Elettricità, modernizzazione infrastrutture: Iea traccia la rotta

La domanda globale di elettricità sta crescendo a un ritmo doppio rispetto al consumo energetico complessivo, spinta dall’elettrificazione dei consumi finali, dall’espansione dei data center, dai sistemi di raffreddamento e dallo sviluppo industriale. Per soddisfare questa richiesta entro il 2035, la capacità delle reti elettriche mondiali dovrà aumentare di almeno il 30%, il che equivale ad aggiungere o sostituire circa 25 milioni di chilometri di linee elettriche. Tre quarti di questo incremento sono attesi nelle economie emergenti e in via di sviluppo, mentre nelle economie avanzate la domanda torna a crescere dopo anni di stagnazione. Tuttavia, l’espansione infrastrutturale tradizionale non riesce a tenere il passo: procedure autorizzative complesse, ostacoli nella catena di fornitura, carenza di manodopera specializzata e costi crescenti delle apparecchiature limitano fortemente la velocità di realizzazione delle opere.

I dati pubblicati dall’International Energy Agency (Iea) nel rapporto Modernising grids in the age of electricity: scaling digital technologies and AI for better use of existing networks delineano una situazione di forte pressione sui sistemi elettrici mondiali. Nel 2025, almeno 1.700 GW di progetti di energia rinnovabile in fase avanzata di sviluppo e 600 GW di batterie su scala industriale si trovavano in attesa di allacciamento.

Elettrificazione, superare gli stalli

Contemporaneamente, le congestioni di rete hanno generato costi ingenti per il sistema energetico nel 2024, raggiungendo circa 10,12 miliardi di euro negli Stati Uniti e 4,3 miliardi di euro nell’Unione Europea, dove la sola Germania ha rappresentato oltre la metà del totale. Il fenomeno del curtailment, ossia la riduzione forzata della produzione rinnovabile dovuta ai limiti di trasporto della rete, ha comportato nel 2024 la perdita di oltre 10 TWh di elettricità nell’Unione Europea (pari al consumo annuo di tre milioni di abitazioni) e di 2,3 TWh di generazione solare in India nel 2025.

Progettare la rete basandosi esclusivamente sui picchi massimi di utilizzo per eliminare ogni congestione non rappresenta una soluzione economicamente sostenibile. Poiché impianti eolici, solari e nuove utenze operano alla massima potenza soltanto per una frazione del tempo, una rete dimensionata unicamente per i picchi rimarrebbe inutilizzata per gran parte dell’anno, gravando sui costi finali in bolletta. Diventa quindi prioritario affiancare all’espansione fisica una migliore gestione della capacità già esistente, sfruttando le tecnologie digitali, le tecnologie di potenziamento della rete e l’intelligenza artificiale.

Architettura e componenti del toolkit digitale: la gestione di rete

Il rapporto dell’Iea definisce un insieme integrato di strumenti tecnologici (digital grid toolkit) organizzato su tre livelli funzionali di ottimizzazione, concepito per aumentare il tasso di utilizzo delle infrastrutture esistenti mantenendo elevati gli standard di sicurezza d’esercizio. Il primo livello è rappresentato dai sistemi di monitoraggio e controllo, che costituiscono la base concettuale e tecnica. La visibilità in tempo reale e la controllabilità da remoto sono abilitate da sensori avanzati, contatori intelligenti, unità di misura fasoriale (Pmu), sistemi di acquisizione dati Scada, Energy Management Systems (Ems), Advanced Distribution Management Systems (Adms), Distributed Energy Resource Management Systems

(Derms) e modelli virtuali noti come digital twin. Questi strumenti consentono agli operatori di passare da una gestione passiva e periodica della rete a una gestione dinamica, osservando i flussi di potenza, la tensione, la frequenza e la stabilità in tempo reale.

Il secondo livello riguarda l’applicazione delle tecnologie di potenziamento della rete (GETs), le quali sfruttano la base di dati per rivelare margini inutilizzati, reindirizzare i flussi energetici e automatizzare le azioni correttive. Il terzo livello comprende le soluzioni basate su intelligenza artificiale, che agiscono trasversalmente sull’intero sistema affinando le previsioni di carico e generazione rinnovabile, velocizzando lo screening delle richieste di connessione, ottimizzando le opzioni topologiche, potenziando la manutenzione predittiva e fornendo supporto decisionale agli operatori nelle sale di controllo.

Impatto stimato e benefici economici ed operativi misurati sul campo

Le analisi elaborate dall’Iea indicano che la sola adozione di tre tecnologie principali per il trasporto di energia, ossia ottimizzazione della topologia e controllo avanzato dei flussi di potenza, permetterebbe di connettere fino a 330 GW di nuova generazione, sistemi di stoccaggio e domanda alle reti esistenti senza la necessità di rinforzi infrastrutturali fisici imminenti. Questa capacità equivale alla potenza totale installata di paesi come Francia e Corea del Sud messi insieme. Ottenere lo stesso risultato attraverso la costruzione tradizionale di nuove linee richiederebbe investimenti stimati in circa 84,33 miliardi di euro.

I benefici derivanti da queste tecnologie sono ampiamente documentati da casi applicativi reali condotti da diversi operatori di rete a livello globale. Negli Stati Uniti, ad esempio, l’operatore Miso ha stimato un risparmio di circa 95,29 milioni di euro (113 milioni di dollari) nel 2025 grazie all’ottimizzazione economica della topologia. In Belgio, Elia ha registrato un risparmio di 180 mila euro nell’arco di sole quattro ore, stimando benefici potenziali annui pari a 44 milioni di euro. Nel Regno Unito, National Grid ha sbloccato oltre 2 GW di capacità di trasferimento aggiuntiva lungo la direttrice Nord-Sud mediante dispositivi modulari per il controllo dei flussi, risparmiando circa 462,81 milioni di euro (390 milioni di sterline) in sette anni. L’adozione di un digital twin da parte di National Grid ha ridotto del 70% il tempo necessario per analizzare le opzioni di rinforzo della rete.

Elettricità: raccomandazioni strategiche dell’International Energy Agency

Per accelerare la transizione verso reti elettriche moderne ed efficienti, l’Iea raccomanda interventi coordinati su cinque fronti fondamentali:

1. Riformare i quadri regolatori, eliminando le penalizzazioni per le spese operative rispetto a quelle in capitale e introducendo incentivi legati a risultati misurabili, quali lo sblocco di capacità e la riduzione dei costi di congestione. È consigliata la creazione di regulatory sandbox per consentire la sperimentazione in deroga temporanea dalle norme standard.
2. Rafforzare le fondamenta dei dati e la visibilità, in particolare a livello di distribuzione, garantendo l’interoperabilità dei modelli dati tra settori dell’organizzazione e standardizzando la condivisione delle informazioni.
3. Sviluppare le competenze e la prontezza organizzativa, formando una nuova generazione di professionisti con competenze ibride (elettrotecniche e informatiche) e adattando i processi operativi quotidiani affinché le tecnologie superino la fase pilota.
4. Garantire la sicurezza e l’affidabilità fin dalla progettazione, stabilendo protocolli comuni per la validazione, la certificazione, la sicurezza informatica e la supervisione umana nelle applicazioni dell’intelligenza artificiale.

Promuovere la cooperazione internazionale, condivide piattaforme di test, standard tecnici, approcci di validazione e risorse finanziarie agevolate per sostenere i paesi emergenti nell’accesso alle tecnologie digitali e nell’ottimizzazione delle reti esistenti.

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