La ricerca e le aree strategiche

Le Smart Energy Grids rappresentano uno degli elementi chiave per la de-carbonizzazione e de-centralizzazione del sistema elettrico, che si possono realizzare tramite una sempre più altra integrazione delle fonti rinnovabili di energia e il coordinamento dei vettori energetici. La loro implementazione cambierà nei prossimi anni il modo in cui oggi viviamo e anche il nostro modo di interagire. In questo nuovo scenario, l’economia e gli attori sociali presenti nel panorama energetico dovranno radicalmente adattare i propri comportamenti, strategie e modi di produrre, distribuire, stoccare e usare l’energia, tenendo conto della sostenibilità energetica, della sicurezza degli approvvigionamenti e della competitività del mercato.

Una smart energy grid non è solo un insieme dinamico di distributori di energia, ma anche un sistema energetico che connette utenti smart (responsabili, energeticamente efficienti e diversificati) a fonti energetiche sostenibili (low-carbon, rinnovabili). Anche la griglia in se stessa è smart qualora sia capace di modificare i suoi output, di monitorare, controllare e misurare la domanda di energia dei consumatori in maniera corretta e regolata.

Oggi infatti si parla sempre più frequentemente di Industria 4.0, indicando con questa espressione il processo di digitalizzazione del settore industriale che, tramite il rinnovamento della catena dei valori, apporta un cambiamento nel modo di lavorare ma anche nella natura delle organizzazioni, Oggi il livello di innovazione è tale per cui il sinonimo di Industria 4.0 è smart manufacturing, dove il suffisso “smart” diventa il denominatore comune di una gestione integrata delle informazioni, associata all’uso della tecnologia digitale.

Le nuove tecnologie digitali stanno cominciando ad avere un notevole impatto in 4 diversi ambiti:

• utilizzo dei dati per la manifattura, ovvero Big Data, Internet of Things, Machine-to-Machine, cloud computing;
• adozione di tecniche di analisi dei dati che attraverso il machine learning possono fornire alla fabbrica un’intelligenza che “impara” dai dati raccolti e analizzati;
• interazione tra uomo e macchina, tramite la realtà aumentata e l’uso di innovative interfacce touch;
• una maggiore penetrazione della stampa 3D, della manifattura additiva, della robotica e delle nuove tecnologie che permettono di razionalizzare i costi, ottimizzare le prestazioni e ridurre/migliorare i consumi energetici.

Soprattutto in questo ultimo ambito, il Dipartimento Energia, tramite la ricerca e l’innovazione, può supportare il rilancio degli investimenti industriali, favorire la crescita dell’impresa, collaborare alla definizione di protocolli, standard e criteri di interoperabilità condivisi a livello europeo, supportare la creazione di adeguate infrastrutture di rete e diffondere le competenze per l’Industria 4.0.

In particolare il Dipartimento Energia contribuisce attivamente alle attività previste dall’Unione Europea per raggiungere il target del 27% di uso di fonti rinnovabili nel 2030.

La sfida di contribuire alla sostenibilità economica e ambientale delle energie rinnovabili viene ampiamente sostenuta dal Dipartimento, anche allo scopo di assumere una posizione di leadership a livello nazionale e internazionale. A questo scopo il Dipartimento supporta attività ad alto tasso innovativo che vanno dall’identificazione di nuove dirompenti tecnologie al testing in laboratorio delle diverse energie, passando dal proof-of-concept all’introduzione di tali fonti sul mercato. Il tutto con un preciso approccio, che tiene conto delle sfide tecnologiche, dei potenziali, degli aspetti culturali, del livello di maturità, dei rischi e della competitività. Il dipartimento in sintesi promuove:

1. Lo sviluppo di nuove e dirompenti tecnologie
2. L’adozione di soluzioni in materia di energia rinnovabile per l’implementazione a livello consumatore (includendo la generazione dell’energia in tutte le sue forme, partendo dalla semplice generazione di energia elettrica sino a comprendere soluzioni combinate con l’heating e il cooling, dal livello domestico al livello industriale e di distretto)
3. Lo sviluppo di soluzioni per l’implementazione a livello sistemico, allo scopo di ridurre i costi dell’energia elettrica generata, all’ottimizzazione delle operazioni, al miglioramento dei processi per la produzione dei componenti fino a provvedere flessibilità all’intero sistema.

Il Dipartimento Energia supporta la ricerca che promuove la riduzione delle emissioni, tramite la progettazione di nuovi componenti per applicazioni automotive e aeronautiche e contribuisce al rafforzamento della competitività e delle performance delle industrie che producono parti e sistemi per il settore dei trasporti.

Il Dipartimento Energia collabora con le più importanti aziende internazionali del settore automotive e del settore aerospaziale e ospita presso i suoi locali laboratori altamente specializzati per il testing delle nuove generazioni di motori a combustione interna, di motori elettrici ad alta efficienza per applicazioni veicolistiche, per il testing delle batterie e per l’interfacciamento dei veicoli elettrici alla rete di distribuzione.

Attualmente, circa il 35% del parco edilizio europeo è stato costruito più di 50 anni fa, e solo agendo sull’efficientamento energetico degli edifici è possibile ridurre del 5-6% il consumo energetico totale. Europeo. A partire dal 2010, la Commissione Europea ha pubblicato una serie di Direttive allo scopo di ridurre il consumo energetico e migliorare le prestazioni energetiche degli edifici.

I ricercatori del Dipartimento Energia tramite le loro ricerche e competenze possono contribuire all’uso di nuove tecnologie quali l’adozione di sistemi per il Building Energy Management o per il Building Information Management negli edifici allo scopo di migliorarne le prestazioni energetiche. Il Dipartimento inoltre promuove l’adozione di comportamenti corretti nella gestione dell’energia, monitorando e valutando anche il livello di comfort e contribuisce all’adozione di alcune azioni previste dalla Direttiva sulle prestazioni energetiche degli edifici e in particolare:

• l’adozione dei certificati sulle prestazioni energetiche dell’edifico, da allegare agli annunci di vendita o affitto dell’edificio
• l’obbligatorietà di schemi per l’ispezione dei sistemi di condizionamento e riscaldamento o l’adozione di misure in loco equivalenti
• la costruzione di edifici a energia zero
• la creazione per ogni paese europeo di un set minimo di indicatori per le prestazioni energetiche per i nuovi edifici, dei livelli minimi di rinnovamento degli edifici, che tenga conto o della sostituzione o del retrofitting di componenti dell’edifico quali i sistemi di riscaldamento/raffrescamento, i tetti, i muri, gli isolamenti, ecc.
• supportare l’adozione di misure finanziare per migliorare l’efficienza energetica degli edifici