Smart Energy: cos’è, vantaggi e diffusione in Italia

Smart Energy, letteralmente "energia intelligente", è un paradigma dell'Internet of Things (IoT) il cui obiettivo è quello di ottimizzare l’uso delle risorse energetiche. L'energia, una volta considerata una risorsa illimitata, sta diventando oggi un bene prezioso e strategico, complice anche l’attuale situazione geopolitica e la conseguente crisi energetica. Trovare soluzioni sostenibili diventa sempre più essenziale. La Smart Energy rappresenta una soluzione in grado di cambiare il modo in cui distribuiamo e consumiamo energia, offrendo soluzioni più efficienti e, appunto, intelligenti.

In questo articolo, scopriremo cos’è la Smart Energy e come sta impattando diversi settori. Approfondiamo i vantaggi, lo stato dell’arte e le ultime novità di questo paradigma attraverso la Ricerca dell’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano.

Cos'è la Smart Energy

La Smart Energy è prima di tutto un tema trasversale, che riguarda diversi ambiti dell’Internet of Things:

Dentro la definizione di Smart Energy rientra l'integrazione e il coordinamento di tutte quelle applicazioni, soluzioni e progettualità per la gestione dell'energia che consentono un vero e proprio miglioramento dell’efficienza energetica di case, edifici e impianti, cercando al contempo di ottimizzare il livello di comfort per gli occupanti degli spazi smart.

La Smart Energy rappresenta una delle innovazioni più significative nell'ambito della gestione energetica, offrendo soluzioni avanzate per ottimizzare l'uso delle risorse e, di conseguenza, ridurre l'impatto ambientale. Grazie all’Internet of Things, le reti energetiche sono oggi in grado di monitorare, gestire e distribuire energia in modo più efficiente e sostenibile: dalle soluzioni integrate per la gestione dei diversi impianti energivori presenti negli edifici (come illuminazione, riscaldamento, climatizzazione), ai lampioni intelligenti nelle città che modificano l’intensità luminosa in base alla necessità.

Smart Energy: i principali ambiti applicativi

Abbiamo dunque parlato di case, edifici, impianti e città. Il panorama della Smart Energy è però molto più complesso, e include diversi ambiti applicativi, quali Smart Metering, Smart Grid, Smart Building e Smart Home & Environnement. Di seguito li analizziamo più nel dettaglio.

Smart Metering

Lo Smart Metering, ovvero “misurazione intelligente”, indica tutte le soluzioni riguardanti gli smart meter. Questi ultimi consistono in contatori connessi per la misura dei consumi, la loro corretta fatturazione e la telegestione. Gli smart meter sono in grado di rilevare i consumi in tempo reale di elettricità, gas, acqua e calore. Per questo motivo, i contatori connessi si dividono in:

• Smart Meter per l'elettricità, che rappresenta l’evoluzione del contatore della luce tradizionale e permette di monitorare il consumo di energia elettrica, fornendo dati dettagliati su come viene utilizzata;
• Smart Meter per il gas, che rappresenta anch’esso l’evoluzione del contatore gas tradizionale, e consente una lettura automatica e precisa dei consumi;
• Smart Meter idrico, che, in questo caso, include i contatori smart utilizzati per monitorare il consumo di acqua, particolarmente utili per identificare eventuali anomalie e ridurre gli sprechi;
• Smart Meter per il calore, con cui si monitorano i sistemi di riscaldamento centralizzati, migliorando l'efficienza energetica negli edifici.

Smart Grid

Correlata allo Smart Metering è anche la Smart Grid, o “rete elettrica intelligente”. Questa applicazione dell’IoT è usata per la gestione dell'energia e per ottimizzare la distribuzione, gestendo la produzione distribuita e anche la mobilità elettrica. Mentre le reti elettriche tradizionali funzionano in modo unidirezionale (dalla centrale elettrica al consumatore), le Smart Grid sono bidirezionali, in quanto l’energia può essere generata e utilizzata sia dalle grandi centrali che dai consumatori. Un esempio sono gli impianti fotovoltaici domestici, con cui anche dei privati diventano dei piccoli produttori di energia.

La Smart Grid, inoltre, è in grado di individuare facilmente guasti e sovraccarichi, che vengono gestiti più rapidamente in maniera centralizzata. La rete elettrica intelligente consente anche di integrare facilmente soluzioni da energia rinnovabile (come nel caso dell’energia eolica, o quella derivante da impianti fotovoltaici), migliorandone la produzione, la gestione e la distribuzione.

Smart Building

L’“edificio intelligente” permette di gestire automaticamente gli impianti e i sistemi al suo interno (come quelli per l'illuminazione e la climatizzazione) per il risparmio energetico. Grazie ai sensori IoT, gli Smart Building possono rilevare dati su illuminazione, temperatura e umidità, ma anche su altri parametri, come l’occupazione degli spazi o il monitoraggio dei movimenti.

Le informazioni sulle condizioni dell'edificio vengono fornite in tempo reale e, mediante sistemi di automazione (che tengono conto anche delle preferenze degli utenti), gli impianti sono gestiti direttamente dall’edificio stesso. In questo modo aumenta il comfort e anche la sicurezza dello stabile e delle persone al suo interno (ad esempio mediante sistemi di videocamere intelligenti). Inoltre, gli edifici sono in grado di sfruttare le fonti rinnovabili disponibili e immagazzinando l'energia in eccesso.

Smart City & Smart Environnement

Sia la Smart City che lo Smart Environment sono soluzioni IoT di monitoraggio e gestione degli elementi di una città e dell'ambiente circostante per migliorarne vivibilità, sostenibilità e competitività. Tra gli elementi di una città troviamo ad esempio:

• i mezzi per il trasporto pubblico (Smart Mobility) che, attraverso la fornitura di servizi connessi, integrati, sicuri, accessibili e sostenibili, consentono una gestione intelligente del traffico, dei parcheggi, delle soluzioni di car sharing, ecc.;
• l’illuminazione pubblica (Smart Lighting), che comprende soluzioni tecnologiche come i già citati lampioni intelligenti, la cui luminosità può variare in base alle condizioni meteorologiche.

Lo Smart Environment riguarda invece il monitoraggio degli elementi del territorio, come fiumi e montagne. Attraverso la tecnologia IoT è possibile rilevare situazioni potenzialmente pericolose, come alti livelli dei fiumi, i rischi di franamenti, ecc. Sempre all’interno dello Smart Environment sono inclusi anche tutti quei sensori e quelle tecnologie che permettono di rilevare parametri come umidità, inquinamento acustico, temperatura e qualità dell’aria, raccogliendo dati per analisi diagnostiche e intervenire con iniziative di sostenibilità ambientale.

I vantaggi della Smart Energy

Come abbiamo avuto modo di intuire, la Smart Energy offre una serie di vantaggi, sia per i singoli consumatori, che a livello collettivo e per l'ambiente. Tra i principali benefici troviamo:

• efficientamento energetico, derivante dal monitoraggio dei consumi, più chiaro e affidabile;
• rilevamento di eventuali anomalie, come guasti, perdite, sovraccarichi o addirittura frodi, migliorando la continuità dei servizi;
• risparmio economico a seguito dell’efficientamento energetico, di bollette più precise e dettagliate e dall’utilizzo di fonti derivanti da energia rinnovabile;
• monitoraggio da remoto dei consumi, ma anche gestione più agevole dei contratti (anche in caso di trasloco) o accesso a promozioni;
• facile integrazione di energia prodotta da fonti rinnovabili (come solare ed eolico), contribuendo alla transizione verde;
• riduzione delle emissioni e dell’impatto ambientale, grazie all’ottimizzazione dei consumi e a un aumento dell’energia sostenibile;
• maggiore comfort, attraverso la personalizzazione degli edifici (come l’illuminazione e la temperatura);
• controllo degli ambienti, grazie a sensori e sistemi di sorveglianza avanzati, favorendo la sicurezza della propria casa o delle città;
• controllo del territorio, prevenendo calamità naturali o limitando il più possibile i danni;
• supporto per la mobilità elettrica, grazie all’ottimizzazione delle infrastrutture per la ricarica dei veicoli elettrici.

L’evoluzione della Smart Energy: la Ricerca dell’Osservatorio Internet of Things

Dalla Ricerca dell’Osservatorio Internet of Things è emerso come il settore Utility stia intensificando gli sforzi verso l'innovazione e la digitalizzazione, sia a livello nazionale che internazionale. A oggi la situazione in Italia risulta molto positiva, con prospettive future ancor più promettenti.

All’interno del settore elettrico, la sostituzione dei contatori smart di prima generazione (1G) con quelli di seconda generazione (2G) ha raggiunto il 71% del totale. Anche per il settore del gas si registra un’ampia diffusione di contatori connessi. Infatti, l’intero parco in ambito industriale è smart, mentre per le utenze domestiche si è raggiunto l’87% del mercato. Il settore idrico, invece, è ancora lontano dalla saturazione del mercato, soprattutto a causa della mancanza di obblighi normativi. La diffusione dei contatori intelligenti si attesta al 17% (+24% rispetto al 2022), per un totale di 850.000 contatori smart installati nel 2023.

Sempre dalla ricerca dell’Osservatorio è emerso anche un “risveglio” del mercato relativo alle Smart City. Cresce il numero di progetti avviati dai comuni italiani, che sale al 12% (2 pp in più rispetto al 2022) e aumenta il numero di comuni che utilizza e valorizza i dati raccolti (pari al 71%, +11% vs 2022). La maggior parte dei progetti riguarda principalmente la sicurezza e l’illuminazione intelligente delle città.

In controtendenza è la situazione degli Smart Building, che risente della riduzione di incentivi (in particolare del Superbonus 110%). La decrescita è del -1%, in un mercato dal valore di 1,3 miliardi di euro. Questa contrazione delle vendite ha riguardato soprattutto dispositivi smart legati al risparmio energetico, come caldaie, sistemi di energy management, valvole termostatiche e termostati.

CER, le Comunità Energetiche Rinnovabili

All’interno del paradigma della Smart Energy e della sua evoluzione uno spazio a parte meritano le CER (acronimo di Comunità Energetiche Rinnovabili). Si tratta di associazioni, costituite da cittadini, pubbliche amministrazioni e aziende, che si propongono di produrre energia da fonti rinnovali (come pannelli solari) e condividerla. L’obiettivo delle CER è quello di trasformare singoli quartieri urbani in un contesto di produzione e autoconsumo diffuso, in cui gli utenti possano attingere all’energia prodotta da ciascuna abitazione tramite fonti sostenibili.

Da un punto di vista normativo il quadro si sta evolvendo, favorendo lo sviluppo delle iniziative CER nel Paese. A novembre 2023 la Commissione Europea ha approvato il Decreto Legislativo italiano numero 199/21 per l’incentivazione alla diffusione dell’autoconsumo di energia da fonti rinnovabili. Con questo decreto è stata introdotta una tariffa incentivante sull’energia rinnovabile prodotta e condivisa. Inoltre, è stato creato un contributo a fondo perduto per i piccoli comuni (sotto i 5.000 abitanti) in grado di coprire fino al 40% dell’investimento. Il fondo è finanziato tramite il PNRR (Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza), per un totale di 2,2 miliardi di euro.

Smart Energy e IoT: le startup al servizio delle reti energetiche intelligenti

L’ambito energetico è, inoltre, un “terreno fertile” per numerose applicazioni IoT. A confermarlo sono le startup che hanno contribuito, negli ultimi anni, allo sviluppo di soluzioni intelligenti per l'efficienza e il risparmio energetico. Il connubio IoT e Smart Energy è fra quelli più interessanti, proprio grazie al lavoro delle startup che spesso poi finiscono nel mirino delle big company del mondo dell’energia.

Numerosi sono i casi di startup di successo nell’ambito della Smart Energy. Per fare qualche esempio, possiamo citare Almadom.us, fondata nel 2015 da Marco Zanchi e Alessandro Benedetti. Questa startup ha sviluppato un dispositivo di home automation (Domoki) che, sfruttando le moderne tecnologie utilizzate anche nei cellulari, è installabile al posto dei normali interruttori della luce e può implementare alcune funzionalità della Smart Home. Ogni dispositivo, ad esempio, può controllare fino a tre apparecchiature elettroniche contemporaneamente (luci, tapparelle, termostato).

Altro caso interessante quello di Enerbrain, che si pone l’obiettivo ambizioso di aumentare l’efficienza energetica e la qualità dell’aria in edifici già esistenti, installando sensori connessi all’interno di essi. Questi sensori sono capaci di rilevare in tempo reale una serie di dati ambientali (dalla temperatura alle emissioni di CO2) e di trasmetterli al sistema informatico. Lo scopo è quello di ridurre gli sprechi e migliorare l’aria all’interno degli ambienti.