Smart Grid In Italia

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    03-Jul-2015

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  • 1. ApprofondimentoGli investimenti nelle SmartGrid in ItaliaBehind the Smart Curtain - Quali opportunit per leimprese?La Fondazione EnergyLab, nellambito delle sue attivit di ricerca ed analisi del settoreenergetico, ha recentemente sviluppato uno studio approfondendo gli aspetti industriali e diinvestimento correlati con lo sviluppo delle Smart Grid in Italia. Focus della ricerca lidentificazione e la quantificazione delle opportunit nello sviluppo di infrastrutture necessarieallimplementazione delle Smart Grid. Lo studio non vuole analizzare i costi/benefici di sistema ogli aspetti tecnologici delle Smart Grid, ma vuole focalizzarsi solo sugli aspetti industrialirispondendo per esempio ai seguenti quesiti:Quali prodotti e servizi verranno richiesti dal mercato per lo sviluppo delle Smart Grid inItalia?Quali sono i settori industriali che saranno coinvolti principalmente? Con quale potenzialedi mercato?Quale opportunit per le imprese italiane per svolgere un ruolo da protagonista conprodotti e servizi necessari allimplementazione delle Smart Grid?Quale prospettiva per il mercato mondiale?Guardando oltre, come si deve posizionare limpresa e cosa deve considerare il policymaker per facilitare e concretizzare le opportunit industriali nel settore?IntroduzioneLa rete elettrica attuale stata progettata comeun sistema essenzialmente passivo, in cuiNegli ultimi decenni si sono verificati importantilenergia viene concettualmente distribuita incambiamenti nei sistemi di produzione, di una sola direzione, dalle grandi centrali ditrasmissione e distribuzione dellenergia elettrica, siagenerazione ai punti di consumo finale presso ledal punto di vista tecnologico che normativo ed utenze. Le istanze di cambiamento portano allaeconomico. Fenomeni come laumento dellanecessit di ridisegnare larchitettura della reteproduzione di energia da fonti rinnovabili, la crescita verso un sistema differente, in cui la produzione,dei consumi, la liberalizzazione economica delil trasporto/distribuzione e la generazione sonosettore elettrico, la necessit di raggiungere gliintegralmente concepiti ed efficientementeobiettivi stabiliti dagli accordi internazionalioperati.caratterizzano levoluzione dei sistemi elettrici deiPaesi ad economia avanzata. Questo cambiamento, che meglio definirecome rivoluzione e non come evoluzione delsistema, necessiter di forti investimenti in pi

2. settori, provenendo da pi fonti (in base allaconfigurazione di mercato e soprattutto in base allospecifico prodotto/servizio) principalmente dalleUtility, oppure dai Distribution System Operators(DSO) o dai Transmission System Operators (TSO).I benefici che tale evoluzione porta e porter intermini tecnologici, di utilizzo, e di efficacia disistema sono evidenti e sono identificabili in pochiaspetti chiave. E comunque auspicabile che oltre aquesto beneficio di sistema si accompagni unbeneficio nazionale di creazione di opportunit perlimpresa nello sviluppo di prodotti e servizi necessari 1. Smart Metering/Smart Home (SM): questaalla maturazione della rete verso la cosiddetta area include i prodotti e le tecnologieSmart Grid. necessarie per la misurazione, gestione edanalisi dellutilizzo di energia elettricaDefinizione di Smart Grid attraverso una rete di comunicazionebidirezionale che collega i contatoriNon semplice individuare una definizione univocaintelligenti (Smart Meters, Advanced Smartdi Smart Grid, in quanto si tratta di un concetto Meters e loro evoluzioni) ed il centro distrettamente collegato alle tecnologie di volta incontrollo locale, fino alle tecnologie abilitantivolta prese in considerazione, del loro stato dila Smart Home e gli Smart Appliance.avanzamento (innovazioni in fase di sviluppo omature) e del sistema elettrico di riferimento.2. Demand Response (DR) include i prodotti ele funzionalit abilitate da una AdvancedIl termine Smart Grid comunque si riferisce allaMetering Infrastructure (AMI) e da altrimodernizzazione del sistema di produzione,dispositivi aggiuntivi che consentono aglitrasmissione, distribuzione e gestione dellenergia utenti di ricevere segnali di prezzo in base aielettrica. Lobiettivo di ottimizzare lefficienza equali possono, con lausilio di sistemi atti adlaffidabilit del sistema attraverso il monitoraggio edinformare lutente circa i propri consumi,il controllo automatico delle operazioni svolte dagli modificare il proprio carico (prodotti dielementi interconnessi facenti parte del sistemaConsumer Connection, Load Managementstesso. Una Smart Grid caratterizzata non solo da Products, )un flusso di elettricit bidirezionale, ma anche da unflusso di informazioni distribuite in tempo reale tra i3. Distribution Automation (DA) includedispositivi della rete, che permettono il prodotti per lautomazione della rete dibilanciamento istantaneo e automatico dellofferta edistribuzione dellenergia elettrica attraversodella domanda.limplementazione di dispositivi di controlloautomatico, sensoristica, infrastrutture diCome detto, la Smart Grid non consiste in uncomunicazione che permettono di gestire laprodotto specifico, bens consiste da un punto di rete di distribuzione in tempo reale,vista materiale in quel sistema di tecnologie aumentando laffidabilit, lefficienza e lanecessarie per far fronte allevoluzione del sistema. sicurezza della rete.Prodotti e Servizi necessari per lo sviluppo 4. Integration of Distributed Energydelle Smart GridResources/Energy Storage (DER): in questaarea sono presenti le soluzioni tecnologicheIl quadro dellevoluzione tecnologica delle Smart relative allintegrazione delle energieGrid molto articolato e fortemente interconnesso. rinnovabili e della generazione distribuitaAd un primo livello gli investimenti necessari per lo nella rete. Nella stessa categoria trovanosviluppo di una iniziativa di Smart Grid si possono spazio tutte le applicazioni necessarie allaclassificare in sette tipologie di prodotti e servizi.diffusione delle auto elettriche. 5. Transmission Automation (TA): la rete ditrasmissione attuale dovr essere sviluppata,ampliata e automatizzata al fine di rendereefficiente il trasporto, tenendo inconsiderazione la presenza dei sistemi di2 3. accumulo e della generazione diffusa. I prodottiin questa categoria sono atti ad aumentare lacapacit di trasmissione, migliorare ilmonitoraggio in tempo reale e la gestione dellecongestioni, il coordinamento tra gli operatoridelle reti di distribuzione ed il gestore della retedi trasmissione.6. Advanced Communications Infrastructures (COM): questa area include i prodotti necessari al potenziamento e allimplementazione di reti dati bidirezionali, limplementazione dei sistemi dati e lintegrazione del controllo della produzione e della trasmissione e distribuzione.7. IT System Integration (ITS) include le tecnologie ed i servizi di IT delle utility e della rete, inclusa la cyber security, il tutto finalizzato allintegrazione tra i sistemi di monitoraggio e controllo della previsione della domanda.Il modello stato definito includendoinformazioni circa i parametri industriali e diPer ciascuna delle sette categorie sono stati costi, inserendo informazioni sul sistemaidentificati prodotti e servizi (in totale 64) che sono elettrico italiano e la situazione generale dellenecessari alla maturazione delle Smart Grid inSmart Grid.quellarea, organizzandoli per ordine di evoluzionedella Smart Grid. LItalia, data la sua situazione di privilegio perquanto riguarda la presenza di contatoriE noto infatti che spesso limplementazione di una intelligenti ed altre infrastrutture necessarie, sinuova tecnologia richiede la presenza di alcune colloca gi con una evoluzione di SG1condizioni di base necessarie (tecnologie abilitanti).completata.Proprio per questo motivo che le iniziative sonoposte su una scala progressiva. Alcune delle scelte tecnologiche chedetermineranno lo sviluppo delle Smart Grid nonSempre identificando le Smart Grid come unsono ancora definite in un quadro stabile inprocesso evolutivo della rete, sono stati identificati 9quanto il mercato tuttora attendista riguardodistinti scenari di maturazione progressiva delle alcune scelte prevalenti (quali per esempio laSmart Grid, combinazione dellevoluzione dei singolitecnologia e linfrastruttura di comunicazione).prodotti. Gli scenari sono livelli di progresso dellarete, da quello non smart Smart Grid Zero (SG0) a Queste problematiche sono state considerate nelquello pi evoluto Smart Grid Otto (SG8), comemodello inserendo elementi di incertezza sullaillustrato in figura. definizione dei singoli costi. Per cui statosviluppato un Low Cost scenario ed un High CostScenario per tutte le analisi, cercando diprevedere nella forchetta i due estremi di costidei singoli prodotti e servizi.Key finding 1 - Levoluzione della reteverso le Smart Grid prevede una forteintegrazione di differenti aspettitecnologiciA fronte dellevoluzione delle Smart Grid, letipologie di prodotti e servizi necessari sonomolto variegati e non presentano una nettaprevalenza (in numero) di qualche specificatipologia rispetto ad altre. Questo fatto confermalevidenza che le Smart Grid maturano insinergia tra pi ambiti di innovazione e3 4. rappresentano la convergenza di diverse tecnologie Investimenti in CAPEX nel settore Smartapplicate in una visione integrata. Grid - Italia Incrementale40.000Numbero di prodotti/servizi suddivisi per tipologia e per livello di maturazione 35.000HIGH Co stLOW Co st30.00012 IT SYSTEMSmillion USD25.00010 COMMUNICATIONS20.000 DER 8 INTEGRATION/STORAGE 15.000 TRANSMISSION AUTOMATION 6 DISTRIBUTION10.000 AUTOMATION DEMAND RESPONSE 4 5.000 SMART METER/SMART HOME0 2SG2SG3 SG4 SG5SG6SG7 SG8 0 SG2 SG3 SG4 SG5 SG6 SG7 SG8 Investimenti in CAPEX nel settoreKey finding 2 - Il mercato delle Smart Grid in Smart Grid - ItaliaItalia prevede investimenti a full-life tra i 68 Cumulativo120.000ed i 106 miliardi di dollari da investire ininfrastrutture, prodotti e serviziHIGH Cost100.000LOW CostGli investimenti nel settore delle Smart Grid in Italiasaranno compresi tra i 5,2 e 7,6 miliardi di dollari 80.000per il prossimo passo tecnologico che il nostro Paesemillion USDdovr compiere (SG2), per crescere poi in modo 60.000continuativo. Per avere una implementazionepressoch completa delle Smart Grid in Italia si 40.000coprir un mercato cumulativo tra i 68 e 106 miliardidi dollari (SG8), includendo gli investimenti gieffettuati. Lincertezza dei valori aumenta20.000ovviamente con lo sviluppo degli scenari a causadella sempre maggiore incertezza tecnologica delle0soluzione tecniche che andranno via via SG2SG3 SG4 SG5SG6 SG7SG8affermandosi. Il picco di investimenti che si prevedein SG7 dovuto alla preponderanteimplementazione di elettrodomestici intelligenti(smart appliances) sulla rete domestica fino al fullbuilding automation. Key finding 3 Il 50% dei costi necessari per il prossimo step tecnologico in Italia destinato allarea Smart Meter e Smart Home, mentre il resto riguarder i sistemi di comunicazione e distribution automation Le diverse tipologie di prodotti pesano in modo differente sul valore degli investimenti capitali necessari. Nel prossimo step tecnologico evolutivo (SG2) per lo scenario di High Cost il 50% degli investimenti sar destinato allevoluzione ulteriore degli smart meter (Advanced Automated Smart Meters) per aumentarne le funzionalit, il 33% sono investimenti in distribution automation mentre il rimanente in sistemi di comunicazione. 4 5. Il trend varia ampiamente avanzando con le fasi disviluppo, via via che si gestir lintroduzione delleenergie rinnovabili e della generazione diffusa,lautomazione della trasmissione e della distribuzione.Traguardando la completa evoluzione delle SmartGrid (quindi cumulativa), circa il 49% degliinvestimenti totali si colloca nellarea Smart Meterand Smart Home (soprattutto dovuto agli SmartAppliance), il 32% in Distribution Automation, il 18%in Integration of Distributed EnergyResources/Energy Storage mentre il 16% in DemandResponse. Lautomazione della rete di trasmissioneha un investimento a fine vita molto inferiorerispetto allinvestimento necessario per laDistribution Automation (circa 1/10). Percentuale di CAPEX per tipologia di prodotto/servizio sul datoRisulta evidente come i settori dellelettrotecnicaincrementale - HIGH Cost Scenario strumentale e dellelettronica siano quelli aCOM DA DER DRITS SM TAmaggiore investimento, seguiti temporalmentedagli elettrodomestici intelligenti (in apparecchi100%meccanici ed elettrici). 90% 17%22% 80%50%47% 70% 61%60%Investimenti in CAPEX (per settore industriale) HIGH Cost Scenario 60% 49%40.000SERVIZI GENERA LI 50%99%35.000INSTA LLA ZIONE, O&M 40%78%33%3% 30.000SERVIZI ITC 30% Millions USD 52% 20% 19%40% ELETTRONICA e STRUM ENTI 39%25.000DI P RECISIONEELETTROTECNICA 10%16% STRUM ENTA LE 13%20.000A P P A RECCHI M ECCA NICI ED 0% ELETTRICISG2 SG3SG4 SG5 SG6SG7 SG815.00010.000Key finding 4 I settori industrialidellelettrotecnica strumentale e5.000dellelettronica svilupperanno prodotti e 0servizi da 4,7 a 6,9 miliardi di dollari per ilSG2 SG3SG4 SG5 SG6 SG7 SG8prossimo step tecnologico (SG2) circa il90% del totaleI prodotti e servizi necessari per limplementazionedelle Smart Grid vengono sviluppati in settoriindustriali differenti, a dimostrare -anche in questocaso- la necessit di una integrazione ecollaborazione tra le differenti filiere o anchelopportunit per singole integrazioni orizzontali diimprese col fine di catturare completamente ilservice offering. Tutti i prodotti necessari per losviluppo di una Smart Grid sono classificabili entroqueste categorie direttamente identificabili in unpreciso settore industriale italiano: apparecchimeccanici ed elettrici, elettronica e strumenti diprecisione, elettrotecnica strumentale, servizi ITC,installazione ed O&M e servizi generali.5 6. maturazione continua della rete. Ovviamente daInvestimenti in CAPEX (per settore industriale)LOW Cost Scenarioun punto di vista reale e di mercato,25.000 limplementazione delle Smart Grid dovr Millions USD confrontarsi con altre considerazioni e tendenzeSERVIZI GENERALIINSTALLAZIONE, O&M che vanno ben oltre gli aspetti puramente20.000SERVIZI ITC tecnologici, quali per esempio il trend di crescitaELETTRONICA e STRUM ENTI economica e dei consumi in Italia, la volont diDI P RECISIONE15.000ELETTROTECNICASTRUM ENTALE intervenire e le nuove esigenze dei soggettiAPP ARECCHI M ECCANICI EDELETTRICI investitori (utility, TSO, DSO, privati cittadini), il quadro normativo e regolatorio, nonch le10.000 decisioni strategiche di grandi player del settore energetico italiano. 5.000 Data lalta variabilit di queste considerazioni, sono stati identificati tre scenari che ipotizzano0una differente penetrazione delle tecnologie diSG2 SG3SG4 SG5SG6SG7SG8 Smart Grid nella realt italiana. I tre scenari sono denominati di implementazione lenta, di implementazione moderata e di implementazione piena. In questo modo Key finding 5 Il settore dellelettrotecnica stato possibile temporizzare le varie iniziative...