Oggi uno delle sfide più importanti che si pone il Mondo intero è il passaggio alla transizione energetica, ovvero il passaggio dall’utilizzo di fonti di produzione non rinnovabili a energie rinnovabili, quindi sostenibili, perché più efficienti e meno inquinanti.
Questo processo, quindi, mira a modificare un intero paradigma di sistema non solo produttivo, ma anche esistenziale, perché coinvolge molti ambiti della vita degli uomini.
La sostituzione delle fonti fossili con quelle rinnovabili è certamente un punto focale di questo processo di cambiamento, ma tra le azioni a favore della transizione energetica concorrono anche l’utilizzo delle nuove tecnologie, l’elettrificazione della mobilità e la digitalizzazione delle smart city e delle smart grid, lo storage e l’utilizzo dell’idrogeno.
Il cambiamento climatico come spia di gravi pericoli per l’ambiente e l’uomo
La Terra si sta surriscaldando: la temperatura media del pianeta è infatti aumentata di circa 1° centigrado dalla fine del diciannovesimo secolo,
con un trend attuale di circa 0,2° per decennio.
L’aumento di temperatura più importante si è registrato però negli ultimi cinquant’anni, come causa delle emissioni nell’atmosfera di diossido di carbonio e altre sostanze con effetto negativo sul clima e sull’ambiente.
Il riscaldamento globale ha causato (e causa) l’innalzamento del livello del mare; la fusione dei ghiacciai; la desertificazione e l’aumento di fenomeni come uragani, inondazioni e incendi.
La comunità scientifica è compatta nell’attribuire le maggiori responsabilità all’operato dell’uomo e nell’effetto serra, per via delle emissioni nell’ambiente di gas, quali il diossido di carbonio (CO₂), l’ossido di diazoto (N₂O) e il metano (CH₄).
Tutti questi gas impediscono al calore di lasciare l’atmosfera. A questi poi si aggiungono i “clorofluorocarburi” (CFC), sostanze sintetiche responsabili del “buco nell’ozono”.
A peggiorare tutto poi chiaramente l’uso di combustibili fossili come il carbone e il petrolio con il conseguente e drastico aumento della concentrazione di CO₂ nell’atmosfera. La maggior quota delle emissioni di anidride carbonica proviene dal settore energetico: ecco allora perché l’obiettivo mondiale è quello di raggiungere entro il 2050 la Carbon Neutrality.
Per realizzare un ambiente sostenibile, a zero emissioni di carbonio, la transizione energetica dai combustibili fossili verso forme di energia green è una esigenza che non può più venire rimandata.
Tutto questo si traduce non solo in un miglioramento per il clima, ma anche chiaramente per l’economia della società.
Nel settore delle energie pulite infatti si calcola che nel decennio (2010-2019) i costi delle tecnologie rinnovabili sono diminuiti dell’80% per il solare fotovoltaico e del 60% dell’eolico.
Il cuore pulsante della transizione energetica
Lo sviluppo delle energie rinnovabili rappresenta il cuore pulsante della transizione energetica.
Ultimamente fotovoltaico e eolico hanno fatto passi da gigante, implementando i settori già maturi dell’idroelettrico e del geotermico.
Il settore solare
Oggi, infatti, la capacità fotovoltaica globale è aumentata da 40 GW a 580 GW fra il 2010 e il 2019. Questo soprattutto grazie alle tecnologie che hanno consentito di rendere gli impianti sempre più performanti, economici e competitivi.
Inoltre anche i costi della produzione di elettricità tramite fotovoltaico sono diminuiti consentendo un netto risparmio in bolletta.
Il settore eolico
L’energia eolica ha recuperato molto terreno, grazie anche a pale eoliche con un diametro di 200 metri, per aumentare la produzione di energia e abbattere i costi.
Il settore idroelettrico
Sicuramente una delle fonti di energia rinnovabile più antica, ma anche quella sulla quale si è iniziato ad investire maggiormente con soluzioni importanti. Oggi innovazione tecnologica e digitalizzazione possono portare a nuove migliorie nell’efficienza delle centrali idroelettriche con aumenti di energia e abbattimenti di costi.
Il settore geotermico
Altro esempio virtuoso di transizione energetica il settore geotermico si basa su di una tecnologia robusta e consolidata negli anni. Ha però una distribuzione inferiore in termini di copertura territoriale, a causa della mancata presenza di significative risorse geotermiche nel luogo.
Questi solo alcuni esempi di quello che oggi rappresentano le fonti rinnovabili nel paradigma della decarbonizzazione. L’obiettivo è infatti quello di utilizzare le fonti green come unica possibilità dopo la dismissione delle classiche centrali a carbone.
Benefici della transizione energetica
I vantaggi derivanti dall’efficientamento energetico dell’energia green sono parecchi.
Chiaramente spicca quello di un Pianeta più verde e pulito, dove l’innalzamento climatico può venire arginato.
Aria pulita significa anche riduzione di malattie respiratorie croniche, ma anche una riscoperta di intima fusione con una natura più generosa e protetta.
Tra i vantaggi anche la minore fluttuazione dei prezzi relativi alle energie tradizionali, perché soggette anche ad esaurimento e alla dipendenza da fornitori esterni dall’Italia.
L’elettrificazione, la digitalizzazione e l’utilizzo di materiali ecosostenibili ottimizzano i tassi di inquinamento e favoriscono il passaggio a un modello di economia circolare, dove è possibile anche convertire e riutilizzare i prodotti in nuove risorse.
I servizi erogati nelle smart city diventano più innovativi, più economici e più efficienti!
Il valore democratico della transizione energetica
Un aspetto su cui è necessario fare leva è la componente fortemente inclusiva della transizione energetica che non deve lasciare indietro nessuno.
A tutti deve venire data l’opportunità di una energia “alternativa”, senza determinare nuove forme di povertà o diseguaglianze sociali.
La “rivoluzione verde” deve portare progresso per tutti.
Questo vorrà dire anche la possibilità da parte dei Governi di poter offrire opportunità di riqualifica sociale e professionale a tante fette della popolazione, distribuendo la nuova ricchezza energetica tra tutti.
Il passaggio da fonti fossili a fonti verdi potrà infatti portare alla perdita di lavoro per molti, cosa che però deve essere vista da una nuova prospettiva: possibilità di riqualifica professionale e aggiornamento per i tanti, che saranno “convertiti” a lavori, dove l’energia non sarà tra l’altro inquinante ma ecologica!
Si dovrà scongiurare anche la povertà energetica, ovvero il fatto che ci siano alcune fette di popolazione, o addirittura interi paesi, che soffrono di mancato riscaldamento o raffreddamento delle proprie abitazioni, o di carenza di energia elettrica per i servizi domestici o urbani.
Il ruolo della digitalizzazione domotica e il demand response
La digitalizzazione attuale gioca un ruolo fondamentale nelle informazioni fornite al consumatore, basti ad esempio pensare alle nuove case domotiche, nelle quali interfacce digitali e contatori e altre soluzioni intelligenti forniscono “su richiesta”, on demand per l’appunto, informazioni sui consumi elettrici, ad esempio, e consentono, anche da remoto, di gestire e abilitare l’illuminazione interna o esterna, i sistemi di sicurezza, gli elettrodomestici e la temperatura dell’abitazione.
La transizione energetica non è limitata alla semplice generazione di energie alternative, sebbene sostenibili, ma è un fenomeno che va oltre. Grazie alla sensibilizzazione ecologica, alla digitalizzazione e ai consumi più consapevoli il consumatore è parte integrante di questo cambiamento.
La digitalizzazione dell’energia elettrica come strategia per ottimizzare le risorse
Un aspetto importante della digitalizzazione dell’energia è rappresentato dall’utilizzo di sistemi intelligenti, IIoT (Industrial Internet of Things), e Intelligenza Artificiale. Tramite sensori e interfacce di gestione è possibile raccogliere in tempo reale i segnali provenienti dalle centrali di produzione di energia elettrica alternativa.
Software robusti, data driven e algoritmi di machine learning si rivelano essenziali per raccogliere dati e intercettare anomalie di comportamento o funzionalità non idonee, consentendo anche di individuare i potenziali rischi e permettere una manutenzione predittiva con interventi tempestivi e puntuali.
L’individuazione real-time di problematiche aumenta le prestazioni delle centrali elettriche e ottimizza tempi e costi, evitando blocchi alla produzione.
Inoltre l’utilizzo di piattaforme e interfacce intercomunicanti consente una gestione centralizzata dei Big Data con una precisione altamente predittiva di funzionamento e accuratezza di analisi difficilmente raggiungibili dall’intervento umano, per altro sollevato dall’essere fisicamente presente in centrale. La possibilità, infatti, di un controllo da remoto, e tramite droni o robot che possono effettuare le ispezioni negli impianti, riduce tempi, costi e risorse umane coinvolte.
Il processo di digitalizzazione trova poi la sua concreta applicazione nelle reti che trasportano e distribuiscono l’elettricità prodotta.
Parliamo soprattutto di contatori elettronici che abilitano le smart grid, per avere sempre una produzione e distribuzione dell’energia in maniera bilanciata, soprattutto nel caso di fonti rinnovabili, come solare ed eolico, che per ovvi motivi non possono essere sempre costanti tutti i giorni e in tutto l’anno.
La flessibilità consentita dalle smart grid diventa quindi un modello assolutamente sostenibile in grado di risolvere problemi per la richiesta di energia e la sua corretta quantità prodotta, aumentando l’efficienza e riducendo gli sprechi.
In questa maniera è possibile bilanciare esattamente domanda e offerta dell’energia, e gestire le fonti di energia in maniera puntuale e continuativa, monitorando i dati necessari.
Con i sistemi di controllo , come quelli della serie ioLogik serie E1200 di Moxa e prodotti I/O, implementati alla centrale elettrica è possibile effettuare dei controlli puntuali sui dati e ricevere le informazioni necessarie e veloci, e soprattutto accurate, con comunicazioni rapide per più protocolli OT/IT.
Il flusso di energia sarà poi incanalato e dosato nell’erogazione grazie all’uso di inverter, rispondendo in maniera puntuale ai vari bisogni energetici, in funzione a stagionalità o necessità di aree specifiche.
Noi di Moxa Distry Shop siamo distributori ufficiali in Italia dei prodotti e delle soluzioni MOXA, e forniamo assistenza per creare sistemi all’avanguardia adatti alle industrie e al settore delle energie rinnovabili.
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