Le Smart Grid sono reti intelligenti in grado di monitorare automaticamente i flussi di energia e di adeguarsi di conseguenza alle variazioni delle condizioni di approvvigionamento. Quando associate a dei sistemi di misurazione intelligenti - i cosiddetti smart meter - queste reti sono in grado di adattare in tempo reale l'erogazione dell'energia in base alla disponibilità di risorse, garantendo una fruizione più oculata ed efficace delle riserve. Senza dimenticare gas e acqua, che rappresentano territori privilegiati ma ancora parzialmente inesplorati per i contatori intelligenti, le esperienze più significative collegate agli smart meter riguardano le applicazioni in campo elettrico. In tale contesto, l'abbinamento con le smart grid rappresenta un matrimonio fondamentale per contribuire a un uso più efficiente, economico e ambientalmente compatibile delle risorse naturali. Tale aspetto emerge con forza ancora maggiore con l'aumento del contributo delle fonti rinnovabili, le quali - essendo per loro natura intermittenti - non sempre permettono di alimentare i sistemi di produzione in modo continuo. A questo proposito gli smart meter consentono di combinare le informazioni sulla domanda con altri elementi che permettono di stimare la produzione effettiva (ad esempio le previsioni meteo), offrendo agli operatori di rete o alle utility l'opportunità di pianificare meglio l'integrazione delle varie risorse e di bilanciare il rispettivo contributo nell'arco della giornata. Non ultimo, in un contesto di rete intelligente uno smart meter permette ai consumatori che generano energia in proprio di interagire con la rete mettendo a disposizione la produzione in eccesso nel momento più favorevole in termini di prezzo o di domanda.
Un mercato planetario
Come visto, i sistemi di smart metering rappresentano un elemento fondamentale delle smart grid. Essi permettono di facilitare l'evoluzione dei consumatori verso una partecipazione attiva al mercato dell'energia, secondo un approccio interattivo che tiene conto del momento di effettivo utilizzo del servizio. Se da un lato questa evoluzione comporta importanti benefici in termini economici e ambientali, dall'altro ha favorito la nascita di un mercato su scala planetaria che conta milioni e milioni di apparecchi di misura. Fatto salvo il caso di alcuni paesi che si sono già ampiamente dotati di una infrastruttura (come l’Italia, dove i contatori intelligenti coprono il 95% delle utenze elettriche per un totale di circa 33 milioni di apparecchi) le prospettive immediate sono sorprendenti. Secondo un rapporto di Telefonica Digital Hub, commissionato a Navigant Research, nel 2023 il mercato mondiale degli smart meter raggiungerà il valore di 6,6 miliardi dollari a 116 milioni di unità. Il report suggerisce che il picco di vendite si dovrebbe registrare nel 2018 con quasi 7,5 miliardi di dollari. Nel 2020 il numero di contatori intelligenti e di nuova generazione dovrebbe arrivare a 830 milioni di unità istallate a livello globale. Protagonista del boom sarà l'area Asia-Pacifico. Gran parte del contributo verrà dalla Cina, dove il tasso di penetrazione raggiungerà quasi il 70% delle utenze entro il 2022. Il territorio cinese continuerà ad essere protagonista di una crescita sostanziale per parecchi anni. Qui le utility - e in particolare State Grid Corporation of China - stanno perseguendo un ambizioso piano quinquennale che ha l'obiettivo di aggiornare l'infrastruttura di rete e che porterà a fine 2015 a 300 milioni di unità installate e nel 2020 a ben 435 milioni. Parallelamente, in Giappone, il boom dello smart metering è solo all'inizio: sull'onda di numerosi progetti, tra cui la prima installazione su larga scala avviata da Tokyo Electric Power Company a inizio 2014, le stime danno una previsione di 80 milioni di contatori intelligenti installati nel quinquennio. In Nord America, la crescita si è stabilizzato dopo che gli incentivi pubblici hanno alimentato un boom tra il 2009 e il 2012, ma si prevedono importanti e costanti progressi anche nel corso dei prossimi 10 anni. Aree come l'America Latina prevedono invece importanti piani pubblici che faranno da propulsore per una crescita sostenuta e costante fino al termine del decennio e oltre. Da segnalare casi quali il Brasile, dove si prevedono quasi 30 milioni di contatori elettrici intelligenti entro il 2020. Anche il territorio indiano è fonte di enormi opportunità. Nel Paese sono in corso vari progetti pilota, che dovrebbero porre le basi per una serie di grandi iniziative attese tra il 2017 e il 2027, con un bacino potenziale di oltre 150 milioni di nuovi dispositivi. Parallelamente la Corea del Sud potrebbe rappresentare un mercato relativamente promettente, con un traguardo di una ventina di milioni di smart meter nei prossimi cinque anni. Tutti gli analisti segnalano numeri impressionanti. Secondo la società di ricerche Markets&Markets, l'aumento della domanda di energia elettrica e crescenti investimenti nel settore delle reti porterà il mercato globale degli smart meter nel 2019 a toccare i 18,2 miliardi di dollari, con una crescita annuale del 10,2% nel periodo 2014-2019. La statunitense Transparency Market Research stima invece che nel 2018 nel mondo saranno installati 149 milioni di smart meter, per un controvalore intorno ai 19,8 miliardi di dollari. L'81% delle unità sarà di carattere domestico. Anche nel Vecchio Continente i numeri sono ambiziosi. Al di là della leadership italiana (dove l'attenzione si sta ormai spostando su un altro fronte, quello dei contatori per gas), Spagna, Francia e Regno Unito hanno in corso o stanno per avviare una serie di importanti progetti che prevedono 93 milioni di nuovi contatori entro la fine del 2020; in Germania, nello stesso arco temporale, sono previsti quasi 33 milioni di contatori.
L'esperienza europea
In tema di smart-meter e di reti intelligenti sicuramente l'Unione Europea ha fatto scuola e oggi rappresenta probabilmente il territorio tecnologicamente più avanzato. Nell'Unione l'obiettivo è di sostituire almeno l'80% dei contatori dell'energia elettrica con soluzioni intelligenti entro il 2020. In alcuni paesi questo obiettivo è stato già largamente superato. L'adozione di contatori e reti intelligenti permetterà di ridurre le emissioni inquinanti dell'UE fino al 9% e il consumo energetico familiare annuo di una quota simile. Per valutare l'impatto sui costi, i paesi dell'UE hanno condotto nel 2014 nei vari paesi una serie di analisi su costi-benefici basate su alcune linee guida suggerite dalla Commissione Europea. L'indagine ha messo in luce che entro il 2020 saranno installati in Europa circa 200 milioni di contatori intelligenti per l'energia elettrica e 45 milioni per il gas. Sempre entro il 2020, si prevede che quasi il 72% dei consumatori europei avrà un contatore intelligente per l'energia elettrica e circa il 40% ne avrà uno per il gas. Benché il "terzo pacchetto Energia" formulato dall'UE non stabilisca un obiettivo specifico di attuazione per i sistemi di misurazione intelligenti nel settore del gas, la nota interpretativa sui mercati al dettaglio indica che dovrebbe essere realizzata entro un "periodo di tempo ragionevole", gettando le basi per una nuova e grandissima opportunità di sviluppo. Secondo i dati rilevati dall'indagine un contatore intelligente richiede per l'installazione un investimento tra i 200 € e 250 €, con una ricaduta positiva non solo a livello di produzione ma anche di servizi, soprattutto in virtù delle numerose opportunità offerte alle utility dalla gestione remota. In media, i contatori intelligenti garantiscono un risparmio di € 160 per il gas e 309 € per l'energia elettrica per ciascun punto di misura (diluiti tra consumatori, fornitori, gestori dei sistemi di distribuzione, eccetera), nonché un risparmio energetico intorno al 3%. Il "terzo pacchetto energia" dell'Unione obbliga gli Stati membri a garantire l'attuazione di sistemi di misurazione intelligenti per assicurare vantaggi a lungo termine soprattutto ai consumatori. Inoltre, in linea con lo spirito del pacchetto e a integrazione delle relative disposizioni, la Direttiva sull'efficienza energetica sostiene lo sviluppo di servizi energetici basati sui dati provenienti dai contatori intelligenti, secondo un approccio sempre più orientato alla "risposta alla domanda" e alla formulazione di "prezzi dinamici". In tale ambito subentrano delle problematiche vanno oltre gli aspetti squisitamente tecnici. Uno di questi è il rispetto del diritto degli utenti alla protezione dei dati di carattere personale, sancito da Carta dei diritti fondamentali dell'Unione Europea. L'analisi costi-benefici effettuata dall'Unione indica che sono stati compiuti notevoli progressi. A seguito delle valutazioni estremamente positive per l'elettricità riscontrate in oltre due terzi dei casi, quasi tutti gli Stati membri stanno attivamente perseguendo l'introduzione di contatori intelligenti. A seconda dei paesi, gli stadi di sviluppo dei vari progetti sono molto differenti e si va dai primi progetti pilota alla copertura pressoché totale della rete. Ad oggi, quasi 45 milioni di contatori intelligenti sono già in funzione in tre Stati membri (Finlandia, Italia e Svezia) che rappresentano il 23% delle installazioni previste nell'UE entro il 2020. Secondo le stime, sempre entro il 2020, l'impegno degli Stati membri equivale a un investimento di circa 45 miliardi di euro tra contatori intelligenti per l'elettricità e per il gas. Le cifre dimostrano che negli Stati in cui l'introduzione di questi sistemi è valutata positivamente, il tasso di penetrazione atteso per l'elettricità supera a livello nazionale l'obiettivo dell'80% fissato dal terzo pacchetto energia. Ciò indica altresì che le ragioni commerciali a favore dell'introduzione dei sistemi di misurazione intelligenti non hanno ancora preso del tutto piede in Europa, soprattutto nel caso del gas, dove la sfida è ancora più impegnativa. Tornando alle cifre, i dati disponibili indicano che un sistema di misurazione intelligente potrebbe costare in media al consumatore da 200 a 250 €. Il costo per punto di misurazione si colloca tra meno di 100 euro (77 € a Malta, 94 € in Italia) e 766 € (Repubblica Ceca). Secondo le ipotesi, i sistemi di misurazione intelligenti apporteranno benefici complessivi per consumatore pari a 160 € per il gas e 309 € per l'elettricità, accompagnati da risparmi energetici intorno al 3%. Questi ultimi variano dallo 0% nella Repubblica Ceca al 5% in Grecia e Malta, mentre tra i paesi che hanno completato l'introduzione, la Finlandia e la Svezia hanno indicato risparmi energetici dell'ordine dell'1-3%. Certo, non è molto, ma sicuramente questa percentuale è destinata ad aumentare nel momento in cui gli smart meter potranno essere effettivamente declinati su smart grid sempre più estese.
Programmi pilota ed esperienza sul campo
Sulla base delle esperienze acquisite fino ad oggi mediante programmi pilota completati o in corso a livello europeo, l'introduzione e il successo dei sistemi di misurazione intelligenti sono condizionati da vari aspetti, non tutti di carattere tecnico. In primis, occorrerà valorizzare al massimo le infrastrutture, utilizzando le norme disponibili e il giusto numero di funzionalità non solo per garantire l'interoperabilità e la compatibilità commerciale, ma anche la protezione e la sicurezza dei dati, offrendo un reale vantaggio per i consumatori e il sistema energetico. Un altro aspetto critico è il coinvolgimento degli utenti nel processo. Per fare questo, le organizzazioni responsabili dovranno comunicare con gli utenti, conquistando la loro fiducia, premiando i risultati e utilizzando i parametri di misurazione per restituire informazioni utili e sviluppare nuovi prodotti e servizi.
Esperienze come quella della telefonia mobile insegnano: la potenza dei dati a disposizione delle utility non può limitarsi a creare una giungla di tariffe in cui l'utente difficilmente riesce a orientarsi.
