Ricerca di sistema: i progetti Enea su efficienza, energy communities e mobilità elettrica per il piano triennale 2019-2021.

L’efficienza energetica ha assunto negli anni un ruolo sempre più importante nella definizione delle politiche dei Paesi dell’Unione Europea, che si trovano a dover mettere in atto nuove incisive misure per raggiungere gli obiettivi di riduzione dei consumi e delle emissioni previsti dal PNIEC. Importanza accresciuta dalla considerazione che l’efficienza energetica si configura come strumento trasversale per la tutela dell’ambiente, il miglioramento della sicurezza energetica e la riduzione della spesa energetica per famiglie e imprese.

L’ENEA, e in particolare il Dipartimento Unità per l’Efficienza Energetica (DUEE), è impegnata nello sviluppo e diffusione di metodologie e soluzioni innovative per l’ottimizzazione dei processi e la riduzione dei consumi energetici nell’ambito di diversi programmi di ricerca, fra i quali un ruolo prioritario è ricoperto dalla Ricerca di Sistema elettrico.

Le attività condotte negli anni hanno prodotto risultati di varia natura: studi e analisi per delineare le caratteristiche degli edifici ad alte prestazioni (NZEB) e delle soluzioni impiantistiche più efficienti, per definire nuovi standard di efficienza energetica di apparecchi e attrezzature (etichette energetiche); metodologie per la valutazione degli indici di prestazione energetica dei settori produttivi; metodologie di calcolo sempre più efficaci, sia per la determinazione delle prestazioni di edifici e impianti, sia per la pianificazione tecnico-economica degli interventi di riqualificazione, che hanno contribuito alla formulazione della normativa vigente; software applicativi per utenti finali e tecnici, quale quello per la valutazione di fattibilità dell’installazione dei sistemi di contabilizzazione individuale.

EFFICIENZA: I PROGETTI PER IL TRIENNIO 2019-2021

Per il nuovo triennio 2019-2021 i progetti a tema sono due, uno relativo a Tecnologie, tecniche e materiali per l’efficienza energetica ed il risparmio di energia negli usi finali elettrici degli edifici nuovi ed esistenti e l’altro all’Efficienza energetica dei prodotti e dei processi industriali. Entrambi mirano a fornire agli utenti finali (cittadini, PA, imprese) soluzioni concrete e strumenti per incrementare l’efficienza energetica.

In particolare le attività su cui si intende puntare riguardano le nuove tipologie di edifici ad alte prestazioni (ZEB, Zero Energy Buildings), metodologie per il calcolo e la progettazione avanzate (metodi dinamici e BIM). Si svilupperanno modelli per la gestione degli edifici volti a incrementarne la quota di energia rinnovabile e l’efficienza globale (pareti e tetti verdi, edifici full-electric, impianti ibridi e poligenerativi, micro comunità energetiche, reti di teleriscaldamento a bassa temperatura e di teleraffreddamento).

Per il settore industriale si punterà ad ottimizzare la filiera produttiva di soluzioni modulari per la coibentazione degli edifici (Off-Site Construction), riducendo costi e tempi dell’intero processo, dalla fabbrica al cantiere, e stimolando gli interventi di riqualificazione dell’involucro edilizio. Si svilupperanno strumenti per facilitare l’identificazione e la valutazione di soluzioni per il recupero del calore di scarto e si individueranno buone pratiche e indicatori di riferimento per incrementare l’efficienza nei diversi settori industriali.

Autori: Giovanni Puglisi, Miriam Benedetti, Paolo Sdringola

 

L’IMPEGNO ENEA SULLE ENERGY COMMUNITIES

In linea con il quadro di policy europeo (Clean Energy Package for all Europeans) e nazionale (PNIEC) relativo al processo di “democratizzazione” dell’energia mediante il paradigma delle comunità energetiche, l’attività di ricerca ENEA punta allo sviluppo di tool e metodologie per la fornitura ai diversi utenti di una comunità di servizi e strumenti in grado di creare un ecosistema energetico intelligente e interattivo e sostenibile. L’Energy Community diventa una infrastruttura integrata per tutti i vettori energetici, e vede il sistema elettrico come spina dorsale, caratterizzata dall’accoppiamento delle reti elettriche con quelle del gas, del riscaldamento e del raffrescamento, supportate dall’accumulo di energia nelle varie forme e tipologie.

Il modello ENEA propone la definizione e l’implementazione di strumenti per la nascita di Energy Community a supporto dei differenti profili energetici che caratterizzano il tessuto urbano (abitazioni, terziario, piccole imprese). Tale modello tiene conto anche dei potenziali benefici derivanti dalla digitalizzazione, dai modelli di economia collaborativa e dalla diffusione della generazione distribuita a supporto del processo di transizione energetica e prende spunto dall’analisi congiunta di casi studio di comunità energetiche e di esperienze di valute comunitarie digitali a livello internazionale.

Autori: Claudia Meloni e Marialaura Di Somma

 

MOBILITÀ ELETTRICA

Copertura energetica di ogni possibile spostamento e minori costi di investimento, queste le chiavi per promuovere il mercato dei veicoli elettrici. Diversi analisti indicano il 2030 quale anno per la parità dei costi di acquisto tra veicoli convenzionali ed elettrici, sebbene la richiesta di maggiore autonomia spinga a proporre modelli con batterie sempre più grandi, inficiando in parte i vantaggi dei minori costi specifici.

Una strategia energetica che davvero voglia orientarsi verso la diffusione della e-mobility deve rispondere all’ansia da autonomia garantendo la possibilità di rifornimenti comodi e veloci nei punti cruciali della rete stradale urbana ed extraurbana. E’ necessaria la realizzazione di un’infrastruttura che si armonizzi con le esigenze dell’utente e con le potenzialità della rete elettrica.

Con questa convinzione, all’interno della Ricerca di Sistema Elettrico ENEA porta avanti diverse iniziative di ricerca sulla ricarica dei veicoli elettrici.

Nel settore della ricarica senza contatto, ENEA è al lavoro su sistemi sia statici che dinamici. Per i primi, si sta operando anche sullo scambio wireless bidirezionale fra veicolo e rete domestica (WV2H): sistemi di questo tipo, in presenza di un contesto tariffario favorevole, consentirebbero di ridurre i costi netti di esercizio di un’auto elettrica, unendo i vantaggi dello scambio rete-veicolo con quelli della connessione senza contatto. L’adozione di più complessi sistemi wireless dinamici, su cui l’ENEA si è altresì impegnata, offrirebbe, su determinati percorsi adeguatamente attrezzati, incrementi di autonomia interessanti.

Sul versante della ricarica rapida le attività ENEA si sono mosse nel quadro di applicazioni per il Trasporto Pubblico Locale attraverso la realizzazione di sistemi di ricarica rapida a basso impatto verso la rete: sviluppo di accumulo misto di bordo batteria-supercapacitore per ricarica alle fermate e applicazione di ricarica di opportunità al capolinea con accumulo inerziale (volano).

ENEA ha anche messo a punto strumenti di supporto agli amministratori locali nella definizione di interventi mirati a favorire la mobilità elettrica attraverso l’uso di Big Data ed Open Data su domanda ed offerta di trasporto. Per il Trasporto Pubblico Locale, ENEA ha realizzato un software in grado di suggerire quali linee siano maggiormente idonee ad un servizio mediante autobus elettrici ed attualmente si sta impegnando nello sviluppo di una piattaforma gestionale destinata agli operatori della distribuzione urbana delle merci effettuata mediante flotte elettriche.

Autori: Maria Pia Valentini e Antonino Genovese