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.
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 chipSulzer 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 modelliUn 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’EmpaIl 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.