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Elettronica di potenza ed efficienza energetica

di Maurizio Melis

La transizione energetica ha due volti: quello delle rinnovabili e quello dell’efficienza energetica.

L’efficienza energetica consiste nel consumare meno energia a parità di servizio reso (come quando una lampada a LED consuma meno elettricità, pur fornendo la stessa luce di una lampada a incandescenza) e contribuisce ad abbattere le emissioni sia di CO2 sia di inquinanti indipendentemente dalla fonte di energia utilizzata, fossile o rinnovabile.

Tuttavia se è possibile fare efficienza senza decarbonizzare, decarbonizzare senza fare efficienza è quasi impossible, poiché la sostituzione dei combustibili fossili con fonti energetiche prive di carbonio rischia di rivelarsi un obiettivo irraggiungibile senza contenere i consumi e, soprattutto, eliminare gli sprechi.

Per questa ragione l’Unione Europea ha definito per il 2030 un target di abbattimento dei consumi di energia pari al 40%, calcolato rispetto ai consumi del 1990. Si tratta di un target molto ambizioso, ma raggiungibile poiché, in fatto di efficienza energetica, i margini di miglioramento sono enormi, così come i quantitativi di energia dispersa.

Nel settore terziario e residenziale, responsabile in Italia di oltre il 40% dei consumi totali di energia, la maggior parte degli edifici potrebbe ridurre di 10 volte il fabbisogno energetico grazie all’applicazione di un buon isolamento all’involucro e a moderni sistemi di riscaldamento quali le pompe di calore.

Nell’industria l’attenzione per l’efficienza energetica è più sviluppata, ma siamo ancora lontani da un’applicazione sistematica delle best practice disponibili. Per esempio, milioni di motori elettrici industriali in tutto il mondo funzionano ancora con sistemi di controllo estremamente grezzi, i quali implicano sprechi di energia dal 30% al 50%, correggibili con la semplice applicazione di inverter.

Anche nel campo della logistica e dei trasporti, oltre alla diffusione dei veicoli elettrici, intrinsecamente più efficienti di quelli a combustione, vi è ampio spazio per l’efficienza grazie alla possibilità di introdurre sistemi elettrici ibridi che, solo per fare alcuni esempi, permettono di rendere più efficiente la movimentazione delle merci e di abbattere il consumo di energia legato ai trasporti refrigerati.

Come si vede anche da questi esempi, parte integrante dei processi che introducono efficenza nei vari settori è ottenuta per mezzo di una loro elettrificazione, parziale o totale.

Considerata di importanza strategica dalla Commissione Europea, l’elettrificazione altro non è che la sostituzione di un vettore energetico fossile con il vettore elettrico: auto, scooter e barche elettriche al posto di quelle a motore endotermico; pompe di calore al posto di caldaie; piastre a induzione al posto dei fornelli; forni industriali elettrici anziché a gas; oltre alle soluzioni ibride, in cui cioè l’elettrificazione è parziale.

L’elettrificazione è desiderabile per molteplici ragioni; ma soprattutto perché le tecnologie elettriche sono quasi sempre più efficienti e meno inquinanti delle loro omologhe fossili.

Trainata dalla forte spinta all’elettrificazione, l’elettronica di potenza è destinata ad avere un ruolo di primo piano anche nella partita dell’efficienza energetica.

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