Smart Grid e produzione distribuita dell’energia elettrica

Si moltiplicano le iniziative per agevolare il risparmio energetico e la produzione in loco di energia elettrica: come adeguare ai nuovi contesti organizzativi il servizio di manutenzione?

  • Settembre 8, 2017
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    Smart Grid e produzione distribuita dell’energia elettrica

Prendendo a riferimento la sola Emilia Romagna, regione in cui vivo, sono state recentemente attivate due iniziative per sostenere il risparmio energetico delle imprese e la loro capacità di autoproduzione di energia da fonti rinnovabili: il fondo Energia e il fondo Starter.

Il fondo Energia ha una dotazione di 36 milioni di euro. Ammette finanziamenti compresi fa 25.000 e 500.000 euro per ristrutturazione di immobili e macchinari, acquisto di nuove attrezzature, acquisizione di software e consulenze. Poi concede anche un contributo a fondo perduto fino al 12,5% della quota di risorse pubbliche, per spese tecniche di diagnosi energetica, studi di fattibilità e progetto di investimento.

Il fondo Starter, invece, ha una dotazione di 11 milioni di euro con finanziamenti che vanno da 20.000 a 300.000 euro. Entrambi i finanziamenti sono per circa il 70% a tasso zero.

Se a ciò aggiungiamo gli incentivi governativi destinati alle imprese che investono nella Industria 4.0, è facile immaginare come la strada per le Reti Intelligenti sia sempre più facile da percorrere.

Agli investimenti prevedibili per le industrie, si aggiungono gli investimenti privati delle utenze domestiche e/o residenziali, per cui si può ipotizzare che i prossimi dieci anni cambieranno radicalmente il volto della produzione e della distribuzione elettrica.

Relativamente alla micro-produzione elettrica, evidenziamo anche un importante aspetto sociale, come elemento che svilupperà nuove forme di partecipazione e condivisione nei confronti di un bene comune come l’elettricità indispensabile per lo sviluppo e la maturazione della nostra società. L’Elettricità infatti, con l’acqua, l’aria e il cibo, è fra i fattori di consumo che possiamo inserire fra i bisogni primari dell’uomo.

Nelle città la produzione elettrica potrebbe coinvolgere anche nuove socialità fra i condomini che affiancano al positivo impatto economico e ambientale anche un rafforzamento dell’aspetto socio-relazionale, valorizzando così pienamente il concetto di abitare cooperativo (Gianluca Cristoforetti et alt, Human Revolution: Quarta rivoluzione industriale e innovazione sociale, 2017).

La stessa Industria 4.0, parimenti, lungi dall’essere semplicemente il frutto delle tecnologie, è un programma di «industrializzazione sociale», una fabbrica radicata nel territorio come spazio di relazioni, di cooperazione, di consumo (Annalisa Magone et alt, Industria 4.0: Uomini e macchine nella fabbrica digitale, 2015).

Riguardo alla Energia Elettrica, da una produzione concentrata su pochi impianti distribuiti nel territorio, caratterizzata da pochi produttori e molti consumatori, si arriverà ad una produzione fortemente localizzata e connessa da una Smart Grid. Lasciando alle spalle tutti gli inconvenienti che la produzione concentrata comporta: dalla imperfetta gestione dei picchi, alla occorrenza di eventuali black-out.

Oggi, infatti, ed è una tendenza in crescita, ciascun consumatore può potenzialmente diventare anche produttore, con l’installazione di pannelli solari, o di altro genere di impianti per produrre energia da fonti rinnovabili, direttamente nei pressi della propria abitazione.

E questo vale sia per l’utenza residenziale e anche a maggior ragione per le imprese.

La rete nazionale, quindi trasporterà sia l’energia proveniente da grandi impianti sia quella generata da tanti piccoli produttori.

Se si esclude l’idroelettrico, l’intermittenza tipica della produzione energetica da fonti rinnovabili, sarà compensata dal numero molto elevato di produttori che permetterà una gestione ottimale del fattore di contemporaneità di utilizzo.

La Rete Intelligente (smart grid) che dovrà supportare tutte queste fonti numerose e variabili, avrà poi la flessibilità e l’intelligenza per gestire in modo efficiente l’intera rete elettrica ridistribuendo in tempo reale surplus e carenze, facendo ricorso a Big Data sia per il bilanciamento dei carichi sia per l’impiego in tempo reale delle fonti più economiche a livello puntuale.

La Smart Grid eliminerà sul nascere eventuali picchi di consumo e renderà meno probabili eventuali black-out, che nella nostra società connessa sono fonte di sempre maggiori disagi, correggendo in tempo reale qualsiasi deriva.

La maggiore articolazione della rete elettrica futura garantirà una affidabilità intrinseca molto superiore a quella ottenibile oggi con le produzioni elettriche prevalentemente concentrate in grandi impianti.

Da un altro lato però si complicherà il lavoro di manutenzione e di sorveglianza degli impianti, a causa della molto maggiore dispersione sul territorio.

Per la sorveglianza ci verrà in aiuto la IoT (l’internet delle cose) che con i suoi sensori e dispositivi distribuiti lungo tutta la rete, permetterà di rilevare con sufficiente anticipo derive, malfunzionamenti e guasti, e l’avvio di procedure per isolare il problema garantendo una buona Fault Tolerance su tutta la rete.

Ma per le azioni fisiche di manutenzione, che siano riparatorie, preventive o migliorative, è necessario mettere a punto una organizzazione che ancora non c’è o non è sufficientemente sviluppata.

Intanto ci dovranno essere delle modalità standard per adeguare nel tempo la rete, in modo che la migliorativa sia gestibile al tempo stesso dai numerosi singoli piccoli proprietari dei generatori, e dai pochi enti che cureranno le reti di distribuzione.

Poi ci dovrà essere a livello provinciale o urbano, una struttura che intervenga con tempestività per il ripristino dei guasti e il mantenimento della continuità del servizio sia che venga consumato in loco o distribuito dalla Smart Grid.

Infine, ed è la parte più complessa da attuare, mettere in campo degli automi che siano in grado di interpretare l’enorme mole di dati proveniente da Big Data e di stabilire sulla base di questi e della consistenza impiantistica dei vari e numerosissimi siti, un piano di prevenzione atto a ridurre le probabilità di guasto, perlomeno sulle parti soggette ad usura da parte dei carichi o del tempo.

La crescente disponibilità di accumulatori, a causa dell’effetto tampone che eserciteranno sulle micro-installazioni a carattere di produzione intermittente, permetterà di ricorrere il meno possibile all’assistenza degli altri nodi della rete, riducendo gli sprechi energetici. Ma gli accumulatori date le loro caratteristiche meccaniche ed elettriche, aumenteranno in modo significativo i fabbisogni di manutenzione in particolare per la preventiva e per le azioni riparatorie.

Se da un lato con le Smart Grid e la produzione distribuita si prevede diminuiranno drammaticamente i costi di produzione dell’energia elettrica, da un altro lato aumenteranno i costi di manutenzione che si tradurranno indirettamente in molti nuovi posti di lavoro (in media i due terzi dei costi di manutenzione sono rappresentati da manodopera).

D’altro canto nella manutenzione così come nella prototipazione, l’apporto umano è molto vantaggioso perché si richiedono ancora abilità artigianali, anche nelle più avanzate e tecnologiche aziende della manifattura 4.0 (Annalisa Magone et alt, Industria 4.0: Uomini e macchine nella fabbrica digitale, 2015).

 

Maurizio Cattaneo
Coordinatore Regionale Emilia-Romagna e Umbria A.I.MAN.