Per ottenere un futuro di abbondanza energetica, dobbiamo semplificare la generazione, la trasmissione e il consumo di elettricità, il che implica la decentralizzazione della rete
La rete elettrica, una vasta e intricata rete di fili e centrali elettriche, è cruciale per la nostra economia e sostiene la nostra potenza industriale. Man mano che avanziamo nel futuro, le nostre esigenze di elettricità sono destinate a raddoppiare quasi entro il 2040, spinte da fattori come l’intelligenza artificiale, il reshoring e l’elettrificazione.
Tuttavia, l’attuale infrastruttura della rete fatica a tenere il passo. Per raggiungere un futuro di abbondanza energetica, dobbiamo semplificare la generazione, la trasmissione e il consumo di elettricità, il che implica la decentralizzazione della rete.
La necessità di decentralizzazione
Sfide delle centrali elettriche centralizzate
Costruire grandi centrali elettriche e lunghe linee elettriche sta diventando sempre più gravoso. Fortunatamente, tecnologie come l’energia solare, le batterie e i reattori nucleari avanzati presentano nuove opportunità.
Queste tecnologie “locali” possono bypassare la necessità di costosi cablaggi a lunga distanza e possono essere collocate direttamente in loco per supportare la crescita significativa della domanda nei prossimi decenni.
Transizione a reti distribuite
Storicamente, l’espansione industriale si basava su grandi centrali elettriche centralizzate. Tuttavia, il XXI secolo segna una transizione verso fonti energetiche decentralizzate e intermittenti. Stiamo passando da un modello “a raggiera” a una rete più distribuita. Questa evoluzione porta nuove sfide, richiedendo soluzioni innovative per colmare il divario.
Problemi crescenti della rete elettrica
Struttura della rete elettrica in Italia
La rete elettrica italiana è composta da una serie di interconnessioni che collegano diverse aree del paese e l’Europa. La gestione della rete è affidata a Terna, che coordina la trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica sull’intero territorio nazionale.
Terna sovrintende sia alla pianificazione che alla manutenzione dell’infrastruttura, assicurando che la distribuzione dell’energia avvenga in maniera efficiente e affidabile. Le utilities locali, come Enel, Eni, A2A, Hera e altri fornitori, si occupano della generazione e della distribuzione effettiva dell’energia ai consumatori finali.
Sebbene questa struttura abbia funzionato bene durante periodi di bassa crescita della domanda, espandere l’infrastruttura della rete per soddisfare la domanda attuale sta diventando sempre più impegnativo e costoso.
Problemi di connessione e code di interconnessione
Gli operatori della rete utilizzano code di interconnessione per gestire i nuovi collegamenti di asset energetici, valutando se la rete può supportare l’energia aggiuntiva in quel punto senza squilibri e determinando i costi degli aggiornamenti necessari.
Attualmente, migliaia di megawatt (MW) sono in attesa di connessione, con numerosi progetti che sono entrati nelle code di interconnessione solo negli ultimi anni. Questo è significativo, considerando che l’intera rete elettrica italiana ha una capacità di generazione installata di circa 120 GW.
Tuttavia, molti progetti si ritirano dopo aver affrontato i costi della connessione alla rete. Storicamente, solo una piccola percentuale dei progetti in coda si è concretizzata, spesso richiedendo oltre cinque anni dopo l’applicazione per connettersi finalmente, e questi tempi sono in aumento.
Gli sviluppatori presentano frequentemente più proposte speculative per identificare il punto di interconnessione meno costoso, poi ritirano quelle sfavorevoli dopo aver conosciuto i costi, complicando gli studi di fattibilità.
A causa di questo aumento delle applicazioni, Terna è stata costretta a rivedere le proprie procedure per gestire al meglio le richieste.
Affrontare il limite di velocità e il fattore di costo
Un limite di velocità critico e un fattore di costo nella nostra transizione energetica è l’arretrato nello sviluppo della rete. Per soddisfare una crescita elevata della domanda entro il 2035, la trasmissione all’interno delle regioni per integrare nuovi asset deve aumentare significativamente.
Anche le proiezioni più ottimistiche stimano una crescita sostanziale per la rete italiana.
Riforme proposte
Per alleviare l’arretrato nella realizzazione delle infrastrutture energetiche in Italia, sono necessarie riforme mirate a facilitare l’approvazione e la connessione rapida dei nuovi progetti. Un approccio “connect and manage”, simile a quello utilizzato, ad esempio, dal Consiglio di Affidabilità Elettrica del Texas (ERCOT), potrebbe essere implementato anche in Italia.
Questo metodo permetterebbe connessioni più rapide dei nuovi asset energetici, disconnettendo però i progetti che potrebbero compromettere l’affidabilità della rete. Sebbene queste politiche rappresentino un progresso significativo, è fondamentale snellire ulteriormente altre normative per accelerare la costruzione delle infrastrutture.
Ostacoli della catena di fornitura
Anche se i progetti vengono approvati, la costruzione delle infrastrutture della rete elettrica italiana affronta numerosi ostacoli nella catena di fornitura.
Tra questi, i tempi di consegna dei componenti critici superano spesso i 12 mesi e i prezzi dei grandi trasformatori di potenza sono aumentati notevolmente, aggravati da una carenza di acciaio specializzato.
Raggiungere gli obiettivi di produzione di trasformatori dipende anche dal supporto all’industria dell’acciaio elettrico, soprattutto in vista dei nuovi standard di efficienza previsti per i prossimi anni.
Inoltre, tutto ciò avviene in un momento in cui le interruzioni della rete, prevalentemente legate a eventi climatici estremi, sono al massimo storico, richiedendo quindi un frequente aggiornamento e sostituzione dell’hardware.
Risolvere questi ostacoli è essenziale per garantire una transizione energetica sicura e affidabile, migliorando la resilienza della rete elettrica italiana.
Aumento dei costi di distribuzione dell’elettricità
Riforme dei costi e il loro impatto
In definitiva, le riforme dei costi nella costruzione dell’infrastruttura della rete si manifestano in prezzi più alti per i consumatori.
Il “prezzo al dettaglio” che i consumatori pagano è una combinazione dei prezzi all’ingrosso (costi di generazione) e delle tariffe di distribuzione (il costo dell’infrastruttura necessaria per trasportare quella elettricità fino a te).
Mentre il prezzo per generare elettricità è diminuito con le rinnovabili economiche e il gas naturale, il prezzo per distribuirla è aumentato di gran lunga.
Fattori che contribuiscono ai costi di distribuzione
Diversi fattori contribuiscono all’aumento dei costi di distribuzione. Le utility utilizzano le tariffe di distribuzione per compensare le perdite derivanti dall’energia generata dai clienti, cercando di garantire entrate dagli investimenti in infrastrutture a rendimento fisso.
Lo sviluppo delle energie rinnovabili richiede l’estensione delle linee elettriche in aree remote, e queste linee sono meno utilizzate a causa dell’intermittenza.
Inoltre, l’infrastruttura progettata per la domanda di picco diventa inefficiente e costosa man mano che la domanda diventa più volatile con una maggiore elettrificazione e auto-generazione.
Nuovi modelli di fatturazione
In Italia le utility stanno proponendo nuovi modelli di fatturazione per distribuire in modo più equo i costi di infrastruttura della rete. Un possibile modello prevede che le tariffe fisse siano basate sul livello di reddito, mentre le tariffe di utilizzo dipendano dal consumo energetico.
Questo approccio mira a far sì che i clienti con redditi più elevati coprano una parte maggiore dei costi di infrastruttura della rete, proteggendo gli individui a basso reddito dall’aumento dei prezzi dell’energia al dettaglio.
Sebbene questa specifica politica sia ancora in fase di discussione, idee simili potrebbero portare i consumatori più abbienti a considerare l’opzione di disconnettersi completamente dalla rete.
Tale defezione potrebbe comportare un aumento dei costi per chi rimane collegato alla rete, creando ulteriori sfide per la gestione e la manutenzione delle infrastrutture energetiche.
Griglie decentralizzate vs centralizzate
Le reti decentralizzate rappresentano una parte crescente del mercato, in particolare per l’energia rinnovabile. Tuttavia, le griglie decentralizzate, mentre sono generalmente affidabili, affrontano problemi con le fluttuazioni complesse della domanda e i costi fissi elevati.
Le reti decentralizzate, sebbene ancora agli inizi, sono economiche ma non garantiscono automaticamente energia affidabile.
Importanza della rete centralizzata
Per essere chiari, la rete centralizzata che abbiamo oggi non scomparirà certamente — anzi, dovrà crescere in dimensioni — ma sarà affiancata da reti di asset decentralizzati in crescita intorno ad essa.
I consumatori adotteranno sempre più la generazione e lo stoccaggio autonomi, sfidando i monopoli tradizionali dell’elettricità e spingendo per riforme regolamentari e di mercato.
Questa tendenza alla generazione autonoma raggiungerà il suo estremo nelle industrie ad alta intensità energetica che danno priorità all’affidabilità.
Tendenze chiave per il futuro
Stoccaggio di energia
Per prima cosa, dobbiamo costruire molti impianti di stoccaggio dell’energia per attenuare i picchi di carico localmente e stabilizzare la fornitura di energia intermittente attraverso la rete. Le batterie sono già critiche per brevi raffiche di potenza e, man mano che i prezzi continuano a diminuire, anche periodi più lunghi potrebbero essere coperti.
Tuttavia, scalare centinaia di gigawattora di batterie richiederà anche catene di fornitura espanse. Fortunatamente, l’economia forte probabilmente continuerà ad accelerare la distribuzione.
Asset energetici distribuiti
In secondo luogo, dobbiamo accelerare la distribuzione e l’integrazione di una rete di asset energetici distribuiti. Tutto ciò che può essere elettrificato sarà elettrificato.
Permettere a questi sistemi di interagire con i sistemi energetici domestici e su scala di rete richiederà una varietà di nuove soluzioni.
Aggregazioni di dispositivi “intelligenti”, come veicoli elettrici o termostati, potrebbero persino formare centrali elettriche virtuali che imitano il comportamento di asset energetici molto più grandi.
Il futuro della rete elettrica in Italia
Il futuro della rete elettrica in Italia risiede nello sfruttamento di nuove tecnologie e dei mercati liberi per superare le sfide nazionali, aprendo la strada a un panorama energetico più efficiente e dinamico.
Questa è una delle grandi imprese del XXI secolo, ma dobbiamo affrontare molte sfide. Man mano che il mondo cambia rapidamente, anche la rete elettrica deve evolversi.
In Italia, la transizione verso un sistema energetico sostenibile è essenziale per garantire la sicurezza energetica, la competitività economica e la protezione dell’ambiente.
Le tecnologie
Le tecnologie emergenti, come le reti intelligenti (smart grid), l’accumulo di energia e l’integrazione delle energie rinnovabili, giocano un ruolo cruciale in questa evoluzione.
I mercati liberi dell’energia offrono opportunità per promuovere l’innovazione, migliorare l’efficienza e ridurre i costi.
L’apertura del mercato energetico italiano ha già portato benefici significativi, ma c’è ancora molto da fare per superare le barriere regolamentari e infrastrutturali che ostacolano una piena integrazione delle nuove tecnologie.
L’adozione di reti intelligenti, ad esempio, può migliorare notevolmente la gestione della domanda e dell’offerta di energia, aumentando la resilienza della rete e riducendo le perdite di energia.
Gli accumuli di energia, come le batterie, possono bilanciare le fluttuazioni nella produzione di energia rinnovabile, garantendo un approvvigionamento stabile anche quando il sole non splende o il vento non soffia.
Le politiche di incentivazione per le energie rinnovabili e le tecnologie di accumulo sono fondamentali per accelerare questa transizione.
Inoltre, la collaborazione tra il governo, le imprese private e le istituzioni di ricerca può stimolare l’innovazione e portare alla creazione di soluzioni energetiche all’avanguardia.
Il futuro della rete elettrica italiana dipende dalla nostra capacità di adottare nuove tecnologie, migliorare l’efficienza e abbracciare i cambiamenti del mercato.
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