Innovazione Digitale

Digitalizzazione: un ruolo chiave per l’efficienza energetica

La diminuzione dei consumi energetici passa innanzitutto dal monitoraggio e dall’individuazione puntuale delle inefficienze. Che oggi può essere più facilmente ottenuta con i moderni strumenti digitali

14 Set 2022

Gianluigi Torchiani

Il caro energia è senza dubbio il tema del momento: la grande crescita dei prezzi del gas, acuita dal conflitto tra Russia e Ucraina, sta infatti impattando pesantemente su famiglie e imprese, con conseguenze che rischiano di acuirsi a partire dal prossimo autunno, a causa del sempre più probabile stop alle importazioni da Mosca (sino al 2021 nostro principale fornitore). Come mette nero su bianco il Piano di Contenimento dei consumi di gas del Ministero della transizione ecologica, in queste condizioni l’efficienza energetica diventa irrinunciabile: cittadini, imprese e Pubblica amministrazione devono consumare meno per evitare che l’Italia si ritrovi in pieno inverno senza gas e con prezzi alle stelle. Il dibattito sui mass media sui metodi per risparmiare energia si è concentrato sugli aspetti più notiziabili (come la cottura della pasta senza gas), ma in realtà una grossa fetta del risparmio arriverà dalla digitalizzazione e dagli strumenti digitali. Come noto, la digitalizzazione fa riferimento all’applicazione massiva delle innovative tecnologie dell’ICT, la quale porta con sé una produzione crescente di dati, una maggiore connettività tra esseri umani, dispositivi e macchine e la possibilità di effettuare analisi avanzate.

Il legame tra digitale ed efficienza energetica

Tutto questo ha molto a che fare con l’efficienza energetica: prima di fare qualsiasi tipo di progetto o investimento per la riduzione del fabbisogno energetico, bisogna innanzitutto capire quanto, come e dove viene utilizzata l’energia. E questo oggi può essere fatto in maniera molto più precisa e tempestiva rispetto al passato: come scrive la IEA, infatti, la digitalizzazione offre il potenziale per aumentare l’efficienza energetica attraverso tecnologie che raccolgono e analizzano i dati prima di utilizzarli per apportare modifiche all’ambiente fisico (automaticamente o attraverso l’intervento umano). Pensiamo ad esempio a un moderno edificio, magari a uno Smart building: le tecnologie di raccolta dati come sensori e contatori intelligenti raccolgono dati sull’uso dell’energia e altre condizioni che influiscono sull’uso dell’energia (come il clima). Questi dati sono poi elaborati in informazioni utili attraverso tecnologie di analisi come algoritmi di intelligenza artificiale. Infine, le informazioni ricavate vengono inviate a dispositivi in grado di apportare le opportune modifiche fisiche per ottimizzare l’uso dell’energia, ad esempio aumentando o abbassando il condizionamento interno.

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Il ruolo dei dati

Ma un percorso del tutto simile viene seguito anche in ambito industriale, ovvero il settore più fortemente esposto al caro energia: le moderne soluzioni digitali, l’IoT in particolare, possono infatti consentire di monitorare il fabbisogno energetico delle singole apparecchiature elettriche, come motori, generatori e azionamenti, individuando con tempestività eventuali anomalie e inefficienze. In un secondo momento i dati raccolti, uniti alle competenze necessarie per analizzarli, possono favorire decisioni più efficaci dal punto di vista energetico e ambientale. Non a caso gli energy manager hanno oggi a disposizione strumenti e software digitali che aiutano a tenere sotto controllo i consumi energetici.

In ambito industriale, secondo il Digital energy efficiency Report dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano sono i software provider o le ESCo che, oltre a offrire soluzioni software in grado di esaminare in maniera strutturata i dati energetici raccolti sul campo, supportano il cliente nella loro interpretazione: nel settore industriale, vengono sfruttati principalmente per efficientare i processi (96% dei casi) e ottimizzare gli impianti (78%), ma sempre più aziende stanno cercando di individuare opportunità di riduzione delle emissioni di CO2 attraverso l’impiego dei dati raccolti.
Ma anche in ambito domestico, la massiccia diffusione della Smart Home e della domotica rende possibile ai singoli utenti intervenire in maniera intelligenze sui propri consumi (sempre più spesso da remoto tramite applicazioni per smartphone), spegnendo o regolando il funzionamento dei propri dispositivi elettrici. La digitalizzazione per l’efficienza energetica significa insomma ottimizzare l’energia utilizzata per molte attività che consumano energia: dalla costruzione di un prodotto industriale, al raffreddamento di una casa. Questo permette di ottenere un aumento dell’efficienza energetica come tradizionalmente definito, ovvero una riduzione dell’energia utilizzata per unità di attività.

La digitalizzazione dell’energia

Il ruolo della digitalizzazione in ambito energetico interessa però anche produttori e gestori di energia. Non possiamo infatti dimenticare come stiamo vivendo, specialmente in Europa, tempi particolarmente difficili per quanto riguarda l’energia: non a caso si sta studiando la possibilità di consentire meccanismi di limitazione della potenza elettrica nelle ore di punta, attraverso gli Smart Meter. Questi ultimi sono dei sistemi (basati sull’IoT) che consentono la telelettura e telegestione dei contatori di energia elettrica, gas e acqua e, in situazione di emergenza, anche il distacco dell’utenza. In una situazione di emergenza come quella che potremmo vivere nel prossimo inverno, avverrebbe da remoto una diminuzione della potenza attribuita a ciascuna abitazione, così da limitare i consumi e diminuire i disservizi per la rete elettrica, scongiurando il rischio blackout.
C’è poi da considerare come la digitalizzazione dell’energia costituisca un caposaldo della transizione energetica: il settore sta assistendo a trasformazioni di immensa portata tra cui le diffusione delle rinnovabili decentralizzate, all’emergere del fenomeno dei “prosumer” (utenti che consumano e producono energia allo stesso tempo) e della mobilità elettrica. In questo senso, perché il sistema elettrico rimanga in equilibrio, è necessaria una perfetta corrispondenza tra domanda e offerta di elettricità, evitando sia carenze che eccessivi surplus. Qui entra in gioco la digitalizzazione, che consente ai gestori di rete di monitorare tempestivamente la rete, con conseguente riduzione delle perdite associate alla produzione e distribuzione di energia. Ad esempio, gli algoritmi di intelligenza possono essere istruiti per rilevare automaticamente i disturbi in tempo reale di guasti meccanici nelle apparecchiature adibite alla produzione e trasporto di energia, migliorandone così l’affidabilità e l’efficienza. Un esempio di questo tipo, capace di abilitare una manutenzione di tipo predittivo, è stato avviato in Italia da Snam.

Ma anche permettendo a edifici, veicoli elettrici impianti industriali “intelligenti” di giocare un ruolo di capacità di riserva del sistema elettrico, così da prestare la propria riserva di energia nei momenti di punta. Questa possibilità passa dai dati, come si può leggere sul sito dell’Unione Europea: “Man mano che il nostro sistema energetico diventa più decarbonizzato e decentralizzato, la digitalizzazione deve progredire di pari passo, abbracciando le ultime soluzioni tecnologiche. I dati devono spostarsi da un luogo all’altro, ad esempio da un data center alle nostre case, o dalla batteria di un’auto al punto di ricarica e al gestore della rete elettrica. Il trasporto di tali dati richiede una rete sicura e protetta, nonché una piattaforma per uno scambio continuo tra le diverse parti coinvolte”. Anche a livello di progettazione territoriale, come nel caso della pianificazione e attuazione di piani d’azione per l’energia sostenibile e il clima da parte degli enti locali e regionali, la disponibilità di dati è fondamentale.

L’impatto energetico dell’ICT

Quando però si parla di digitalizzazione ed energia, non si può trascurare un problema paradossale, legato all’impatto stesso della digitalizzazione sui consumi energetici. Secondo la IEA i Data Center rappresentano l’1% della domanda globale di energia elettrica: nel 2020 tale percentuale equivaleva a 200-250 TWh. Una soluzione, secondo uno studio rilasciato lo scorso anno da The European House – Ambrosetti e Microsoft Italia, potrebbe essere quella del passaggio da Data Center “on premise” a Data Center “Cloud”. Che garantirebbe una maggiore efficienza del settore ICT, assicurando un risparmio fino al 70% sui consumi energetici. Le voci principali di risparmio sono una maggiore efficienza informatica e una ottimizzazione tecnica degli assorbimenti energetici (es. sistemi di raffreddamento, illuminazione). Nel 2020 l’80% delle grandi aziende italiane si serviva di Data Center Cloud, mentre la percentuale scendeva al 50% nelle piccole aziende. Se, rispetto a questa situazione di partenza, tutte le aziende italiane adottassero il Cloud, ogni anno si risparmierebbero 884.000 tonnellate di CO2 solo per i consumi elettrici dei server, pari alle emissioni da consumi elettrici di 1,03 milioni di famiglie. Anche la trasmissione dei dati diventerebbe sempre più efficiente, contribuendo ad aumentare la sostenibilità dei consumi energetici. Ulteriori efficienze potrebbero arrivare dalle reti mobile: in particolare l’adozione del 5G accelererà questa tendenza di efficientamento energetico, riducendo fino a 20 volte i consumi della precedente generazione 4G.

Esistono poi tutta una serie di tecnologie digitali che, più o meno indirettamente, possono contribuire all’efficienza energetica. Ad esempio la Blockchain, che consente in maniera automatica e tracciabile di tenere conto in maniera automatica e indelebile le operazioni che avvengono in una certa rete, garantendo anche la possibilità di autenticare ciascun nodo, così da certificarne la sua affidabilità. Rendendo così trasparenti e sicuri, ad esempio, i continui scambi energetici che sono alla base di un modello innovativo (e ad alto potenziale di risparmio energetico) come quello delle Comunità energetiche. Ma ci sono anche tanti altri esempi, che vanno dall’intelligenza artificiale, alla stampa 3D , alla manutenzione predittiva.

Gli articoli del Network Digital360 a tema energy & digital Transformation

Qui di seguito potete trovare una selezione degli articoli realizzati in questi anni dal Network Digital360 sul tema energia e digitalizzazione:

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Gianluigi Torchiani

Nato a Cagliari nel 1981, giornalista professionista, scrive da quindici anni di tecnologia ed energia. Dal 2014 è editor per il Gruppo Digital360

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