L'Europa si è candidata a divenire la prima area regionale con una dimensione sociale, economica e produttiva ad impatto climatico nullo al 2050. La transizione energetica verso la neutralità climatica, l'evoluzione del sistema energetico, la sostituzione dei combustibili fossili con le fonti di energia rinnovabile, offriranno un potenziale di crescita economica e di sviluppo tecnologico, e richiederanno una significativa trasformazione nella gestione delle reti energetiche, delle infrastrutture in genere e delle città. Il sistema energetico futuro, caratterizzato dalla crescita della generazione distribuita, dovrà implementare tecnologie e soluzioni per una modalità di gestione integrata, in ottica smart, e orientata alla flessibilizzazione del sistema per mantenere adeguati livelli di sicurezza e resilienza.

L'evoluzione del sistema energetico avrà un ruolo di primo piano per il conseguimento degli obiettivi di decarbonizzazione al 2030 e 2050.

L'attuale sistema energetico è ancora fondato su catene del valore parallele e verticali che collegano rigidamente determinate risorse energetiche a specifici settori d'uso finale.

I prodotti petroliferi, ad esempio, sono ancora oggi le materie prime di riferimento nel settore dei trasporti e nell'industria, mentre carbone e gas naturale sono impiegati per la produzione di energia elettrica e riscaldamento.

Le reti dell'energia elettrica e del gas sono gestite in modo indipendente tra loro e anche le norme e le regole di mercato sono specifiche per ogni settore.

L'attuale modello non è funzionale alla realizzazione di un sistema energetico e di una economia decarbonizzati, non favorisce lo sfruttamento, il recupero e la valorizzazione, secondo un approccio circolare, di tutte le risorse e dei prodotti di scarto, e non possiede il necessario livello di flessibilità richiesto.

In futuro, le reti di distribuzione dovranno essere in grado di integrare una maggiore quota di generazione distribuita e di carico (es. veicoli elettrici), di assicurare la partecipazione delle risorse connesse alla rete di distribuzione a servizi di dispacciamento, nonché di utilizzare tali risorse per servizi locali di flessibilità.

In tale contesto, risulta centrale per il percorso di transizione energetica l'implementazione delle tecnologie digitali e ICT al fine realizzare sistemi energetici interconnessi, resilienti e flessibili che superino i tradizionali confini tra domanda e offerta.

La strada per una decarbonizzazione profonda dell'economia europea, al tempo stesso tecnicamente ed economicamente sostenibile, passa dall'integrazione e la digitalizzazione delle reti e infrastrutture energetiche e dall'evoluzione degli strumenti di pianificazione, esercizio, gestione e controllo del sistema energetico nel suo complesso, ossia fonti e vettori energetici, infrastrutture e settori di consumo.

Il processo di decarbonizzazione dei sistemi energetici, in atto sia a livello europeo sia a livello nazionale, sta interessando in maniera sostanziale il sistema elettrico evidenziando la necessità di ricorrere ad un mix energetico basato sulle fonti rinnovabili, sui vettori energetici puliti ed i combustibili sostenibili.

La necessità di rafforzare il peso delle fonti rinnovabili nel mix energetico europeo richiede già ora interventi volti ad incrementarne la capacità di generazione. La non programmabilità delle fonti rinnovabili (specialmente eolico e fotovoltaico) richiederà una vera e propria trasformazione delle reti elettriche e lo sviluppo di sistemi per l'accumulo dell'energia, anche di larga scala e lungo periodo, e per il trasporto di grandi quantità di energia su grandi distanze.

Il sistema energetico futuro, caratterizzato dalla crescita della generazione distribuita, per mantenere adeguati livelli di sicurezza e resilienza, dovrà implementare tecnologie e soluzioni per una modalità di gestione integrata, in ottica smart, e orientata alla flessibilizzazione del sistema.

Tale approccio potrà rafforzare la competitività dell'economia europea promuovendo tecnologie e soluzioni smart e digitalizzate basate sull'utilizzo dell'IoT, dei BigData, dell'IA e delle Blockchain, per implementare strumenti per il monitoraggio e controllo dei sistemi e delle infrastrutture, per l'analisi dei dati strategici (data analitics, data mining), fino alla creazione di nuove economie (token e sharing economy).

Una migliore integrazione dell'intero sistema energetico potrà, quindi, offrire una maggiore flessibilità, contribuendo ad integrare nel tempo quote più significative di produzione energetica da fonti rinnovabili intermittenti, potenziando le tecnologie per l'accumulo a livello di rete (batterie ed elettrolizzatori), favorendo la diffusione di batterie domestiche negli edifici e di veicoli elettrici ("dietro il contatore", behind-themeter) che potranno contribuire a gestire meglio le reti di distribuzione.

La diffusione dei veicoli elettrici, prevista al 2050, potrebbe fornire fino al 20 % della flessibilità richiesta giornalmente. Il riutilizzo del calore di scarto proveniente da siti industriali, centri dati o altre fonti costituisce oggi un grande potenziale, ampiamente inutilizzato; il riutilizzo dell'energia termica di scarto può avvenire in loco (ad esempio attraverso la reintegrazione del calore di processo all'interno degli impianti di produzione) o tramite una rete di teleriscaldamento e teleraffrescamento.

Gli elettrolizzatori potranno trasformare l'energia elettrica rinnovabile in idrogeno verde, fornendo capacità di tampone (buffering) e accumulo a lungo termine e favorendo l'integrazione dei mercati dell'elettricità e del gas.

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