L’impatto del cambiamento climatico sul sistema elettrico

L’impatto dei cambiamenti climatici, testimoniato anche dalle ultime immagini delle alluvioni in Germania e Belgio, oppure da quelle di Canada e Stati Uniti che superano di 15°C la temperatura del periodo, fanno sorgere degli interrogativi sulla resilienza del sistema elettrico. 

Il cambiamento climatico ha degli impatti devastanti sulle nostre infrastrutture, anche di rete, di cui si tiene conto nel Pniec (Piano nazionale integrato per l’energia e clima) aggiornato. Una maggiore generazione elettrica da energia rinnovabile in concomitanza con questi fenomeni può mettere a dura prova la sicurezza del sistema elettrico, sia dal punto di vista dei flussi che della gestione di questi fenomeni estremi.

La definizione di regole certe dal punto di vista autorizzativo, la semplificazione delle lungaggini burocratiche e la riduzione dei tempi potranno favorire la resilienza delle reti. Quando si parla di resilienza bisogna pensare, oltre agli effetti dei cambiamenti climatici, ai dati che viaggiano sulle reti, alle integrazioni delle rinnovabili e a tutti gli aspetti di cyber security. Un sistema elettrico resiliente è un sistema elastico, che sa “rimbalzare” adattandosi e tornando in forma. 

L’impatto del cambiamento climatico sul sistema elettrico

Questi temi sono stati affrontati all’interno del web in air online, tenutosi il 20 luglio, dal tema: “Resilienza e transizione energetica: la risposta del settore energetico al cambiamento climatico”, organizzato da Elettricità Futura in collaborazione con Cesi.

Domenico Villani, executive vice president testing inspection & certification division di Kema Labs, ha descritto gli eventi climatici più disastrosi. Dal 1980 ad oggi c’è stato un incremento di tre volte di questi accadimenti, sempre più difficili da prevedere perché improvvisi e di breve durata.

Dal punto di vista della generazione, come riporta Villani, alcuni effetti possono essere: una ridotta efficienza delle centrali. Il termoelettrico ad esempio può risentire della scarsità d’acqua, a cui si aggiunge l’aumento dei detriti e frane. 

Le rinnovabili in aumento comportano un conseguente aumento dell’intermittenza e della capacità della rete di assorbire energia.

Sugli asset gli impatti possono essere relativi alle sottostazioni collocate in zone fluviali e costali, per cui può esserci difficoltà a collocare le stazioni elettriche a causa di nevicate abbondanti, massi e detriti, venti e correnti rilevanti. Per far fronte a questi fenomeni, prosegue Villani, sono sempre più richiesti i test per le sottostazioni che simulano eventi con forti venti e ghiaccio sulle linee. Si può manifestare anche una riduzione della capacità di trasporto per i cavi e stress degli apparati a causa delle temperature in aumento oppure di danni diretti causati da precipitazioni intense.

Sul sistema nel suo complesso, Villani spiega che gli effetti climatici determinano dei cambiamenti stagionali che portano a consumi fuori dalla norma e dalla stagione come avviene con l’irrinunciabile condizionatore. Pertanto, si rendono necessarie delle riconfigurazioni della rete e una gestione straordinaria per scongiurare disservizi o blackout. 

Villani conclude con la definizione di resilienza del sistema elettrico, che a causa della sua complessità e all’impossibilità di anticipare e prevedere qualsiasi tipo di evento, richiede di rielaborare la pianificazione e gestione del sistema, nonché migliorare la robustezza dell’infrastruttura e rendere più flessibile il sistema, che si deve adattare alla nuova situazione con recuperi rapidi per tornare velocemente alla normalità, limitando il disservizio. 

“Nel prossimo futuro”, conclude, “dovremo utilizzare dei modi deterministici  per gestire la sicurezza della rete, saremo così obbligati a creare dei modelli che siano più probabilistici. Un sistema elettrico resiliente si baserà su modalità diverse di gestione, più smart. Avremo bisogno di sensori intelligenti che si basano su IoT, necessari poiché la latenza di intervento non è più accettabile, abbiamo bisogno di interventi e gestioni rapide. Quindi, vanno introdotte tecnologie a livello locale per avere tempi di recupero brevi e bisogna focalizzarsi su micro grid autosufficienti e autogestibili con diversi livelli di storage, anche a livello di trasmissione, in modo da risolvere non solo i problemi di intermittenza. Anche l’intelligenza artificiale può aiutarci parecchio nella gestione della rete, dovremo pianificare e pianificare bene”. 

Reti e cambiamento climatico: la posizione delle aziende 

Successivamente, si è svolta una tavola rotonda a cui hanno preso parte gli esponenti delle aziende, portando il loro punto di vista su tecnologie ed eventuali ostacoli alla resilienza. Hanno partecipato: Alessandro Bertani, services & smart technologies director di Cesi, Riccardo Frigerio, affari normativi e regolatori di Elettricità Futura, Francesco Marzullo, responsabile piano di resilienza e sicurezza della Rtn e coordinamento piano di sviluppo di Terna, Giovanni Valtorta, responsabile network design construction and standardization di e-distribuzione, Matteo Spada, power asset division, responsabile produzione e manutenzione Polo 1, di Edison. 

Secondo Cesi, dal punto di vista tecnico, per aumentare la resilienza del sistema nel suo complesso, bisogna aumentare la resilienza dei componenti e utilizzare la sensoristica. Questo per rendere più agevole intervenire in caso di intemperie, nonostante questa stessa sia sottoposta alle medesime componenti climatiche. L’obiettivo, anche attraverso le azioni di controllo, è che nessun effetto climatico sia visibile o percepibile.

Rafforzare norme e strumenti in favore della resilienza 

I partecipanti affermano unanimemente che compito delle istituzioni sia quello di definire norme e strumenti che possano essere di supporto nel rafforzare le reti, attraverso un approccio interattivo tra istituzioni e operatori, per capire in quali aree intervenire. 

La resilienza della rete va inserita in tutti i documenti programmatici per la sua importanza, come è stato fatto nella Sen (Strategia energetica nazionale) e nel Pniec. Inoltre, bisogna valutare le performance degli operatori e la normativa per tenerli sempre aggiornati e al passo coi tempi.

Terna mette in rilievo, ma è un aspetto ampiamente condiviso da tutti, che l’impatto del cambiamento climatico sulla rete ha necessariamente portato allo sviluppo di una metodologia di tipo previsionale e probabilistico. Non ci si può più basare sul passato, ma bisogna essere pronti a reagire tempestivamente ad avversità quali il forte vento e il ghiacciamento. Lo sviluppo di un IoT diffuso con sensori sulla rete è di grande supporto in questa missione, dato che Terna si pone un obiettivo di prevenzione, oltre che di intervento di ripristino. Quindi, Terna continua ad imparare dall’esperienza ma è pronta per ciò che accade ora e accadrà in futuro. 

E-distribuzione non sempre è riuscito a intervenire tempestivamente sui suoi 350 mila km di rete in media tensione, di cui 200 mila aeree, soggetti a nevicate estreme e bombe d’acqua. A questo si è posto rimedio grazie al tele-controllo, in modo da poter fare manovre da remoto quando le strade non sono percorribili. Valutare accuratamente il rischio e sviluppare modelli sui dati meteorologici, non solo storici ma anche più recenti, è un’altra soluzione, insieme alla redazione di piani che aumentino, dove è necessario, la robustezza e magliatura della rete. I piani di e-distribuzione dal 2017 fino al 2022 comporteranno un investimento di 800 milioni di euro per interventi sulle linee.

In ambito idroelettrico, come nel caso di Edison, si tratta di opere sul territorio di un certo impatto, come le dighe, che devono far fronte a questi nuovi eventi estremi. Ad esempio, per efficientare l’opera di scarico delle dighe, viene fatto un ricalcolo delle serie storiche ma aggiornato con i nuovi eventi climatici. Anche in questo caso, la tecnologia per un avanzato monitoraggio è di supporto, grazie a cinque sistemi di comunicazione di rete fissa, mobile e satellitare che riescono a monitorare e rimanere in contatto durante la piena.

Come saltare le barriere alla resilienza

Attualmente, quindi, sono tutti concordi nel sostenere che è indispensabile definire un quadro regolatorio chiaro e stabile. Su questo, a detta di tutti, pare che il regolatore stia facendo passi avanti significativi.

Sull’aspetto tecnologico, non pare esserci una vera e propria barriera, ma c’è piuttosto la necessità di prevedere futuri scenari, dato che in parte le soluzioni tecniche già esistono. Si tratta piuttosto di ragionare fuori dagli schemi. Infine, bisogna continuare a sviluppare modelli di valutazione del rischio per avere dati sempre più precisi.