Un nuovo studio esplora le soluzioni più efficaci per eliminare le emissioni, combinando diverse fonti e tecnologie per garantire una produzione stabile e flessibile. Vengono analizzati scenari per ottimizzare il consumo, ridurre gli sprechi e bilanciare domanda e offerta, evidenziando il ruolo chiave dell’integrazione tra settori e della gestione intelligente dell’energia.
Nel contesto della transizione energetica e della crescente urgenza di ridurre le emissioni di CO₂, lo studio di Lorenzo Mario Pastore e Livio de Santoli, due accademici italiani dell’Università di Roma “La Sapienza”, si propone di analizzare diverse configurazioni per la decarbonizzazione dell’intero sistema energetico italiano entro il 2050, basandosi esclusivamente sulle fonti rinnovabili domestiche.
100% renewable energy Italy:
A vision to achieve full energy system decarbonisation by 2050
L’obiettivo principale è duplice: esaminare strategie alternative per decarbonizzare i settori “hard-to-abate” – ossia quei comparti difficili da elettrificare, come il trasporto pesante e alcuni processi industriali – e garantire la flessibilità del sistema energetico attraverso un approccio combinato, che tenga conto delle interazioni e sinergie tra le soluzioni adottate.
Un elemento distintivo dello studio è proprio la sua visione olistica: mentre la maggior parte degli studi in letteratura si concentra sulla decarbonizzazione del solo settore elettrico o valuta i settori in maniera separata, questo lavoro integra l’analisi di tutti i comparti energetici (elettrico, termico, trasporti e industria) all’interno di un unico modello. In questo modo, è possibile identificare il reale potenziale delle diverse strategie e capire come le scelte in un settore possano influenzare l’intero sistema.
La metodologia adottata si basa su un approccio “bottom-up”: partendo da un modello di riferimento del sistema energetico italiano attuale, vengono definite le richieste di energia per ciascun vettore e simulati diversi scenari. Per ciascuno di questi scenari – che includono, ad esempio, tre configurazioni per la decarbonizzazione del trasporto pesante, due per l’industria e due ipotesi di flessibilità della domanda – il modello integra misure comuni come il risparmio energetico e la profonda elettrificazione degli usi finali. La combinazione di queste configurazioni porta alla definizione di 12 scenari complessivi di decarbonizzazione.
Un aspetto innovativo è l’utilizzo congiunto di EnergyPLAN – un software sviluppato per la simulazione di sistemi energetici – e del MATLAB, un software proprietario largamente utilizzato in numerosi settori, in particolare nell’ingegneria elettrica. L’utilizzo congiunto dei due sistemi offre la possibilità di eseguire un numero elevato di simulazioni e ottimizzazioni in tempi ridotti, migliorando l’efficienza computazionale e permettendo una valutazione comparativa di strategie di decarbonizzazione su scala nazionale in modo multi-obiettivo variabili quali la capacità fotovoltaica, eolica (sia onshore che offshore) e di accumulo (batterie elettriche).
Il contesto italiano, caratterizzato da un ottima resa del fotovoltaico ed eolico, porta il modello a privilegiare, nell’ottimizzazione, la distribuzione dell’energia elettrica per minimizzare i picchi di eccesso critico e garantire una stabilità complessiva del sistema. La ricerca evidenzia come l’applicazione di tecnologie Power-to-X – che permettono di convertire l’energia elettrica in altri vettori (come idrogeno ed eletto-combustibili) – sia fondamentale per integrare la variabilità della produzione rinnovabile e per ridurre il ricorso a risorse limitate come la biomassa.
Lo studio dimostra la fattibilità tecnica ed economica di un sistema 100% rinnovabile in Italia, grazie a un’analisi integrata che supera i limiti dei tradizionali approcci settoriali ed evidenzia l’importanza della flessibilità del sistema e delle sinergie tra le diverse strategie di decarbonizzazione.
