Perché le reti elettriche intelligenti ora sono essenziali / Why smart power grids are now essential

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Le reti intelligenti consentono di accedere a fonti di alimentazione di riserva, come batterie a scala di rete e batterie per veicoli elettrici, in pochi millisecondi, contribuendo a bilanciare domanda e offerta.

Le reti elettriche intelligenti, in grado di bilanciare domanda e offerta, ci aiuteranno a sfruttare al meglio le energie rinnovabili e dovrebbero essere al centro della nostra strategia energetica scrive Euan Davidson Chief Technology Officer di Smarter Grid Solutions

Prima era la pandemia, ora è la guerra. Quando si tratta di fattori che influenzano la domanda e l'offerta di energia, non c'è dubbio che stiamo vivendo tempi incerti.

La natura imprevedibile degli eventi mondiali sta esercitando un'enorme pressione sulle nostre reti energetiche. Secondo un recente rapporto dell'Agenzia internazionale per l'energia (IEA), lo scorso anno si è assistito a un aumento della domanda e dei prezzi di elettricità a livello mondiale e quei dati sono stati pubblicati poco più di un mese prima che la Russia invadesse l'Ucraina.

Ora, Stati Uniti, Regno Unito ed UE hanno annunciato che limiteranno le importazioni russe di petrolio e gas, una decisione che creerà solo ulteriore volatilità dei prezzi ed aumenterà la domanda di energie rinnovabili in tutto il mondo.

L'IEA ha rilevato che l'aumento della domanda di elettricità dello scorso anno del 6%, il più grande in termini percentuali dal 2010, ha comportato un aumento delle emissioni di anidride carbonica del 7%, un livello record. L'anno precedente ha visto una riduzione delle emissioni di CO2, in gran parte a causa del calo della domanda di elettricità a causa della pandemia di Covid 19. National Grid L'ESO ha speso 718 milioni di sterline in pagamenti per bilanciare la rete del Regno Unito, incluso il pagamento delle società energetiche per produrre meno elettricità.

Una risposta a questa situazione insostenibile sono le reti intelligenti, che è stata riconosciuta dal direttore esecutivo dell'AIE che ha affermato: "Maggiori investimenti in tecnologie energetiche a basse emissioni di carbonio, comprese le rinnovabili, l'efficienza energetica e l'energia nucleare, insieme ad un'espansione di reti elettriche robuste e intelligenti, possono aiutaci a uscire dalle difficoltà di oggi”.

In passato, le reti elettriche erano strutturate ad albero, con elettricità generata in centrali centralizzate, quindi alimentata tramite una rete di trasmissione o "tronco". Quella rete di trasmissione poi immetteva nelle reti di distribuzione regionali o locali, come i rami di un albero, che portavano l'elettricità alle case ed alle imprese che ne avevano bisogno.

L'energia rinnovabile ha ribaltato quel modello. Molte delle fonti di energia rinnovabile si trovano in aree ai margini o ai margini della rete elettrica. Ciò richiede già aggiornamenti ai sistemi di trasmissione e distribuzione, con fondi infrastrutturali ed investitori istituzionali che svolgono un ruolo nel portare l'energia eolica offshore alle masse.

Tuttavia, questo decentramento della produzione di energia crea anche opportunità per i giocatori più piccoli e anche per coloro che hanno un occhio di riguardo agli investimenti di progetti più piccoli replicabili. Invece di fare affidamento esclusivamente sull'elettricità proveniente dalle centrali elettriche centrali, gli utenti finali e gli attori locali hanno la possibilità di generare e immagazzinare la propria energia, che si tratti di pannelli solari montati sul tetto, turbine eoliche su piccola scala, digestori anaerobici o un host di altri dispositivi ad energia rinnovabile e di nuova generazione.

È qui che entrano in gioco le reti intelligenti. Data la natura intermittente delle rinnovabili, il bilanciamento della domanda e dell'offerta diventerà ancora più critico ed il bilanciamento sarà necessario in tutta la struttura ad albero del sistema elettrico.

Le reti intelligenti consentono di accedere a fonti di alimentazione di riserva, come batterie a scala di rete e batterie per veicoli elettrici, in pochi millisecondi, contribuendo a bilanciare domanda e offerta. Dall'altro lato dell'equazione, le reti intelligenti sono necessarie per aumentare la domanda nei momenti di produzione in eccesso; se è una notte ventosa e l'elettricità è disponibile dalle turbine, i prezzi o i segnali di controllo possono essere inviati agli utenti dell'industria pesante per avviare i loro macchinari per sfruttare l'energia, si può dire ai veicoli elettrici di iniziare a caricarsi, anche alle lavatrici "intelligenti" può essere detto di inizia a girare quei delicati.

Consentire alle reti intelligenti di bilanciare domanda e offerta su e giù in un sistema più dinamico richiede le giuste politiche. I governi e le autorità di regolamentazione devono mettere in atto meccanismi in modo che le aziende o anche le famiglie possano essere pagate per fornire energia quando è necessario o offrire incentivi attraverso tariffe dinamiche per incoraggiarle a utilizzare l'elettricità durante i picchi di produzione di generazione pulita.

Le opportunità di investimento nelle smart grid stanno emergendo su due fronti: il primo riguarda i finanziamenti su larga scala necessari per installare nuove infrastrutture energetiche su larga scala, inclusi punti di ricarica per veicoli elettrici, accumulatori di batterie e generazione flessibile di energia rinnovabile. Tuttavia, le opportunità potenzialmente redditizie su piccola scala abbondano nelle reti intelligenti che consentono apparecchiature e spazio software, in cui sono necessarie soluzioni innovative da parte di sviluppatori di progetti energetici, utenti commerciali e industriali, comunità e persino individui che desiderano e devono prendere parte al bilanciamento del sistema ed altri servizi di risposta alla domanda e flessibilità. È probabile che questa seconda categoria di investimenti in reti intelligenti abbia più in comune con il più ampio dominio ICT con modelli di business di rete e piattaforma e opportunità "as-a-service".

Scatenare quel livello di investimento richiederà ulteriori revisioni politiche, con governi, autorità di regolamentazione ed operatori di rete che collaboreranno per creare opportunità per le aziende e gli individui di entrare e svolgere il proprio ruolo nei mercati dell'energia. Stiamo già iniziando a vedere l'emergere di adeguate politiche progressiste nei mercati di Europa e America che incentivino asset energetici intelligenti e flessibili ed operazioni di rete intelligente.

Mentre è necessario fare più lavoro per fornire agli investitori una certezza sufficiente sull'opportunità, ora non ci sono dubbi sul fatto che le reti intelligenti siano un passo successivo essenziale nella rivoluzione dell'energia pulita.

ENGLISH

Smart grids allow reserve sources of power – such as grid-scale batteries and EV batteries – to be accessed within a few milliseconds, helping to balance supply and demand.

Smart power grids – able to balance supply and demand – will help us make the most of renewables and should be at the heart of our energy strategy writes Euan Davidson Chief Technology Officer at Smarter Grid Solutions

First it was the pandemic, now it’s war. When it comes to factors affecting energy demand and supply, there’s no doubt we are living through uncertain times.

The unpredictable nature of world events is putting enormous pressure on our energy networks. According to a recent report by the International Energy Agency (IEA), last year saw a surge in global electricity demand and prices, and that data was published just over a month before Russia invaded Ukraine.

Now, the US, UK and EU have announced they’re going to restrict Russian oil and gas imports, a decision which is only going to create further pricing volatility and increase the demand for renewables worldwide.

The IEA found that last year’s rise in demand for electricity of 6%, the largest in percentage terms since 2010, resulted in an increase in carbon dioxide emissions of 7%, a record high. The previous year saw a reduction in CO2 emissions, largely due to a drop in demand for electricity because of the Covid 19 pandemic.  National Grid ESO spent £718 million in payments to balance the UK’s network, including paying energy companies to produce less electricity.

One answer to this untenable situation is smart grids, which was acknowledged by the IEA’s Executive Director who said, “Higher investment in low-carbon energy technologies including renewables, energy efficiency and nuclear power – alongside an expansion of robust and smart electricity grids – can help us get out of today’s difficulties.”

In the past, power networks were structured like a tree, with electricity generated at centralised power stations, then fed their power out through a transmission network or ‘trunk’. That transmission network then fed into regional or local distribution networks, like the branches of a tree, which brought the electricity to the homes and businesses that needed it.

Renewable energy has turned that model on its head. Many of the sources of renewable energy are in areas at or towards the very edges of the power network. That’s already requiring upgrades to the transmission and distribution systems, with infrastructure funds and institutional investors playing a role in bringing offshore wind power to the masses.

Yet this decentralisation of power generation also creates opportunities for smaller players and those with an eye to replicable smaller project investments too. Instead of being solely reliant on electricity coming from central power stations, end users and local players have the chance to generate and store their own power, whether it’s through roof-mounted solar panels, small-scale wind turbines, anaerobic digesters, or a host of other renewable and new energy devices.

This is where smart grids come into play. Given the intermittent nature of renewables, balancing supply and demand will become even more critical and balancing is required throughout the tree structure of the electricity system.

Smart grids allow reserve sources of power – such as grid-scale batteries and EV batteries – to be accessed within a few milliseconds, helping to balance supply and demand. On the other side of the equation, smart grids are needed to dial-up demand at times of surplus production; if it’s a windy night and electricity is available from turbines then prices or control signals can be sent to heavy industrial users to start their machinery to harness the power, EVs can be told to begin charging, even ‘smart’ washing machines can be told to start spinning those delicates.

Enabling smart grids to balance supply and demand up and down a more dynamic system requires the right policies. Governments and regulators need to put mechanisms in place so that companies or even households can be paid to provide power when it’s needed or offered incentives through dynamic tariffs to encourage them to use electricity during peaks in clean generation output.

Smart grid investment opportunities are emerging on two fronts: the first are in the large-scale finance needed to install new energy infrastructure at scale – including EV charging points, battery storage, and flexible renewable energy generation. However, potentially lucrative smaller-scale opportunities abound in the smart grid enabling equipment and software space, where innovative solutions are needed by energy project developers, commercial and industrial users, communities, and even individuals that want and need to take part in system balancing and other demand-side response and flexibility services. This second category of smart grid investments is likely to have more in common with the wider ICT domain with network and platform business models and ‘as-a-service’ opportunities.

Unleashing that level of investment will require further policy revisions, with governments, regulators, and grid operators working together to create the opportunities for companies and individuals to enter and play their role in energy markets. We’re already starting to see suitable progressive policies emerging in markets across Europe and America that incentivise smart, flexible energy assets and smart grid operations.

While more work needs to be done to provide investors with enough certainty of the opportunity, there can be little doubt now that smart grids are an essential next step in the clean energy revolution.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/comment-why-smart-power-grids-are-now-essential/