I sistemi di Smart metering per l efficienza energetica negli edifici

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1 I sistemi di Smart metering per l efficienza energetica negli edifici ECOMONDO, Rimini Fiera, 7 Novembre 2018 Ing. Biagio Di Pietra ENEA DUEE

2 Smart meter definizione e obiettivi I contatori intelligenti (smart meter) sono un pilastro fondamentale della strategia europea per l efficienza energetica, «Sistema di misurazione intelligente»: un sistema elettronico in grado di misurare il consumo di energia, fornendo maggiori informazioni rispetto ad un dispositivo convenzionale, e di trasmettere e ricevere dati utilizzando una forma di comunicazione elettronica» (Direttiva 2012/27/UE) Obiettivi: fornire all utente finale informazioni molto più dettagliate aumentare la consapevolezza dei propri comportamenti di consumo, incoraggiare interventi mirati a l efficienza energetica, favorire lo sviluppo dei servizi post-contatore a totale beneficio dell utente I sistemi di Smart metering per l efficienza energetica negli edifici 2

3 Smart meter: caratteristiche principali Perché consumo Consapevolezza dei consumi possibili interventi di risparmi energetico Come consumo Quando consumo Quanto consumo REALIZZARE

4 Contatore intelligente Requisiti minimi per l utente settore dell elettricità (Racc. 2012/148/UE) La Commissione Europea con il documento di Raccomandazione 2012/148/UE fornisce 10 requisiti funzionali minimi comuni per i sistemi di misurazione intelligenti nel settore dell elettricità desunti dagli studi costi/benefici effettuati in 11 Stati Membri - interfaccia standard che consenta all utente di visualizzare i dati sul consumo individuale aumentandone la consapevolezza (feedback diretto dell utente per incoraggiare comportamenti efficienti); - interfacce standard per consentire interazione in tempo reale con sistemi domotici - Informazioni sui consumi forniti con frequenza adeguata al profilo di consumo dell utente La frequenza generalmente ammessa come necessaria per l aggiornamento dei dati è almeno ogni 15 minuti - il sistema di misurazione intelligente sia in grado di memorizzare e conservare per un certo tempo i dati sul consumo dell utente 4

5 Progressi nell'introduzione dei sistemi di misurazione intelligente nell'ue-27 (2014) Quasi 45 milioni di contatori intelligenti sono già installati in tre Stati membri (Italia, Finlandia e Svezia), che rappresentano il 23% delle installazioni previste nell'ue entro il 2020 Stima installazioni negli stati membri al 2020 : 200 Milioni di contatori intelligenti per l'elettricità (che rappresentano circa il 72% dei consumatori europei) 45 milioni di contatori per il gas (circa il 40% dei consumatori) Stima dei costi di sostituzione (studio Commissione Europea) Italia: 97 euro/punto Francia: 135 euro/punto G.Bretagna: 161 euro/punto Finlandia: 210 euro/punto Olanda: 220 euro/punto Svezia: 288 euro/punto Fonte: RELAZIONE DELLA COMMISSIONE EUROPEA: Analisi comparativa dell'introduzione dei sistemi di misurazione intelligenti nell'ue-27 (2014) - 5

6 I contatori intelligenti nel contesto nazionale L Italia ha anticipato la regolamentazione Europea sui contatori intelligenti Delibera AEEGSi n. 292/06: Direttive per l'installazione di misuratori elettronici di energia elettrica predisposti per la telegestione per i punti di prelievo in bassa tensione Delibera AEEGSi ARG/gas 155/08: Direttive per la messa in servizio dei gruppi di misura del gas, caratterizzati da requisiti funzionali minimi e con funzioni di telelettura e telegestione, Sostituzione contatori esistenti con smart meter 1G Avviata in modo spontaneo nel 2001 da Enel dist. Regolamentata nel 2006 Completata nel 2011 risultano installati circa 37 milioni di contatori intelligenti di prima generazione (residuo circa il 2% di contatori elettromeccanici o elettronici ma non in servizio di telegestione) Fonte : AEEGSi - 416/2015/R/eel 6

7 Il contatore intelligente 1G Principali caratteristiche e servizi del contatore intelligente 1G - telegestione - l'emissione di fatture basate su effettivi consumi (a meno delle code) - la registrazione del prelievo orario per almeno 36 giorni; - l'offerta di tariffe biorarie, - il miglioramento dei servizi: volture, cambi della potenza contrattuale ; - velocizzare il passaggio da un fornitore di energia elettrica ad un altro. - depotenziamento per morosità. La verifica periodica deve avvenire ogni 15 anni. I primi misuratori 1G installati nel 2001 hanno raggiunto il termine della propria vita tecnico-economica nel 2016 (attualmente fissata nel quadro regolatorio pari a 15 anni) 7

8 Smart meter sperimentale Progetto Isernia Progetto smart grid «Isernia» Enel Distribuzione ( ) Progetto pilota approvato con Delibera AEEGSi ARG/elt 39/10 Interessate circa utenze Installato dispositivo, Smart Info, display e applicazione per PC Comunicazione tra misuratore e dispositivo Smart via linea elettrica (PLC) Consente di visualizzare l andamento dei propri dati di consumo e dettaglio del profilo della potenza prelevata Comando di prese intelligenti e dialogo con elettrodomestici di nuova generazione via radio (ZigBee), con specifiche applicazioni Primi risultati della sperimentazione: - il 66% dei partecipanti ha ridotto i propri consumi, - Riduzione media dei consumi del 7% - Risparmio medio 8% famiglie con maggiore pot. installate (fino a 10,5% per 10kW) - il 59% dei clienti ha modificato le abitudini di utilizzo degli elettrodomestici - il 9% dei clienti intervistati dichiara di aver scoperto consumi inattesi e ha deciso di sostituire elettrodomestici inefficienti. Fonte: AEEGSi Doc. Consultazione 232/2014/R/eel: Opportunità tecnologiche per la messa a disposizione dei dati di consumo di energia elettrica ai clienti finali in bassa tensione 8

9 Smart metering seconda generazione (2G) D.Lgs. 102/2014 Un impulso decisivo allo sviluppo dei sistemi di smart metering 2G è pervenuto dal D.Lgs. 102/2014 e smi, che ha recepito in Italia la Direttiva per l efficienza energetica 27/2012/CE Art,9 comma 1 AEEGSi,., individua le modalità con cui le imprese distributrici - forniscono ai clienti finali di energia elettrica e gas naturale, teleriscaldamento, teleraffreddamento ed acqua calda per uso domestico contatori di fornitura che riflettono con precisione il consumo effettivo e forniscono informazioni sul tempo effettivo di utilizzo dell'energia e sulle relative fasce temporali.. l Autorità con la deliberazione 87/2016/R/eel definisce le funzionalità dei misuratori 2G «versione 2.0»; in particolare, il requisito 6, richiede che sia possibile effettuare una comunicazione diretta tra un misuratore 2G e un dispositivo utente tramite almeno un canale per la trasmissione dei dati di misura non validati 9

10 Contatore 2G Canale di comunicazione con i Dispositivi Utente Chain 1: PLC banda A Radiof.169 MHz SII Venditore Wifi, PLC, RS485,zigBee, Mbus Chain 2 Canale PLC banda C protocollo standard CEI CEI TS (6/2017) CEI TS (6/2017) CEI TS (6/2017) SII: Sistema Informativo Integrato 10

11 Contatore 2G Dispositivi Utente - possibili nuovi servizi I nuovi contatori apriranno la strada a un cambio di modello nel sistema elettrico consentiranno a gli utenti di poter beneficiare di importanti vantaggi sia tecnici che economici - superamento del sistema delle fasce predefinite, - Possibili nuove offerte con fasce orarie flessibili definite dal venditore o con soluzioni prepagate (possibilità di definire sino a 6 fasce di prezzo giornaliere multiorarie) basate sul comportamento energetico dell utente final - Gestire gli elettrodomestici per aumentare l autoconsumo (utenti attivi) - in prospettiva: attivazione di contratti di demand response, possibilità di distacco dei carichi da remoto in tempi brevi (interazione con i sistemi domotici); - in prospettiva: possibilità per i clienti in prelievo di offrire risorse di bilanciamento della rete (aggregazione di carico, peak shaving, load leving). (DOC 245/2018/R/EEL) Fonte: AEEG 11

12 Piano di messa in servizio dei contatori intelligenti di seconda generazione (2G) Il D.lgs 102/2014 non fissa una data di decorrenza dell obbligo di messa in servizio; Delibera AEEGSi 646/2016/R/ee: Le imprese distributrici con più di punti devono proporre e pubblicare un proprio piano di durata 15 anni Delibera 222/2017/R/eel AEEGSi approva il piano di messa in servizio dei sistemi di smart metering 2G presentato da e-distribuzione Prevista la sostituzione di 32 Milioni di contatori entro il

13 Smart meter rete Gas 13

14 Smart meter nelle reti di distribuzione del gas Stato dell arte dello smart metering gas in Europa e in Italia milioni i clienti del comparto gas - solo 6 stati tra cui l Italia - hanno deciso di introdurre 47 milioni di gas smart meters su vasta scala entro il 2020 Diffusione smart meter gas In Italia - settore commerciale e industriale: 80% di clienti, - ambito residenziale: 10% dei 21.5 milioni di utenti Delibera AEEGSi 155/08 introduce i requisiti funzionali minimi per l adozione in Italia dei sistemi di Smart Metering nella rete gas Delibera 631/2013/R/gas: integrazioni agli obblighi di messa in servizi degli smart meter gas Norma tecnica requisiti smart meter gas: UNI/TS 11291: - (Gennaio 2017) Fonte : elettricomagazine

15 Smart metering: stato dell arte nelle reti di distribuzione gas Distribuzione nazionale Gruppi di Misura (GdM) rete di distribuzione gas Delibera ARG/GAS 155/08 * - Dal 2010 avviata la sostituzione dei contatori gas tradizionali con smart meter è stata avviata per iniziativa dell'autorità, partendo dai contatori di maggiore portata (classe G40 e superiore) - dal 2013 avviata la sostituzione dei contatori gas di minore portata per usi domestici (classe G4-G6). L'ARERA ha progressivamente aggiornato il piano di sostituzione dei contatori gas, tenendo conto delle difficoltà attuative.. Delibera 631/2013/R/gas (aggiornata) :Attualmente è previsto un target da raggiungere - 50% di smart meter gas di classe G4-G6 in servizio entro il 2018, (imprese distributrici con più di ) - 100% di smart meter in classe G10 - G40 entro il 2018 * Fonte : AEEGSi - relazione Tecnica ARG/gas 155/08 15

16 Funzionalità Smart Meters Gas Funzionalità Smart Meters Misura in Continuo; Disponibilità della misura in volume ed energia; Correzione in temperatura (pressione); Correzione letture con interpolazione lineare della curva di errore; Lettura a distanza e gestione del dato di misura; Analisi dei dati di misura e delle curve di prelievo; Previsione della richiesta; Consumi effettivi e non stimati per il singolo utente; Gestione a distanza delle interruzioni; Possibilità di aggiornamento a distanza dei dati di qualità del gas; Allarme per eventuali guasti e frodi; Monitoraggio delle perdite e del gas non contabilizzato; Gestione tariffa multioraria; Funzione prepagato; Interfacciamento con sistemi di home automation; Operational rating dell edificio (audit energetici); Disponibilità del dato su altri dispositivi (e.g. smartphone, internet, ). Fonte: DiCEM UNI Cassino 2017

17 Smart meter contabilizzazione individuale del calore nei condomini 17

18 La contabilizzazione individuale del calore nei condomini Il Dlgs 102/2014 e smi impone l obbligo di contabilizzazione per gli edifici alimentati da impianti centralizzati (se tecnicamente possibile ed efficiente in termini di costi) Un fattore essenziale al risparmio energetico è la consapevolezza dell utente. Il contatore individuale deve essere, pertanto, lo strumento per informare gli utenti e non solo un mezzo per ripartire i consumi. In alcuni paesi europei (Germania, Austria, Danimarca, Polonia, Romania) già esiste una forte regolazione da alcuni anni che dimostra che l impatto della contabilizzazione del calore sul risparmio energetico dell utente può portare a una riduzione di circa il 20% dei consumi energetici. Stato Membro Beneficio stimato medio minimo massimo Germania 20.2% 9% 30% UK 20% 15-17% 30% Svezia n.d. 10% 40% Danimarca n.d. 15% 17% Polonia 15% 8% 33% Francia 20% 19.8% n.d. Austria n.d. 10% 30% UE n.d. n.d. 30% Fonte: Celenza, Dell'Isola, Ficco, Greco, Grimaldi «Economic and technical feasibility of metering and submetering systems for heat accounting,» International Journal of Energy Economics Efficiency,

19 smart meter per la contabilizzazione individuale del calore nei condomini: esempio di architettura la comunicazione tra ripartitore/contatore e concentratore avviene in wireless (es. protocollo WM-Bus). Le comunicazioni tra concentratore e gli altri dispositivi dell infrastruttura (gateway, applicazioni remote ) avvengono in genere con protocolli proprietari di ogni singolo costruttore Dall analisi costi-benefici effettuata in diversi studi europei emerge che a) il feedback indiretto potrebbe comportare una riduzione media dei consumi energetici del 3-5%; b) il feedback diretto potrebbe incrementare il risparmio dal 6% al 15% 19

20 Grazie dell attenzione 20