La progressiva riduzione dell'impiego di fonti fossili per la produzione di energia, fortemente voluta da Ursula von der Leyen con il Green Deal europeo, sta portando a una diffusione sempre più ampia delle cosiddette Smart Grid, in italiano reti elettriche intelligenti. È chiaro che si tratta di un’evoluzione del sistema tradizionale di gestione dell'energia elettrica. Non ne sono altrettanto compresi i vantaggi e come tutelano l'ambiente.

Smart Grid contro reti tradizionali

Il vecchio concetto di distribuzione dell'energia elettrica prevedeva un flusso a senso unico dalle centrali, alimentate con combustibili fossili (gas, carbone, petrolio), verso abitazioni e aziende. Il Green Deal spinge l'adozione di fonti energetiche alternative e rinnovabili per ridurre l'inquinamento. Per esempio, pannelli fotovoltaici e solari, parchi eolici e simili. 

Producono energia, ma non in maniera costante e non in grandi quantità. Invece di poche, enormi centrali elettriche, sul territorio ci sono (e ci saranno sempre di più) parchi eolici e solari che producono fino a decine o centinaia di mW, e tetti con pannelli che producono pochi kW. Tutti accomunati dal fatto che generano energia solo in determinate condizioni: in presenza di sole o di vento. 
Questo stravolgimento del modello originario richiede necessariamente un cambiamento della rete di gestione. Dev'essere in grado di ricevere energia da diversi nodi grandi e piccoli disseminati sul territorio, di accumulare quella non usata per evitare sprechi, e di redistribuirla dove e quanto necessario. Al posto di una linea continua a senso unico (i vecchi tralicci), serve una griglia con una struttura a maglie.  

Perché smart

Le esigenze esposte sopra impongono alla rete di avere capacità di gestione, ovvero che sia intelligente. La produzione di energia elettrica degli impianti eolici e solari genera picchi produttivi nelle giornate assolate e ventose, alternati in maniera non programmabile a momenti in cui non viene prodotto nulla o quasi. Tuttavia, non è ammissibile un collasso altalenante del sistema elettrico: cittadini e aziende necessitano una disponibilità continua di energia. 

Il difficile compito di gestire le risorse disponibili spetta alle Smart Grid. Devono collezionare tutta l'energia prodotta, anche e soprattutto quella in eccesso. È inevitabile che ci siano momenti in cui l’energia elettrica prodotta supera la capacità di trasporto della rete o il fabbisogno in un dato momento. Questo non deve provocare picchi improvvisi o sbalzi di tensione. E non devono esserci sprechi: l'energia in eccesso dev'essere stoccata e immessa in rete in tempo reale quando serve. 

Un compito difficile, che richiede complessi calcoli per allestire un sistema di previsione dei consumi quanto più accurato e tempestivo possibile.

Ottimizzazione dei consumi

Una rete intelligente come quella descritta offre un ulteriore vantaggio: il controllo degli sprechi. Grazie anche ai contatori elettronici ormai molto diffusi, il fornitore può collezionare tutti i dati sui consumi e analizzarli al fine di individuare qualsiasi spreco e porvi rimedio. 

Nel momento in cui si attiva una Smart Grid, si ottiene inoltre una grande flessibilità nella gestione dell'erogazione in tempo reale. Grazie alla connessione costante con il consumatore, il fornitore è in grado di conoscere in tempo reale i consumi di tutti gli utenti e razionalizzare l’energia in maniera efficiente. Questo comporta che, qualora in una data zona si registrasse un potenziale sovraccarico energetico, l'energia in eccesso potrebbe essere redistribuita in altre zone con una richiesta elettrica superiore. Questa efficienza consente un risparmio notevole.

Un approccio green

Spesso le Smart Grid sono associate al concetto green. I motivi sono piuttosto semplici. In primo luogo l'impiego di fonti energetiche rinnovabili invece che fossili produce meno CO2 ed è più rispettosa dell'ambiente. Anche la riduzione dello spreco di energia corrisponde a una riduzione di emissioni di CO2. La redistribuzione dell'energia in eccesso e la trasmissione efficiente dell'elettricità inoltre rientrano in un più ampio concetto di economia circolare. 

In Italia lo sviluppo delle Smart Grid è favorito dai finanziamenti europei di molti progetti pilota. Vale la pena ricordare Grid for EU (Grid4EU), che con un costo complessivo 54 milioni di euro è stato il più grande progetto Smart Grid finanziato dall’UE, che ha contribuito con 25 milioni di euro. Di grande rilievo anche il progetto PAN (Puglia Active Network) di Enel. Si tratta di un sistema di distribuzione avveniristico che permette di conoscere in tempo reale l’andamento dei consumi.

ERIGrid

Si è concluso ad aprile 2020 il progetto ERIGrid finanziato dalla Commissione Europea. Ha contribuito a promuovere lo sviluppo e l'uso di soluzioni Smart Grid in tutta Europa, e ha fornito agli ingegneri esterni l'accesso a strutture all'avanguardia per lo svolgimento di ulteriori ricerche. Il progetto proseguirà per altri quattro anni con ERIGrid 2.0.
Nei primi cinque anni di studi, gli addetti ERIGrid hanno riscontrato la possibilità di adottare tecnologie, applicazioni e infrastrutture per gestire i sistemi di distribuzione dell'energia in modo efficace e intelligente. Il risultato è lo sviluppo di metodi, concetti e procedure comuni, che sono frutto del lavoro di 18 centri di ricerca e istituzioni europee. Nell'aprile 2020 erano stati coinvolti circa 70 gruppi di ingegneri e ricercatori che hanno lavorato su una serie di argomenti relativi alle reti di distribuzione dell'energia, tra cui ICT, automazione, hardware per il controllo dell'alimentazione e produzione di nuovi componenti. Sono stati condotti anche test delle soluzioni attraverso simulazioni in tempo reale.

Il programma ha prodotto risultati che contribuiranno a sviluppare reti energetiche intelligenti. Alcuni sotto progetti sono particolarmente notevoli. ECOSMIC ha elaborato un quadro di valutazione economica per le micro-reti, i cui risultati hanno fornito importanti indicazioni per un uso efficiente della produzione di energia decentrata per le reti elettriche residenziali urbane.