La centrale invisibile

“E ascolto dalla tua voce le ragioni invisibili di cui le città vivevano, e per cui forse, dopo morte, rivivranno”.

“Ogni città riceve la sua forma dal deserto a cui si oppone”.

(Italo Calvino, Le città invisibili)

A settembre torniamo dalle vacanze - chi ha potuto farle - e ricominciamo a popolare le città. In città ritroviamo le comodità della vita quotidiana, ma anche le frustrazioni e i problemi della vita metropolitana.

A luglio parlavamo dei blackout dovuti all’uso intensivo dei condizionatori, ma ora è già tempo di temporali e bombe d’acqua, come quelle che si sono abbattute in questi giorni su Roma.

Anche le piogge estreme, come il caldo, sono un segno tangibile della crisi climatica, e hanno effetti diretti sulla distribuzione di energia.

A luglio l’uragano Beryl - la cui rapidissima accelerazione è stata ricondotta proprio agli effetti del cambiamento climatico - ha colpito il Texas e ha danneggiato la rete elettrica, lasciando a lungo Houston senza corrente. O meglio, quasi senza corrente, perché la notizia è che le microgrid abilitate dai prosumer hanno fornito un buon apporto di energia alla città, riuscendo a garantire la continuità di molti servizi essenziali.

E se è vero che storie come questa sono sempre più frequenti a causa del riscaldamento climatico, e che il futuro avrà come scenario proprio le città, visto che secondo l’ONU nel 2050 una persona ogni tre vivrà in una città con almeno mezzo milione di abitanti, vale la pena chiedersi: come alimenteremo le nostre città in futuro? Quali possibilità abbiamo per rispondere alle sfide energetiche che nelle città si manifestano in tutta la loro complessità?

Lo status quo

Storicamente le città sono nate in prossimità di risorse naturali essenziali, come l’acqua, fondamentale per l’irrigazione e il commercio. I primi grandi insediamenti umani si sono sviluppati dove c’erano terreni fertili per l’agricoltura, foreste per il legname, minerali per la produzione di utensili e costruzioni. Con l’avvento dell’era industriale la crescita delle città ha subito un’espansione esponenziale, e il legame tra insediamento e risorse naturali si è spezzato. L’approvvigionamento energetico ha iniziato a dipendere sempre più da fonti esterne, distanti dai centri urbani, e ha cambiato radicalmente il rapporto tra città e risorse.

Le città ci forniscono l’immagine di come abbiamo gestito l’energia fino a ora: concentrandola tutta in un punto, e spostandola fuori dai luoghi abitati, o comunque il più possibile ai margini.

Tutta l’energia che usiamo nelle città infatti proviene da grandi centrali poste all’esterno dei perimetri urbani, dalle quali si dirama la rete di distribuzione. Questo tipo di centrali sono molto impattanti e, quando sono alimentate da fonti fossili, anche molto inquinanti. In più, rendono la città interamente dipendente da un unico canale di approvvigionamento.

Per ridurre l’impatto della produzione di energia, e limitare la dipendenza esclusiva da singoli centri di produzione, è necessario rimettere letteralmente l’energia al centro: riportarla al centro delle città, nei luoghi in cui viviamo, avvicinando e rendendo interscambiabili produzione e consumo.

Una tecnologia che potrebbe favorire questo movimento verso il centro è quella legata all’energia solare. Il fotovoltaico infatti non solo è pulito, ma ha il vantaggio di essere una tecnologia modulare: ogni singolo pannello solare fa la stessa cosa, ovunque si trovi, che sia insieme a centinaia di altri in una prateria, o da solo su un tetto di Brooklyn. In questo modo la produzione di energia solare si può frammentare e dislocare, separare dalla grande centrale, per poi ricomporla attraverso la creazione di reti.

Analogamente ai pannelli, anche le batterie che permettono lo stoccaggio dell’energia sono diventate più accessibili, e disponibili per istallazioni private e domestiche. Grazie a queste innovazioni il prezzo della produzione di energia solare è calato drasticamente negli ultimi anni, e la sua diffusione è in costante aumento.

Tuttavia, le singole installazioni private non bastano a proteggere gli utenti da interruzioni e guasti. Le riserve sono limitate e non durano molto nel tempo, coprono un fabbisogno ridotto.

Il potere della decentralizzazione si manifesta quando sempre più persone installano impianti domestici, e decidono di mettersi in connessione tra loro, condividendo l’energia.

Insieme, tanti singoli pannelli possono diventare una centrale elettrica.

Rivoltiamolo

Una rete di impianti fotovoltaici e batterie possono diventare una vera e propria centrale elettrica diffusa. Come? Facciamo un esperimento mentale.

Immaginiamo la città di Future City, composta da tre diversi quartieri. La città è alimentata da una grande centrale, ma nei tre quartieri esistono sistemi diversi di produzione e distribuzione dell’energia.

Primo quartiere: la centrale unica. Questa città prende energia solo dalla grande centrale, situata fuori dal perimetro urbano e alimentata a carbone: produce energia per l’intera città e attraverso la rete di distribuzione la fa arrivare a tutti i consumatori.
Secondo quartiere: la centrale ibrida. La maggior parte dell’energia deriva dalla grande centrale, ma all’interno del quartiere diversi cittadini hanno installato impianti fotovoltaici privati. I prosumer tuttavia sono ancora pochi e isolati tra loro.
Terzo quartiere: la centrale invisibile. Il quartiere è disseminato di impianti fotovoltaici installati da cittadini e aziende, ognuno con una batteria per lo stoccaggio. Gli impianti sono collegati in rete, condividono energia tra di loro e la re-immettono anche nella rete elettrica principale.

Che succede in ognuno di questi tre scenari quando un incidente, un guasto o un evento climatico estremo interrompono la distribuzione di energia che parte dalla grande centrale?

Primo quartiere: basta che la distribuzione che parte dalla centrale si interrompa anche in un solo punto, per mandare l’intera zona in black-out, e lasciare senza energia tutti gli utenti.
Secondo quartiere: anche qui la gran parte dei cittadini restano senza energia: solo chi ha batterie e impianti fotovoltaici riesce ad alimentarsi, ma per un tempo limitato, legato alla durata della propria riserva personale.
Terzo quartiere: c’è corrente in tutti gli edifici, perché tutti possono attingere alle batterie collegate agli impianti fotovoltaici. Gli impianti indipendenti dei prosumer hanno prodotto più energia di quella che gli serve per continuare ad alimentare i loro edifici, e quindi possono immetterla nella rete principale e fornire energia anche ai due quartieri che sono rimasti senza elettricità. La rete formata dalla connessione di tutti gli impianti domestici e privati diventa una vera e propria centrale, anche se invisibile.

Una centrale invisibile di questo tipo, virtuale e diffusa, può fornire energia non solo in caso di guasti o incidenti, ma anche nei momenti in cui i consumi raggiungono il picco. Nelle fasce orarie in cui la richiesta energetica è maggiore, infatti, la rete deve ricorrere a impianti ausiliari, che spesso sono poco efficienti e molto inquinanti.

Ci sono naturalmente degli aspetti critici ancora in via di risoluzione per arrivare alla costruzione su larga scala delle centrali invisibili. Per prima cosa, l’energia solare come è noto è legata alla presenza intermittente della sorgente - la luce del sole - e non funziona ininterrottamente come una centrale a carbone. C’è poi bisogno di un aggiornamento e di un adeguamento dell’infrastruttura: per integrare meglio l’apporto delle fonti rinnovabili e supportare una distribuzione multidirezionale.

La diffusione della mobilità elettrica potrà dare un forte impulso in questa direzione: le auto elettriche sono batterie su quattro ruote, e quando non usano tutta l’elettricità con cui sono state caricate, possono restituire energia alla rete. Inoltre, la diffusione di stazioni di ricarica aiuterà a innovare e potenziare le infrastrutture esistenti.

Del resto smartgrid e microgrid non dovranno sostituire interamente gli impianti più grandi: potranno lavorare in collaborazione, integrarsi alle infrastrutture esistenti. Per affrontare e compiere la transizione energetica avremo bisogno di tutte le possibilità di trasformazione di fonti rinnovabili in energia. E l’energia solare non sarà l’unica risorsa a cui attingere.

Volta Energy nasce proprio per superare le criticità che rallentano la creazione di centrali diffuse e invisibili: abbassare i costi dell’installazione di impianti, connettere i prosumer e riunirli in comunità energetiche, smaterializzare gli impianti di produzione di energia rinnovabile rendendoli asset accessibili anche a distanza.

Se vuoi riportare l’energia al centro della tua città e della tua comunità, e cominciare a costruire la centrale del futuro, unisciti a noi!

Pensa un numero

800

Sono i GigaWatt ottenuti da energia solare che si potrebbero aggiungere alla rete ogni anno secondo la proiezione di uno studio del Rocky Mountain Institute, che analizza i trend di crescita delle tecnologie a supporto della transizione energetica. Come si vede nel grafico, trend di crescita analoghi riguardano la vendita di veicoli elettrici e di batterie, che insieme all’adozione del fotovoltaico formano un unico, decisivo ecosistema di innovazione del sistema energetico.

Ti do la mia parola

UVAM

Le UVAM (Unità Virtuali Abilitate Miste) sono un sistema intelligente che aiuta a bilanciare la domanda e l'offerta di energia elettrica. Questi sistemi raggruppano diverse fonti di energia, come impianti fotovoltaici, batterie o impianti di cogenerazione, che possono essere gestite insieme in modo coordinato. Quando c'è un picco di richiesta o un surplus di energia prodotta, le UVAM entrano in gioco per mantenere stabile il sistema elettrico. Questo meccanismo permette di ottimizzare l'uso delle risorse e di ridurre gli sprechi, contribuendo a rendere il sistema energetico più efficiente e sostenibile. A oggi in Italia si contano oltre 220 UVAM che coinvolgono 1072 utenze elettriche domestiche e industriali, con una potenza complessiva di circa 1.280 MW, notevole considerando che le centrali nucleari più moderne hanno tipicamente potenza compresa tra i 600 MW e i 1600 MW!