Sistemi energetici decentralizzati: la tecnologia è pronta - l'accettazione è aperta

I sistemi solari termici riscaldano l'acqua della doccia e il pavimento, l'ascensore funziona a energia solare ed eolica e l'elettricità non utilizzata oggi viene immagazzinata in batterie per domani o resa disponibile il mese prossimo sotto forma di gas. E se le riserve energetiche dell'edificio non sono sufficienti, la batteria dell'auto elettrica del vicino può dare una mano.

Lo scenario non è utopico: sistemi multienergetici decentralizzati o hub energetici funzionano in singoli edifici - ad esempio in case unifamiliari/multifamiliari o nell'edificio di ricerca NEST [1] dell'Empa e dell'Eawag a Dübendorf - o in interi quartieri cittadini. La Regio Energie di Soletta, ad esempio, gestisce una rete di grandi dimensioni e anche l'azienda elettrica della città di Zurigo (EWZ) sta testando diversi concetti. Il condominio energeticamente autosufficiente di Brütten è in funzione dal 2016 ed è un hub energetico completamente disaccoppiato dalla rete elettrica e del gas, probabilmente la forma più estrema. [2]

I sistemi multienergetici decentralizzati sono oggetto di ricerca presso l'ETH da diversi anni. [3] Il principio: il consumo e la produzione di energia si avvicinano, sfruttano le sinergie e diventano più efficienti.

H2 e batterie immagazzinano l'energia solare

Le tecnologie energetiche necessarie per gli hub energetici sono ora disponibili in commercio, a prezzi interessanti e tecnicamente efficaci. L'elettricità proveniente da pannelli solari o da altre fonti può essere convertita in idrogeno mediante elettrolizzatori e immagazzinata in serbatoi o nella rete del gas. Le celle a combustibile lo riconvertono poi in elettricità e calore. Ad esempio, quando la domanda è particolarmente elevata o il sole non splende. Le batterie compensano le fluttuazioni a breve termine. Da un punto di vista tecnico, la sfida rimane quella di ottimizzare il controllo di una rete energetica. Anche la tecnologia di controllo è in fase di sviluppo presso l'ETH. [4]

La mia elettricità è anche la tua elettricità

Gli hub energetici possono svolgere un ruolo importante nell'approvvigionamento energetico del futuro. Tuttavia, il concetto deve ancora superare ostacoli sociali ed economici. Ad esempio, i problemi di privacy: Se una casa diventa parte di una rete di quartiere, i consumatori rinunciano a parte del loro controllo.

Sareste disposti a far sì che la tecnologia di controllo spenga il congelatore per un breve periodo, determini il tempo di ricarica della vostra auto elettrica o regoli automaticamente la temperatura tra i 20 e i 24 gradi in inverno, ad esempio? Sorgono anche domande sulla sicurezza dei sistemi, sull'affidabilità dell'approvvigionamento energetico e sulla protezione dei dati utilizzati sul consumo energetico individuale, che devono necessariamente essere disponibili per il controllo dei sistemi.

Chi farà il primo passo?

L'approvvigionamento energetico decentralizzato manca anche di un concetto economicamente sostenibile. I potenziali utenti, ossia i proprietari di case e gli inquilini, ritengono che gli hub energetici abbiano senso in principio. Lo dimostrano i sondaggi condotti nell'ambito della nostra ricerca. Tuttavia, solo una minoranza di utenti è attualmente propensa a fare il primo passo e a partecipare agli hub di propria iniziativa. Questo perché gli investimenti sono elevati e la regolamentazione degli hub è complessa. I proprietari di casa e gli inquilini vedono la Confederazione Svizzera e i fornitori di energia come responsabili.

I sistemi energetici decentralizzati sono spesso associati a iniziative di base come le comunità energetiche o i villaggi autosufficienti. [Tuttavia, manca ancora un progetto pilota che coinvolga il grande pubblico. Un approccio interessante è rappresentato dalle cooperative energetiche, ad esempio una "Stromallmend", a cui possono aderire produttori e consumatori decentrati. [6]

Trasformazione di un sistema altamente complesso

I sistemi multi-energia non sono quindi un'utopia - e tuttavia ci vorrà del tempo prima che diventino una realtà. Gli attuali punti critici sono il finanziamento, il collegamento in rete con altre abitazioni, l'implementazione in vecchi edifici, la protezione dei dati e il controllo. Non si tratta solo di una nuova tecnologia. Un approvvigionamento energetico decentralizzato richiede la trasformazione di un intero sistema energetico con tutte le sue sfide sociali e tecniche.