Diapositive di Malgorzata Gawronska della Piattaforma Energie rinnovabili di Sardegna Ricerche dedicate ad introdurre il tema della digitalizzazione del sistema energetico nel contesto del panorama europeo.

1. DIGITALIZZAZIONE
DEL SISTEMA ENERGETICO
Malgorzata Gawronska
Sardegna Ricerche – Piattaforma Energie rinnovabili
gawronska@sardegnaricerche.it
Macchiareddu, 22/06/2023

2. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO - PIANO D'AZIONE DELL'UE
UE meno dipendente dai combustibili fossili
Affrontare la crisi climatica
Garantire prezzi abbordabili dell’energia
Trasformazione digitale e sostenibile:
- Della economia
- Della società
- Del sistema energetico
Fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final

3. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO - PIANO D'AZIONE DELL'UE
«La digitalizzazione del sistema energetico rappresenta una priorità
politica, per la cui attuazione il Green Deal europeo e il programma
strategico 2030 per il decennio digitale europeo procedono di pari
passo come una duplice transizione.»
Fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final

4. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO – VERSO L’ENERGIA PULITA
Contatori
intelligenti
IoT
Dispositivi
IoT
Connettività
5G e 6G
Spazio europeo di
dati sull’energia
(server
informatici)
Gemelli digitali
del sistema
energetico
Monitoraggio
della
produzione
di energia
Visualizzazione
del consumo
energetico
Strategie
per
migliorare il
consumo
Controllo
automatico
delle
temperature
negli edifici
Miglioramento del
funzionamento del
settore energetico,
priorità alle fonti
rinnovabili
Gestione degli
elettrodomestici
Mappatura e
monitoraggio
della povertà
energetica
Ricarica
delle
autovetture
elettriche
Tecnologie digitali
Fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final

5. QUADRO DELL’UE PER LA CONDIVISIONE DEI DATI A SOSTEGNO
DI SERVIZI ENERGETICI
Dati
disponibili,
condivisi e
accessibili
Quadro
di coordinamento
dell’UE
- Interoperabilità tra diversi sistemi
e soluzioni tecniche
- Mercato di servizi energetici innovativi
- Rispettate: sovranità dei dati dell’UE,
cibersicurezza, riservatezza dei dati,
accettazione da parte dei consumatori
Istituzione di uno spazio comune europeo di dati sull’energia – avvio di lavori 2024
Smart Grid Task Force (SGTF) – Gruppo di esperti in energia intelligente (Smart Energy Expert Group)
Gruppo di lavoro Dati per l’energia (Data for Energy D4E)
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
Entro 2050:
- presenza sui mercati all’ingrosso di oltre 580 GW di risorse energetiche flessibili
- copertura di oltre 90% del fabbisogno totale di flessibilità delle reti elettriche dell’UE
(fonte: ENTEC, Digitalisation of energy flexibility)

6. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO
- INVESTIMENTI NELLE INFRASTRUTTURE
2020 - 2030
584 miliardi EUR* di investimenti nella rete
elettrica, in particolare nella rete di
distribuzione
*una parte sostanziale di questi investimenti
dovrà essere destinata alla digitalizzazione
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
Su un totale di circa 400 miliardi EUR di
investimenti nella rete di distribuzione
– 170 miliardi di EUR per digitalizzazione
(fonte: Eurelectric)
La gestione della domanda potrebbe
evitare investimenti in nuove infrastrutture
elettriche per 270 miliardi di USD
(fonte: IEA)
Commissione sosterrà i gestori dei sistemi di trasmissione (TSO) e distribuzione (DSO)
dell'UE nella creazione di un gemello digitale della rete elettrica europea.

7. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO – BENEFICI PER I CONSUMATORI
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
Consumatori
(famiglie, PMI)
al centro degli
sforzi di
digitalizzazione
di energia
Aumento
delle competenze lavorative
e del numero di lavoratori
qualificati per accelerare
la transizione digitale
Transizione accessibile
anche ai consumatori
senza le competenze digitali
e rispettando le esigenze e
abitudini delle diverse
categorie di utenti
Tutela dei consumatori,
specialmente
vulnerabili
e in condizioni di
povertà energetica
Servizi innovativi
(gestione delle bollette,
monitoraggio
del consumo,
condivisione
dell’energia prodotta…)
Strumenti digitali a
sostegno
delle comunità
energetiche
e dei sistemi collettivi
di autoconsumo

8. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO – CIBERSICUREZZA E RESILIENZA
Cibersicurezza - un
punto chiave nella
resilienza del sistema
energetico (produzione,
trasmissione,
distribuzione,
consumatore,
interfacce digitali)
Approccio sistemico per
la cibersicurezza UE
Direttiva NIS 2 – settore
energetico come una delle
infrastrutture critiche
dell’UE, obblighi relativi
alla sicurezza e misure di
gestione di rischi
Valutazione dei rischi
coordinata e prioritaria per i
servizi, sistemi o prodotti TIC
individuati dalla Commissione,
NIS e ENISA. In particolare:
approvvigionamento delle FER,
sicurezza delle reti 5G
Proposte di un atto sotto forma
di codice di rete per gli aspetti
di cibersicurezza dei flussi
elettrici transfrontalieri e un
altro sulla cibersicurezza delle
reti del gas e dell'idrogeno
Adottata una proposta legislativa
in materia di ciberresilienza per
l'immissione sul mercato di UE dei
prodotti con elementi digitali
(compresi i dispositivi integrati
nel ciclo di fornitura dell’energia)

9. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO
- CONSUMO ENERGETICO DEL SETTORE TIC
Il settore TIC: 7 % del
consumo mondiale di
energia
13 % entro 2030
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
• Reti di telecomunicazione
• Criptovalute e blockchain
• Centri dati

10. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO
- CONSUMO ENERGETICO DEL SETTORE TIC
Il settore TIC: 7 % del
consumo mondiale di
energia
13 % entro 2030
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
• Reti
di telecomunicazione
• Criptovalute e blockchain
• Centri
dati
Streaming video (60%) > giochi online > reti
social
Misure di trasparenza per gli operatori delle
reti di telecomunicazione in merito alla loro
impronta ambientale
Elaborazione degli indicatori comuni per
misurare l'impronta ambientale dei servizi di
comunicazione elettronica

11. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO
- CONSUMO ENERGETICO DEL SETTORE TIC
Il settore TIC: 7 % del
consumo mondiale di
energia
13 % entro 2030
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
• Reti di telecomunicazione
• Criptovalute
e blockchain
• Centri
dati
Introduzione di un'etichetta di efficienza
energetica per le tecnologie blockchain

12. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO
- CONSUMO ENERGETICO DEL SETTORE TIC
Il settore TIC: 7 % del
consumo mondiale di
energia
13 % entro 2030
fonte: Commissione Europea COM(2022) 552 final
• Reti di telecomunicazione
• Criptovalute e blockchain
• Centri dati
Obiettivo strategico: i centri dati climaticamente neutri ed efficienti sotto
il profilo energetico e delle risorse entro il 2030
Centri dati come un componente infrastrutturale fondamentale dei sistemi TIC
- Nel 2018: 2,7% del fabbisogno di energia elettrica nell’UE
- 2020 – 2030 - aumento del consumo di oltre 200%
Proposto un obbligo di monitoraggio e comunicazione del consumo
energetico per i centri dati
Promozione del riutilizzo del calore di scarto dei centri dati per riscaldare
case e imprese (Piani nazionali per l’energia e il clima)
Previsti finanziamenti per le attività R&I in sistemi in grado di
immagazzinare il calore di scarto prodotto dai centri dati durante la fase
estiva per riscaldare gli edifici in inverno

13. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO - PIANO D'AZIONE DELL'UE
Per conseguire gli obiettivi delle politiche digitale e verde dell’UE occorre sostenere:
➢ le sinergie della duplice transizione attraverso i principali quadri e gli strumenti di
finanziamento dell’UE (Green Deal europeo e il Programma strategico 2030 per il decennio
digitale);
➢ la cooperazione tra le autorità pubbliche e tra i portatori di interessi dei settori dell'energia e
del digitale;
➢ la cooperazione a livello internazionale.

14. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO - PIANO D'AZIONE DELL'UE
Per conseguire gli obiettivi delle politiche digitale e verde dell’UE occorre sostenere:
➢ le sinergie della duplice transizione attraverso i principali quadri e gli strumenti di
finanziamento dell’UE (Green Deal europeo e il Programma strategico 2030 per il
decennio digitale);
➢ la cooperazione tra le autorità pubbliche e tra i portatori di interessi dei settori dell'energia e
del digitale;
➢ la cooperazione a livello internazionale.
▪ l'uso di dati e strumenti per l'integrazione e la pianificazione dei sistemi energetici
▪ l'integrazione delle infrastrutture digitali (centri dati, infrastrutture cloud) - nei sistemi energetici e di
riscaldamento, riutilizzo del calore di scarto a favore delle imprese e delle famiglie
▪ l'assegnazione di porzioni di spettro delle reti di telecomunicazione a soluzioni di reti energetiche intelligenti

15. DIGITALIZZARE IL SISTEMA ENERGETICO - PIANO D'AZIONE DELL'UE
Per conseguire gli obiettivi delle politiche digitale e verde dell’UE occorre sostenere:
➢ le sinergie della duplice transizione attraverso i principali quadri e gli strumenti di
finanziamento dell’UE (Green Deal europeo e il Programma strategico 2030 per il decennio
digitale);
➢ la cooperazione tra le autorità pubbliche e tra i portatori di interessi dei settori
dell'energia e del digitale;
➢ la cooperazione a livello internazionale.
Piattaforma GEDI-EU (Gathering Energy and Digital Innovators from across the EU)
«Riunire gli innovatori dell'energia e del digitale dell’UE»
Cooperazione tra i poli europei
dell'innovazione digitale e le strutture di prova
e sperimentazione dell'intelligenza artificiale
Cooperazione tra la rete dell'UE di innovatori
e istituti di ricerca nel settore energetico
Stretta collaborazione con le città e comunità intelligenti

16. Produzione percentuale di energia elettrica per fonte, Italia 1990-2021
(fonte: IEA)

17. Microrete schema
(fonte: GSE)

18. (fonte: GSE)

19. Elementi che aumentano la flessibilità
del sistema energetico caratterizzato
dalla forte presenza di rinnovabili
Soluzioni non digitali
e costruiti appositamente
(Grandi sistemi di accumulo,
Centrali a gas)
Soluzioni digitali
che utilizzano
le infrastrutture esistenti
Fonte: Energy Transition Expertise Centre, Digitalisation of Energy Flexibility

20. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Settori specifici
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Soluzioni digitali
che utilizzano
le infrastrutture esistenti
Fonte: Energy Transition Expertise Centre, Digitalisation of Energy Flexibility

21. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Sistemi di gestione delle risorse
energetiche distribuite (DERMS)
- Consentono di include le risorse
energetiche distribuite nella
gestione della rete
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

22. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
VPP per il mercato dell’energia
- Fornisce l'ottimizzazione dei profitti attraverso
le transazioni spot
VPP per il bilanciamento della rete
- Fornisce servizi a supporto della frequenza
(frequency containment reserve, FCR)
VPP per il bilanciamento interno
- Riduce gli errori di previsione di produzione da
fonte rinnovabile
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

23. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Condivisione energetica e scambio peer-to-peer
- Ottimizza l'autoconsumo di quartieri/ città
/zone specifiche
Teleriscaldamento e teleraffrescamento
- Fornisce flessibilità grazie ai dispositivi
riscaldati elettricamente
(pompe di calore, boiler) oppure CHP
alimentati a metano / idrogeno
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

24. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Sistemi di gestione e controllo degli edifici
(BEMS)
- Utilizza pompe di calore intelligenti per
aumentare la flessibilità del consumo,
mantenendo il minimo impatto sul comfort
dell'utente
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

25. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Riscaldamento industriale ibrido
- Riguarda i processi di riscaldamento con
basse e medie temperature utilizzando il
riscaldamento elettrico, implementato nei
sistemi di riscaldamento ibridi
- Consente di aumentare il consumo
(riscaldamento) nei momenti della
disponibilità di energia
(demand-side response DSR)
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

26. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Pompe di calore residenziali
- Utilizzo delle pompe di calore intelligenti
per massimizzare la flessibilità
mantenendo il minimo impatto sul
comfort dell'utente
Sistemi di gestione energetica della casa
(HEMS)
- Gestione della domanda (carichi)
attraverso sistemi di accumulo e inverter
intelligenti; include ventilazione,
condizionamento e batterie
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

27. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Ricarica in base al prezzo
- Adatta la ricarica al principio di load-shifting,
basato sulle misure elettriche in tempo reale
oppure programma la ricarica nei periodi
caratterizzati dai prezzi di energia minori
Ricarica per massimizzare l’autoconsumo
- Massimizza l'autoconsumo di energia
prodotta dagli impianti di produzione
di energia rinnovabile
(imprese, case, etc.)
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

28. Elementi che aumentano la flessibilità del sistema energetico
caratterizzato dalla forte presenza di rinnovabili
- Soluzioni tecnologiche / business case / applicazioni
➢ Automazione e ottimizzazione del funzionamento
delle reti di distribuzione (DSO)
➢ Centrali elettriche virtuali (VPP)
➢ Comunità energetiche
➢ Gestione energetica degli edifici
➢ Controllo dei carichi industriali
➢ Automazione delle case e la risposta
dal lato della domanda (DSR) residenziale
➢ Ricarica intelligente dei veicoli elettrici (EV)
➢ Vehicle to grid (V2G)
Ricarica/scarica in base al prezzo
- Gestisce flussi bidirezionali di energia tra i veicoli
elettrici e la rete sulla base di misure elettriche in
tempo reale oppure sulla base di programmazione
temporale, seguendo le variazioni del prezzo di
energia (fascia F1, F2, F3)
- Gestione delle congestioni e servizi ancillari
- Gestisce il trasferimento del carico (load-
shifting), in particolare per supportare il
bilanciamento della rete
Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility

29. Fonte: ENTEC, Digitalisation of Energy Flexibility
Durata massima del trasferimento

30. PEMFC
ENERGIA ELETTRICA
(Peak Load)
GENERATORI DI
IDROGENO
ACCUMULO ELETTROCHIMICO
CARICHI
DELLA
PIATTAFORMA
ENERGIA ELETTRICA
ENERGIA TERMICA ACCUMULO TERMICO
(Acqua calda, Low Temp. PCM)
BIOMETANAZIONE
SOFC m-CHP
ENERGIA ELETTRICA
E TERMICA (Base Load)
POMPE DI CALORE
REVERSIBILI
DIGESTORE ANAEROBICO
UPGRADING DI
BIOGAS
COLONNINA V2G
VEICOLO ELETTRICO
STOCCAGGIO DI IDROGENO
RECUPERO DI CO2
STOCCAGGIO DI BIOMETANO
FLUSSO DI DATI
GPL
GAS MIXER
SOLUZIONE SPENTA
BIOGAS
BIOMASSE
CO2
Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche
IMPIANTI
FOTOVOLTAICI
RETE ELETTRICA
ESTERNA
SISTEMA DI CONTROLLO
SISTEMA DI MONITORAGGIO
FLUSSO DI DATI

31. Generatori rinnovabili e non rinnovabili,
Sistemi di accumulo solax
FV amorfo
FV monocristallino
CPV
Accumulo elettrochimico
Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche

32. Digestore
anaerobico
a biomasse
L’impianto pilota di upgrading
del biogas
Reattore di metanazione
biologica
Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche

33. Generazione di idrogeno
Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche
Generatori per la produzione
di idrogeno da FER
Serbatoi per l'accumulo di
idrogeno in fase gassosa
Generatore di potenza PEMFC
con inverter e batterie al litio

34. Impianto di accumulo terminco
Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche
Impianto per la produzione, l’accumulo e l’impiego di energia termica

35. Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche
Veicolo elettrico Nissan Leaf Colonnina V2G collegata alla
Nissan Leaf

36. Piattaforma Energie rinnovabili
Sardegna Ricerche
Sonde di misura, moduli di
acquisizione e cRIO controller
Precision power
analyzer

37. Malgorzata Gawronska
gawronska@sardegnaricerche.it
www.sardegnaricerche.it