Superlab 2.0 per testare la resilienza della rete elettrica americana a possibili interruzioni

Igor Borensiko/iStock

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La rete elettrica degli Stati Uniti svolge un ruolo fondamentale nel funzionamento quotidiano della nazione. Il sistema energetico statunitense, che è responsabile della fornitura del fabbisogno energetico del paese e del sostegno della sua economia, è sempre più sotto pressione a causa del cambiamento climatico e gli attacchi informatici sono una possibilità reale.

In questo contesto, per testare la propria preparazione ad affrontare le sfide di prossima generazione, il Dipartimento dell’Energia sta guidando un progetto incentrato su “SuperLab 2.0”, un esperimento energetico che metterà alla prova la rete per individuare eventuali difetti e determinerà come difendere il sistema, mentre allo stesso tempo rendendolo più ecologico ed efficiente.

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Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) e il Pacific Northwest National Laboratory (PPNL), tra gli altri laboratori nazionali, fanno parte della rete SuperLab 2.0, che condurrà esperimenti energetici con 10.000 dispositivi interconnessi per testare qualsiasi cosa, dai tornado ai terroristi. In futuro, milioni di dispositivi collegati potrebbero essere modellati utilizzando questa tecnologia.

"Questo risultato aumenterebbe le opportunità di ricerca. Uragani, tempeste invernali, incendi, gli effetti di questi eventi possono essere modellati e la complessità degli esperimenti che potrebbero essere supportati consentirebbe l'analisi nazionale e regionale", si legge in una dichiarazione del NREL.

Thomas Edison inizialmente espose la prima centrale elettrica della nazione presso la stazione di Pearl Street a Lower Manhattan nel 1882, quando fu istituito il primo sistema elettrico degli Stati Uniti. Anche se la rete è passata dai primi cinquantanove clienti di Edison a centinaia di milioni di utenti, la sua struttura fondamentale è rimasta sostanzialmente invariata per molti anni.

Secondo l’Energy Information Administration (EIA) degli Stati Uniti, l’energia nucleare genera circa il 20% dell’elettricità nazionale, mentre le centrali elettriche basate su combustibili fossili che bruciano carbone, petrolio o gas naturale ne forniscono circa il 60%. Le linee di trasmissione ad alta tensione vengono utilizzate per trasportare l'elettricità su lunghe distanze, mentre le sottostazioni locali vengono utilizzate per ridurre l'energia ad alta tensione a un voltaggio inferiore (una procedura nota come "stepdown") e distribuirla alle residenze e alle aziende adiacenti. Attualmente, il sistema è costituito da 120.000 miglia (190.000 km) di linee gestite da 500 società diverse, risultando in un sistema altamente complesso. Prepararsi agli imprevisti per una rete così grande è un compito titanico, che può essere reso possibile solo attraverso l’uso di tecnologie avanzate in grado di trasmettere dati senza ritardi.

Inoltre, raggiungere l’obiettivo di far sì che le fonti energetiche statunitensi diventino prive di emissioni di carbonio entro il 2035 richiederebbe una stretta cooperazione e un ampio monitoraggio tra le varie reti più piccole, dato l’imprevedibile fattore di efficienza delle fonti più verdi come l’energia solare ed eolica.

Il progetto Superlab 2.0 potrebbe essere in grado di individuare meglio soluzioni ai problemi a livello locale e regionale. In queste sperimentazioni possono essere inclusi interruzioni o attacchi informatici legati a condizioni meteorologiche estreme. I gestori dei sistemi energetici che stanno implementando nuove tecnologie che si basano su dispositivi collegati in rete potrebbero trovare utile sapere che sono disponibili soluzioni testate nel caso in cui si sviluppassero problemi.

Inoltre, è anche un approccio altamente efficiente in termini di risorse. "L'utilizzo delle vaste risorse di ricerca esistenti nel complesso del laboratorio evita la necessità di acquistare apparecchiature duplicate."

Secondo NREL, ciò consente inoltre agli esperti in diverse tecnologie energetiche di gestire e controllare le risorse che conoscono meglio, creando una rete di risorse di ricerca ed esperti di tecnologia senza rivali in qualsiasi parte del mondo per affrontare frontalmente le sfide energetiche della nazione e guidare le urgenti sfide transizione verso un futuro di energia pulita.