4 maggio 2021 – Si avvia oggi il progetto di ricerca SURE (Energia sostenibile e resiliente per la Svizzera). Per i prossimi sei anni i ricercatori di dieci istituzioni, sotto la guida dell’Istituto Paul Scherrer PSI, studieranno come assicurare, in Svizzera, un approvvigionamento energetico il più possibile sostenibile e senza interruzioni per i prossimi decenni.
L’8 gennaio scorso si è verificato un incidente nella rete elettrica europea che avrebbe potuto portare a un blackout in tutta Europa. È stato solo grazie agli sforzi congiunti di tutti gli operatori della rete elettrica e alla disconnessione mirata dei consumatori in Francia e in Italia che è stato possibile evitare un collasso generalizzato della fornitura di elettricità. Motivo dello sfiorato disastro: nella rete di trasmissione europea, i guasti di diverse risorse di rete hanno portato a un disaccoppiamento delle aree della sottorete in un breve periodo di tempo, che è durato circa un’ora.
Questo, come altri incidenti precedenti, mostra che anche nei paesi altamente sviluppati possono avvenire gravi interruzioni nella fornitura di energia. Al contempo, l’industria energetica vive una fase di radicale cambiamento. Con la sua Strategia energetica 2050, la Svizzera ha deciso di eliminare gradualmente l’energia nucleare e allo stesso tempo di aumentare l’efficienza energetica e di espandere le energie rinnovabili. Inoltre, il paese vuole smettere di emettere gas a effetto serra a partire dal 2050. Ma cosa succederebbe se ci fosse un altro guasto tecnico o uno shock politico o economico? Queste sono le domande che si pongono dieci istituzioni nel quadro del progetto di ricerca SURE (SUstainable and Resilient Energy for Switzerland), finanziato con sei milioni di CHF. Si tratta di uno dei quattro progetti del primo bando del nuovo programma di finanziamento SWEET (SWiss Energy research for the Energy Transition) dell’Ufficio federale dell’energia. Nei prossimi sei anni, i ricercatori studieranno eventi selezionati che potrebbero influenzare il sistema energetico svizzero del futuro, e come progettare l’approvvigionamento in modo che sia il più resiliente e adattabile possibile, oltre che sostenibile. “Oltre alla questione della sostenibilità, l’indipendenza e la sicurezza dell’approvvigionamento sono questioni chiave per l’approvvigionamento energetico della Svizzera”, dice Tom Kober, coordinatore di SURE e responsabile del gruppo di ricerca Economia energetica nel Laboratorio di analisi dei sistemi energetici dell’Istituto Paul Scherrer PSI.
Non solo catastrofi
Gli shock – Tom Kober preferisce parlare di “eventi dirompenti” – possono avere cause molto diverse. Per esempio, importanti infrastrutture energetiche potrebbero non essere completamente disponibili a causa di restrizioni tecniche o di politica energetica. O ancora fenomeni meteorologici estremi potrebbero nuocere, almeno temporaneamente, alla produzione di elettricità in Svizzera. Tuttavia, non sono sempre le catastrofi a compromettere l’approvvigionamento energetico. I progetti infrastrutturali nel settore dell’energia – per esempio le centrali nucleari, le centrali idroelettriche, le centrali geotermiche profonde e i grandi impianti fotovoltaici –hanno dimostrato che l’accettazione pubblica, le condizioni del quadro normativo e la progettazione degli strumenti di sostegno sono ugualmente cruciali affinché una tecnologia si affermi. Questi aspetti giocano quindi un ruolo importante anche per la resilienza del futuro sistema energetico.
Per questo motivo, SURE prevede fin dall’inizio uno stretto scambio con 16 partner del settore, tra cui comuni, fornitori di energia e politici. Grazie a tre casi di studio – in Ticino, a Zurigo e nell’area di Basilea –
sarà possibile approfondire diversi aspetti: a Basilea, per esempio, verrà approfondita la sostenibilità e la resilienza dell’approvvigionamento energetico dell’industria che vi è insediata. Insieme, i partner terranno workshop regolari per allineare gli obiettivi di ricerca con i bisogni dei professionisti e sviluppare strumenti strategici per sostenere i decisori. Una piattaforma online è prevista per aiutare il grande pubblico a capire le interdipendenze delle diverse dimensioni della sostenibilità e della resilienza, ma anche per evidenziare i conflitti tra misure concorrenti di trasformazione per un settore energetico sostenibile e resiliente. SURE mira a fornire raccomandazioni e linee guida per dare sostegno ai responsabili politici, agli sviluppatori di tecnologia e alle aziende nella definizione delle rispettive strategie per un futuro energetico più sostenibile e resiliente.
Nuovi approcci di modellazione olistica per esplorare territori sconosciuti
Con SURE, i partner di ricerca stanno aprendo nuovi orizzonti scientifici. È vero che la modellizzazione di scenari energetici al computer ha una lunga tradizione; tra l’altro, questo approccio è stato l’oggetto di progetti nel programma di finanziamento SCCER (Centri di competenza svizzeri per la ricerca energetica), che si è concluso l’anno scorso. Ma per la Svizzera questo tipo di scenari di shock di vasta portata – fino al 2035 o addirittura al 2050 – combinato con un approccio di analisi basato su numerosi indicatori non esiste ancora. E mai prima d’ora modelli di calcolo per aspetti così diversi come le infrastrutture, le energie rinnovabili, l’efficienza energetica, la sostenibilità, la sicurezza dell’approvvigionamento e l’efficienza economica sono stati accoppiati così strettamente per formare un approccio sistemico. “Questa è una prima, per la quale vogliamo sviluppare ulteriormente i nostri modelli quantitativi e gli indicatori “, dice Tom Kober. A questo scopo, SURE collabora anche con gli altri tre progetti SWEET, che si occupano di innovazioni nel campo delle energie rinnovabili per l’attuazione della Strategia energetica 2050.
SWEET riunisce nove rinomati istituti di ricerca svizzeri, tra cui l’ETH di Zurigo e l’EPFL di Losanna, nonché – unico partner straniero – la società di consulenza E3 Modelling, con sede ad Atene, rinomata a livello internazionale per i suoi modelli di relazioni tecno-economiche su scala europea e globale.
Il contributo della Svizzera italiana
Per il Ticino partecipano al progetto l’Università della Svizzera italiana (USI) e la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (SUPSI). L’USI lavorerà da un lato per sviluppare metodi per affrontare le incertezze, che sono un grosso problema per la progettazione dei futuri sistemi energetici. Ad esempio, potrebbero verificarsi improvvisi cambiamenti della meteo (per il fotovoltaico) o comportamenti inaspettati dei consumatori, che potrebbero portare ad una domanda insolitamente elevata o a interruzioni nella produzione di energia. Il sistema deve essere in grado di prevedere, quando possibile, queste situazioni e di affrontarle. “In questo contesto” – afferma il prof. Rolf Krause, Direttore dell’Istituto Eulero dell’USI – “la modellazione matematica e l’intelligenza artificiale saranno di grande aiuto”. L’USI lavorerà inoltre su una pagina web, per presentare il modello al grande pubblico. La presenza sul web conterrà anche una parte interattiva, in cui i visitatori potranno interagire e “giocare” con i modelli, per meglio comprendere, in modo intuitivo, le complesse dinamiche dei futuri sistemi energetici.
“La SUPSI è responsabile di uno dei tre casi studio del progetto che hanno l’obiettivo di sviluppare, esplorare e valutare percorsi futuri di transizione energetica a livello regionale assieme agli stakeholder del settore energetico e ai decisori politici” – spiega il Dr. Roman Rudel, Direttore dell’Istituto sostenibilità applicata all’ambiente costruito (ISAAC) della SUPSI. In particolare, la SUPSI svilupperà un modello specifico per il sistema energetico ticinese, basato su un approccio di dinamica dei sistemi, che consentirà di adattare alle condizioni socio-economiche e alle politiche regionali in Ticino quanto definito a livello nazionale da SURE. I risultati del progetto supporteranno l’aggiornamento del piano energetico cantonale (PEC) e, più in generale, forniranno suggerimenti per le future politiche energetiche in Ticino, fornendo ai portatori d’interessi locali e regionali e ai decisori pubblici e privati nuovi elementi e conoscenze per prendere decisioni di lungo termine a favore di un futuro energetico più sostenibile e resiliente.
Il consorzio del progetto SURE comprende i seguenti partner di ricerca, che sono finanziati dal programma
SWEET dell’Ufficio federale dell’energia:
– Istituto Paul Scherrer
– ETH Zürich
– EPFL
– Università della Svizzera italiana USI
– TEP-Energy GmbH
– Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana SUPSI
– Università di Berna
– Università di Ginevra
– Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
– E3 Modelling S.A