Prosegue in tutto il mondo l'avanzata dei “contatori intelligenti”, dispositivi che - lo ricordiamo in breve - sono in grado di comunicare elettronicamente con i sistemi centrali delle società che erogano l'energia elettrica o il gas, consentendo una razionalizzazione dei consumi e una gestione più efficiente delle reti di distribuzione. “Selezione di Elettronica” si occupa con regolarità degli “smart meter”; in questo nuovo articolo cercheremo di fare il punto su alcuni degli sviluppi recenti, prendendo in considerazione principalmente i contatori per le utenze elettriche.
Mercato in crescita, a macchia di leopardo
Vediamo innanzitutto alcune previsioni formulate recentemente dalle società di ricerche di mercato che seguono più da vicino questo settore. Secondo Pike Research, nel 2020 il numero di contatori intelligenti installati in tutto il mondo ammonterà a 960 milioni di unità. Questo traguardo sarà raggiunto grazie a un tasso composto di crescita annua del 5% circa. A livello mondiale, quindi, lo sviluppo del settore non sarà travolgente, ma in alcune aree geografiche le percentuali di crescita saranno nettamente superiori al dato medio. Occorre infatti ricordare che il mercato dei contatori intelligenti è estremamente frammentato; in pratica ogni Stato nazionale è un caso a sé, perché i piani per l'installazione di questi dispositivi sono fortemente condizionati da fattori locali, in particolare dall'assetto delle utility e dall'adozione di provvedimenti legislativi ad hoc. Secondo Pike Research, nei prossimi anni la crescita rallenterà negli Usa (dove il picco delle installazioni è già stato raggiunto e superato), mentre sarà particolarmente forte nella regione Asia Pacifico (Cina in testa) e in Europa. Per quanto riguarda specificamente il vecchio continente, Pike prevede che nel 2020 il numero dei contatori intelligenti installati raggiungerà quota 237 milioni. La crescita in Europa sarà particolarmente intensa nella seconda metà del decennio e sarà trainata in primo luogo dalla Germania, con un tasso composto di crescita annua del 63% nel periodo 2011-2020. In Italia e in Spagna, dove i contatori intelligenti sono già stati installati, si assisterà invece a un rallentamento nella seconda metà del decennio. Entro il 2020, comunque, il tasso di penetrazione dei contatori intelligenti in Europa raggiungerà un valore prossimo al 70%. Anche la società di ricerche di mercato Berg Insight concorda sostanzialmente su quest'ultimo dato, con riferimento all'Europa dei 27. Secondo Berg, tra il 2011 e il 2017 il numero complessivo di smart meter installati in Europa crescerà con un tasso composto annuo del 20,5%, raggiungendo quota 154,7 milioni di unità al termine del periodo considerato. La crescita sarà guidata principalmente dalle iniziative di Francia, Spagna e Gran Bretagna. Berg sottolinea l'importanza delle decisioni che saranno assunte dal governo tedesco nel corso del 2013; attualmente la Germania è infatti l'unico grande paese dell'Europa occidentale a non avere ancora preso impegni precisi per l'adozione degli smart meter. Tra i fattori che influenzeranno il settore nei prossimi anni è compresa anche la crescente concentrazione e globalizzazione dei produttori di contatori intelligenti: ad esempio, uno dei player più importanti, Landis+Gyr, è stato acquisito da Toshiba nel 2011.
La standardizzazione in Europa
Sul piano tecnologico, uno degli sviluppi più importanti in Europa riguarda gli sforzi volti alla standardizzazione delle reti utilizzate per la comunicazione tra i contatori intelligenti e i sistemi centrali delle società che erogano l'energia elettrica. In questo campo le autorità dell'Unione Europea hanno assunto due iniziative parallele: da un lato hanno finanziato il progetto di ricerca Open Meter condotto da un gruppo di aziende del settore (produttori di contatori, gestori di reti elettriche ecc.), progetto che ha prodotto una serie di proposte rivolte agli organismi di standardizzazione; dall'altro lato hanno incaricato gli organismi di standardizzazione (Etsi, Cen e Cenelec) di mettere a punto gli standard ufficiali per questo settore, anche sulla base delle proposte elaborate da Open Meter. Questa seconda iniziativa consiste nel “mandato di standardizzazione” M/441 della Commissione Europea. Il progetto Open Meter, conclusosi a metà del 2011, è stato dedicato principalmente all'analisi delle diverse soluzioni di Power Line Communication già disponibili sul mercato. La Plc, infatti, rappresenta tuttora la tecnologia preferita in Europa per “l'ultimo miglio” nelle reti dei contatori per le utenze elettriche. In sostanza, Open Meter ha proposto la standardizzazione di tre soluzioni Plc preesistenti, tutte nate curiosamente da utility dell'Europa neolatina: G3-Plc, sviluppata originariamente dalla francese Erdf (Electricité Réseau Distribution France); Prime, ideata dalla spagnola Iberdrola; e Meters And More, inizialmente messa a punto dall'italiana Enel. Le tre soluzioni sono sostenute da altrettante alleanze industriali, rispettivamente G3-PLC Alliance, Prime Alliance e l'associazione Meters And More. Cenelec è quindi chiamato ora a trasformare queste tre soluzioni in standard tecnici ufficiali. Va osservato che i tre standard Plc saranno tra loro incompatibili, ma questo non viene considerato un problema; sono infatti disponibili chip multistandard che consentono di realizzare contatori conformi alle diverse soluzioni. Alcuni osservatori, inoltre, vedono con favore un po' di sana competizione tra varie tecnologie Plc. Oltre alle tre soluzioni citate, Cenelec sta valutando anche altre due proposte che si sono aggiunte in seguito: la finlandese Osgp (Open Smart Grid Protocol) e l'austriaca CX1.
Si sta avviando a una standardizzazione anche il “data model” utilizzato per la comunicazione, con l'adozione generalizzata di Dlms/Cosem (Device Language Message Specification/Companion Specification for Energy Metering). Questo tipo di data model (sostenuto dalla Dlms User Association) è stato scelto fin dall'inizio da G3-Plc e da Prime, mentre Meters And More utilizzava un diverso formato basato su tabelle. Recentemente però l'associazione Meters And More ha ritirato la richiesta di standardizzazione del proprio data model e ha adottato Cosem. Ricordiamo brevemente che anche altri organismi di standardizzazione (oltre a quelli che hanno ricevuto il mandato M/441) sono intervenuti nel settore dei contatori intelligenti: Itu (International Telecommunication Union) ha approvato G3-Plc e Prime, mentre Dlms/Cosem è stato standardizzato come Iec 62056 per i contatori di utenze elettriche e come EN 13757-1 per le altre utenze. Ulteriori sviluppi sono attesi nel campo degli standard per la Power Line Communication in relazione al progetto denominato G.hnem, recentemente varato da Itu.
Lo scenario nordamericano
Gli Stati Uniti e il resto del nord America presentano un panorama sensibilmente diverso da quello europeo. Tra le tendenze in atto va ricordata l'importanza crescente di Cisco nel settore delle smart grid: il colosso degli apparati per Internet ha infatti concluso accordi strategici con due dei principali produttori di contatori intelligenti: Itron (nel 2010) ed Elster (nel 2012). L'accordo con Iltron riguarda lo sviluppo di un'architettura di riferimento per soluzioni di comunicazione basate sull'ultima versione del protocollo Internet, IPv6. Itron incorporerà la tecnologia IP di Cisco nei propri contatori della serie OpenWay. Questa architettura “Cisco Inside” sarà quindi resa disponibile ad altri produttori di contatori intelligenti, prima fra tutti la già citata Elster, che la integrerà nel proprio sistema EnergyAxis. Nella visione di Cisco, di Itron e di Elster, in futuro le reti dei contatori intelligenti saranno interamente basate sul protocollo Internet, anche nel cosiddetto “ultimo miglio”. Naturalmente i dati potranno continuare a essere trasportati tramite la Power Line Communication, ma le aspettative si appuntano in questo caso su un nuovo standard Plc che verrà messo a punto da Ieee, indicato dalla sigla Ieee P1901.2.
Sempre per quanto riguarda gli Usa va segnalata la nascita del Csep (Consortium for Smart Energy Profile 2 Interoperability), fondato da HomePlug Alliance, Wi-Fi Alliance e ZigBee Alliance. Il consorzio si propone di assicurare l'interoperabilità tra tutti i dispositivi (wireless o cablati) che comunicano utilizzando lo Smart Energy Profile 2, uno strato applicativo basato sul protocollo Internet, rivolto alle smart grid.
Contatori per utenze gas
Un cenno, infine, a una recente innovazione riguardante i contatori intelligenti per le utenze del gas, anch'essi destinati a una crescita significativa: secondo la società di ricerche di mercato Pike Research, infatti, il numero di “smart gas meter” installati a livello mondiale salirà dai 10,8 milioni del 2012 a 71,2 milioni nel 2020. In questo campo si registra la comparsa di una nuova tecnologia di misura a ultrasuoni sviluppata da Itron in collaborazione con Panasonic. I contatori basati su questa soluzione, totalmente elettronici, saranno disponibili inizialmente solo in Gran Bretagna e in Italia.
