Smart City, Green City può sembrare un accostamento stridente. Quando pensiamo alle Smart City immaginiamo una moltiplicazione esponenziale delle informazioni digitali, generate da sensori, indicatori stradali intelligenti, soluzioni interconnesse per la viabilità, la sanità, l'istruzione, i servizi al cittadino e molto altro. Pensiamo a uno scenario in cui tutti gli oggetti, le persone e i veicoli comunicheranno, apportando grandi vantaggi in termini di immediatezza, reattività e funzionalità.

Come si può andare in una direzione Green con così tanti oggetti connessi da alimentare e così tanti dati da raccogliere? È una delle sfide più critiche per tutte le parti coinvolte nello sviluppo delle Smart City. Che dovranno connettere tutto, ma risparmiando sui consumi. Del resto, dobbiamo ricordare che uno dei motivi per i quali è partito lo sviluppo delle Smart City è rendere migliori le città, più vivibili e sostenibili anche in termini di qualità della vita.

La sfida quindi è collegare tutto in rete senza innalzare i consumi. Anzi, preferibilmente abbassandoli. Perché un'impennata di consumi energetici porta inquinamento, e una città vivibile non può e non dev'essere essere inquinata.

Rimedi hi-tech per il traffico

Attualmente le principali fonti d'inquinamento in città sono i gas di scarico dei veicoli, il riscaldamento e condizionamento degli edifici, e il consumo di energia elettrica. Quello che ci si aspetta in una Smart City è un calo in tutti e tre i comparti. Come?

Ottimizzando il traffico, sfruttando i veicoli elettrici ed efficientando il trasporto pubblico le emissioni dovute alla circolazione di veicoli a motore possono scendere sensibilmente. Pensiamo all'esempio virtuoso di Singapore, dove le telecamere interconnesse controllano la viabilità e regolano semafori e altri indicatori per evitare ingorghi.

O alle nuove funzioni di Google Maps che sono in test in diverse città del mondo. Indicano ai passeggeri con estrema precisione l'orario di arrivo dei mezzi di trasporto e i posti liberi a bordo. Già adesso le app di navigazione satellitare indicano percorsi differenti in orari differenti del giorno per evitare imbottigliamenti del traffico.

Ancora, al futuro non troppo lontano in cui la mobilità elettrica guadagnerà una buona quota di mercato. La quantità di emissioni nocive immesse in atmosfera, dovrebbe scendere, rendendo gli spostamenti in auto più sostenibili.

Il concetto è che sulla mobilità urbana si possono fare decine d'interventi. Alcuni più semplici come gli incentivi all'uso di bicilette, altri più avveniristici e complessi, ma di fatto possibili.

Gli edifici

Gli edifici sono una grossa fonte di inquinamento. È per questo che l'ammodernamento di quelli vecchi, oltre alla costruzione di nuove abitazioni ecosostenibili, è la strada da seguire. Il secondo punto è il più facile da realizzare. Anche se costruire un edificio nuovo non comporta necessariamente un efficientamento energetico ottimale.

In particolare, l'Unione Europea ha rilevato un divario notevole tra le prestazioni previste e quelle effettive degli edifici progettati per essere efficienti dal punto di vista energetico. Nonostante gli investimenti in fase costruttiva siano notevoli, il test dei risulti rivela poi che sono necessari interventi di ottimizzazione (definiti con il progetto Quantum finanziato dalla Commissione Europea) per raggiungere gli obiettivi attesi.

Il nodo più duro da sciogliere tuttavia resta l'ammodernamento delle strutture datate. Secondo uno studio dell'Unione Europea, nel Vecchio Continente il 40% del consumo energetico e il 36% delle emissioni di CO2 provengono dagli edifici vecchi. Secondo alcune stime, sono 110 milioni quelli scarsamente isolati che sprecano enormi quantità di energia.

In questo senso l'Europa si sta muovendo molto bene, finanziando progetti interessanti. Un esempio è quello  GelClad, eco-pannelli da installare sul rivestimento esterno degli edifici datati. Sono pannelli che si possono produrre su larga scala, economici e facili da installare.

Se questo tipo di pannelli venisse installato solo sul 3 percento del patrimonio edilizio europeo, porterebbe a un risparmio energetico di circa 100 terawattora all'anno (TWh/a). Come termine di paragone, la produzione annuale di energia nucleare in Francia è di circa 400 TWh/a.

Consumi energetici

In parte abbiamo trattato i consumi energetici nella parte degli edifici. Resta da aggiungere che l'impiego di lampadine a LED intelligenti per l'illuminazione cittadina apporterebbe vantaggi notevoli. Permettono di abbassare i consumi perché si accendono e si spengono in funzione dell'illuminazione ambientale, non a orari programmati. Inoltre, possono regolare l'intensità della luce emessa sempre in funzione della luce naturale dell'ambiente.

Altro vantaggio collaterale da non trascurare è che garantiscono una migliore illuminazione, evitando incidenti stradali che spesso si verificano nei punti poco illuminati.

La parte dei consumi energetici chiama in causa un altro grande problema che si creerà con le Smart City: la gestione e l'archiviazione della grande mole di dati raccolti dai dispositivi connessi. Tutte le informazioni raccolte in una città iper-connessa sono inevitabilmente destinate ai datacenter. Magazzini di dati che consumano (quindi inquinano) tantissimo. Stando a una ricerca del 2017 edita da ResearchGate, entro il 2025 i data center emetteranno 1,9Gt di CO2, pari al 3,2% del totale mondiale.

Il problema dei data center è che funzionano 24 ore su 24, 365 giorni all'anno. Oltre alle apparecchiature di rete e di archiviazione, fanno uso massiccio di sistemi di condizionamento per tenere le temperature a livelli ottimali per il funzionamento delle attrezzature.

Questo era vero fino a poco tempo fa. Poi si è iniziato a parlare di data center Green. Sono ambienti progettati ad hoc per il migliore efficientamento energetico possibile. Come abbiamo visto in precedenza, soluzioni innovative che sfruttano l'aria esterna o la compartimentazione del freddo permettono di abbassare o eliminare l'uso di condizionatori. Lo stesso vale per la scelta dei materiali costruttivi dell'edificio.

Per non parlare dell'uso di energie rinnovabili e di energia pulita. Sono molti ormai i data center che traggono buona parte dell'energia elettrica che gli occorre da parchi eolici o da impianti fotovoltaici, eliminando quella componente inquinante dell'energia che deriva dai combustibili fossili.

Ci sono poi UPS, server e componenti che assorbono meno energia rispetto a quelli passati, permettendo di abbassare i consumi. Rispetto al 2006, il Power Usage Effectiveness (l'efficienza di un data center nell'usare l'energia elettrica che lo alimenta, stabilito dal consorzio Green Grid) si è ridotto dell'80 percento in poco più di un decennio. Attualmente il valore medio PUE per i data center in tutto il mondo è di circa 1,8, l'obiettivo è di avvicinarsi quanto più possibile al valore di 1. Significherebbe ridurre ai minimi termini le emissioni di CO2 e di conseguenza l'impatto sull’ambiente.