di Gianfranco Ossino, Ingegnere e Responsabile Osservatorio Aidr per la Digitalizzazione dell’Ambiente e dell’Energia

L’evoluzione tecnologica, che ha segnato i cambiamenti contrassegnando la nostra società, ha avuto come fine il miglioramento delle nostre condizioni di vita a spese di un costante aumento del fabbisogno energetico. Cambiamenti che talvolta hanno influito sui nostri comportamenti nell’utilizzo, spesso inconsapevole e per nulla parsimonioso, delle risorse in generale, il tutto con le evidenti conseguenze ambientali.

E’ mandatorio adoperarsi per produrre energia con soluzioni sostenibili e contenerne i consumi con un utilizzo efficiente e consapevole ovvero funzionale.

Sostenibilità: rinnovabili ed efficienza

La sostenibilità riveste un ruolo fondamentale e strategico, come evidenziato dal rapporto attività 2019 che il GSE (Gestore dei Servizi Energetici) ha presentato in diretta streaming i primi di maggio. Il documento contiene dati ed analisi sulle attività svolte a sostegno dello sviluppo sostenibile. Sostenibilità enunciata in apertura della presentazione dal presidente del GSE, che sottolinea il ruolo nevralgico dell’energia di un sistema complesso che include oltre gli aspetti economici anche quelli ambientali e sociali, interpretati non come un limite ma una opportunità di sviluppo secondo l’approccio integrato dei 17 obiettivi di sviluppo sostenibile dell’agenda 2030. Sviluppo richiesto oggi più che mai all’insegna della sostenibilità.

I dati del rapporto forniscono una chiara chiave di lettura i settori produzione da rinnovabili ed efficienza daranno luogo a nuovi paradigmi energetici, che segneranno la transizione energetica resa possibile dalla tecnologia digitale e da una evoluzione normativa efficace ed efficiente.

Il tema è molto vasto e riguarda la mobilità, l’industria, i servizi, il residenziale …. ovvero tutto ciò che utilizza l’energia elettrica e/o termica. Focalizziamoci sul nostro parco immobiliare, che presenta una vocazione fortemente energivora in quanto una sua cospicua percentuale è stata realizzata nel periodo del boom economico, anni 50 e 60, quando il costo del petrolio era talmente basso che non favoriva la realizzazione di immobili a basso consumo energetico. Situazione non migliorata negli anni a seguire, che hanno visto continuare a privilegiare soluzioni energivore per offrirci il comfort desiderato a discapito dell’ambiente e della nostra salute. Anche se in netto ritardo il problema è stato preso in considerazione a livello globale e sono state avviate una serie di iniziative e misure con lo scopo di sensibilizzare sul fenomeno e adoperarsi per porvi rimedio.

“L’unico watt sostenibile è il negawatt”, era lo slogan di qualche anno fa che in modo provocatorio comunicava l’utopia di azzerare i consumi ovviamente non possibile, ma è possibile adottare soluzioni che indirizzino un utilizzo efficiente e consapevole dell’energia producibile da fonti rinnovabili. Proprio su questo obiettivo, in ambito immobiliare, la normativa prevede che dal 2021 tutti gli edifici nuovi o soggetti a una ristrutturazione importante di primo livello dovranno essere a fabbisogno di energia quasi zero (nZEB – Nearly Zero Energy Building). Gli edifici nZEB sono stati introdotti dalla Direttiva Europea 31/2010/CE, seguita in Italia dal D.Lgs. 192/2005 e successivi aggiornamenti.

A riguardo l’ENEA ha istituito un apposito Osservatorio (nZEB) con l’intento di monitorare gli edifici ad alta prestazione energetica conformi alla legislazione europea e nazionale vigente. L’obbligo europeo prevede come data di inizio il 2021 ma nel nostro Paese è già obbligatorio per gli edifici pubblici e in alcune regioni che hanno voluto anticipare la data europea. L’attività di monitoraggio condotta dall’Enea è contenuta nell’ultimo rapporto dell’Osservatorio ed è relativo al triennio 2016-2018.

La realizzazione di un edificio nZEB è la combinazione di tecnologie adeguate che tengano conto del contesto: clima, tipologia d’uso, costi, comportamento. La sostenibilità della soluzione si ottiene ricorrendo ad una produzione di energia da rinnovabili ed a una utilizzazione efficiente dell’energia. L’Italia definisce un nZEB un edificio ad altissima prestazione energetica in cui il fabbisogno energetico (molto basso o quasi nullo) è coperto in misura significativa da produzione in loco di energia da fonti rinnovabili.

La produzione di energia elettrica e termica da rinnovabili oggi è resa possibile da diverse soluzioni disponibili sul mercato: fotovoltaico, microeolico, biomasse, solare termico, Impianti efficienti (HVAC) compresi teleriscaldamento e teleraffrescamento.

Tutte soluzioni che privilegiano la generazione distribuita ovvero produrre energia lì dove serve riducendone drasticamente le perdite, i costi e l’impatto ambientale, favorendo la realizzazione delle comunità energetiche. Realtà che con una idonea evoluzione normativa si potrebbero realizzare divenendo un modello da seguire ove possibile e fattibile. A riguardo è di questi giorni la notizia di un progetto per lo Stato di New York dove verrà realizzato un parco eolico per una potenza di 340MW sufficiente a soddisfare il fabbisogno di energia elettrica di circa 134.000 abitazioni.

Tante altre soluzioni in fase di sperimentazione renderanno sempre più raggiungibile la decarbonizzazione per la produzione di energia da rinnovabili, alcune tra queste:

• sorgenti di energia rinnovabile disponibili localmente, integrate con soluzioni di accumulo basati su sistemi chimici (H2) ed elettrochimici (batterie) per stoccare l’energia prodotta. Soluzione sperimentata dal progetto REMOTE finanziato dall’UE con l’installazione di sistemi ibridi di accumulo di energia in Italia, Grecia e Norvegia. Il progetto, coordinato dal Dipartimento di energia del Politecnico di Torino e condotto con diversi partner europei, è tra i finalisti dell’EUSustanable Energy Week (EUSEW)
• piattaforme galleggianti che convertono in energia elettrica l’energia delle onde, del sole e del vento. Esse rappresentano una potenziale soluzione per le comunità costiere e potrebbero contribuire alla realizzazione di parchi eolici offshore.

In tutto ciò la tecnologia digitale è un fattore abilitante all’impiego delle rinnovabili, ad esempio in ambito energia elettrica, il cui cambiamento in atto indirizza l’autoconsumo dell’energia prodotta, lo stoccaggio di quella in eccesso e la vendita limitrofa all’occorrenza. In questo scenario il “Peer to Peer” energetico con la blockchain, in particolare con gli smart contracts, potrebbe attuare una transazione energetica tra “pari”, uno scambio o una vendita del surplus energetico verso altri soggetti con le stesse caratteristiche. L’impiego della blockchain, in ambito energia, vede diversi progetti (oltre 100, cfr. e-book Aidr “Blockchain per tutti”) che impiegano la Blockchain, nello specifico un progetto di “Peer to Peer” energetico è quello di Siemens e la startup Newyorchese LO3 Energy, che vede la costituzione di una serie di microgrid, ogni microgrid fa riferimento ad un insieme di utenze elettriche gestite attraverso un unico punto di connessione con la rete pubblica di distribuzione. Il progetto blockchain prevede una soluzione di controllo delle microgrid integrata con una piattaforma di trading peer to peer. In questo modo sarà consentito ai gestori dei sistemi fotovoltaici, ubicati sui tetti delle abitazioni, di inviare alle microgrid l’energia prodotta in eccesso. In cambio i proprietari degli impianti fotovoltaici riceveranno un compenso economico gestito con modalità di pagamento digitale che utilizza la blockchain.

Altro requisito perché si abbia la sostenibilità è l’efficienza energetica, che indica la capacità di un sistema fisico di ottenere un dato risultato utilizzando meno energia rispetto ad altri sistemi detti a minor efficienza, aumentandone generalmente il rendimento e consentendo dunque un risparmio energetico ed una riduzione dei costi di esercizio. Efficienza energetica indica dunque la capacità di riuscire a “fare di più con meno”, adottando le migliori tecnologie/tecniche disponibili sul mercato e un comportamento più consapevole e responsabile verso gli usi energetici. Questo implica dunque uno sfruttamento più razionale dell’energia, eliminando sprechi dovuti al funzionamento e alla gestione non ottimale di sistemi semplici (motori, caldaie, elettrodomestici) e complessi (edifici in cui viviamo o lavoriamo, industrie, mezzi di trasporto) sia a livello locale, sia di un intero Paese (Wikipedia).

Le soluzioni per raggiungere l’efficienza energetica sono diverse: Isolamento, Vetri selettivi, Daylighting, Vetri a controllo solare, Automazione e controllo, Illuminazione, …

L’isolamento termico è sicuramente la soluzione base perché si riduca il fabbisogno termico degli immobili migliorandone l’inerzia termica, esso consentirebbe una notevole riduzione di energia sia per il riscaldamento nei periodi freddi che per il raffrescamento nei periodi caldi.

La tecnologia digitale contribuisce all’efficienza dell’energia in ogni sua fase della filiera e le sue potenzialità potrebbero trovare impiego in diverse applicazioni. Il contenimento delle perdite e la continuità di servizio lungo tutta la filiera dell’energia è anche conseguibile con una efficace ed efficiente manutenzione predittiva mediante il monitoraggio delle infrastrutture, esigenza questa molto sentita in generale e ancor più nelle realtà critiche quali l’energia. Il ricorso alla tecnologia 5G farà si che l’esigenza trovi una valida risposta impiegando sensori di rilevazione IOT ubicati in modo capillare nelle infrastrutture per monitorarle costantemente. Ciò consentirebbe di rilevare il loro stato in particolare se sollecitate da imprevedibili eventi critici, che potrebbero causarne cedimenti o comunque modificare la loro risposta con possibili ripercussioni sulle perdite e sulla continuità di servizio. L’impiego della blockchain in questo contesto, grazie alla sua facilità di scambio dati che ne velocizza l’operazione, darebbe anche come valore aggiunto la garanzia sia sull’identificazione univoca e sicura di ciascun dispositivo che del processo di gestione dei dati rilevati. Altro impiego è l’introduzione internamente agli immobili di sensori di rilevazione IOT connessi alla blockchain. Essa consentirebbe la certificazione della effettiva efficienza energetica degli immobili e in presenza di prosumer, grazie alla storicizzazione dei consumi e delle produzioni, l’effettivo rendimento energetico e quindi intervenire, ove possibile, per ridurre l’attuale vocazione energivora degli immobili.

Consumo consapevole

L’utente nella transizione energetica giocherà sempre più un ruolo proattivo conferendosi l’appellativo “smart” e sarà determinante per i nuovi scenari di business, dove la competitività sul mercato sarà caratterizzata da nuovi servizi che affiancheranno la commodity energia. La sostenibilità richiede anche un consumo energetico consapevole ovvero che l’utilizzo dell’energia avvenga in modo corretto e funzionale perché si eliminino gli sprechi e si riducano gli impatti ambientali. La diffusione di una cultura più rispettosa dell’ambiente si basa sulla consapevolezza di utilizzare le risorse in modo funzionale eliminandone gli sprechi, comportamento virtuoso perseguibile con nuovi modelli comportamentali indirizzati da strategiche politiche ambientali intraprese in sede europea e recepite in sede nazionale come le Direttive UE 2018/844 sulla prestazione energetica nell’edilizia.

In sede nazionale la diffusione di questa cultura è anche svolta da Enea con la ONG Green Cross Italia, mediante una serie di iniziative didattiche e la pubblicazione del Decalogo sul consumo intelligente. Il decalogo contiene una serie di consigli, che oltre a perseguire il nobile obiettivo ambientale, se applicati si tradurrebbero anche in un risparmio economico per le nostre spese energetiche.

Perché si faccia un utilizzo funzionale dell’energia occorre che l’utente abbia la disponibilità di una serie di informazioni riguardanti i suoi consumi, il proprio comfort, una serie di parametri rilevabili dal proprio ambiente …. Informazioni e loro successive elaborazioni, consentite dalla tecnologia digitale, in contesti di “Smart Building“ e caratterizzanti l’indicatore Smart Readiness Indicator (SRI – strumento introdotto ai sensi della delle direttiva UE 2018/844), che in estrema sintesi fornirebbe informazioni per valutare e intervenire a migliorare l’efficienza energetica dell’immobile. L’indicatore è il risultato di operazioni preventive sull’utilizzo dell’energia basate sulla iniziale rilevazione e successivo confronto dei dati relativi alla capacità di adattamento del consumo energetico e al reale fabbisogno dell’utente.

Conclusioni

La digitalizzazione è tra i protagonisti della transizione energetica e ne costituisce un fattore abilitante, secondo un approccio progettuale che vede la combinazione della tecnologia con i dati lungo tutta la loro filiera (rilevazione, storicizzazione, analisi).

Altro fattore abilitante è una consona e rapida evoluzione normativa che oltre ad indirizzare l’adozione di soluzioni sostenibili enfatizzi e promuova il ruolo determinante della digitalizzazione per la sostenibilità e per un consumo consapevole. Le misure messe in campo perché favoriscano una transizione energetica sostenibile in termini di consenso e diffusione, particolarmente in questo periodo di crisi, devono fornire strumenti economici (vantaggi fiscali, bonus, agevolazioni,…) tangibili nell’immediato rendendone conveniente l’investimento.

Intanto ciascuno di noi deve contribuire mediante un uso consapevole e responsabile delle risorse, non rinunciando al proprio stile di vita confortevole purché avulso da sprechi.

Concludo con una massima perché ci rendi più sensibili sull’argomento: “Dio perdona sempre. Gli uomini perdonano qualche volta. La natura non perdona mai”.