Sono quasi duecento le aziende e le startup che ne stanno testando l’utilizzo nell’ambito delle energie rinnovabili o delle smart grid

Federico Bo

Per più di un secolo, il settore dell’energia è rimasto sostanzialmente invariato: il modello di business era legato alla centralizzazione della produzione (sostanzialmente con combustibili fossili, energia idroelettrica e poi energia nucleare), alla presenza di un numero relativamente piccolo di grandi operatori, a una distribuzione “uno a molti”. Negli ultimi anni si sta assistendo a una trasformazione radicale, dovuta all’emergere delle energie rinnovabili, alle questioni legate al cambiamento climatico e alle nuove tecnologie. Tre sono i processi chiave in atto: decarbonizzazione, decentralizzazione e digitalizzazione.

Internet of Things, Intelligenza Artificiale e blockchain stanno rivoluzionando l’intera filiera energetica, rendendo più efficienti i processi interni, riducendo i costi per le grandi compagnie ma soprattutto aprendo le porte a nuove architetture, infrastrutture e modelli di business con uno spostamento sempre più marcato verso i consumatori, non più soggetti passivi con un limitato potere di scelta ma agenti attivi — anche come produttori/consumatori (“prosumers”) — di un mercato più eterogeneo, trasparente e sostenibile.

La blockchain (o DLT, Distributed Ledger Technology) è un elemento chiave per questo cambio di paradigma. Famosa per essere la tecnologia sottostante le criptovalute come i Bitcoin è in realtà un sistema molto più versatile. In poche parole, è una sorta di database distribuito tra i nodi una rete, in cui si possono solo aggiungere e non eliminare informazioni crittografate e validate dagli stessi nodi. Le informazioni sono legate a “transazioni” (da intendersi in senso molto generale) raccolte in “blocchi”, ciascuno dei quali legato al precedente; particolari programmi chiamati smart contract, “embeddati” nel codice della blockchain, possono eseguire operazioni automatiche di verifica, controllo, attuazione delle transazioni sotto molteplici condizioni.

Le blockchain non sono solo entità tecnologiche ma anche economiche e legali. Possono essere pubbliche, accessibili da chiunque (es. Bitcoin, Ethereum) o private/consorziate, con vincoli di utilizzo legati alle credenziali di accesso.

Le caratteristiche che rendono le blockchain estremamente interessanti sono, in sintesi:

decentralizzazione, in quanto non esiste un “centro” in cui software e informazioni sono raccolte, ma ogni nodo della rete contiene sia il “programma” che fa funzionare la blockchain sia una copia di tutte le informazioni registrate

sicurezza, garantita dalla struttura distribuita della blockchain, da procedure crittografiche e sofisticati protocolli di consenso tra i nodi

trasparenza, dato che chiunque (nel caso delle blockchain pubbliche) o comunque ogni soggetto coinvolto e autorizzato può controllare lo storico di ogni transazione

immutabilità, grazie al fatto che le informazioni inserite non possono essere cancellate o modificate

tracciabilità e rapidità nelle verifiche delle transazioni e nella risoluzione di controversie.

Tutte queste caratteristiche hanno reso le tecnologie blockchain oggetto di sperimentazione (e ormai di utilizzo in situazioni reali) in moltissimi settori a livello globale, dal fintech alla logistica, dalle telecomunicazioni all’entertainment, dall’editoria alla sanità, dal non-profit ai servizi pubblici e all’ e-governance. Si prevede che i ricavi globali della tecnologia blockchain saliranno a oltre 23 miliardi di dollari nel 2023.

Torniamo al settore energetico. La proliferazione delle risorse energetiche distribuite come le energie rinnovabili (solare, eolico ecc.), delle microgrid e dei dispositivi intelligenti — a cominciare dai fondamentali contatori digitali di nuova generazione — deputati a monitorare e gestire le fasi di produzione e distribuzione dell’energia favoriscono, anzi esigono, la nascita di un sistema sempre più interconnesso e flessibile ma necessariamente anche più complesso. È necessario migliorare e creare nuovi sistemi per il coordinamento, la tracciabilità, la sicurezza delle transazioni che abiliteranno nuovi modelli commerciali che si diversificheranno soprattutto nel lato della distribuzione.

Qui entra in gioco la tecnologia blockchain. Sono quasi duecento le aziende, le startup, le grandi compagnie che ne stanno testando l’utilizzo.

Passiamo sinteticamente in rassegna alcuni degli ambiti di utilizzo.

Transactive energy e Prosumer-centered market places

Si vanno sempre più diffondendo sistemi per la produzione “casalinga” (o di comunità) di energia mediante pannelli solari, micro-eolico, micro-geotermico. Al momento, in Italia e in altri paesi, il surplus di produzione viene reindirizzato alla rete di distribuzione nazionale, con un meccanismo non immediato di incentivazione (“scambio sul posto”) per il cliente-produttore.

Tramite blockchain si può pensare a una vendita diretta dell’energia dei piccoli produttori ai loro vicini (generando così anche minori perdite di rete); può essere creato un “mercato di prossimità” P2P (tra pari) in cui smart contract gestiscono (quasi) in tempo reale e automaticamente le contrattazioni, tenendo conto della domanda e dell’offerta, della potenza disponibile e di altri parametri monitorati da dispositivi intelligenti. Algoritmi di Intelligenza Artificiale possono contribuire a proporre o scegliere le tariffe migliori. Le transazioni generano dei micro-pagamenti che possono essere effettuati tramite criptovalute specifiche o “token”.

Una delle caratteristiche più interessanti delle blockchain è infatti la “tokenizzazione”, la possibilità di trasformare qualsiasi asset, sia fisico che virtuale, in un gettone digitale, una sorta di “azione” frazionabile a piacere. Questo rende quel bene (o meglio i diritti su quel bene) scambiabile. I token associati ad esempio ai Watt venduti o acquistati potrebbero poi essere convertiti in una valuta “ufficiale” come l’euro o anche essere messi in compravendita in un mercato secondario, proprio come le azioni. I token possono fungere anche da strumenti finanziari per la multi-proprietà dei dispositivi di produzione dell’energia.

Le grandi aziende del settore

Per le grandi compagnie l’adozione delle blockchain può produrre non solo una riduzione dei costi e un’innovazione nei servizi al cliente ma anche l’occasione di riprogettare i processi interni nella comunicazione, automatizzazione e documentazione.

Si potrebbero ridurre i costi ottimizzando i processi energetici, abilitando una comunicazione sicura M2M tra gli “smart devices”, migliorando la cyber-sicurezza, rendendo più efficienti le transazioni con partner e fornitori grazie anche una standardizzazione dei dati e delle procedure, diminuendo e velocizzando la risoluzione di controversie commerciali.

Le offerte e i servizi offerti ai clienti residenziali e alle industrie verranno diversificati grazie ai micropagamenti o alla creazione di tariffe “fluide” modificabili in tempo quasi reale. Certificare in modo puntuale e verificabile al consumatore l’origine “sostenibile” dell’energia usata sarà un servizio sempre più apprezzato nell’era della consapevolezza ambientale.

Si può ottenere una gestione efficace della tensione di rete e relativi sovraccarichi, richiedendo in via automatica la riduzione dei consumi agli utenti e adeguando in modo istantaneo le bollette grazie ai dati misurati dal contatore digitale e registrati su blockchain.

Lo stesso concetto del mercato decentralizzato e “istantaneo” basato su blockchain può essere utilizzato dalle grandi compagnie per la compravendita anche di altre “commodities” come petrolio e gas naturale.

Mercato per i “credits carbon” e i certificati verdi

Attualmente le strutture di mercato per la compravendita di questi certificati sono frammentate, complesse e spesso tagliano fuori i piccoli produttori di energia.

Tramite la blockchain si possono drasticamente abbassare i costi di transazione, aumentando la trasparenza e prevenendo il problema della “doppia spesa” di questi certificati.

Mobilità elettrica

Uno dei campi più indicati per l’utilizzo di tecnologie blockchain è quello dell’e-mobility. I trasporti sono per loro natura un sistema decentralizzato che coinvolge numerosi attori: veicoli, guidatori, stazioni di rifornimento, passeggeri di servizi come Uber, ecc.

La blockchain può far affermare nuovi modelli di business, favorendo l’entrata in campo di nuovi fornitori privati, anche di piccole dimensioni vista anche la necessità di un’infrastruttura più densa. Il guidatore potrebbe scegliere via app la stazione con il miglior prezzo o persino fare questa scelta direttamente a una stazione di ricarica che sarebbe servita da più produttori. Per gli operatori di rete si avrebbero vantaggi di gestione e un coordinamento ottimizzato della ricarica dei veicoli elettrici.

Si avrà quindi “un modo per i veicoli elettrici di diventare asset di rete cooperativi e interattivi, piuttosto che fonti “stupide” di domanda.

Smart world

Smart cities, smart home, smart devices: tutta questa “intelligenza aggiunta” avrà sempre più bisogno di energia. Non potranno essere che reti intelligenti, smart grid distribuite e decentralizzate, a gestire, distribuire, bilanciare, ottimizzare questo flusso. Le blockchain rappresentano il serbatoio ideale di dati, informazioni e transazioni, permettendone la tracciabilità e il recupero attraverso i vari livelli in modo sicuro, trasparente e rispettoso della privacy.

Autorità di regolamentazione e di controllo

Le blockchain possono garantire, per loro natura, l’accesso (libero o controllato) a dati verificati, certificati, inalterabili e necessariamente standardizzati. Questo può risultare di grande utilità per le autorità di regolamentazione e controllo, che possono compiere la loro funzione in maniera più efficiente e veloce. Anche la politica energetica degli Stati può avvantaggiarsi di questi dati di alta qualità, predisponendo strategie e azioni a medio e breve termine, gestendo le scorte, bilanciando incentivi settoriali o geografici, coniugando le necessità ambientali e quelle industriali, stimolando la crescita delle micro-grid anche per aumentare la resilienza in occasioni di crisi, emergenze o catastrofi naturali.

La tecnologia blockchain è comunque ancora relativamente giovane; non sono da sottovalutare alcune criticità legate sia ad aspetti legali e regolamentativi (per esempio validità giuridica degli smart contracts) sia all’aspetto tecnico: problemi di scalabilità (limitato numero di transazioni al secondo rispetto a sistemi centralizzati già esistenti), di interoperabilità e standardizzazione tra blockchain diverse, di mancanza di competenze professionali adeguate sono tematiche che devono essere affrontate e risolte.

Non c’è però dubbio che la mole di investimenti sempre crescente legata alla “catena di blocchi” ne testimonia l’interesse dell’industria dell’energia a livello globale: si attende una rapida crescita del mercato di queste tecnologie nel settore, con previsioni che si attestano a più di 6 miliardi di dollari entro il 2023.

Mangrovia è in prima linea nello sviluppo di progetti che toccano i vari ambiti di cui abbiamo accennato in precedenza. È di pochi giorni fa la notizia della prima transazione per la compravendita di gas naturale su blockchain grazie a un progetto sperimentale voluto dall’operatore di rete Snam e sviluppato da Mangrovia.

Nel settore dei marketplaces P2P decentralizzati e disintermediati, la piattaforma Prosume, sostenuta da Mangrovia, “consente agli utenti di scambiare diverse fonti energetiche, promuovendo e accelerando nuovi modelli di comunità energetica.”

Approfondiremo questi e altri argomenti prossimamente.

 

Riferimenti

Andoni M., Rebu V., Flynn D. et al. “Blockchain technology in the energy sector: A systematic review of challenges and opportunities” (una panoramica tra decine di progetti e sperimentazioni a livello globale)

German-Mexican Energy Partnership (EP) and Florence School of Regulation (FSR) “Blockchain meets Energy — Digital Solutions for a Decentralized and Decarbonized Sector

Jurowiec P. “Blockchain in the Energy Sector

Marchi B,. Zanoni S. et al. “The disruptive potential of blockchain technologies in the energy sector

Hertz-Shargel B., Livingston D, “Assessing blockchain’s future in transactive energy

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