Energia pulita per città intelligenti

Le smart cities stanno rivoluzionando il modo di generare, stoccare e usare l'energia. Anche gli investitori possono contribuire a dare un volto alle metropoli di domani

Le città sono affamate di energia. Ospitano il 54% della popolazione mondiale ma emettono ben il 70% dei gas serra a livello globale. Dal momento che la popolazione mondiale è destinata a salire a 9,7 miliardi entro il 2050 e le risorse naturali scarseggiano, le città devono diventare più intelligenti.
L'efficienza energetica è un punto cruciale per fare passi avanti in questa direzione. Gli esperti del Comitato di consulenza del Comparto Pictet-Clean Energy sostengono che si tratta non solo di adottare nuove forme di generazione e stoccaggio di energia, ma anche di aprire alla e-mobility, a tecnologie edili innovative e a una maggiore connettività. Come facilmente intuibile, edifici e trasporti sono le prime voci di consumo energetico in città, oltre che le principali fonti di inquinamento.
A New York, ad esempio, il 22% delle emissioni di gas serra si deve ai trasporti, mentre il 63% viene dagli edifici, sia commerciali che residenziali.3

Opportunità nel segmento degli edifici

Fortunatamente, vi sono diverse nuove tecnologie in grado di ridurre i consumi energetici sia in ambito edilizio che nei trasporti.

Per fare un esempio, oggi gli edifici più intelligenti sono dotati di sistemi di illuminazione automatici e integrati che uniscono l'efficienza delle luci a LED a sensori, connettività e controlli di presenza. Tali accorgimenti consentono di risparmiare energia e, al contempo, di generare dati preziosi per migliorare la vita di impiegati, clienti e residenti.
La tecnologia può inoltre essere applicata agli esterni: di recente l'illuminazione a LED ha conquistato anche le strade di Roma. Si stima che il nuovo sistema adottato nella città eterna ridurrà le emissioni di biossido di carbonio di 350.000 tonnellate e farà risparmiare 260 milioni di euro nei prossimi 10 anni, consentendo così un veloce recupero dei 50 milioni di euro investiti nel progetto.
Inoltre, i grandi produttori di sistemi di isolamento hanno sviluppato pannelli isolanti a vuoto che hanno una conduttività termica di appena 0,007 W/m.K, tre volte meglio dei pannelli equivalenti ad aria. Diminuirebbero quindi le esigenze di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC).
Ulteriori risparmi in quest'area possono essere realizzati tramite sistemi più efficienti, nonché tramite un uso più mirato di sensori automatici.

Le città trainano sempre più il cambiamento. Ad esempio Singapore, dove il condizionamento dell'aria è responsabile del 40% del consumo totale di elettricità, ha recentemente innalzato gli standard dei sistemi HVAC investendo 6 milioni di dollari nella ricerca per un'efficienza ancora maggiore.
In questo caso il problema è acuito dal fatto che Singapore è una delle capitali mondiali dei data center, che sono fra gli edifici a più alto consumo energetico in ogni città. Basti considerare che le dimensioni di un normale palazzo di uffici o di un'abitazione vengono solitamente misurate in base alla superficie calpestabile, mentre quelle di un data center si calcolano in base alla capacità energetica in megawatt.
Secondo la società di consulenza McKinsey, un data center medio consuma la medesima quantità di energia di 25.000 abitazioni. Si tratta di consumi onerosi non solo per l'ambiente ma anche per le società titolari di questi data center, poiché la bolletta energetica può rappresentare fino al 60% dei costi operativi.
Le aziende sono pertanto incentivate a trovare soluzioni più economiche e più verdi tramite l'adozione di tecnologie mirate all'efficienza energetica (dai semiconduttori ai sistemi di raffreddamento) sia per la memorizzazione che per la trasmissione dei dati.

Ad esempio, si stanno sviluppando nuovi chip con un minore fabbisogno energetico per creare microserver, un mercato che dovrebbe arrivare a valere 16 miliardi di dollari entro il 2019.
Il potenziale delle società più innovative in questo campo e, di conseguenza, l'entità delle opportunità di investimento sono amplificati dalla crescente esigenza di dati provenienti dalle città intelligenti e supertecnologiche.

Efficienza alla guida

Un altro nodo importante è la riduzione dell'inquinamento urbano - un'arma potenzialmente letale. Qui il colpevole numero uno è il settore dei trasporti. In quest'ambito i nostri consulenti hanno evidenziato due trend in accelerazione che col tempo dovrebbero ridurne l'impatto negativo, vale a dire la diffusione dei veicoli elettrici (detta e-mobility) e il graduale passaggio ai veicoli autonomi e a guida assistita.
In effetti sulle strade si vede un maggior numero di auto ibride e persino di veicoli completamente elettrici. Le case automobilistiche hanno accelerato il passo nello sviluppo e nel lancio di veicoli elettrici, che nei loro piani dovrebbero arrivare a rappresentare il 20-25% circa della produzione entro il 2025.

Inoltre, si prevede che il mercato dell'intelligenza artificiale nelle auto crescerà dai 7 milioni del 2015 a 122 milioni entro il 2025.4 I più recenti sistemi avanzati di guida assistita (ADAS) contribuiscono a diminuire i rischi e ad aumentare la sostenibilità degli spostamenti su quattro ruote.
Alcune caratteristiche degli ADAS hanno già consentito di tagliare il consumo di carburante grazie a una guida più fluida, soprattutto in autostrada. Col tempo, il traffico dovrebbe scorrere molto meglio, grazie all'automazione e alla maggiore interconnessione dei veicoli.
Questo progresso tecnologico è possibile grazie alla rapida innovazione nel campo dei semiconduttori, dei sensori e di altre soluzioni per l'elettrificazione dei mezzi di trasporto, l'efficienza dei carburanti e i sistemi ADAS. Rispetto al passato, le società tecnologiche hanno quindi un ruolo di primo piano nella trasformazione dell'industria dell'auto. I veicoli ibridi ed elettrici sono dotati di un numero decisamente più elevato di semiconduttori rispetto i tradizionali modelli con motore a combustione interna e le funzionalità ADAS richiedono un ulteriore set di semiconduttori e sensori.

La diffusione della e-mobility implica inoltre una collaborazione fra case automobilistiche e società erogatrici di elettricità per la realizzazione di reti di rifornimento. Quattro colossi del calibro di Volkswagen, Daimler, BMW e Ford hanno già unito le forze per creare una rete europea di stazioni di ricarica per auto elettriche, spinti anche dalle nuove normative sulle emissioni di CO2.
Le auto elettriche del futuro potranno diventare ancora più "green" grazie alla generazione di energia intermittente da fonti rinnovabili e alla capacità di assorbire eventuali fluttuazioni di corrente tramite le smart grid, reti di erogazione e stoccaggio di elettricità in grado di comunicare con contatori intelligenti, stazioni di ricarica e altri dispositivi al fine di gestire i picchi e i vuoti di corrente. Secondo stime ufficiali, solo nell'Unione Europea una fornitura elettrica di questo tipo potrebbe far risparmiare circa 100 miliardi di euro l'anno.
Più in generale, le città intelligenti possono diventare importanti centri di coesione delle tecnologie per l'implementazione di smart grid, nonché per lo stoccaggio e la distribuzione integrata di energia solare ed eolica.

Di fatto, la maggior parte delle nuove città dovrebbe sorgere nell'Asia equatoriale, dove l'energia solare farebbe la parte del leone.
Infine, produrre tecnologie smart è sempre più veloce ed economico. Grazie ai software per l'automazione elettronica della progettazione (Electronic Design Automation, EDA) è infatti possibile sviluppare e testare i prototipi al computer, eliminando la necessità di realizzarli fisicamente; in questo modo si velocizza il processo di realizzazione di semiconduttori e altri nuovi prodotti.
L'avvento delle smart city efficienti sotto il profilo energetico apre diverse opportunità di investimento, non solo in società votate all'innovazione nel campo delle energie pulite (tecnologie per la costruzione degli edifici, smart e e-mobility, produzione manifatturiera, fornitura di energie pulite, stoccaggio di energia, smart grid), ma anche in aziende tecnologiche più tradizionali che vogliono conquistare nuovi mercati.

Comitato di consulenza del Comparto Pictet-Clean Energy