La Generazione Distribuita di Energia: Progetti di Implementazione Smart Grids fra Europa ed U.S.A

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Pubblicato il giorno 28 agosto 2009 - Nessun commento



   


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Risulta evidente dalle considerazioni esposte fino a questo punto come il miglioramento delle infrastrutture elettriche sia un obiettivo fondamentale per i paesi leader mondiali. Sia l’Europa che gli USA hanno quindi in progetto l’implementazione delle Smart Grid. Infatti queste, sono un punto centrale del programma del neopresidente degli Stati Uniti Barack Obama. Il 23 febbraio 2009 è stato approvato lo “Stimulus Plan”, un piano per risanare l’economia dalla crisi e reinvestire in vari settori dei servizi, tra cui l’energia.

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Questo piano prevede investimenti nel settore energetico pari a 49,7 miliardi di dollari suddivisi in:

  • $11 miliardi per una rete efficiente di Smart Grid (R&D, altri progetti e fondi) facenti parte dello Smart Grid Plan coordinato e comandato da una ”task  force”, presieduti dal DOE (Department of Energy)
  • $6 miliardi per le energie rinnovabili e per migliorare la tecnologia delle rete di trasmissione
  • $6,3 ai governi locali e statali come supporto per investimenti sulla rete
  • $8,7 miliardi stanziati per la rete tra trasmissione e distribuzione per un totale di $32 miliardi in rete
  • $17,7 destinati alla generazione

In Europa invece non è ancora passata nessuna legge a riguardo, però la Commissione Europea prevede di investire €750 miliardi nei prossimi trent’anni con il progetto ”European Smart Grids Technology Platform”, di cui €90 miliardi nella Trasmissione, €300 miliardi nella Distribuzione e €350 miliardi nella Generazione. Tra i partners del progetto ci sono: AREVA, ABB, E CONTROL, EDF, ENEL, EON, IBERDROLA, SAP, SIEMENS, ZIV , tutti coordinati dalla Commissione Europea. Obiettivo di questi 2 progetti è quello di applicare la generazione distribuita ad una rete interconnessa di vari Stati, trasformando la domanda in attiva-“real time” in modo da rendere il consumer partecipe del sistema elettrico. La rete americana risulta essere più obsoleta e mal progettata rispetto a quella europea; perciò negli U.S.A. si ha intenzione di puntare in particolar modo sull’ammodernamento del sistema e sulla riduzione degli sprechi, in Europa invece, questo progetto avrà il compito di coordinare il flusso di energia elettrica tra gli Stati, migliorando l’efficienza del sistema fino al 20%.

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Attualmente negli U.S.A. la rete elettrica presenta alcuni problemi tra i quali:

  • Le linee di trasmissione non sono collocate nei paesi nelle zone più adatte all’utilizzo di risorse rinnovabili
  • La rete non è in grado di immagazzinare elettricità per far fronte a variabilità e flessibilità.
  • La struttura che regolamenta la rete risulta essere antiquata.

La proposta che si sta attuando per superare questa inefficienza della rete prevede l’installazione di trasmissioni ad alto voltaggio (800 KV) che porterebbero la corrente a tutta l’America collegando le  piccole utilities locali con grandi generatori.  Tale sistema sarà intelligente e coordinato e provvederà a collegamenti tra sistemi regionali con meccanismi di comunicazione di tipo ICT: tanti punti di accesso, di cui ogni nodo consuma, produce o stocca energia attraverso piccole utilities locali. Dalla seguente tabella si possono vedere le milestones di sviluppo del progetto:

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Questo progetto permette di sviluppare una rete nazionale unificata, riducendo le perdite per inefficienza della rete, che sono stimati da 80 a 180 miliardi all’anno, collegando i luoghi in cui l’energia è prodotta in modo vantaggioso ai punti in cui si ha la domanda. Il progetto prevede di aumentare di 3,000 miglia le linee e di raddoppiare inoltre le fonti rinnovabili.

La proposta di Obama farà parte del progetto futuro fatto dal DOE (Department of Energy), denominato “Grid Vision”, che è una rete elettrica completamente automatizzata e intelligente, costruita con l’utilizzo di superconduttori e tutte le moderne tecnologie per consentire un elevato scambio di potenza anche a lunghe distanze con perdite quasi pari a zero, verso le aree più congestionate. Il progetto prevede una piena competizione a tutti i livelli della catena elettrica e una piena trasparenza di informazioni, regolate da una serie di assets federali e statali, che prevedono la collaborazione tra le aziende, scambi internazionali, associazioni di agenzie, e gruppi di pubblico interesse per aumentare la protezione e l’interesse del cliente.  “Grid 2030” si basa su 3 principali strutture:

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A national electricity “backbone”: Collegamento Nazionale di tutti i siti potenzialmente produttivi attraverso cavi ad alto voltaggio.

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Regional interconnections, che include Canada e Messico: La spina dorsale del sistema costituito da cavi di trasmissione (superconduttori) ad altissima capacità che collegano la costa Est a quella Ovest, cosi come Canada e Messico.

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Local distribution, mini and microgrids che forniscono servizi ai consumatori e ricevono servizi dalle fonti di generazione collocate ovunque sul continente: Collegamento locale di generatori di piccola taglia, modulari, integrati o in sistemi isolati, situati vicino al carico dell’utente. Il sistema locale è collegato al sistema regionale.

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In Europa il boom delle energie rinnovabili è a rischio. Questa volta però, non è colpa delle lobby del petrolio, ma più semplicemente della rete di trasmissione nazionale e internazionali Europee. Così, anche se verrà raggiunto l’obbiettivo imposto dal Consiglio Europeo di raggiungere entro il 2020 il venti per cento dell’elettricità prodotta in Europa da fonti rinnovabili, il vecchio continente rischierebbe in ogni momento di restare al buio. Per mettersi al sicuro bisogna costruire una nuova rete di distribuzione dell’energia elettrica, una Super Smart Grid il cui asse principale dovrebbe collegare gli impianti eolici tedeschi nel Mare del Nord con le centrali a solare termico della Tunisia, passando attraverso l’Italia.

Ora il problema è marginale: gli impianti sono pochi e di piccole dimensioni, rispetto al resto della produzione energetica. Ma nei prossimi anni l’eolico del mare del nord andrà incontro ad un boom. Il governo tedesco progetta di installare entro il 2030 impianti eolici per 25.000 megawatt, ma se nel mare del nord, il vento supera i limiti di sicurezza, gli impianti di produzione di energia si fermano, con conseguente black out. A volere la nuova rete è soprattutto l’Unione Europea proprio in vista di una progressiva liberalizzazione del mercato europeo dell’elettricità, che al momento è riuscita, a mettere intorno ad un tavolo tutti i principali attori europei in materia di produzione di energia: Enel, Edf, Eon, Areva, Siemens, Abb, Iberdrola, che almeno sulla carta sono concordi nella necessità di realizzare la nuova infrastruttura di rete.

Nasce così il progetto ADDRESS (Active Distribution networks with full integration of demand and distributed energy resources) è un progetto europeo integrato su larga scala, inserito nella piattaforma europea delle Smart Grid e attuato da un consorzio di 25 associati di 11 paesi europei, provenienti principalmente dal mondo dell’impresa elettrica e della ricerca, finanziato dal Settimo Programma Quadro per la Ricerca e lo Sviluppo Tecnologico con un bilancio complessivo di 19 milioni di euro, dei quali 9 milioni finanziati dalla stessa comunità europea. Il progetto, iniziato il 1 settembre del 2008, ha una durata di 4 anni e ha come traguardo principale quello di avviare e sviluppare un quadro completo commerciale e di regole per lo sviluppo della domanda attiva di energia elettrica, che si sostanzia nella partecipazione diretta al sistema elettrico dei consumatori residenziali e delle piccole imprese.

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Ultimamente il ministro dell’Ambiente tedesco ha deciso di passare dalle parole hai fatti, commissionando uno lo studio di fattibilità, che dovrebbe essere l’asse principale della Super Smart Grid, ossia il collegamento tra Germania ed Italia, fino alla Tunisia. Intanto GRTN (oggi Terna) ha avviato uno attività di interconnessioni attraverso cavi sottomarini con i Balcani (Croazia e Albania) e anche con la Tunisia. Con questa in particolare si stanno sviluppando dei progetti di collaborazione bilaterale per la costruzione di nuove centrali solari. È un mercato dalle potenzialità enormi: solo il Nord d’Africa ha una potenzialità eolico e solare di circa 400.000 TeraWatt all’anno. Un’altra novità consiste nella trasformazione della corrente alternata in continua. Di fatti la tecnologia esiste già ed è quella utilizzata per i cavi sottomarini. Tale soluzione permetterebbe di risparmiare anche in termini di dispersione.

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