Digitalizzazione ed energia, migliorare l’efficienza energetica e integrare le energie rinnovabili

È sempre più viva la necessità di avere soluzioni digitali più innovative e una rete molto più intelligente e interattiva

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Donatella Maisto

Digital Transformation and Sustainability Manager

Esperta Blockchain e digital transformation, tech-human need e sostenibilità nella sua accezione contemporanea.

È sempre più viva la necessità di avere soluzioni digitali più innovative e una rete molto più intelligente e interattiva. Questo bisogno è ulteriormente amplificato nel sistema energetico dove è sempre più stringente l’obiettivo di renderlo più efficiente e pronto all’aumento della quota di fonti energetiche rinnovabili.

L’esigenza di apportare al nostro sistema energetico una trasformazione profonda, dove il ruolo della digitalizzazione svolga un ruolo centrale, è ormai improcrastinabile, viste le ulteriori e impellenti necessità di porre fine alla dipendenza dell’UE dai combustibili fossili russi e far fronte alla crisi climatica.

Così come nel contesto del caro-prezzi dell’energia, accelerare la digitalizzazione del settore vuol dire aiutare i consumatori a risparmiare sulle bollette.

Investimenti nelle tecnologie digitali

Gli investimenti nelle tecnologie digitali, quali i dispositivi e i contatori intelligenti dell’IoT, la connettività 5G e 6G, uno spazio paneuropeo di dati sull’energia alimentato da server informatici cloud-edge e i gemelli digitali del sistema energetico, facilitano la transizione verso l’energia pulita, apportando nel contempo benefici alla nostra vita quotidiana.

I servizi data based, le app e i sistemi di gestione dell’energia hanno un forte potenziale, ancora non del tutto sfruttato, ma servono misure adeguate di sostegno politico affinché la loro diffusione si generalizzi.

Il Green Deal europeo e il piano REPowerEU richiedono una profonda trasformazione digitale e sostenibile della nostra economia, della nostra società e del nostro sistema energetico.

È necessario installare pannelli solari fotovoltaici sui tetti di tutti gli edifici commerciali e pubblici entro il 2027 e su tutti i nuovi edifici residenziali entro il 2029; installare 10 milioni di pompe di calore nei prossimi cinque anni e sostituire 30 milioni di autovetture con veicoli a emissioni zero entro il 2030.

La riduzione del 55 % delle emissioni di gas a effetto serra e il raggiungimento di una quota del 45 % di energie rinnovabili nel 2030 possono concretizzarsi solo se il sistema energetico è pronto.

Utilizzando i dispositivi digitali, le autorità pubbliche possono anche migliorare la mappatura e il monitoraggio della povertà energetica e cercare di porvi rimedio, mentre il settore energetico può ottimizzare il proprio funzionamento e dare la priorità all’uso delle energie rinnovabili.

La digitalizzazione è già in corso nel settore dell’energia, così come in molti altri settori.

I veicoli elettrici, gli impianti fotovoltaici, le pompe di calore e molti altri nuovi dispositivi sono dotati di tecnologie intelligenti che generano dati e consentono il controllo a distanza.
Le previsioni indicano che il numero di dispositivi IoT attivi nel mondo crescerà rapidamente e supererà i 25,4 miliardi nel 2030.

Il 51 % di tutte le famiglie e le PMI dell’UE dispone di contatori elettrici intelligenti. La digitalizzazione dell’energia è già guidata dalle politiche digitali ed energetiche dell’UE, perché aspetti quali l’interoperabilità dei dati, la sicurezza dell’approvvigionamento e la cybersicurezza, la tutela della vita privata e dei consumatori non possono essere affidati al solo mercato e la loro corretta attuazione è fondamentale.

Ma occorre fare di più.

Azioni nel medio e lungo termine

Per sostenere tutte queste attività la Commissione europea ha voluto definire una serie di azioni di sostegno basate su iniziative legislative, investimenti e forme di coordinamento con gli Stati membri che verranno applicate con una programmazione ben precisa nel breve e nel lungo termine, con la pubblicazione di un action plan.

Nel medio termine la digitalizzazione consentirà interazioni senza soluzione di continuità tra attori molto diversi.

I consumatori potranno trarre ulteriori profitti da fonti energetiche nazionali quali i pannelli solari fotovoltaici e le turbine eoliche della comunità. La ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici consentirà l’uso di batterie per automobili come risorsa aggiuntiva di energia elettrica durante le ore di picco sulla rete.

Per promuovere ulteriormente la digitalizzazione del settore dell’energia, la Commissione ripristinerà formalmente l’attuale task force per le reti intelligenti (Smart Grids Task Force, SGTF). Il gruppo, che sarà ribattezzato “gruppo di esperti in energia intelligente”, assumerà maggiori responsabilità e coinvolgerà tutti gli Stati membri e altri portatori di interessi pertinenti.

Nel quadro del gruppo di esperti in energia intelligente, la Commissione istituirà, entro, al più tardi, marzo 2023, il gruppo di lavoro Dati per l’energia (Data for Energy, D4E). Saranno rappresentati la Commissione, gli Stati membri e i portatori di interessi pertinenti, pubblici e privati, con il compito di contribuire ad elaborare il quadro europeo per la condivisione dei dati relativi all’energia.

Il gruppo D4E:

  • contribuirà a rafforzare il coordinamento a livello dell’UE degli scambi di dati per il settore energetico, definendo i principi guida e garantendo la coerenza tra le diverse priorità e iniziative in materia di condivisione dei dati;
  • assisterà la Commissione nell’elaborazione e nella realizzazione di uno spazio comune europeo dei dati per l’energia, la cui governance e i principali elementi costitutivi saranno pertanto progettati e gestiti in collaborazione;
  • svilupperà un portafoglio di casi d’uso di alto livello per gli scambi di dati nel settore dell’energia, che sono fondamentali per conseguire gli obiettivi del Green Deal e del decennio digitale;
  • elaborerà le modalità di esecuzione e i risultati concreti che serviranno da elementi costitutivi del futuro spazio comune europeo di dati sull’energia e li proporrà alla Commissione perché li approvi.

Nel lungo termine la digitalizzazione sarà un prerequisito per integrare nella rete le forme decentrate di energia rinnovabile e rendere l’UE meno dipendente dai combustibili fossili importati e, di conseguenza, meno esposta alla volatilità dei prezzi.

L’integrazione delle fonti energetiche rinnovabili richiede:

  • un maggior numero di decisioni che vanno prese più vicino ai confini della rete;
  • una maggiore flessibilità della rete, che può essere assicurata dai consumatori attivi e dai prosumer, che in tal modo possono ridurre le bollette energetiche e l’impronta di carbonio;
  • un accesso senza soluzione di continuità a dati più granulari sullo stato delle reti elettriche intelligenti e dei mezzi dei consumatori intelligenti (pompe di calore, pannelli solari, batterie domestiche, termostati intelligenti, sistemi di automazione degli edifici e punti di ricarica per veicoli elettrici). Il raggiungimento di questo obiettivo sarà possibile solo con la diffusione generalizzata degli strumenti digitali e di infrastrutture di dati condivise in grado di fornire servizi energetici al momento opportuno.

Le infrastrutture energetiche intelligenti e digitali

Le infrastrutture energetiche intelligenti e digitali sono un requisito fondamentale di tutte le priorità dei casi d’uso generici. Per offrire flessibilità, ricarica intelligente ed edifici intelligenti, la rete elettrica deve interagire con molti attori o dispositivi in base a un livello dettagliato di osservabilità e quindi di disponibilità di dati. Nell’ultimo decennio la rete elettrica dell’UE si è andata via via digitalizzando, ma non abbastanza rapidamente.

Grazie al coordinamento e alla cooperazione la trasformazione potrà avvenire secondo il miglior rapporto costi/benefici in tutta l’UE e la rete elettrica essere digitalizzata in modo efficiente.

Per conseguire gli ambiziosi obiettivi del pacchetto legislativo Pronti per il 55 %” e del piano REPowerEU, tra il 2020 e il 2030 saranno necessari 584 miliardi di euro di investimenti nella rete elettrica.

Secondo le stime, nel periodo 2020‑2030, su un totale di circa 400 miliardi di euro di investimenti nella rete di distribuzione, la digitalizzazione richiederà investimenti per circa 170 miliardi.

In tale contesto, la Commissione ha annunciato che sosterrà i gestori dei sistemi di trasmissione (Transmission System Operators, TSO) e distribuzione (Distribution System Operators, DSO) dell’UE nella creazione di un gemello digitale della rete elettrica europea, vale a dire un suo sofisticato modello virtuale, il cui obiettivo è migliorare l’efficienza e l’intelligenza della rete in modo da rendere più intelligenti non solo le reti, ma anche il sistema energetico nel suo complesso.

La creazione del gemello digitale sarà realizzata attraverso investimenti coordinati in cinque ambiti:

  • osservabilità e controllabilità;
  • pianificazione efficiente delle infrastrutture e delle reti;
  • operazioni e simulazioni per aumentare la resilienza della rete;
  • gestione attiva dei sistemi e previsioni a sostegno della flessibilità e della gestione della domanda;
  • scambio di dati tra TSO e DSO.

Misure essenziali per digitalizzare il settore energetico

Tra il 2020 e il 2030 saranno necessari circa 584 miliardi di EUR di investimenti nella rete elettrica, in particolare nella rete di distribuzione.

Una parte sostanziale di questi investimenti dovrà essere destinata alla digitalizzazione. L’Agenzia internazionale per l’energia (AIE) (di cui vi segnalo il report World Energy Outlook 2022, appena pubblicato) ha stimato che, a livello mondiale, la gestione della domanda potrebbe evitare investimenti in nuove infrastrutture elettriche per 270 miliardi di USD. Secondo i risultati di un altro studio, nel periodo 2020‑2030, su un totale di circa 400 miliardi di euro di investimenti nella rete di distribuzione, la digitalizzazione richiederà investimenti per circa 170 miliardi di euro.

Utilizzare la rete dell’energia elettrica nel modo più intelligente possibile garantirà, inoltre, l’utilizzo migliore del nostro territorio quando si intensificheranno gli investimenti nelle energie rinnovabili.

Vediamo ora quali sono gli ecosistemi su cui saranno indirizzate le misure essenziali.

Spazio comune europeo di dati sull’energia

La chiave di volta di un sistema energetico digitalizzato è l’esistenza di dati disponibili, condivisi e accessibili grazie a trasferimenti continui e sicuri tra parti fidate. Un migliore coordinamento di questi scambi e l’istituzione di un quadro di coordinamento dell’UE volto a rafforzare l’interoperabilità tra diversi sistemi e soluzioni tecniche consentiranno l’accesso al mercato di servizi più innovativi.

Si dovranno anche rispettare rigorosamente i principi d’applicazione generale, tra cui quelli relativi alla sovranità dei dati dell’UE, alla cybersicurezza, alla riservatezza dei dati, all’accettazione da parte dei consumatori e all’interoperabilità.

Per questo motivo l’Europa ha bisogno di uno spazio comune europeo di dati sull’energia e dovrà iniziare a realizzarlo entro il 2024. L’introduzione di un quadro adeguato per la condivisione dei dati sull’energia potrebbe favorire la presenza sui mercati all’ingrosso, entro il 2050, di oltre 580 GW di risorse energetiche flessibili, che sfruttano appieno le soluzioni digitali.

Secondo le stime, in questo modo, si coprirebbe oltre il 90 % del fabbisogno totale di flessibilità delle reti elettriche dell’UE. La ricarica intelligente e bidirezionale dei veicoli elettrici, la partecipazione delle centrali elettriche virtuali ai mercati dell’energia e lo sfruttamento del potenziale delle comunità energetiche, degli edifici intelligenti e del riscaldamento intelligente mediante pompe di calore potrebbero apportare il contributo maggiore a tale flessibilità. Inoltre, le batterie per automobili possono essere utilizzate per immagazzinare l’energia in eccedenza e cederla alla rete in caso di necessità, verificando quando il veicolo si trova in garage, anticipando i periodi di non utilizzo e monitorando la quantità di capacità inutilizzata che può essere messa a disposizione.

L’attuale quadro normativo europeo per l’energia ha già gettato le basi e le proposte del pacchetto “Pronti per il 55 %” hanno introdotto disposizioni specifiche in materia di scambio di dati.

Più in generale, la proposta di normativa sui dati stabilisce nuove norme relative a chi può accedere ai dati generati nell’UE in tutti i settori economici e a chi può utilizzarli e chiarisce il diritto degli utenti di accedere liberamente ai dati generati dai loro prodotti e di utilizzarli, compreso il diritto di condividerli con terzi. La normativa sulla governance dei dati, poi, mira a promuovere la disponibilità dei dati potenziando i meccanismi di condivisione e rafforzando la fiducia negli intermediari.

L’attuazione della normativa e la realizzazione efficace ed efficiente degli scambi di dati richiederanno un approccio coordinato guidato dalle autorità pubbliche. Il quadro per la condivisione dei dati non riguarda solo la normazione, ma presuppone una serie complessa di disposizioni giuridiche e operative, nonché specifiche tecniche e orientamenti. È necessario un forte coordinamento per garantire processi coerenti e lineari a livello europeo che integrino e coordinino le iniziative nazionali, apportandovi valore aggiunto.

Lobiettivo è, quindi, istituire uno spazio comune europeo di dati sull’energia e garantirne una governance solida, sotto forma di quadro europeo coordinato per la condivisione e l’uso dei dati sull’energia. La fase preparatoria sarà completata entro il 2024, mentre la realizzazione avrà inizio subito dopo.

Settore delle TIC

Le TIC rappresentano circa il 7% del consumo globale di energia elettrica e dovrebbero salire al 13% entro il 2030.

La loro impronta energetica rappresenta il 3-5% delle emissioni mondiali di anidride carbonica, equivalente a quella del trasporto aereo. Il crescente fabbisogno energetico delle TIC non dovrà essere d’ostacolo all’obiettivo europeo di ridurre la domanda nel contesto attuale e di conseguire la neutralità climatica a più lungo termine.

La Commissione estenderà la copertura del regolamento sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti sostenibili ai nuovi prodotti TIC e svilupperà un’etichetta energetica per i computer, in modo da incoraggiare i fabbricanti a rendere i loro prodotti più efficienti sotto il profilo energetico e più facilmente riparabili, riutilizzabili e riciclabili.

Nel 2018 i centri di dati rappresentavano il 2,7% della domanda di energia elettrica dell’UE e il loro consumo energetico dovrebbe aumentare del 200% tra il 2020 e il 2030.

Il piano delinea diverse azioni per far fronte alla crescita di queste infrastrutture critiche. In particolare, la Commissione intende:

  • introdurre obblighi di monitoraggio e comunicazione del consumo energetico nella revisione della direttiva sull’efficienza energetica;
  • sviluppare un sistema di etichettatura ambientale per i centri dati;
  • valutare la possibilità di introdurre nelle norme di sostenibilità dell’UE livelli gerarchici distinti per la comunicazione delle emissioni indirette di gas a effetto serra derivanti dall’acquisto di servizi di cloud computing e di data center;
  • migliorare le prescrizioni relative alle condizioni di funzionamento dei server e dei prodotti di archiviazione dati attraverso la revisione delle specifiche di progettazione ecocompatibile;
  • intensificare gli sforzi per elaborare indicatori comuni per misurare l’impronta ambientale dei servizi di comunicazione elettronica, come le reti di telecomunicazione usate dai dispositivi TIC per inviare e ricevere informazioni;
  • orientare i lavori verso un codice di condotta dell’UE per la sostenibilità delle reti di telecomunicazioni.

 

Le criptovalute e la Blockchain

Il consumo energetico correlato alle criptovalute ha richiamato grande attenzione.

Negli ultimi cinque anni il consumo energetico delle criptovalute è aumentato del 900%, raggiungendo circa lo 0,4% del consumo mondiale di energia elettrica.

Entro il 2025 la Commissione stilerà una relazione contenente una descrizione dell’impatto ambientale e climatico delle nuove tecnologie nel mercato delle cripto-attività. La relazione comprenderà anche una valutazione delle opzioni strategiche idonee ad attenuare gli effetti negativi sul clima delle tecnologie utilizzate nel mercato delle cripto-attività.

Alla luce della crisi energetica attuale e dei maggiori rischi per il prossimo inverno, la Commissione esorta gli Stati membri ad attuare misure mirate e ambiziose per ridurre il consumo di energia elettrica degli attori delle cripto-attività, in linea con la proposta di regolamento del Consiglio relativo a un intervento di emergenza per far fronte ai prezzi elevati dell’energia.

Se risultasse necessario ricorrere a distacchi di carico nei sistemi elettrici, gli Stati membri devono essere pronti anche a interrompere l’estrazione di cripto-attività. In una prospettiva a più lungo termine è importante mettere un termine alle agevolazioni fiscali e ad altre misure a favore dei soggetti attivi nel crypto-mining attualmente in vigore in alcuni Stati membri.

La Commissione coopererà a livello internazionale con gli organismi di normazione e si baserà sulle loro competenze tecniche per mettere a punto un’etichetta di efficienza energetica per le blockchain.

La Cybersicurezza

Garantire la cybersicurezza di un sistema energetico digitalizzato è una componente fondamentale del Piano d’azione.

La digitalizzazione contribuirà in misura significativa al raggiungimento degli obiettivi dell’UE in materia di sicurezza energetica e clima nella misura in cui renderà il sistema energetico più efficiente, più flessibile, più resiliente.

Questa sfida porta con sé però, nuove azioni legate alla cybersicurezza delle infrastrutture energetiche, all’affidabilità della rete elettrica, all’accesso e alla condivisione dei dati, alla protezione dei dati e alla vita privata. Alla decentralizzazione e digitalizzazione della produzione e consumo di energia con dispositivi connessi si accompagna l’aumento della “superficie di attacco” dell’intero sistema energetico.

Per rafforzare la cybersicurezza delle reti energetiche l’UE adotta un approccio sistemico, che combina misure specifiche per l’energia poggiando sul quadro intersettoriale di cybersicurezza.

La direttiva riveduta sulla sicurezza delle reti e dell’informazione (direttiva NIS 2) definisce il settore energetico come una delle infrastrutture critiche dell’UE e prevede misure di cybersicurezza in materia di capacità nazionali e risposta alle crisi, gestione dei rischi, cooperazione e scambio di informazioni.

Il lavoro sinergico tra gruppo di cooperazione NIS, l’Agenzia dell’Unione europea per la cybersicurezza (ENISA) e altri portatori di interessi consentirà alla Commissione di individuare, in via prioritaria i servizi, i sistemi e i prodotti TIC specifici, che potrebbero essere oggetto di valutazione coordinata dei rischi.

Particolare attenzione sarà dedicata ai rischi nella catena di approvvigionamento delle energie rinnovabili e della rete, compreso l’eolico offshore, mentre la resilienza ai rischi connessi alla cybersicurezza nel sistema elettrico sarà ulteriormente rafforzata da un atto delegato sotto forma di codice di rete sulle norme settoriali per gli aspetti relativi alla cybersicurezza dei flussi transfrontalieri di energia elettrica.

La Commissione ha pubblicato anche una raccomandazione per rafforzare la resilienza delle infrastrutture energetiche critiche contro eventuali attacchi fisici, informatici o ibridi, che si aggiunge alla recente proposta di una nuova legge sulla cyberresilienza.

Le opportunità di finanziamento per conseguire gli obiettivi fissati nel Piano

Per accelerare la duplice transizione saranno di valido aiuto:

  • il programma Orizzonte Europa 2021-2027 per migliorare l’interoperabilità, coinvolgere i consumatori nel nuovo mercato dell’energia e sperimentare spazi di dati sull’energia. Nel programma 2023-2024 la Commissione intende lanciare un’iniziativa faro a sostegno della digitalizzazione del sistema energetico;
  • il programma Europa digitale per avviare la realizzazione dello spazio comune europeo di dati sull’energia in base ai risultati dei progetti finanziati da Orizzonte Europa, che offrono soluzioni concrete in materia e finanziare, inoltre, il Centro europeo di competenza per la cybersicurezza, istituito recentemente, e la rete dei centri nazionali di coordinamento;
  • le sovvenzioni del meccanismo per collegare l’Europa per sostenere alcuni progetti transfrontalieri di reti intelligenti riconosciuti quali progetti di interesse comune (PIC);
  • i piani nazionali per la ripresa e la resilienza per permettere agli Stati membri di convogliare i finanziamenti verso la digitalizzazione del settore energetico;
  • il sottoprogramma Transizione all’energia pulita (CET) di LIFE, che sostiene lo sviluppo di soluzioni di servizi energetici intelligenti volte a coinvolgere i cittadini e le comunità nel sistema energetico;
  • i fondi di coesione a cui gli Stati membri e le autorità regionali e locali possono ricorrere per puntare alla trasformazione digitale in tutti i settori, compresa l’energia, con particolare riguardo ai sistemi e alle reti energetiche intelligenti.

La Commissione invita gli Stati membri ad aumentare il sostegno alla ricerca e innovazione (R&I) nelle prove e nella sperimentazione delle tecnologie digitali nel settore dell’energia e a promuovere la cooperazione tra i portatori di interessi del settore digitale ed energetico attraverso i programmi nazionali di R&I.

La Commissione, tuttavia, continuerà a fornire sostegno finanziario alle attività di R&I e promuoverà la diffusione delle tecnologie digitali nel settore energetico attraverso il programma Europa digitale, il programma LIFE, i fondi di coesione e un programma faro relativo alla digitalizzazione dell’energia nell’ambito di Orizzonte Europa.

In cooperazione con la coalizione digitale verde europea, continuerà, inoltre, a sviluppare strumenti e metodologie in grado di misurare l’impatto ambientale e climatico netto delle tecnologie digitali abilitanti nel settore dell’energia.