termini di architettura e di infrastruttura e l'introduzione di nuove politiche energetiche saranno le basi che consentiranno di avere una rete più stabile, pulita e soprattutto sostenibile.

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