Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni. Gennaio 2011

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1 Green ICT Mercato elettrico e telecomunicazioni Gennaio 2011

2 Gruppo di lavoro FUB sulla green ICT Carmine Auletta, Terna Carlo Cambini, Politecnico di Torino Flavio Cucchietti, Telecom Italia Gabriele Falciasecca, Università di Bologna Vincenzo Lecchi, Alcatel-Lucent Maurizio Patrizi, Terna Andrea Penza, Ericsson Vittorio Trecordi, Politecnico di Milano Valerio Zingarelli, TS&C Il GDL è stato coordinato da Ruben Razzante, CdA FUB Serena Ferrara, FUB Hanno collaborato Massimo Celidonio FUB - Area 2, Tecnologie per le reti di nuova generazione Francesco Matera FUB - Area 2, Tecnologie per le reti di nuova generazione Guido Riva FUB - Area 1, Sistemi radio Paolo Talone FUB - Area 3, Qualità del servizio, ingegneria dei sistemi ICT Sebastiano Trigila FUB - Direzione delle Ricerche Redazione Serena Ferrara FUB Impaginazione Consuelo Tuveri e Stefania Vinci FUB Roma, gennaio 2011

3 GREEN ICT. MERCATO ELETTRICO E TELECOMUNICAZIONI PREFAZIONE 3 Enrico Manca Presidente FUB SOMMARIO ATTI DEL WORKSHOP DEL 12 GENNAIO 2011 INTRODUZIONE 6 Mario Frullone I REQUISITI DELLE RETI DI COMUNICAZIONE PER LE SMART GRID 7 Vittorio Trecordi ICT FOR GREEN. EVOLUZIONE DELLE TECNICHE DI SMART METERING 16 Guido Bortoni SMART GRID, SMART METERING E IL RUOLO DEL REGOLATORE ENERGETICO 18 Luca Lo Schiavo L ISCTI E LE SUE INIZIATIVE PER LA GREEN ICT 21 Rita Forsi BREVI INTERVENTI 16 Lilia Consiglio 18 Stefano Nocentini 19 Luigi Marsullo 19 Sebastiano Serra 22 Marco Mura DOCUMENTO DEL GRUPPO DI LAVORO FUB LA GREEN ICT PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE 25 Un unico macro-obiettivo: l ecosostenibilità 26 Ruolo ed efficacia dell ICT per lo sviluppo ecosostenibile 28 Profili normativi 30 Gli obiettivi per l Italia IL MERCATO DELL ENERGIA ELETTRICA E IL CONCETTO DI SMART GRID 33 Cosa cambia nella filiera del mercato elettrico 35 Nuovi modelli di business e best practice 37 Le tecnologie per le smart grid 38 Il ruolo dei TSO SMART METERING 41 Tecnologie di telecomunicazione impiegate negli smart meter 42 Architetture di rete 43 Smart meter attualmente impiegati in Italia nel settore energetico 44 Le direttive europee nel settore dello smart metering 46 Iniziative rilevanti a livello europeo in materia di standardizzazione IL RISPARMIO ENERGETICO NEL SETTORE ICT 49 Un analisi di scenario 50 Le best practice 54 Smart City e modelli di business evoluti 57 CONCLUSIONI 59 Sitografia 1

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5 PREFAZIONE Enrico Manca Presidente FUB Nell attuale contesto economico-industriale, l ICT costituisce in pari tempo una delle principali cause della crescita dei consumi energetici, ma anche uno dei driver fondamentali per individuare nuovi modelli di efficienza energetica. La questione chiave che si pone è, quindi, questa: in che modo l ICT potrà contribuire alla crescita di un economia sostenibile? Mi sembra che sia ormai acquisito che due sono gli approcci in cui può essere declinata la green ICT. Quello che potremmo definire diretto, che attiene alle scelte che renderanno possibile un settore ICT sostenibile; e quello relativo all ICT for green, che riguarda l utilizzo delle nuove tecnologie digitali per favorire il risparmio energetico in altri settori vitali per l economia e lo sviluppo del Paese, quali ad esempio l edilizia, i trasporti, la pubblica istruzione, l industria dell intrattenimento, la logistica, il commercio, i servizi finanziari. Nel primo dei due approcci rientra la questione del risparmio energetico nella gestione delle reti di telecomunicazione e nel complesso settore del digitale. Al secondo approccio può essere ricondotto il tema di come l ICT possa aumentare le performance energetiche delle utility, a partire dalle reti energetiche. Da questo complessivo quadro di riferimento emerge la consapevolezza dell intreccio che lega la crescita delle comunicazioni con la contestuale crescita dei consumi di energia ad esse dedicati: basti pensare al fatto che le attuali infrastrutture rendono Telecom Italia il secondo utente di energia nel nostro Paese, dopo le Ferrovie. L innovazione può fare molto per ridurre il consumo da parte delle infrastrutture. Penso da un lato ai risparmi che può consentire la banda ultralarga, ma, soprattutto, penso all evoluzione delle comunicazioni mobili dove la continua innovazione dei cellulari consente l acquisizione di importanti traguardi di efficienza energetica. Per quanto riguarda il secondo aspetto, quello relativo all ICT for green, osservo che i sistemi e i processi ICT stanno permeando tutti i settori produttivi. In generale, si viene affermando un modello di città e, in qualche modo di società intelligente, all interno del quale le tecnologie dell informazione e della comunicazione consentono una più adeguata risposta ai bisogni individuali e alle istanze economiche e sociali, rendendo possibile la dematerializzazione dei prodotti e la riduzione delle emissioni di gas serra nell atmosfera. In Italia, nel settore delle utility, l introduzione dei contatori intelligenti è molto avanzata, sia nella distribuzione elettrica che nelle reti del gas. Molti sono gli sviluppi interessanti sul piano tecnologico e molte sono anche le questioni che si pongono sul piano economico e regolamentare. Le innovazioni tecnologiche nel campo delle industrie di distribuzione a rete si devono infatti confrontare con gli auspicabili processi di liberalizzazione degli stessi mercati. Tutto ciò pone degli interrogativi. Ad esempio: è possibile liberalizzare il mercato senza che i contatori siano accessibili ai nuovi operatori? E ancora: con lo sviluppo delle smart grid per gestire il traffico elettrico in piena efficienza, sarà necessario affiancare alla rete elettrica una rete di telecomunicazione. Che caratteristiche dovrà avere? Da ciò appare che vi sono una serie di variabili che impongono una standardizzazione delle informazioni tra i vari operatori. Ne deriva la necessità di definire degli standard condivisi a livello internazionale, al fine di evitare il proliferare e l affermarsi di soluzioni proprietarie che rendono poi difficoltosi l interoperabilità delle diverse tecnologie e il formarsi di un tessuto industriale competitivo. In questo quadro di trasformazioni epocali, l impiego estensivo dell ICT per accompagnare l evoluzione della distribuzione di energia entra con forza nell agenda politica europea e mondiale. L Unione europea ha giocato un ruolo di avanguardia nel definire una politica energetica europea sulla quale i Paesi membri sono chiamati a convergere entro il Una piattaforma di obiettivi che costituiscono una sfida virtuosa per l Italia, tracciando un percorso utile alla definizione di una politica economica che possa essere nuovamente competitiva proprio perché sostenibile. Per realizzare questo obiettivo sono necessarie soluzioni innovative e la capacità di individuare soluzioni tecnicamente valide e affidabili. La Fondazione Bordoni è particolarmente interessata a dare il suo contributo al raggiungimento di tali soluzioni nei modi e nelle forme che si renderanno possibili. A tal fine la Fondazione ha voluto invitare diversi rappresentanti delle istituzioni, delle imprese operanti nel settore elettrico e degli operatori di TLC a confrontarsi, nell ambito di un Workshop sui temi dell ICT sostenibile e delle smart grid per le utility, che si è tenuto a Roma il 12 gennaio Il titolo Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni delinea un tema impegnativo quanto di stretta attualità. Esso testimonia, inoltre, la decisione della Fondazione di ampliare l orizzonte delle proprie attività di ricerca in più direzioni. Partendo dal proprio core business, che è il settore delle telecomunicazioni, la Fondazione estende il proprio interesse scientifico verso altri settori; primo fra tutti quello dell energia e, più in generale, delle imprese industriali a rete, alcune delle quali sono entrate a far parte del Comitato dei Fondatori affiancandosi così ai tradizionali operatori di telecomunicazioni. Si tratta, del resto, di imprese industriali per le quali l utilizzo delle tecnologie ICT per innovare i propri mercati di riferimento appare oggi essenziale. Un particolare incoraggiamento alla nostra decisione di allargare l impegno della Fondazione verso i temi dell energia è venuto dall ing. Guido Bortoni, Capo Dipartimento per l Energia del Ministero dello sviluppo economico. Incoraggiamento che è stato confermato nel suo intervento al Workshop. La descrizione del quadro generale delle tematiche oggetto del Workshop è stata affidata all ing. Mario Frullone, Direttore delle Ricerche, che segue e dirige con grande attenzione, intelligenza e professionalità le tematiche connesse all allargamento degli orizzonti di lavoro della FUB. Un altro intervento di rilievo è stato quello dell ing. Luca Lo Schiavo, dell Autorità per l energia elettrica e il gas. La relazione di base della giornata, sul tema Requisiti di comunicazione per le smart grid, è stata affidata alla comprovata competenza del prof. Vittorio Trecordi, membro autorevole del Comitato Scientifico della FUB. A monte dell evento c è stata la preziosa attività del Gruppo di lavoro coordinato dal prof. Ruben Razzante, del CDA della FUB, con il valido supporto della dott.ssa Serena Ferrara. Anzi, proprio come input alworkshop, è stato presentato il documento Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni, prodotto da tale gruppo di lavoro. In seguito al successo con cui è stata accolta l iniziativa del Workshop e all interesse dei temi in esso dibattuti, abbiamo scelto di integrare in questo volume gli atti della giornata e il suddetto documento. Ne deriva una sorta di white paper della Fondazione Ugo Bordoni sui temi di politica energetica e dell ICT sostenibile, con il quale vogliamo rilanciare gli spunti emersi tanto dall attività del Gruppo di lavoro quanto dal dibattito del Workshop, in una prospettiva di confronto stabile anche con quelle istituzioni e imprese che non hanno preso parte a questa prima fase di lavori. 3

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7 GREEN ICT. MERCATO ELETTRICO E TELECOMUNICAZIONI WORKSHOP 12 Gennaio 2011 Grand Hotel de la Minerve Roma OBIETTIVI DEL WORKSHOP Approfondimento scientifico e dibattito responsabile appaiono sempre più necessari in vista dell adeguamento dell Italia alle raccomandazioni dell UE in materia di risparmio energetico e di innovazione tecnologica. In questa prospettiva, il 12 gennaio 2011, la Fondazione Ugo Bordoni ha promosso un Workshop sul tema Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni, con l obiettivo di stimolare il confronto tra gli stakeholder per la definizione di una piattaforma di policy condivise. Il workshop, al quale hanno partecipato rappresentanti delle istituzioni e delle imprese operanti nei settori elettrico e TLC, è stato l occasione per presentare il documento Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni realizzato dal Gruppo di lavoro sulla green ICT, dal quale sono state ricavate alcune questioni fondamentali sia di tipo infrastrutturale e tecnologico, sia di tipo regolamentare. Ne è derivato un vivace dibattito su un tema particolarmente caldo : l integrazione tra mercato elettrico e telecomunicazioni, in vista dello sviluppo di una nuova generazione di smart grid. 5

8 INTRODUZIONE Mario Frullone Direttore delle Ricerche FUB La formula del workshop FUB è ormai consolidata, essendo giunta alla sua terza edizione: il primo lo avevamo dedicato agli scenari connessi con l implementazione della banda larga; il secondo era focalizzato sul mobile payment. Ciò che accomuna questi incontri è evidentemente la scelta di tematiche di stringente attualità strategica ed economica, cui si accompagna l esigenza di un dibattito competente e trasparente. Un esigenza che, nel caso specifico della green ICT, la Fondazione ha voluto raccogliere e incoraggiare anche attraverso la produzione del pregevole documento Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni, affidata al Gruppo di lavoro coordinato dal prof. Razzante con l ausilio della dott.ssa Ferrara. Con esso si è voluto fare il punto della situazione e sollevare nel contempo alcune questioni che appaiono particolarmente urgenti per le imprese operanti nei settori delle telecomunicazioni e dell energia e, in generale, per l intero Paese. Tra queste vi è certamente la questione della standardizzazione, ovvero l opportunità di sviluppare soluzioni condivise in ambito smart grid e smart metering, contro la tendenza dominante allo sviluppo di soluzioni proprietarie. Si tratta di un tema di grande rilevanza tecnologica ed economica, ma che ha anche forti implicazioni nell ambito della regolamentazione. A tal proposito sono emerse molte iniziative di livello europeo e sovranazionale, di cui il documento offre un interessante rassegna. L obiettivo di tali iniziative è quello di promuovere la cooperazione tra gli attori coinvolti al fine di sviluppare soluzioni avanzate per le reti intelligenti. In questo contesto, l Italia gioca un ruolo di rilievo anche grazie all impegno di aziende come Enel e Telecom Italia. Rimangono però aperte molte sfide, una delle quali riguarda, ad esempio, l opportunità di potenziare le modalità di utilizzo dei contatori intelligenti. Ma sul tema delle smart grid per le utility rimando alla relazione del prof. Trecordi. Io vorrei piuttosto concentrarmi sulla parte del documento che descrive gli obiettivi di risparmio energetico cui sono chiamati gli operatori del settore ICT. Lo sviluppo delle NGN è sicuramente una delle strade da percorrere. A questo proposito, vorrei citare uno studio di Deutsche Telekom che stima la possibilità di ridurre i consumi energetici del 56% entro il 2017 attraverso l applicazione di tecniche che consentono di adattare il funzionamento dei sistemi in base al carico. Questi scenari si combinano con il profilarsi di un modello di città intelligente e sostenibile, nel quale il risparmio energetico tenderà ad imporsi come una delle componenti fondamentali di qualsiasi servizio. La questione che si pone è, dunque, se sia auspicabile affidare l adozione di soluzioni sostenibili alla sola iniziativa degli operatori, lasciando che i tempi di ricambio degli apparati vengano subordinati ai tempi di ammortamento degli investimenti. O se, piuttosto, non si prospetti l opportunità di incentivare tutti quegli investimenti che implicano ricadute positive in termini di risparmio energetico, con un ritorno economico e sociale per tutta la collettività. In questa prospettiva, potrebbero essere introdotti degli interventi di detassazione simili a quelli adottati con successo in altri settori, ad esempio nell edilizia. La FUB, in qualità di interlocutore privilegiato del Ministero dello sviluppo economico, si candida come sede per una valutazione seria e concreta della percorribilità di una scelta in questa direzione. Più in generale, la Fondazione si propone come luogo di riflessione deputato a promuovere il passaggio dall enunciazione delle opportunità connesse alla green ICT verso la definizione di scelte politicamente ed economicamente percorribili. 6

9 I REQUISITI DELLE RETI DI COMUNICAZIONE PER LE SMART GRID Vittorio Trecordi Comitato Scientifico FUB Politecnico di Milano ICT Consulting S.p.A. Come preannunciato dall ing. Frullone, il mio intervento verterà sulle smart grid e, in modo particolare, sui requisiti di comunicazione che le future reti intelligenti saranno chiamate a soddisfare. Agli aspetti già affrontati all interno del documento che oggi presentiamo, vorrei aggiungere alcune importanti considerazioni sui fattori di spinta che favoriscono l emergere di nuovi scenari associati al concetto di smart grid ossia di reti energetiche intelligenti, i cui elementi hanno bisogno di comunicare (per finalità di monitoraggio, telemisura e telecontrollo) attraverso una rete di comunicazione. FATTORI DI SPINTA E SCENARI EMERGENTI La spinta verso una sostanziale trasformazione della filiera energetica è dovuta ad un concorso di forze, tra loro non indipendenti, che per semplicità possono essere associate a due matrici distinte: 1. organismi politici e di governo di tutto il mondo hanno assunto impegni tesi a correggere le traiettorie di sfruttamento delle fonti energetiche e di emissione di gas nocivi, stabilendo obiettivi di efficienza energetica, aumento dell impiego delle fonti rinnovabili e riduzione di emissione di gas serra; 2. i soggetti operanti nei diversi comparti della filiera energetica - approdata ad una condizione di mercato da origini tipicamente pubbliche e monopolistiche - sono da tempo impegnati nell attuazione di piani di intervento che perseguono obiettivi di maggiore efficienza operativa e di miglioramento di qualità e sicurezza (es. introduzione della tele-lettura dei contatori e automazione dei controlli per la salvaguardia della qualità dei servizi di trasmissione e distribuzione, incluso contrasto delle frodi), nonché di competitività. L impiego pervasivo delle tecnologie ICT (Information and Communication Technology) costituisce una leva fondamentale di trasformazione della filiera energetica in direzione di tali obiettivi, intervenendo in modo organico e non ancillare a determinare gli scenari emergenti. Fissando l attenzione sulla filiera dell energia elettrica, il ruolo dell ICT risulta particolarmente necessario nel passaggio dalle reti elettriche tradizionali, tipicamente strutturate per la distribuzione di energia da poche fonti concentrate verso i numerosi carichi ( rete passiva ), alle reti elettriche di nuova generazione, in grado di accogliere e di veicolare in modo sicuro ed efficiente l energia prodotta in modo intermittente e non pianificabile da fonti diffuse ( rete attiva ). IL CONCETTO DI SMART GRID Il termine Smart Grid viene generalmente usato per indicare la nuova generazione della filiera dell energia elettrica, ponendo l enfasi sull incremento dell intelligenza, largamente basata sull ICT, all interno di scenari in cui l utente (consumatore, generatore o interprete di entrambi i ruoli) assume una funzione attiva e centrale. «The Smart Grid will be a user-centred, market-based, interactive, reliable, flexible, and sustainable electrical network system» 1. «Smart Grid is an electricity network that can cost efficiently integrate the behaviour and actions of all users connected to it generators, consumers and those that do both in order to ensure economically efficient, sustainable power system with low losses and high levels of quality and security of supply and safety» 2. Le trasformazioni in atto interessano l ecosistema energetico nel suo complesso. Si va verso un integrazione dell infrastruttura elettrica con l infrastruttura ICT perseguendo i molteplici obiettivi degli stakeholder: aumentare l efficienza di gestione e uso dell energia; abilitare il passaggio da una rete passiva orientata alla distribuzione dell energia da pochi centri di generazione verso i carichi, ad una rete attiva orientata al flusso controllato di energia in condizioni di mercato (concorrenza) e con integrazione di fonti diffuse (inclusi i prosumer ). Questo comporta la gestione delle tolleranze delle frequenze di rete (in termini di sicurezza e di qualità), con opportuni interventi di controllo e protezione. Comporta, soprattutto, la risoluzione di problemi di interconnessione, di contabilizzazione dell uso, di instradamento, di demand & response (tecniche di condi- zionamento del punto di incontro tra offerta di energia e domanda, finalizzate a un profilo di impiego più efficiente: ad esempio incentivando l utenza all uso lontano dalle ore di picco di domanda con tariffe convenienti); accrescere la sicurezza (intesa come resilienza rispetto a black-out) e la qualità (intesa come regolarità dell energia disponibile) della rete energetica; ridurre le emissioni di CO 2. Ciascun segmento in cui si articola la filiera (generazione, trasmissione, distribuzione, stoccaggio, commercializzazione e consumo) è interessato da cambiamenti profondi, che comportano indubbi vantaggi ma richiedono anche interventi tesi a perseguire obiettivi di sostenibilità e di efficienza operativa, opportuni o necessari. Nel segmento della generazione, l integrazione della generazione diffusa offre il vantaggio di poter ridurre il dimensionamento dei picchi e di poter parlare di centrale elettrica virtuale (Virtual Power Plant), ma allo stesso tempo impone interventi di salvaguardia della qualità del sistema elettrico a fronte delle sollecitazioni derivanti dai generatori diffusi. Nel segmento del trasporto, diventano possibili la pianificazione e il coordinamento di tutte le reti di trasporto interconnesse con le reti di distribuzione, ma si pone il problema di un efficace azione di smorzamento dei picchi di fabbisogno di energia (peak shaving), unito a quello della sicurezza e protezione del trasporto. Nel segmento della distribuzione diventano possibili: a) l automazione sistemica delle reti di distribuzione di Media Tensione (MT) con funzioni di protezione automatica a livello di rete; b) il controllo e il monitoraggio automatizzato di reti di Bassa Tensione (BT), con conseguente miglioramento della qualità del servizio. Lo stoccaggio diventa essenziale per accumulare energia nei picchi di sovraproduzione e renderla disponibile per applicazioni emergenti, come i trasporti ad alimentazione elettrica: può essere sia centralizzato che diffuso e va adeguatamente controllato nella fasi di carico e scarico. Per quanto riguarda la commercializzazione, nasce un marketplace dell energia con negoziazione e fatturazione diretta (dal venditore all acquirente), pricing dinamico (ad esempio per fasce orarie e per classi di qualità) e gestione passiva della domanda. Per finire, nel segmento del consumo diventano possibili la gestione attiva della domanda, l utilizzo di veicoli elettrici (non solo 7

10 come carichi utilizzatori, ma anche come erogatori di energia immagazzinata: ad esempio per far fronte a situazioni di picco o di emergenza) e la casa intelligente (smart home), nella quale i consumi possono essere controllati e i carichi possono essere programmati da remoto. Il coinvolgimento dell utente è fondamentale per un azione di orientamento dei comportamenti verso forme di consumo virtuoso, tese a evitare gli sprechi e a contenere i consumi, distribuendoli in modo più uniforme nel tempo (riduzione dei picchi). Peraltro, la crescente penetrazione della generazione diffusa basata su fonti rinnovabili, a carattere intermittente e non pianificabile, unitamente all introduzione di sistemi per il controllo automatizzato e telematico dei profili di consumo domestici (es. sistemi per la pianificazione dell attivazione degli elettrodomestici in fasce tariffarie di minor carico e più convenienti o per la visualizzazione di profili di consumo), conferiscono ad ogni terminazione della rete elettrica tradizionale un grado di sofisticazione ben diverso da quello tradizionale dell insieme di carichi passivi ad azionamento manuale. RUOLO CENTRALE DELLE TELECOMUNICAZIONI E DELLA SICUREZZA Il riconoscimento del ruolo dell ICT e della sicurezza nell abilitazione dei nuovi scenari energetici è un dato generalmente acquisito e non soggetto a discussione. D altra parte, la scelta delle soluzioni ICT e di sicurezza più idonee a raggiungere obiettivi di efficienza e di efficacia non può basarsi su una generica comprensione delle esigenze, spesso concentrata su una visione parziale della filiera e contaminata da interessi di alcuni attori di mercato. La pianificazione di una trasformazione di grande portata e interesse strategico generale non può prescindere dall identificazione puntuale dei requisiti di comunicazione e sicurezza associati ai diversi casi d utilizzo (tra loro estremamente eterogenei). Un analisi di questo tipo richiede ovviamente competenze tecniche, economiche, regolatorie multi-disciplinari e impone la collaborazione tra le professionalità dei diversi settori impattati: quello energetico ed elettrotecnico, il settore delle comunicazioni, dell informatica e quello della sicurezza. D altra parte, i requisiti di comunicazione e di sicurezza, emergono come quelli più importanti associabili all implementazione delle smart grid, come mostra il gra- fico di fig. 1 tratto da uno studio di Penton Media, editore della rivista americana Transmission&Distribution, condotto nel febbraio del 2010, coinvolgendo 500 esperti del settore. Lo scambio di informazioni tra punti dell ecosistema energetico ha funzioni molto eterogenee: in alcuni casi, la comunicazione è essenziale, ad esempio per assicurare il livello di qualità della fornitura energetica nei nuovi scenari di funzionamento stimolati dall introduzione delle fonti diffuse; in altri casi, la comunicazione apre la via a nuove opportunità per perseguire la sostenibilità (ad esempio si abilitano modelli di gestione coordinata e ottimizzata dei flussi energetici su ampie porzioni di rete o si innesca il coinvolgimento del consumatore per stimolare comportamenti virtuosi). Esigenze molto variegate possono essere espresse da casi d uso che coinvolgono soggetti, terminazioni, tratte dell ecosistema e terminazioni eterogenee con requisiti tra loro molto diversificati. Assume, quindi, un ruolo fondamentale l identificazione dei requisiti per selezionare le soluzioni di comunicazione più opportune. Figura 1 Distribuzione dei requisiti nelle risposte ad un sondaggio negli USA Fonte: Penton Media, editore di Transmission&Distribution, febbraio

11 Figura 2 Early Smart Grid Figura 3 Smart Grid Va sottolineato, infine, che l introduzione pervasiva dell ICT espone il comparto energetico in modo molto più profondo ad una nuova difficile frontiera: quella della sicurezza informatica. EARLY SMART GRID O SMART GRID DI FASE 1 In Italia, la filiera energetica si trova già in una condizione precoce di smart grid (definita Early Smart Grid ), con ricorso all ICT per rendere la filiera stessa più efficiente (fig. 2): la rete di trasmissione presenta molti connotati di intelligenza e di automazione già nel disegno originario (smart by design); l operatore di trasmissione (Terna) opera da tempo su una rete multi-direzionale fortemente automatizzata per gestire in modo efficiente le condizioni di guasto e operare il dispaccio intelligente delle energie rinnovabili (a generazione intermittente e non pianificabile); la rete di distribuzione italiana è tra le più avanzate al mondo per l automazione delle singole sottostazioni e di gruppi di sottostazioni della rete di media tensione (progressivamente soggette a meccanismi automatici di protezione a livello locale e/o di segmen- to di rete, utilizzando protocolli di comunicazione appartenenti alla famiglia IP e standardizzati per le applicazioni specifiche di telecontrollo e telecomando delle sezioni di rete impattate), con l obbiettivo di ridurre i costi e migliorare la qualità; gli operatori della distribuzione hanno introdotto l ICT per la tele-lettura e il telecontrollo dei contatori perseguendo risparmi nei costi operativi e maggiore sicurezza (contrasto dei furti di energia); con l introduzione delle tariffe biorarie obbligatorie si è stimolato l utente ad un ruolo attivo, orientandone l attitudine a consumi maggiormente distribuiti nell arco delle 24 ore. VERSO LA SMART GRID DI FASE 2 La generosa politica di incentivazione all introduzione delle fonti rinnovabili (eolico e soprattutto solare-fotovoltaico) ha impresso una spinta importante alla diffusione delle fonti diffuse, in linea con gli obiettivi fissati dagli organismi governativi, aumentando la pressione sugli operatori della trasmissione e della distribuzione a sviluppare l intelligenza in rete. Due sono state le linee di azione principali: - la gestione efficiente del dispacciamento dell energia prodotta in maniera intermittente (introducendo reti di sensori per la raccolta di informazioni in tempo reale sullo stato dei generatori intermittenti e utilizzando sofisticati modelli previsionali); - il controllo delle protezioni automatiche in presenza delle sollecitazioni indotte dalle energie diffuse. Attualmente, la gestione attiva della domanda e l introduzione dei sistemi di alimentazione dei veicoli elettrici contribuiscono a determinare le condizioni per una nuova generazione di smart grid (fig. 3) alla quale saranno associati nuovi modelli di business e opportunità per nuovi soggetti: operatori di intermediazione e aggregazione della produzione diffusa (Virtual Power Plant), operatori di gestione di porzioni autonome di filiera energetica (Micro- Grids), operatori di gestione massiva dello stoccaggio dell energia (Energy storage providers) e operatori di gestione territoriale dei rifornimenti per i veicoli elettrici. REQUISITI DI COMUNICAZIONE Il processo di identificazione dei requisiti di comunicazione delle smart grid di nuova generazione ha una valenza di sistema fondamentale e propedeutica alla definizione 9

12 di standard di comunicazione atti a creare scenari aperti all interoperabilità (almeno nelle interfacce delle architetture riconosciute e condivise dai protagonisti della filiera dell energia elettrica). L azione di standardizzazione potrà identificare i modelli di riferimento architetturali e le interfacce per le quali valutare le diverse opzioni di tecnologia e protocolli di comunicazione, solo a fronte di una chiara e univoca identificazione dei requisiti dei flussi di comunicazione, calati nel contesto e nei casi d uso. Tra i parametri utili all identificazione dei requisiti di comunicazione si citano: terminazioni delle comunicazioni (natura e posizione), relazioni di traffico (direttrici di traffico), dinamica degli scambi, volumi di dati, dimensione dei messaggi, struttura dei dati, tasso di scambio, esigenze di tempistica di consegna (latenza e varianza), esigenze di tasso di perdita, esigenze di continuità delle comunicazioni e di salvaguardia di integrità, confidenzialità dei dati, priorità di consegna, ecc. L infrastruttura di comunicazione potrà essere realizzata utilizzando i servizi messi a disposizione dagli operatori di telecomunicazione, fissi e mobili, oppure attraverso sistemi di comunicazione dedicati (ossia realizzati per soddisfare le esigenze specifiche ed esclusive delle smart grid). L esigenza di efficienza d uso delle risorse spinge a ipotizzare l impiego di soluzioni di comunicazione di tipo ibrido, col ricorso a soluzioni dedicate solo laddove non sia disponibile un adeguato servizio di mercato (es. nel caso di impianti rinnovabili di tipo eolico dislocati in aree rurali, verosimilmente non coperte neppure da servizi di comunicazione radiomobile terrestre). L identificazione di standard aperti e condivisi per le comunicazioni emergenti nel contesto delle smart grid è un passaggio importante per perseguire strategie di efficacia ed efficienza, associate all obiettivo di rendere disponibili le funzionalità di comunicazione necessarie, con garanzie di interoperabilità, all interno di un mercato aperto alle soluzioni realizzate componendo prodotti di più fornitori tra loro in competizione. Il primo passaggio essen- ziale per perseguire questo obiettivo è l identificazione di un architettura che stabilisca il riferimento condiviso dagli attori coinvolti per le componenti e le interfacce di comunicazione oggetto dell intervento di standardizzazione. In secondo luogo, per ciascuna interfaccia e soprattutto sulla base dei requisiti di comunicazione, si procederà all identificazione dei protocolli standard (dal livello fisico fino al livello applicativo, ove opportuno), innanzitutto partendo dall esame dei molti standard già presenti, con diverso grado di maturità e sostegno del mercato. Per offrire una visione sinottica ed esemplificativa del quadro di valutazione che si presenta nel percorso d identificazione degli standard, si riporta una rappresentazione dell architettura, delle interfacce e dei protocolli candidati, proposta da studiosi dell Università di Lovanio. La chiarezza sui requisiti deve guidare le valutazioni ed ispirare le scelte. Figura 4 Mappa dei protocolli di comunicazione 4 10

13 IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI: INIZIATIVE PUBBLICHE NEGLI STATI UNITI Sia negli Stati Uniti che in Europa c è una forte sensibilità sul tema dell identificazione dei requisiti di comunicazione. Il Department of Energy (DoE) americano ha indetto nel maggio 2010 una consultazione sui requisiti di comunicazione (RFI, Request for Information) rivolta ai protagonisti della filiera energetica. Segue la lista dei quesiti tratti dal documento di RFI: (1) What are the current and future communications needs of utilities, including for the deployment of new Smart Grid applications, and how are these needs being met? (2) What are the basic requirements, such as security, bandwidth, reliability, coverage, latency, and backup, for smart grid communications and electric utility communications systems in general - today and tomorrow? How do these requirements impact the utilities communication needs? (3) What are other additional considerations (e.g. terrain, foliage, customer density and size of service territory)? (4) What are the use cases for various smart grid applications and other communications needs? (5) What are the technology options for smart grid and other utility communications? (6) What are the recommendations for meeting current and future utility requirements, based on each use case, the technology options that are available, and other considerations? (7) To what extent can existing commercial networks satisfy the utilities communications needs? (8) What, if any, improvements to the commercial networks can be made to satisfy the utilities communications needs? (9) As the Smart Grid grows and expands, how do the electric utilities foresee their communications requirements as growing and adapting along with the expansion of Smart Grid applications? Figura 5 Sintesi dei requisiti di comunicazione Fonte: Rapporto DoE, 8 marzo 2010 A tale consultazione hanno partecipato circa 50 grandi player americani. Nell ottobre 2010 è stato pubblicato un rapporto di sintesi delle risposte. In fig. 5 si riportano le risposte relative ai requisiti di comunicazione (larghezza di banda, latenza, affidabilità, sicurezza, fonte energetica sostitutiva per alimentare i dispositivi di comunicazione in caso di indisponibilità dell alimentazione delle rete, ossia presenza di accumulatori di energia) necessari per le varie funzionalità di una smart grid. Le categorie rappresentate nella tavola sono: AMI per Advanced Metering Infrastructure (ossia comunicazioni per lettura e controllo remoto dei contatori); Demand Response ; Wide Area Situational Awareness (ossia comunicazioni per il monitoraggio continuo delle reti di trasmissione e distribuzione, finalizzate ad informare interventi di gestione dei guasti o interventi di dispacciamento efficiente dei flussi); Distribution Energy Resources and Storage (ossia comunicazioni utili alle fonti diffuse e ai sistemi di stoccaggio, ad esempio per comunicare dati utili alla previsione di generazione o alla disponibilità delle riserve); Electric Transportation (ossia comunicazioni che coinvolgono la gestione dei veicoli ad alimentazione elettrica, ad esempio per guidarne i rifornimenti); Distribution Grid Management (ossia le comunicazioni funzionali all automazione della rete di distribuzione dell energia elettrica). Sempre negli Stati Uniti, l Open Smart Grid Subcommittee (OpenSG), secondo il mandato dello Smart Grid Interoperability Panel (SGIP) del NIST (National Institute of Standards and Technlogies), ha condotto un altra iniziativa pubblica tesa a raccogliere in un database i requisiti di comunicazione di varie applicazioni delle smart grid, redigendo una raccolta dettagliata (giunta già alla quarta versione) di oltre 1400 requisiti organizzati su 18 casi d uso. In fig. 6 è riportata l estrazione di una riga di esempio della suddetta tabella. L Open SG ha anche elaborato uno schema di riferimento, molto articolato, per identificare agenti e flussi delle comunicazioni (fig. 7). Nell esempio si mostrano alcune delle informazioni che vengono precisate per ciascun requisito di comunicazione: il periodo del giorno in cui la comunicazione ha luogo, la frequenza degli scambi, i requisiti di disponibilità del canale di comunicazione, i requisiti di ritardo di consegna, il riferimento ai codici usati nei documenti NIST dedicati alla sicurezza nelle smart grid, requisiti di confidenzialità, integrità e disponibilità, tipo di dato trasportato, dimensione del dato e note particolari da segnalare. 11

14 Figura 6 Esempio di riga di un database dei requisiti di comunicazione Fonte: OpenSG Figura 7 Schema di riferimento per agenti e flussi di comunicazione Fonte: OpenSG 12

15 IDENTIFICAZIONE DEI REQUISITI: INIZIATIVE PUBBLICHE IN EUROPA Figura 8 Altro schema di riferimento per agenti e flussi di comunicazione Nell Unione Europea, il progetto Supporting Energy Efficiency Smart GENeration grids through ICT (SEESGEN-ICT), finanziato nell ambito del Settimo Programma Quadro, si è dato l obiettivo di produrre un insieme armonizzato di priorità per accelerare l introduzione dell ICT nelle smart grid, esaminando i requisiti di comunicazione, evidenziando le barriere e proponendo soluzioni. Il progetto è un Thematic Network con 24 partner di 15 Paesi (durata 24 mesi e workshop finale a metà Aprile 2011). Nel progetto al quale partecipano anche le italiane Enel, RSE ed Enea sono stati analizzati sei casi d utilizzo (desunti da situazioni emergenti nei diversi Paesi partecipanti) per i quali è stato condotto un esame di corrispondenza tra esigenze e offerte tecnologiche: 1. ICT per la gestione delle SG con integrazione delle fonti diffuse; 2. ICT per il monitoraggio dell efficienza nelle SG; 3. ICT per l integrazione del versante della domanda (demand-response & demand-side management); 4. ICT per la gestione dei modelli di business; 5. ICT per la gestione e la tutela ambientale nelle SG; 6. Supporto alle best practice attraverso la realizzazione di test plant. Fonte: Progetto EU SEESGEN-ICT 5 13

16 INIZIATIVE PUBBLICHE IN ITALIA In occasione del Primo Smart Grid International Forum, tenutosi a Roma a fine Novembre - inizio Dicembre 2010, si è fatto il punto sul tema, con particolare riferimento alla situazione italiana. Dagli atti dell evento, si segnala l aggiornamento sul processo di incentivazione alla realizzazione di progetti pilota in campo, associato alla Delibera ARG/elt 39/10 (2 nov. 2010) dell Autorità per l energia elettrica e il gas: nove istanze presentate dai maggiori player nazionali della distribuzione sono in iter di valutazione. Va segnalato che l utilizzo di protocolli di comunicazione non proprietari è indicato tra i fattori premianti per la selezione delle proposte che potranno beneficiare dell incentivo tariffario del 2% per 12 anni per investimenti relativi a progetti pilota comprendenti sistemi di automazione, protezione e controllo di reti attive MT (secondo le indicazioni tecniche contenute nella Norma CEI 0-16, si intende per rete MT una rete nella quale per almeno il 5% del tempo annuo di funzionamento si abbia un transito di potenza dalla MT verso la AT). Durante il medesimo Forum, il Laboratorio Smart Grid di EnergyLab ha annunciato la pubblicazione della prima bozza del Libro Bianco sulle smart grid, dedicato a fornire un inquadramento organico dell argomento nel quadro nazionale ed estero, in particolare sui seguenti punti: (1) reti di distribuzione; (2) generazione diffusa come fattore di spinta delle reti di distribuzione attive ; (3) stato della regolazione italiana; (4) stato della tecnologia delle comunicazioni; (5) rassegna di alcune esperienze internazionali e dell esperienza dimostrativa realizzata in Lombardia con il progetto MilanoWi-Power. Sempre nello stesso Forum, il rappresentante del Ministero dello sviluppo economico, ing. Marcello Capra, concludeva il proprio intervento indicando per il nostro Paese la necessità di un Piano d azione nazionale di settore che stabilisca indirizzi, priorità e fabbisogni. IL DIBATTITO ATTUALE Ad oggi, il dibattito sui requisiti delle reti di comunicazione per le smart grid è molto intenso. I requisiti attualmente esplorati sono probabilmente un sottoinsieme di quelli che emergeranno dall approfondimento delle analisi finora effettuate. Ad una prima corrente di pensiero che pensava a reti ICT dedicate, ossia specializzate per utility e da realizzare ad hoc, si contrappone una più recente tendenza in favore di reti generaliste, già disponibili sia come infrastruttura che come servizi offerti dagli operatori telco. C è anche chi pensa di andare verso reti miste, ossia verso un architettura in cui elementi di infrastruttura e funzionalità ad hoc si realizzeranno solo con riferimento a quei requisiti non implementabili con reti generaliste. Figura 9 Quale approccio per le reti di comunicazione delle smart grid? 14

17 CAMPANELLI D ALLARME SULLA SICUREZZA Figura 10 Diffusione del worm Stuxnet L impiego estensivo dell ICT nelle smart grid espone il comparto energetico ad una nuova frontiera, quella dei rischi della sicurezza informatica nelle grandi reti aperte. Gli addetti ai lavori stanno già lavorando per predisporre soluzioni per il contenimento dei rischi e per la salvaguardia dei requisiti di sicurezza, sia per la salvaguardia delle funzionalità del sistema, sia per la garanzia della privacy degli utenti. Le cronache recenti hanno dato grande risonanza mediatica a incidenti di scurezza informatica nella filiera energetica: - il caso del worm informatico Stuxnet, mirato ad aggredire i sistemi di controllo industriali impiegati per dispositivi all interno di impianti nucleari, responsabile dell infezione di oltre host, per la maggior parte situati in Iran, con la conseguente rottura di 1000 centrifughe di un impianto nucleare iraniano, e dunque sospettato (secondo un rapporto dell Institute for Science and International Security) di essere lo strumento di un attacco di guerra cibernetica ; - il caso degli attacchi di phishing, come tentativi di sottrarre le credenziali dei sistemi telematici collegati con la Banca centrale europea per la gestione dei certificati utilizzati per contabilizzare le quote di emissione di CO 2 (notizia diffusa il 14 dicembre 2010). I due casi citati sono tra loro molto differenti, tuttavia confermano la necessità di predisporre adeguati presidi per la protezione informatica, e non solo, di una delle infrastrutture critiche per la sicurezza delle nazioni. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE La complessa trasformazione in corso nella filiera energetica richiede la cooperazione di tutti gli attori coinvolti, ricorrendo alle competenze specialistiche di punta nei diversi settori, incluso il comparto delle comunicazioni e della sicurezza, accanto a quello più strettamente energetico. L Italia ha un ruolo di leadership a livello internazionale proprio nel settore delle smart grid, come mostra il ruolo di coordinamento svolto, insieme alla Corea, nella stesura del Fonte: Symantec 6 Technology Action Plan sulle Smart Grid per conto della Segreteria del Major Economies Forum; l Italia, inoltre, è stata fondatrice, insieme a Stati Uniti e Corea, dell iniziativa ISGAN (International Smart Grid Action Network). La profonda e solida tradizione nel settore delle telecomunicazioni completa il bagaglio delle credenziali che dovrebbe assicurare all Italia un ruolo preminente nello sviluppo degli scenari emergenti nell ecosistema energetico del futuro. La vera sfida è nella capacità di conciliare gli interessi comuni ( di sistema ), con gli interessi economici dei singoli soggetti che operano in un terreno oggetto di grandi attenzioni per la sua strategicità. Le Autorità di Governo e i Regolatori giocano un ruolo fondamentale in questo ambito, in cui si creano le condizioni per uno sviluppo efficace, efficiente e sostenibile, pur dovendo applicare la usuale cura rispetto ad ingerenze nelle dinamiche di mercato. In questo quadro, la Fondazione Bordoni può esprimere sicuramente un contributo importante, grazie alla propria natura di terza parte con competenze tecniche e funzioni di intermediazione tra le istituzioni e il mercato. 1. ENTSO & EDSO The European Electricity Grid Initiative (EEGI) - Roadmap and Detailed Implementation Plan , 25 maggio 2010, /EEGI_Implementation_plan_May% pdf 2. ERGEG Position Paper on Smart Grids - An ERGEG Conclusions Paper, giugno ME/EER_PUBLICATIONS/CEER_ERGEG_PA PERS/Electricity/2010/E10-EQS-38-05_SmartGrids_Conclusions_10-Jun- 2010_Corrige.pdf 3. Smart Grid Survey 2010 Smart Grid Survey A smart grid perception survey of energy industry professionals, febbraio 2010, tgridsurvey.pdf. 4. Analysis of State-of-the-art Smart Metering Communication Standards, Klaas De Craemer, Geert Deconinck, Marzo 2010, 789/265822/1/SmartMeteringCommStandards.pdf. 5. ICT FOR DATA MANAGEMENT AND IN- TER-STAKEHOLDERS SERVICE MONITO- RING IN SMART GRIDS (Requirements, ICT solutions available and need for further developments), giugno 2010, 6. W32.Stuxnet Dossier, Version 1.3, novembre 2010, nterprise/media/security_response/whitepapers/w32_stuxnet_dossier.pdf 15

18 ICT FOR GREEN. EVOLUZIONE DELLE TECNICHE DI SMART METERING Guido Bortoni Capo Dipartimento per l energia, Ministero dello sviluppo economico Lilia Consiglio Enel Distribuzione Il conseguimento di obiettivi di sostenibilità ambientale ed economica dei mercati energetici è possibile solo con il contributo dell Information and Communication Technology (ICT), cioè grazie a quell insieme di tecnologie che consentono di elaborare e comunicare informazioni e dati attraverso mezzi digitali. Proprio la crescente collaborazione e sinergia tra il mondo dell ICT e il comparto energetico avrà un ruolo chiave nell attuazione della politica energetica nazionale, diventando elemento decisivo per un uso più flessibile e intelligente delle infrastrutture energetiche, favorendo l incontro tra domanda e offerta di energia, o meglio tra produzione e consumo. Nei prossimi anni sarà determinante il contributo dell ICT per la sostenibilità ambientale ed economica dei mercati energetici: mi riferisco in particolare all utilizzo delle nuove tecnologie offerte dall ICT nel settore elettrico. Innanzitutto occorre pensare all evoluzione nel settore dei trasporti, in un ottica di decarbonizzazione dell economia, essendo tale settore ampiamente responsabile di emissioni inquinanti e climalteranti. Nel settore dei trasporti dovrà gradualmente cambiare il modello di consumo energetico, al fine di superare la barriera della densità di energia per unità di spazio, con l attuale primato degli idrocarburi. Il cambiamento potrà essere possibile con un progressivo utilizzo dei veicoli elettrici, che potranno diventare il modello di trasporto per l uso metropolitano e cittadino. L ICT trova applicazioni promettenti nel settore elettrico, non solo nelle applicazioni di smart metering, per cui siamo pionieri a livello mondiale con quanto realizzato con i contatori elettronici e i loro ulteriori sviluppi. Si pensi alla diffusione di tali contatori che oggi sono utilizzati anche per la rilevazione e gestione dei dati di consumo dei clienti domestici, ossia delle famiglie. Ma l ICT è anche un fattore abilitante sia per servizi già attivi sia per lo sviluppo di nuovi servizi, necessari per l ottimizzazione del dispacciamento dell energia elettrica. Si tratta, per esempio, di quei sistemi intelligenti di accumulo e sfruttamento dell energia prodotta in maniera diffusa sul territorio e della relativa integrazione con il sistema elettrico. Tali sistemi possono essere sviluppati solo ed esclusivamente con l ausilio dell ICT. Le opportunità che offre l ICT dovranno essere sfruttate appieno al fine di consentire l evoluzione del sistema elettrico imposta dal crescente utilizzo delle fonti rinnovabili, in linea con gli obiettivi della politica energetica italiana ed europea. Le fonti rinnovabili prevedono, contrariamente al nucleare di cui sono complementari, una produzione diffusa e discontinua. Data la randomicità delle fonti rinnovabili (gli impianti sono soggetti all andamento climatico, cioè alla presenza del sole, del vento, ) l energia può essere prodotta solo in alcuni momenti, e le fonti possono essere sfruttate solo quando è possibile. Tale aspetto genera un non-sense ambientale ed economico: ambientale perché non consente il pieno sfruttamento del potenziale delle fonti offerto in natura; economico perché i sistemi incentivanti a sostegno dello sviluppo delle fonti rinnovabili sono impiegati inefficientemente per fonti poco produttive rispetto al potenziale. Solo la conversione delle fonti rinnovabili in energia elettrica e quindi l accumulo della stessa potrà consentire di sfruttare appieno il potenziale e ridurre significativamente i costi di sistema, rendendo possibili riduzioni di prezzo per i clienti finali. La riduzione dei costi di sistema potrà, con l ausilio dell ICT, riguardare: i costi di dimensionamento delle reti a fronte di produzioni intermittenti; i costi di dispacciamento che si devono sostenere quando si deve supplire con altre fonti alla produzione discontinua da fonti rinnovabili; i costi di dimensionamento della riserva di generazione e, infine, i costi per un uso degli incentivi che diviene improprio. L ICT, nell ambito delle smart grid, può consentire la realizzazione di servizi di accumulo nelle stesse reti di distribuzione, dotate di funzioni intelligenti di micro-dispacciamento, grazie a servizi di raccolta delle informazioni in tempo reale e di veicolamento al sistema centrale di dispacciamento, che potrà ottimizzare esigenze di domanda-offerta di energia elettrica. Ma non solo, l ICT potrà consentire anche funzioni di controllo e certificazione delle produzioni da fonti rinnovabili per evitare abusi o frodi. La diffusione sul territorio di energia da fonti rinnovabili e l impiego efficiente del- L esperienza di ENEL Distribuzione nell ambito degli smart meter e delle applicazioni ad essi connesse è nota e riportata anche nel documento Green ICT. Mercato elettrico e telecomunicazioni, della Fondazione Bordoni. Meno nota è, forse, l esperienza parimenti decennale nell ambito del telecontrollo e dell automazione di rete MT: circa il 30% delle cabine secondarie (MT/BT) di ENEL Distribuzione sono oggi equipaggiate con unità periferiche (UP) di telecontrollo e organi di manovra motorizzati. Sul 70% delle linee MT sono inoltre in esercizio logiche automatiche di selezione del tronco guasto e di rialimentazione della porzione di rete sana a monte. Tutto ciò è possibile grazie all installazione di rilevatori di guasto lungo la linea e ad algoritmi residenti localmente nelle unità periferiche di cabina secondaria. Le condizioni di passaggio di correnti di guasto (a terra e polifasi) e di presenza o assenza di tensione sono elaborate dalla UP, che comanda di conseguenza l apertura e la chiusura degli organi di manovra motorizzati. L introduzione massiva del telecontrollo e dell automazione sulla rete MT ha contributo al miglioramento della qualità del servizio e alla riduzione drastica dei minuti persi per cliente (indice SAIDI) nel corso degli ultimi anni, passati dai 128 minuti del 2001 ai 45 minuti del A differenza del telecontrollo degli impianti AT/MT, realtà storica e consolidata nella quasi totalità delle reti di distribuzione al mondo e realizzato in ENEL con tecnologie moderne e con connessione centro/periferia su rete IP, il telecontrollo della rete MT rappresenta invece ancora una novità per la maggior parte degli operatori di distribuzione, per i quali costituisce, di fatto, insieme ai contatori intelligenti, uno dei due pilastri di sviluppo di una smart grid. ENEL è quindi in una posizione unica al mondo, avendo già un esperienza consolidata sia nell ambito dello smart metering e dei sistemi ad esso connessi, 16

19 le relative risorse implicano un uso innovativo delle reti di distribuzione. Lo sviluppo delle smart grid dovrà essere la risposta a cui puntare, con il contributo non solo dei diversi soggetti che agiscono sulla filiera energetica, ma anche con quello dell ICT. I progetti in tal senso sono spesso internazionali e richiedono ingenti investimenti, sia in termini di ricerca che di sviluppo di tecnologie. È opportuno ridurre le barriere che si presentano allo sviluppo di tali iniziative: barriere di tipo economico (difficoltà nel definire le priorità per gli investimenti in tecnologie; incertezze sui ritorni dovuti alle strutture regolatorie), ma anche e soprattutto le barriere di tipo tecnologico, correlate per esempio alla mancanza di progetti su larga scala, alla scarsa standardizzazione, fino alla difficoltà di comprensione di tali iniziative nelle politiche pubbliche. I benefici attesi da tali iniziative, con significative riduzioni di costi (o meglio con significativi costi evitati ) possono essere una risposta per reperire i finanziamenti e le risorse necessarie allo sviluppo e all implementazione di progetti pilota. La possibilità di uno sviluppo delle fonti rinnovabili sinergico con l ICT da intendersi come fattore abilitante di crescita economica, di innovazione e creazione di nuovi posti di lavoro deve essere di stimolo anche per il decisore pubblico, favorendo proprio quelle iniziative che contribuiscono al radicamento di un industria dedicata nel Paese, consentendo l affermarsi di eccellenze (come in parte sta già avvenendo con alcune iniziative di smart metering). sia nel campo del telecontrollo e della network automation. Il passaggio a una seconda generazione di entrambe le tecnologie potrà quindi nascere da realtà concrete e non solo da studi teorici. La massiva diffusione del telecontrollo MT in Italia (circa impianti MT/BT telecontrollati) è stata possibile anche grazie all adozione di una risorsa di comunicazione efficace ed economica, la rete GSM pubblica e di un protocollo standard (IEC ): le cabine secondarie sono oggi collegate al centro di controllo solo in caso di necessità, o su richiesta dell operatore (ad esempio per effettuare manovre o monitorare stati e misure) o per eventi rilevati in campo dall unità periferica (movimentazioni automatiche degli organi di manovra a causa di un guasto, allarmi vari). L esercizio della rete MT non aveva infatti, fino ad ora, esigenze stringenti di tempo reale. Con la penetrazione della generazione distribuita, la rete MT non è più una rete passiva, alimentata dalle grandi centrali di produzione: i flussi di energia sono ormai bidirezionali e anche per la rete MT emerge con forza la necessità di un monitoraggio continuo degli impianti, al fine di garantirne la necessaria stabilità e sicurezza. Il ruolo del Distributore sta rapidamente evolvendo in un ruolo simile a quello del Dispacciatore. I prossimi passi portano quindi, inequivocabilmente, verso un evoluzione dei quadri normativi e regolatori e verso l adozione di tecnologie più performanti. La rete di telecomunicazione IP a banda larga dovrà estendersi fino alle cabine MT/BT e ai clienti MT, in modo da permetterne il monitoraggio e il controllo in tempo reale. La sfida si gioca nel dover connettere luoghi spesso remoti (i campi fotovoltaici ed eolici). Solo una collaborazione tra i diversi attori (distributori e produttori di energia, provider di telecomunicazioni, standard bodies e Autorità di regolazione) potrà permettere di vincere questa sfida. 17

20 SMART GRID, SMART METERING E IL RUOLO DEL REGOLATORE ENERGETICO Luca Lo Schiavo Autorità per l energia elettrica e il gas, Direzione Generale 1 Stefano Nocentini Telecom Italia Il mondo elettrico e quello delle telecomunicazioni, pur avendo molti punti in comune, sono caratterizzati da esigenze distinte, regole differenti e linguaggi diversi. Eppure, per realizzare velocemente ed economicamente le smart grid, questi due mondi devono dialogare molto di più che nel passato. In particolare, le TLC potranno fornire al settore energetico le infrastrutture di trasporto dati e di elaborazione delle informazioni. Perché ciò sia possibile è però necessario riuscire a raggiungere un accordo su alcuni punti: 1. Le necessità tecniche del mondo elettrico (banda, latenza, protocolli, ecc.). 2. Le necessità geografiche (da quali punti a quali punti) tenendo conto, ad esempio, che gli impianti per la generazione di energie alternative sono spesso situati in luoghi attualmente non interessanti per le TLC (si pensi ad esempio all eolico). 3. Le necessità temporali. In questo breve intervento, mi limiterò a riprendere alcuni spunti emersi nelle relazioni introduttive. In primo luogo, vorrei richiamare la questione che è stata sollevata dei protocolli di comunicazione. Se il problema fosse solo quello dell automazione di rete o, per riprendere le parole giustamente utilizzate dal prof. Trecordi, se il problema fosse quello delle early smart grid i protocolli proprietari sarebbero adatti, dal momento che per sviluppare l automazione di rete non viene richiesta alcuna interazione con gli utenti attivi e passivi. In questo senso il concetto di smart grid può essere fonte di confusione. Sarebbe più opportuno, a mio avviso, parlare di smart power systems, perché i reali benefici della sovrapposizione di uno strato ICT a un sistema elettrico si ottengono solo se anche gli utenti, sia quelli che immettono potenza sia quelli che la prelevano, vengono interconnessi a questo strato ICT e sono in grado di modificare i propri comportamenti in relazione a segnali il cui transito, con una certa latenza (end-to-end) e un certo grado di reliability, è supportato dallo strato ICT. Sotto il profilo del coinvolgimento degli utenti è evidente che non è più possibile utilizzare protocolli proprietari, come nel caso delle early smart grid, ma è necessario utilizzare protocolli aperti che gli utenti della rete siano in grado di adottare, con il minimo costo, sui propri dispositivi di interfaccia. È compito anche del Regolatore energetico assicurare che, da una parte, non vi siano comportamenti o prescrizioni dei gestori di rete che impongano costi non necessari agli utenti della rete e che, dall altra, gli utenti della rete osservino le prescrizioni tecniche necessarie per il corretto funzionamento della rete. Richiamo a questo proposito il lavoro che l Autorità per l energia elettrica e il gas ha fatto negli ultimi anni per eliminare la varietà di prescrizioni tecniche dei diversi distributori erano note, in particolare, le norme della serie DK di Enel Distribuzione e sostituirle con un unica Regola tecnica di connessione, definita dall organismo di regolazione sulla base del lavoro tecnico compiuto dall organismo nazionale di standardizzazione (CEI Comitato Elettrotecnico Italiano) in collaborazione con gli uffici del Regolatore e con tecnici indipendenti (Norma CEI 0-16). Questo disegno è stato completato per le reti di distribuzione di alta e media tensione, mentre è ancora in corso ma dovrebbe essere completato a brevissimo, di certo entro il 2011 per le reti di bassa tensione, sulle quali è ormai al termine il lavoro condotto dal CEI su richiesta dell Autorità (la nuova norma per la BT si dovrebbe chiamare CEI 0-21). Le norme tecniche di connessione sono state notificate agli organismi europei competenti, ma è ammissibile che esse siano differenziate su base nazionale, tenendo conto della varietà di soluzioni tecniche di distribuzione dell energia elettrica (si pensi per esempio alla differenza nell esercizio del neutro nelle reti a media tensione). Tuttavia, è necessario ricordare che ormai gli standard tecnici si discutono e si concretizzano sempre più a Bruxelles invece che nei singoli Stati membri dell Unione. Questo è il caso, ad esempio, degli standard di comunicazione utilizzati per lo smart metering. L impulso che è stato dato dalla Commissione europea alla diffusione dei sistemi di smart metering nei Paesi membri dell Unione da una parte con le norme contenute nel c.d. Terzo pacchetto energia e, dall altra, con l emissione del Mandato M/441 agli organismi europei di standardizzazione (CEN/CENELEC/ETSI) ha determinato un importante cambiamento nel senso dell apertura dei protocolli di comunicazione. Ne è derivato il consorzio Meters and More, che ha effettuato la disclosure del protocollo di comunicazione utilizzato nelle principali esperienze europee di telegestione dei contatori di bassa tensione (Italia, con Enel Distribuzione, e Spagna con Endesa). La disponibilità di questo protocollo in forma pubblica costituirà, a mio avviso, un importante passaggio verso le possibilità di home and building automation che sono alla base anche del risparmio energetico negli usi residenziali dell energia elettrica (come dimostrano anche le migliori esperienze statunitensi, recentemente discusse in un seminario presso la sede di Ispra del Joint Research Center della Commissione europea). Vorrei però sfatare un mito, ricordando che lo smart meter non è, almeno attualmente, un oggetto controllato in tempo reale. Non lo può essere anche a causa del- 4. Gli SLA (Service Level Agreement) necessari e, conseguentemente, i processi di assurance correlati. 5. I modelli economici che possano rendere gli investimenti sostenibili e, per quanto possibile, sinergici per i due settori. 6. La suddivisione dei ruoli (chi fa gli interventi di creation, delivery, assurance, ecc.) e degli asset (di chi sono le varie componenti). 7. Una base regolatoria comune (mediante un tavolo congiunto tra le due Autorità di settore, AEEG e AG- COM). Per fare questi passi occorre una forte volontà congiunta e dei tavoli di lavoro permanenti con delle mete chiare da raggiungere in tempi definiti, possibilmente entro il Telecom Italia è fortemente interessata e disponibile a fare la sua parte. Sono anche sicuro che una regia forte da parte della FUB potrebbe essere molto di aiuto e garantire il raggiungimento del risultato finale. 18