Cambio di paradigma nella pianificazione energetica

Empa-Forscher Matthias Sulzer und Berkeley-Lab-Forscher Michael Wetter fordern einen radikalen Wandel in der Planung von Gebäude- und Energiesystemen. Sie schlagen einen stärker automatisierten und modellbasierten Planungsprozess vor, der der Komplexität und Flexibilität zukünftiger Energiesysteme gerecht wird und die Dekarbonisierungsziele unterstützt.

Giugno 2024

Numerosi Paesi si sono impegnati a essere neutrali dal punto di vista climatico entro il 2050. Per i sistemi edilizi ed energetici, ciò richiede una rapida transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili e una maggiore interconnessione dei diversi settori. Edifici, mobilità, industria, elettricità, calore e combustibili sintetici devono interagire ed essere pianificati in modo integrato. Matthias Sulzer dell’Empa e Michael Wetter del Lawrence Berkeley National Laboratory sostengono che gli attuali processi di pianificazione non rendono giustizia a questa complessità e che è quindi necessario un cambio di paradigma.


L’
attuale processo di pianificazione – una mentalità a silosGli attuali processi di pianificazione sono organizzati per disciplina, il che porta a risultati inefficienti e non ottimali. Ingegneri e architetti lavorano uno dopo l’altro, invece di collaborare tra le varie discipline. Questo approccio lineare, “a cascata”, lascia poco spazio all’iterazione e all’ottimizzazione del sistema complessivo. Sulzer sottolinea che questo approccio non è più sufficiente per soddisfare i requisiti dei futuri sistemi energetici flessibili.


Ispirazione dall’industria dei chip
Sulzer e Wetter propongono un approccio di pianificazione ispirato all’industria dei chip. L’esperto di elettronica e informatica Alberto Sangiovanni-Vincentelli ha rivoluzionato la produzione di chip con la sua “progettazione basata su piattaforme”. Questo concetto utilizza diversi livelli di astrazione per l’analisi olistica e l’ottimizzazione dei sistemi e crea modelli universalmente validi, combinabili in modo modulare. Questo modello potrebbe essere applicato anche ai sistemi edilizi ed energetici, per automatizzare e modulare la pianificazione.


Vantaggi di un processo di pianificazione basato su modelli
Un processo di pianificazione basato su modelli significherebbe che i modelli vengono utilizzati non solo per analizzare, ma anche per specificare e costruire sistemi. Questi modelli potrebbero essere combinati in modo modulare per definire chiaramente il design e la funzionalità di un sistema. Questo rivoluzionerebbe i processi di pianificazione, costruzione e funzionamento e promuoverebbe la digitalizzazione e l’automazione necessarie per raggiungere gli ambiziosi obiettivi di decarbonizzazione.


Progetto pilota presso l’Empa
Il progetto UE GOES, guidato dall’Empa, è un primo passo verso l’applicazione della progettazione basata su piattaforme nel settore energetico. Come prima applicazione di questo concetto, nel campus dell’Empa a Dübendorf si sta sviluppando un impianto pilota con 144 sonde geotermiche. L’obiettivo è definire i vari livelli di astrazione del processo decisionale e standardizzare le interfacce.

L’implementazione di un processo di pianificazione automatizzato e modulare è fondamentale per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050, e Sulzer e Wetter sono convinti che questo cambiamento di paradigma aumenterà in modo significativo la flessibilità e l’efficienza dei sistemi energetici. L’approccio offre una soluzione promettente per affrontare le sfide della decarbonizzazione e garantire la sicurezza dell’approvvigionamento.

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