Quando MeteoSvizzera ha pubblicato il suo bilancio dell’estate, è stato chiaro: la temperatura media nazionale ha superato di 1,6°C la norma 1991-2020, con una marcata ondata di calore e temperature record che si avvicinano o superano quelle del 2003 in diversi cantoni. Complessivamente, il pianeta ha appena vissuto la seconda estate più calda dall’inizio delle registrazioni, superando il record stabilito nel 2023. Ma con l’aumento della temperatura aumenta anche la necessità di raffreddamento. Secondo l’Ufficio federale dell’energia, la domanda di raffreddamento si sta avvicinando a quella di riscaldamento, rappresentando rispettivamente poco meno dell’11% e quasi il 14% del consumo annuale di elettricità. Ma se da un lato l’aria condizionata salva la vita, dall’altro contribuisce al riscaldamento globale creando isole di calore e aumentando la pressione sulla rete elettrica e sulla produzione di elettricità. Mario Paolone, professore presso il Distributed Electrical Systems Laboratory dell’EPFL, analizza la possibilità di assorbire questo fenomeno.
Con la proliferazione degli impianti di condizionamento dell’aria, il picco della domanda di elettricità si sta spostando dall’inverno all’estate. È un motivo di preoccupazione?
Per la rete, la questione non è molto diversa da quella della produzione di riscaldamento. La climatizzazione fa parte di questo aumento generale della domanda di elettricità, perché oggi assistiamo a un’elettrificazione dei processi, sia per le esigenze industriali che per i consumatori finali. Le pompe di calore e le auto elettriche sono più efficienti delle centrali elettriche a gas o dei motori a combustione interna e stanno diventando sempre più comuni. È l’elettrificazione dei processi che sta cambiando il gioco.
Come sta cambiando il gioco?
L’aumento della domanda ha innanzitutto un impatto locale sulle reti di distribuzione, che hanno già problemi di congestione. Le linee e i trasformatori non sono più adatti a sostenere questo aumento di potenza. Poi c’è un impatto globale sulla generazione, che deve soddisfare queste esigenze e garantire riserve sufficienti per far fronte alla natura casuale e imprevedibile della domanda. Per soddisfare la futura domanda di energia elettrica della Svizzera, in particolare per il riscaldamento, la climatizzazione e la mobilità elettrica privata, e per soddisfarla con risorse rinnovabili, saranno necessari circa 40 GW di energia fotovoltaica. Tuttavia, ciò rischia di aggravare i problemi di congestione delle reti di distribuzione elettrica e di aumentare le riserve necessarie.Il fatto che la domanda di raffreddamento possa essere sincronizzata con la produzione di pannelli fotovoltaici alleggerisce la pressione?
Questo è sicuramente uno dei vantaggi dell’aria condizionata. È naturalmente sincronizzata con la presenza del sole. Se si va verso una produzione in gran parte fotovoltaica, i problemi delle reti elettriche che abbiamo appena citato saranno attenuati. Chiaramente, sarà nell’interesse dell’utente finale installare i pannelli fotovoltaici contemporaneamente alla climatizzazione per ridurre i costi di gestione. In questo modo si riduce anche la necessità di stoccaggio, poiché l’elettricità prodotta può essere utilizzata nel momento stesso in cui viene generata.
Poiché la Svizzera ha un surplus di produzione in estate, potremmo assorbire questa domanda in modo "neutrale" con l’energia solare?
Questo è ciò che pensa il profano, perché pensa in termini di energia netta. Ma un sistema di produzione e consumo non può funzionare in modo autonomo. Bisogna sempre essere in grado di garantire una produzione e un consumo uguali all’istante, altrimenti la rete salta. Sono quindi necessari sistemi di controllo della domanda o sistemi di accumulo per gestire le variazioni tra produzione e domanda. Al momento, questo viene fatto utilizzando "riserve" primarie, secondarie e terziarie.
La soluzione prevede la creazione di una rete locale?
Assolutamente sì. La legge sull’elettricità(Mantelerlass), approvata il 9 giugno, consente di creare comunità energetiche con diversi edifici che possono scambiarsi l’energia prodotta e consumata, con un bilancio locale potenzialmente nullo. Abbiamo già le soluzioni tecnologiche per affrontare i problemi di sincronizzazione della domanda e della produzione nella rete elettrica, tenendo conto dei suoi vincoli. Sicuramente assisteremo allo sviluppo di questo tipo di soluzioni, che consentono di trasferire l’energia a livello di comunità e di decongestionare la rete. Ma questo va oltre la climatizzazione, includendo la produzione di calore, l’alimentazione di auto elettriche, ecc. Più in generale, per ridurre l’impatto sulla rete e sulle sue riserve, sarà sempre più necessario controllare la domanda in tutte le sue forme.Ciò solleva la questione della ripartizione dei costi tra produttori, utenti e operatori di rete.
Oggi disponiamo degli strumenti tecnici per calcolare il tasso di utilizzo di una rete in relazione agli scambi di energia. Ad esempio, attraverso il concetto di prezzi marginali locali. Abbiamo un progetto con il SIL di Losanna per utilizzare questo concetto al fine di massimizzare il benessere sociale di tutti gli utenti del mercato locale, tenendo conto anche del rafforzamento della rete. Stiamo cercando di definire l’approccio migliore per ridurre al minimo i costi di investimento e di gestione per l’intera comunità. In teoria abbiamo le soluzioni, ma non abbiamo ancora gli strumenti legislativi per farlo. Vorremmo testare l’idea su un pezzo di rete reale.
