L’avvento delle smart cities

Nel nostro continente tre quarti della popolazione vive in centri urbani o in prossimità di essi, che consumano il 70% dell’energia prodotta. La complessità crescente delle reti urbane e la loro intensa e sempre maggiore interconnessione ha stimolato la nascita di approcci maggiormente sistemici al tessuto urbano (smart cities). In questa evoluzione, l’approccio convenzionale all’efficienza energetica basato sulla sostituzione di componenti manifesta saturazione e limiti e la Commissione Europea sta spingendo per l’adozione di modelli più sistemici, come emerge chiaramente dalla struttura del programma Horizon 2020. 

Il primo aspetto da considerare è relativo al sistema organizzativo. Per comprendere meglio questo aspetto immaginiamo che una rete urbana abbia una quota parte di consumo energetico dipendente dall’efficienza energetica dei suoi componenti e il restante dalla modalità in cui è organizzato il sistema. Agendo sui singoli componenti lasceremo inalterata la quota di consumo dipendente dall’organizzazione, mentre soltanto operando su entrambi potremmo cogliere il reale potenziale di risparmio energetico. Per fare qualche esempio, un autobus pubblico che viaggia quasi vuoto vanifica l’efficienza del mezzo, una strada illuminata alla potenza nominale quando passano pochi veicoli vanifica l’uso dei led, una sala riunioni climatizzata quando non vi sono persone vanifica l’uso di reti energetiche avanzate. In questi esempi risulta chiaro che se è sganciato dall’effettiva necessità (luogo, tempo, intensità), il consumo del sistema può essere notevolmente più elevato del necessario pur disponendo di componenti molto efficienti. Il principio organizzativo da utilizzare è il resource on demand o nel caso direttamente energetico, energy on demand. Tale approccio richiede però una tecnologia di sistema ben più avanzata tra cui sensoristica urbana, sistemi di interazione con i cittadini, sistemi di trasmissione dati e cloud urbani, sistemi a elevata intelligenza con capacità di diagnostica e ottimizzazione, servizi urbani capaci di adattare la risposta secondo il principio della resource on demand.

Il secondo aspetto è relativo alla penetrabilità nel mercato. Uno dei fattori più importanti in questa direzione è la competitività economica degli investimenti. La strada percorsa negli interventi smart cities non è tanto quella dell’abbattimento del tempo di ritorno su piccola scala e su un singolo dominio energetico, quanto piuttosto l’utilizzo della stessa infrastruttura (sensoristica, trasmissione dati, cloud, intelligence) per diverse finalità ossia per diversi servizi, alcuni strettamente connessi al tema energetico, altri ibridizzando più reti (es: illuminazione pubblica + traffico + sicurezza oppure nel caso della smart home consumo domestico + servizi sanitari + smart communities). Dalla integrazione e valorizzazione economica di diversi servizi, deriva una elevata competitività economica, una ampia accettabilità sociale e politica, una prospettiva di sviluppo strategica.

Entrambi gli aspetti rendono l’approccio smart city significativamente più articolato della “sostituzione del componente” e necessitano di strategie di policy più sofisticate ma determinano prospettive di obiettivi di efficienza energetica nel 2030 o 2050 molto più elevati e realisticamente raggiungibili. Inoltre lo sviluppo di una strategia sistemica si deve necessariamente basare sulla sinergia tra PA, filiere industriali e sistema della ricerca producendo un elevato indotto in tutto il sistema produttivo del paese. Il settore energetico costituisce esso stesso un elemento di crescita pensando alle innumerevoli eccellenze che il nostro paese vanta nel settore della green economy e dello sviluppo della filiera italiana nel settore. Si tratta di un settore in continua crescita a livello mondiale, per il quale nei prossimi 20 anni la IEA stima 38 mila miliardi di dollari di investimento.

La ricerca delle strade vincenti

Le molte definizioni ed esperienze di smart city attualmente diffuse hanno aperto un ampio panorama di possibili interpretazioni, di paradigmi e di strade potenziali. Ma quali di queste strade riescono a coniugare competitività economica e modelli di business efficaci, prestazione e robustezza, apertura realmente innovativa, elevata replicabilità, consenso sociale? Quale strada porta realmente alla sostenibilità ambientale e sociale ed è praticabile per un larga diffusione nelle nostre città? 

La filosofia della smart city sembra ora lasciare finalmente il posto alla “sperimentazione dimostrativa”. Diversi progetti sono partiti in Italia in questa direzione. Generalmente tali progetti sono caratterizzati da limiti importanti quali:

- interventi spazialmente o tecnologicamente limitati (qualche via, qualche edificio, una rete, un servizio), quindi non rappresentativi e con basso impatto sulla vita quotidiana dei cittadini.

- confinati su un solo dominio applicativo e quindi non in grado di sfruttare il valore multidisciplinare e competitivo di infrastrutture integrate interoperabili e multifunzionali che affrontino a 360 gradi le funzionalità di un quartiere e di una comunità.

- basati su limitati fondi di ricerca e innovazione, utili a sviluppare modelli ma non a qualificare piani di business su larga scala. 

Una modalità molto promettente per lo sviluppo di “progetti smart cities di seconda generazione” è quella introdotta dalla recente call europea Horizon 2020 SCC1 per lo sviluppo di Lighthouse Cities (città faro). Gli elementi di novità introdotti in quella proposta possono condensarsi sui seguenti punti:

- il progetto deve riguardare in particolare la rigenerazione di insediamenti di taglia intorno ai 10.000 abitanti

- deve integrare tra loro aspetti fondamentali tra cui low energy district (retrofitting di edifici, smart homes), mobilità sostenibile (elettrica, pubblica, on demand, logistica, green), infrastrutture integrate (illuminazione pubblica, smart grid, acqua, rifiuti, integrazione ICT)

- deve generare un impatto percentualmente molto significativo sul consumo energetico-ambientale del distretto 

- deve coinvolgere il cittadino nella gestione del distretto e nell’investimento

Proprio questo ultimo punto si è rivelato molto importante, perché il coinvolgimento del cittadino nella gestione del distretto e nell’investimento richiede modelli di business che possano viaggiare autonomamente, che consegnino al cittadino delle opportunità di lavoro e di coesione sociale, e di conseguenza processi che si fondano su un elevato consenso sociale. In una parola una maggiore possibilità che il progetto dimostrativo possa fungere da reale innesco ad un processo di trasformazione strutturale e socio-economico del quartiere, della comunità e successivamente della città.

Uno dei punti cardine di tali progetti, fondati sul citizen engagement è un principio che potremmo chiamare double drive che rappresenta l’implementazione del concetto di economia circolare per la creazione di uno smart district. Questo principio si basa sul fatto che una prima spinta alla valorizzazione del patrimonio strutturale del distretto è data dall’investimento in tecnologie della sostenibilità e processi formativi che aumentano il valore degli immobili, delle infrastrutture, del capitale sociale e ne riducono il costo ambientale di gestione. La seconda spinta è data dal coinvolgimento delle forze lavoro interne al distretto per attuare il processo di rigenerazione e, successivamente, di gestione, previo un processo di formazione ed identificazione delle soluzioni ottimali. Alcuni approcci chiave di questo processo sono le metodologie di co-design (coinvolgere il cittadino nella fase di design), di co-governance (creazione di strutture cittadino, pa-locale, utilities, facilitatori per gestire decisioni e gestione cooperativa di alcune funzionalità del distretto) e di co-working (creazione di reti di micro-imprese cooperanti e strutture comuni).

Il ruolo e funzione fondamentale del progetto e della partnership assume un valore molto importante di identificazione delle soluzioni ottimali, generazione ed integrazione delle tecnologie e metodologie, avvio di processi formativi e costruzione con i cittadini di modelli organizzativi. In definitiva è la capacità aggregativa e formativa della comunità il ruolo più significativo. Tale aspetto ha un valore centrale laddove la partnership è in grado di trovare soluzioni che, se messe in atto dal singolo cittadino, impatterebbero con problematiche di disinformazione, autorizzazioni, costi elevati, barriere finanziarie, ma, gestite a livello di comunità e negoziati con la municipalità locale, diventano fruibili, competitive, garantite e con più facile accesso al credito (si pensi ad esempio ad un processo di riqualificazione di centinaia di case finanziate in gran parte dal cittadino ma organizzate a livello centrale). 

Per la riuscita di questo approccio ovviamente è necessario che la partnership possa rappresentare tutte le componenti in gioco (municipalità, ricerca, utilities, produttori, associazioni di cittadini) e la esperienza/capacità per arrivare ad un efficace urban & social design ed alla identificazione delle soluzioni ottimali. Un buon percorso può essere fondato sulla crescita di living lab, ossia associazioni di stakeholder di diversa natura ma che condividono una stessa idea di rigenerazione urbana. 

Infine l’altro elemento essenziale è che tale processo ha una soglia critica di innesco, ossia per avviare tali progetti è necessario raggiungere una soglia minima sia in termini di forza della partnership, sia in termini del budget del progetto, che per un progetto di quartiere difficilmente può scendere sotto i 6-10 milioni di euro di finanziamento diretto. Una buona strategia è quella di avviare un certo numero di progetti più limitati sulla stessa area al fine di generare un design ed una partnership progettuale dotati di quella credibilità, consenso sociale e capacità per accedere a progetti di tale natura.

di Mauro Annunziato
ENEA - DTE, Direttore Divisione Smart Energy