ArticoliPolitica EnergeticaScenari FuturiSistema ElettricoAutore: G.B. Zorzoli

Perchè il PNIEC non considera l’impatto del 5G?

Il PNIEC secondo GB Zorzoli non tiene conto delle trasformazioni che avverranno al 2030 e dell'impatto del 5G anche sul mercato elettrico.

    G.B. Zorzoli (Presidente Coordinamento FREE, Docente Università La Sapienza di Roma e Politecnico di Milano) ci pone davanti ad un interrogativo: come può il PNIEC non contenere riferimenti sull’impatto a breve termine delle innovazioni tecnologiche e specialmente del 5G? Il 5G darà un consistente impulso all’elettrificazione, impattando sia da un punto di vista quantitativo (aumento velocità di download e massima latenza) sia da uno qualitativo, entro il 2020 ci saranno circa 50 miliardi di oggetti smart connessi al mondo (20 miliardi nel 2016). Sarà in particolar modo la rete a beneficiare maggiormente dell’avvento del 5G, che da fisica diventerà virtuale, flessibile e suddivisibile in “fette” ciascuna indipendente l’una dall’altra e specializzata in un determinato ambito. 

    Una delle obiezioni più frequentemente avanzate in risposta a scenari che prefigurano una rilevante elettrificazione del sistema energetico, è la smentita proveniente dalla crescita contenuta della quota dei consumi complessivi di energia coperta dal vettore elettrico.

    Nel suo “Special Focus on Eletricity” il World Energy Outlook 2018 fornisce una risposta convincente a questa apparente contraddizione, riportando un grafico che mette in evidenza come «electricity represents 19% of final energy consumption, but thanks to higher average conversion efficiency it meets 27% of useful energy demand».

    Ovviamente si tratta dell’ennesima media trilussiana, che non fornisce indicazioni sullo spread raggiungibile in alcuni casi. Per rendersene conto, basta ad esempio ipotizzare che nel 2017 cinque milioni di auto full electric abbiano sostituito altrettante autovetture a combustione interna circolanti in Italia, di cui metà a benzina e metà a gasolio. Utilizzando i dati relativi agli attuali consumi medi di un veicolo elettrico e, per i mezzi sostituiti, quelli riportati nelle Previsioni 2018 dell’Unione Petrolifera, la domanda elettrica aggiuntiva risulta cresciuta solo del 4,6%, mentre i consumi di benzina e gasolio registrano un calo del 15%.

    Un’ulteriore spinta all’elettrificazione verrà dalla diffusione della tecnologia 5G, quest’anno già utilizzabile negli Stati Uniti, in Europa a partire dal prossimo.

    Rispetto al 4G, alcune prestazioni cresceranno in misura notevole sotto il profilo quantitativo, come la massima velocità di download (da 10 Gbit/s in su) e ancor più la massima latenza (intervallo di tempo che intercorre fra il momento in cui arriva l’input al sistema e il momento in cui è disponibile il suo output): dell’ordine di 1ms.

    Il miglioramento delle prestazioni diventa invece anche qualitativo per “Internet delle cose, che connette gli “oggetti intelligenti” (smart objects) presenti negli ambienti in cui viviamo. Il 5G sarà infatti in grado di connettere fino a un milione di oggetti intelligenti per chilometro quadrato.

    Dai circa 20 miliardi di oggetti intelligenti, connessi a fine del 2016, si passerà a circa 50 miliardi nel 2020, il cui utilizzo – con il 5G – potrà essere “massive” per applicazioni a basso costo, basso consumo, bassa capacità di comunicazione, ma con un grande numero di dispositivi connessi: trasporti e logistica, ambiente, casa intelligente, città intelligente, agricoltura, ecc. Oppure “mission critical”, per applicazioni ad alta affidabilità, bassa latenza e alta capacità: automotive, energia (smart grid), sanità, sicurezza, realtà aumentata, automazione delle fabbriche, ecc.

    Il massimo salto qualitativo nelle prestazioni riguarda però la rete. Finora tutti si collegano a un’unica rete, qualunque sia il tipo di applicazione richiesto. Con il 5G la rete da “fisica” diventa “virtuale” e flessibile. Sarà suddivisibile in “fette (“slices”) indipendenti e autonomamente configurabili, ciascuna specializzata per una particolare applicazione

    Una fetta può essere dedicata alla comunicazione tra smartphone, un’altra al comparto automobilistico con applicazioni di connected car e autonomous driving, una terza alle smart cities: quindi con prestazioni qualitativamente e quantitativamente superiori a quelle consentite oggi dalla rete fisica.  Ad esempio, sarà possibile controllare un treno che viaggia a 500 km/h.

    Utilizzare il 5G per applicazioni concernenti qualsiasi apparato energetico che non sia elettrico, sarà come avere in casa un impianto high fidelity con le casse che non lo sono.  Il tempo di risposta di una caldaia, di una turbina a vapore, di un motore endotermico è troppo lento rispetto alla latenza propria di un sensore interconnesso dal 5G, per cui aumenterà la spinta all’elettrificazione, ovunque sia possibile.

    Ad esempio, dei cinque livelli di guida autonoma i primi tre (guida assistita, guida semi-autonoma, guida altamente automatizzata) possono essere applicati ad autoveicoli tradizionali. Sarà più difficile, ma non impossibile, passare alla guida completamente automatizzata, dato che l’autista è sempre posizionato dietro al volante, anche se può occuparsi di altro mentre il mezzo procede. È viceversa poco credibile che un veicolo azionato da un motore a combustione interna, che richiede sistema meccanici di trasmissione e di frenaggio, possa adottare il quinto livello (guida autonoma), con cui sparirà addirittura il volante, perché il conducente non esisterà più, a bordo ci saranno soltanto passeggeri.

    Ovviamente il completamento del cambio di paradigma, che investirà il sistema energetico come tutte le altre attività umane, richiederà tempo, anche se forse meno di quanto si possa immaginare. È comunque opportuno includere fin d’ora il 5G in qualsiasi riflessione sul futuro. Per concludere con un ennesimo esempio, è concepibile un Piano Energia e Clima che non tenga conto delle trasformazioni certamente indotte tra oggi e il 2030 dalla progressiva adozione del 5G?

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