A fronte della crescente pressione per ridurre le emissioni di carbonio ed evitare cambiamenti climatici catastrofici, in molti settori si sta cercando di rivedere completamente le infrastrutture esistenti. La buona notizia per le strutture rinnovabili e per l'elettrificazione è che esistono innovazioni attuali nella tecnologia in grado di trasformare l'infrastruttura esistente per migliorare notevolmente le operazioni e ridurre gli sprechi. All'inizio possono sembrare solo pochi piccoli passi in avanti, ma le modifiche effettuate man mano nel tempo e implementate in più strutture possono portare a grandi cambiamenti.
In un rapporto dell'Agenzia internazionale dell'energia (AIE), raggiungere il livello di zero emissioni nette entro il 2050, come previsto dall'accordo di Parigi del 2015, richiede non solo un massiccio dispiegamento di sistemi per l'energia pulita, ma una "grande spinta a livello mondiale per aumentare l'efficienza energetica". L'obiettivo è aumentare l'"intensità energetica" in modo che nel 2050, quando si prevede che il pianeta abbia 2 miliardi di persone in più rispetto ad oggi, il consumo energetico totale arrivi a essere dell'8% inferiore al livello attuale.
"Le energie rinnovabili e l'elettrificazione contribuiscono in misura notevole alla riduzione delle emissioni, ma per raggiungere l'obiettivo di zero emissioni nette sono necessarie diverse misure e tecnologie", afferma il rapporto dell'AIE.
In altre parole, non esiste una soluzione unica e definitiva. La cattura del carbonio e la tecnologia dell'idrogeno verde hanno registrato innovazioni promettenti, ma nel corso degli anni potrebbero non risultare sufficienti. In ogni caso, disponiamo già di molte tecnologie in grado di accelerare lo sviluppo di nuove fonti di energia, dall'idroelettrica all'eolica, fino alla biomassa.
La buona notizia è che l'infrastruttura elettrica esistente può essere modernizzata per produrre enormi miglioramenti dell'efficienza. La tecnologia aiuta i clienti a rispondere alla necessità di un'integrazione affidabile ed economica dell'energia rinnovabile nella rete.
La rapida aggiunta della generazione di energia eolica e solare in molti mercati ha affrontato alcune difficoltà nel collegamento con le reti elettriche pre-esistenti. La tecnologia smart grid può essere impiegata per migliorare l'integrazione dell'energia rinnovabile nelle reti elettriche preesistenti, contribuendo ad affrontare la fornitura intermittente data da vento e sole e riducendo al contempo la dipendenza da combustibili fossili.
La Salt River Project in Arizona si affida alle soluzioni smart grid di Emerson per contribuire a integrare l'energia distribuita in rapida crescita generata da pannelli solari, turbine eoliche e impianti di cogenerazione e gestire il flusso di energia bidirezionale, per garantire energia affidabile e sempre più pulita per il suo milione di clienti.
Nelle zone rurali settentrionali dell'Alaska, la Golden Valley Electric Association (GVEA) gestisce Eva Creek, il più grande parco eolico di uno stato con condizioni meteorologiche estremamente difficili. Utilizzando soluzioni sostenibili per la rete elettrica di Emerson, la utility è stata in grado di fornire energia rinnovabile a basso costo alle comunità in prima linea del cambiamento climatico, attraverso previsioni e dispatching più accurati.
"Emerson è un collaboratore chiave nel nostro obiettivo di aumentare l'accesso all'energia pulita per i nostri clienti nell'Alaska settentrionale", afferma Frank Perkins, vice presidente di GVEA per l'alimentazione elettrica. "Il nostro investimento in una piattaforma di automazione comune ci aiuta a incorporare in modo efficiente più energia rinnovabile e a ridurre al minimo le emissioni di carbonio".
Grazie ai suoi aggiornamenti tecnologici, "GVEA è nelle condizioni migliori per ottimizzare le operazioni in tutto il suo sistema di alimentazione, dalla generazione al misuratore", afferma Bob Yeager, presidente del business power and water solutions di Emerson.
Oltre alle soluzioni per reti intelligenti, i proprietari e gli operatori di impianti eolici possono trasformare digitalmente le operazioni eoliche rinnovabili e aumentare la produzione annuale di energia modernizzando il software di controllo e ottimizzazione delle turbine eoliche.
Attualmente, le turbine eoliche hanno una durata stimata di 20 anni, anno più anno meno a seconda dell'azione dei venti. Le turbine situate in posizioni più remote e in condizioni più difficili hanno maggiori costi di funzionamento e manutenzione, che possono raggiungere fino al 35% dei costi annuali in base all'età delle turbine. Per la maggior parte degli operatori nel settore eolico è difficile oggi prevedere le future esigenze di manutenzione, perché non dispongono di sistemi di automazione aggiornati in grado di fornire dati dettagliati per contribuire a personalizzare i piani di manutenzione specifici della turbina.
L'ammodernamento di turbine eoliche obsolete con le nuove tecnologie è un'opzione rapida, sicura ed economica per aumentare la loro durata operativa, migliorare le prestazioni e ridurre i costi di funzionamento e manutenzione. Le strategie di retrofit possono essere adattate per rispondere a queste sfide con progetti variabili in base a fattori quali l'ambiente circostante, la velocità del vento, la topografia della terraferma o la geografia del mare. Aggiornando la tecnologia e il software delle turbine eoliche o dei parchi eolici, i proprietari e gli operatori dispongono di maggiori informazioni sullo stato delle apparecchiature e sulle opportunità di ottimizzazione, consentendo loro di monitorare, risparmiare e produrre di più. Inoltre, aumentando la durata delle turbine esistenti, proprietari e operatori possono produrre più energia e realizzare profitti con costi ridotti rispetto a quelli necessari per nuove turbine.
Il progetto di trasformazione digitale di Emerson per GVEA ha aumentato l'affidabilità delle turbine eoliche di Eva Creek e ha contribuito a una riduzione del 65% dei costi di funzionamento e manutenzione.
In molte parti del mondo, le dighe idroelettriche sono il cuore pulsante della comunità, non solo perché generano elettricità, ma anche perché forniscono acqua potabile, per l'irrigazione e per gli impianti ricreativi. Secondo la AIE, l'idroelettrico rimane la principale fonte di energia rinnovabile.
Alcuni di questi progetti idroelettrici hanno più di 100 anni, ma possono essere dotati di sistemi che monitorano e migliorano il controllo delle turbine, il controllo degli invasi, la gestione dell'energia e la protezione delle apparecchiature. Il risultato: meno fermi impianto, avviamenti più rapidi e operazioni sull'impianto più efficienti.
Uno di questi importanti progetti di modernizzazione è in corso presso il complesso idroelettrico di Salto Grande, una centrale da 1.890 megawatt attiva da 40 anni sul fiume Uruguay, al confine tra l'omonimo stato e l'Argentina. Nella prima fase di un progetto trentennale da 960 milioni di dollari, è in corso l'installazione della tecnologia Emerson per migliorare il controllo e il monitoraggio delle 14 turbine idroelettriche della diga.
In tutto il mondo, gli impianti a carbone vengono convertiti in impianti alimentati a biomassa per fornire energia più pulita. L'unica piattaforma tecnologica integrata di Emerson che controlla e monitora tutte le applicazioni, tra cui turbine, caldaie, gestione del combustibile e processi di bilanciamento dell'impianto, assieme alle metodologie di Project Certainty, contribuisce alla messa online di questi nuovi progetti rimanendo nel budget e nei tempi previsti.
Le centrali elettriche a biomassa sono difficili da utilizzare perché l'umidità delle biomasse combustibili può variare e le prestazioni dell'impianto possono risentirne.La tecnologia Ovation di Emerson monitora continuamente il combustibile alla ricerca di umidità, regolando l'aria di combustione secondo le necessità, al fine di ottimizzare l'efficienza dell'impianto e ridurre i costi di manutenzione.
Emerson ha aiutato la EPH Lynemouth Power a trasformare la sua centrale elettrica a carbone attiva da 44 anni in un nuovo impianto alimentato da rifiuti di legno. Una volta completata l'installazione, l'impianto ha fornito alla rete nazionale fino a 390 megawatt di elettricità a basse emissioni di carbonio.
Allo stesso modo, Emerson è stata scelta dal fornitore di energia francese Albioma per la transizione del suo impianto a carbone Bios Rouge a energia rinnovabile al 100%. La modifica dell'impianto da 108 megawatt ridurrà le emissioni di gas a effetto serra di un equivalentye di circa 640.000 tonnellate di CO₂ all'anno, con una riduzione delle emissioni dirette dell'84% rispetto agli attuali livelli operativi.
Cosa ci salverà dai cambiamenti climatici? Alcuni sperano in qualche superpotenza o qualche "superuomo", che arrivi e sistemi le cose. Ma la realtà è che dovremo salvarci da soli e il modo migliore per farlo è iniziare immediatamente migliorando quasi tutto ciò che facciamo, a piccoli passi, per fare la differenza necessaria ogni giorno.
