Ing. Biagio Di Pietra

ENEA – DUEE

I sistemi di Smart metering per l’efficienza

energetica negli edifici

ECOMONDO, Rimini Fiera, 7 Novembre 2018

Smart meter definizione e obiettivi

«Sistema di misurazione intelligente»: un sistema elettronico in

grado di misurare il consumo di energia, fornendo maggiori

informazioni rispetto ad un dispositivo convenzionale, e di

trasmettere e ricevere dati utilizzando una forma di

comunicazione elettronica» (Direttiva 2012/27/UE)

2 I sistemi di Smart metering per l’efficienza energetica negli edifici

Obiettivi:

• fornire all’utente finale informazioni molto più dettagliate

• aumentare la consapevolezza dei propri comportamenti di

consumo,

• incoraggiare interventi mirati a l’efficienza energetica,

• favorire lo sviluppo dei servizi post-contatore a totale beneficio

dell’utente

I contatori intelligenti (smart meter) sono un pilastro fondamentale della

strategia europea per l’efficienza energetica,

REALIZZARE

Come consumo

Consapevolezza dei consumi possibili interventi di

risparmi energetico

Smart meter: caratteristiche principali

Quanto consumo

Perché consumo

Quando consumo

Contatore intelligente – Requisiti minimi per

l’utente settore dell’elettricità (Racc. 2012/148/UE)

- interfaccia standard che consenta all’utente di visualizzare i dati sul consumo

individuale aumentandone la consapevolezza (feedback diretto dell’utente

per incoraggiare comportamenti efficienti);

- interfacce standard per consentire interazione in tempo reale con sistemi

domotici

- Informazioni sui consumi forniti con frequenza adeguata al profilo di

consumo dell’utente La frequenza generalmente ammessa come necessaria

per l’aggiornamento dei dati è almeno ogni 15 minuti

- il sistema di misurazione intelligente sia in grado di memorizzare e conservare

per un certo tempo i dati sul consumo dell’utente

4

La Commissione Europea con il documento di Raccomandazione 2012/148/UE

fornisce 10 requisiti funzionali minimi comuni per i sistemi di misurazione

intelligenti nel settore dell’elettricità desunti dagli studi costi/benefici effettuati in 11

Stati Membri

Progressi nell'introduzione dei sistemi di

misurazione intelligente nell'UE-27 (2014)

Quasi 45 milioni di contatori intelligenti sono già installati in tre Stati

membri (Italia, Finlandia e Svezia), che rappresentano il 23% delle

installazioni previste nell'UE entro il 2020

Stima installazioni negli stati membri al 2020 :

• 200 Milioni di contatori intelligenti per l'elettricità (che rappresentano

circa il 72% dei consumatori europei)

• 45 milioni di contatori per il gas (circa il 40% dei consumatori)

5 Fonte: RELAZIONE DELLA COMMISSIONE EUROPEA: Analisi comparativa dell'introduzione

dei sistemi di misurazione intelligenti nell'UE-27 (2014) -

Stima dei costi di sostituzione (studio Commissione Europea)

• Italia: 97 euro/punto

• Francia: 135 euro/punto

• G.Bretagna: 161 euro/punto

• Finlandia: 210 euro/punto

• Olanda: 220 euro/punto

• Svezia: 288 euro/punto

I contatori intelligenti nel contesto nazionale

L’Italia ha anticipato la regolamentazione Europea sui contatori

intelligenti

risultano installati circa 37 milioni di contatori intelligenti di prima

generazione (residuo circa il 2% di contatori elettromeccanici o

elettronici ma non in servizio di telegestione)

6 Fonte : AEEGSi - 416/2015/R/eel

Sostituzione contatori esistenti con smart meter 1G

• Avviata in modo spontaneo nel 2001 da Enel dist.

• Regolamentata nel 2006

• Completata nel 2011

Delibera AEEGSi n. 292/06: Direttive per l'installazione di misuratori elettronici di energia elettrica predisposti per la telegestione per i punti di prelievo in bassa tensione Delibera AEEGSi ARG/gas 155/08: Direttive per la messa in servizio dei gruppi di misura del gas, caratterizzati da requisiti funzionali minimi e con funzioni di telelettura e telegestione,

Il contatore intelligente 1G

Principali caratteristiche e servizi del contatore intelligente 1G

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- telegestione

- l'emissione di fatture basate su effettivi consumi (a meno delle code)

- la registrazione del prelievo orario per almeno 36 giorni;

- l'offerta di tariffe biorarie,

- il miglioramento dei servizi: volture, cambi della potenza contrattuale……;

- velocizzare il passaggio da un fornitore di energia elettrica ad un altro.

- depotenziamento per morosità ….

La verifica periodica deve avvenire ogni 15 anni.

I primi misuratori 1G installati nel 2001 hanno raggiunto il termine

della propria vita tecnico-economica nel 2016 (attualmente fissata nel

quadro regolatorio pari a 15 anni)

Smart meter sperimentale – Progetto Isernia

• Progetto smart grid «Isernia» Enel Distribuzione (2011-2015)

• Progetto pilota approvato con Delibera AEEGSi ARG/elt 39/10

• Interessate circa 4.000 utenze

• Installato dispositivo, Smart Info, display e applicazione per PC

• Comunicazione tra misuratore e dispositivo Smart via linea elettrica (PLC)

• Consente di visualizzare l’andamento dei propri dati di consumo e dettaglio del

profilo della potenza prelevata

• Comando di “prese intelligenti” e dialogo con elettrodomestici di nuova generazione

via radio (ZigBee), con specifiche applicazioni

8 Fonte: AEEGSi Doc. Consultazione 232/2014/R/eel: Opportunità tecnologiche per la messa

a disposizione dei dati di consumo di energia elettrica ai clienti finali in bassa tensione

Primi risultati della sperimentazione:

- il 66% dei partecipanti ha ridotto i propri consumi,

- Riduzione media dei consumi del 7%

- Risparmio medio 8% famiglie con maggiore pot. installate (fino a 10,5% per 10kW)

- il 59% dei clienti ha modificato le abitudini di utilizzo degli elettrodomestici

- il 9% dei clienti intervistati dichiara di aver scoperto consumi inattesi e ha deciso

di sostituire elettrodomestici inefficienti.

Smart metering seconda generazione (2G) –

D.Lgs. 102/2014

Un impulso decisivo allo sviluppo dei sistemi di smart metering 2G

è pervenuto dal D.Lgs. 102/2014 e smi, che ha recepito in Italia la

Direttiva per l’efficienza energetica 27/2012/CE

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Art,9 comma 1 ……AEEGSi, ……., individua le modalità con cui le imprese

distributrici

- forniscono ai clienti finali di energia elettrica e gas naturale, teleriscaldamento,

teleraffreddamento ed acqua calda per uso domestico contatori di fornitura che

riflettono con precisione il consumo effettivo e forniscono informazioni sul tempo

effettivo di utilizzo dell'energia e sulle relative fasce temporali………..

l’Autorità con la deliberazione 87/2016/R/eel definisce le funzionalità dei

misuratori 2G «versione 2.0»;

in particolare, il requisito 6, richiede che sia possibile effettuare una

comunicazione diretta tra un misuratore 2G e un “dispositivo utente”

tramite almeno un canale per la trasmissione dei dati di misura non validati

Contatore 2G – Canale di comunicazione con i

Dispositivi Utente

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protocollo standard CEI

CEI TS 13-82 – (6/2017)

CEI TS 13-83 – (6/2017)

CEI TS 13-84 (6/2017)

Chain 2

Canale PLC banda C

Wifi, PLC, RS485……,zigBee, Mbus

Chain 1:

PLC – banda A

Radiof.169 MHz

SII Venditore

SII: Sistema Informativo Integrato

11 Fonte: AEEG

Contatore 2G –Dispositivi Utente - possibili nuovi

servizi

I nuovi contatori apriranno la strada a un cambio di modello nel sistema

elettrico consentiranno a gli utenti di poter beneficiare di importanti vantaggi sia

tecnici che economici

- superamento del sistema delle fasce predefinite,

- Possibili nuove offerte con fasce orarie flessibili definite dal venditore o con

soluzioni prepagate (possibilità di definire sino a 6 fasce di prezzo giornaliere

multiorarie) basate sul comportamento energetico dell’utente final

- Gestire gli elettrodomestici per aumentare l’autoconsumo (utenti attivi)

- in prospettiva: attivazione di contratti di demand response , possibilità di distacco dei

carichi da remoto in tempi brevi (interazione con i sistemi domotici);

- in prospettiva: possibilità per i clienti in prelievo di offrire risorse di bilanciamento della

rete (aggregazione di carico, peak shaving, load leving). (DOC 245/2018/R/EEL)

Piano di messa in servizio dei contatori intelligenti

di seconda generazione (2G)

Il D.lgs 102/2014 non fissa una data di decorrenza dell’obbligo di messa in

servizio;

Delibera AEEGSi 646/2016/R/ee: Le imprese distributrici con più di 100.000

punti devono proporre e pubblicare un proprio piano di durata 15 anni

Delibera 222/2017/R/eel AEEGSi approva il piano di messa in servizio dei

sistemi di smart metering 2G presentato da e-distribuzione

Prevista la sostituzione di 32 Milioni di contatori entro il 2024

12

Smart meter rete Gas

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Smart meter nelle reti di distribuzione del gas

Stato dell’arte dello smart metering gas in Europa e in Italia

- 118 milioni i clienti del comparto gas

- solo 6 stati – tra cui l’Italia - hanno deciso di introdurre 47 milioni di

gas smart meters su vasta scala entro il 2020

- settore commerciale e industriale: 80% di 450.000 clienti,

- ambito residenziale: 10% dei 21.5 milioni di utenti

14 Fonte : elettricomagazine 2016

Diffusione smart meter gas In Italia

Delibera AEEGSi 155/08 introduce i requisiti funzionali minimi per

l’adozione in Italia dei sistemi di Smart Metering nella rete gas

Delibera 631/2013/R/gas: integrazioni agli obblighi di messa in

servizi degli smart meter gas

Norma tecnica requisiti smart meter gas: UNI/TS 11291: -

(Gennaio 2017)

15

Smart metering: stato dell’arte nelle reti di

distribuzione gas Distribuzione nazionale Gruppi di Misura

(GdM) rete di distribuzione gas – Delibera

ARG/GAS 155/08 *

* Fonte : AEEGSi - relazione Tecnica ARG/gas 155/08

- Dal 2010 avviata la sostituzione dei

contatori gas tradizionali con smart

meter è stata avviata per iniziativa

dell'Autorità, partendo dai contatori di

maggiore portata (classe G40 e superiore)

- dal 2013 avviata la sostituzione dei

contatori gas di minore portata per usi

domestici (classe G4-G6).

L'ARERA ha progressivamente aggiornato il piano di sostituzione dei

contatori gas, tenendo conto delle difficoltà attuative. .

Delibera 631/2013/R/gas (aggiornata) :Attualmente è previsto un target

da raggiungere

- 50% di smart meter gas di classe G4-G6 in servizio entro il 2018,

(imprese distributrici con più di 200.000)

- 100% di smart meter in classe G10 - G40 entro il 2018

Funzionalità Smart Meters Misura in Continuo; Disponibilità della misura in volume ed energia; Correzione in temperatura (pressione); Correzione letture con interpolazione lineare della curva di errore; Lettura a distanza e gestione del dato di misura; Analisi dei dati di misura e delle curve di prelievo; Previsione della richiesta; Consumi effettivi e non stimati per il singolo utente; Gestione a distanza delle interruzioni; Possibilità di aggiornamento a distanza dei dati di qualità del gas; Allarme per eventuali guasti e frodi; Monitoraggio delle perdite e del gas non contabilizzato; Gestione tariffa multioraria; Funzione prepagato; Interfacciamento con sistemi di home automation; Operational rating dell’edificio (audit energetici); Disponibilità del dato su altri dispositivi (e.g. smartphone, internet, …).

Fonte: DiCEM – UNI Cassino 2017

Funzionalità Smart Meters Gas

Smart meter contabilizzazione

individuale del calore nei condomini

17

La contabilizzazione individuale del calore nei

condomini

18 Fonte: Celenza, Dell'Isola, Ficco, Greco, Grimaldi «Economic and technical feasibility of metering and sub-

metering systems for heat accounting,» International Journal of Energy Economics Efficiency, 2016

Il Dlgs 102/2014 e smi impone l’obbligo di contabilizzazione per gli

edifici alimentati da impianti centralizzati (se tecnicamente possibile

ed efficiente in termini di costi)

In alcuni paesi europei (Germania, Austria,

Danimarca, Polonia, Romania) già esiste una forte

regolazione da alcuni anni che dimostra che l’impatto

della contabilizzazione del calore sul risparmio

energetico dell’utente può portare a una riduzione di

circa il 20% dei consumi energetici.

Stato Membro Beneficio stimato

medio minimo massimo Germania 20.2% 9% 30%

UK 20% 15-17% 30% Svezia n.d. 10% 40%

Danimarca n.d. 15% 17% Polonia 15% 8% 33% Francia 20% 19.8% n.d. Austria n.d. 10% 30%

UE n.d. n.d. 30%

Un fattore essenziale al risparmio energetico è la

consapevolezza dell’utente.

Il contatore individuale deve essere, pertanto, lo

strumento per informare gli utenti e non solo un

mezzo per ripartire i consumi.

smart meter per la contabilizzazione individuale

del calore nei condomini: esempio di architettura

la comunicazione tra ripartitore/contatore e concentratore avviene in wireless (es. protocollo

WM-Bus).

Le comunicazioni tra concentratore e gli altri dispositivi dell’infrastruttura (gateway,

applicazioni remote ) avvengono in genere con protocolli proprietari di ogni singolo costruttore

19

Dall’analisi costi-benefici effettuata in diversi studi europei emerge che

a) il feedback indiretto potrebbe comportare una riduzione media dei consumi energetici del 3-5%;

b) il feedback diretto potrebbe incrementare il risparmio dal 6% al 15%

20

Grazie dell’attenzione

biagio.dipietra@enea.it