In sostanza, la transizione energetica è una questione di elettrificazione. Mentre i paesi si affrettano a decarbonizzare i trasporti, il riscaldamento e l’industria, l’elettricità sta diventando la fonte energetica dominante. Dietro ogni nuovo parco eolico, parco solare o stazione di ricarica per veicoli elettrici si cela una tecnologia spesso trascurata ma fondamentale: il trasformatore. In questo articolo, Hugo Campelo, consulente tecnico senior presso Nynas AB e membro del comitato consultivo di CWIEME Berlin, esplora cosa significa l'elettrificazione per i trasformatori, fino ai loro componenti e oli.

Ember, il think tank sull'energia, stima che attualmente solo il 22% della domanda energetica dell'UE sia elettrificata e che un ulteriore 67% potrebbe essere elettrificato con tecnologie già disponibili sul mercato. L'elettrificazione su questa scala richiederà un'espansione e un adattamento fondamentali delle reti elettriche – e i trasformatori sono al centro di questa crescita. 

Elettrificazione e domanda di trasformatori

L'elettrificazione comporta essenzialmente un aumento del numero di trasformatori installati sia nelle reti pubbliche che in quelle private. Per decenni, l'espansione della rete si è concentrata principalmente nelle infrastrutture pubbliche regolamentate. Oggi, la crescita interessa le energie rinnovabili su scala industriale, l'elettrificazione industriale, i data center e le stazioni di ricarica urbane per veicoli elettrici – e questo panorama continua a evolversi. 

I registri degli ordini dei produttori sono pieni per gli anni a venire e gli investimenti in nuovi impianti di produzione stanno accelerando. Tuttavia, la scala non è l'unico cambiamento. Anche l'ambiente operativo dei trasformatori sta cambiando.

Storicamente, gran parte della rete funzionava con una generazione di carico di base relativamente stabile. L'integrazione delle energie rinnovabili sta ora alterando questa dinamica. L'eolico e il solare introducono profili variabili, aumentando i cicli termici e la volatilità operativa in tutta la rete. Questi modelli pongono nuove esigenze non solo sulla progettazione dei trasformatori, ma anche sui materiali al loro interno.

In definitiva, i trasformatori sono macchine termiche. Il calore generato durante il funzionamento deve essere dissipato in modo efficiente per mantenere l'affidabilità e la durata. Il fluido isolante svolge un duplice ruolo: isolamento elettrico e raffreddamento. Man mano che i profili operativi diventano più dinamici, le prestazioni del fluido diventano ancora più critiche.

Nuove applicazioni, nuovi requisiti 

La diffusione delle energie rinnovabili sta inoltre ridefinendo dove e come operano i trasformatori. Gli impianti eolici offshore, ad esempio, impongono rigidi limiti di peso. I materiali a bassa densità possono ridurre la massa complessiva, offrendo vantaggi strutturali ed economici. Nel contempo, gli impianti offshore devono far fronte a forti sbalzi termici e a condizioni ambientali estreme, il che richiede stabilità su intervalli di temperatura più ampi. 

Anchele infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici si stanno espandendo rapidamente nelle città europee. Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia, solo nel 2024 sono stati installati oltre 1,3 milioni di punti di ricarica pubblici a livello globale, con un aumento del 30% rispetto all'anno precedente. Tuttavia, questa tecnologia comporta delle sfide. Poiché lo spazio è limitato, le sottostazioni compatte sono fondamentali. In tali applicazioni, diventa essenziale un raffreddamento efficiente in geometrie più ridotte. Nel contempo, per un trasferimento di calore efficiente sono necessari fluidi isolanti a bassa viscosità, che consentano di realizzare trasformatori più compatti senza comprometterne l’affidabilità.

In tutte queste applicazioni, una cosa è chiara: la transizione energetica non sta solo aumentando i volumi dei trasformatori, ma sta ridefinendo le aspettative di prestazione a livello dei componenti.

Pressione dell'offerta e cambiamenti nelle materie prime

Il rapido ritmo dell'elettrificazione sta mettendo sotto pressione le catene di approvvigionamento dei trasformatori, compresi i liquidi isolanti. Attualmente, circa il 90% degli oli per trasformatori deriva ancora da materie prime a base di petrolio. Tuttavia, per soddisfare le crescenti esigenze del settore, l'industria dovrà diversificare le proprie fonti di materie prime. Le materie prime rinnovabili e alternative – compresi i materiali a base biologica e i flussi di riciclaggio chimicamente compatibili – stanno assumendo un'importanza sempre maggiore.

Alla Nynas AB, la nostra ambizione è che entro il 2035 il 30% del volume delle vendite provenga da materie prime rinnovabili. Questo non è solo un obiettivo di sostenibilità, ma una strategia di resilienza. Sviluppando percorsi di produzione paralleli al di là dei tradizionali flussi di greggio, la capacità può espandersi senza fare affidamento esclusivamente sugli impianti di raffinazione convenzionali.
L'importanza della circolarità

Una delle più grandi innovazioni che stiamo vedendo nella produzione di trasformatori è l'emergere di veri modelli circolari. Ogni anno, un volume significativo di trasformatori viene dismesso, ma l'olio isolante al loro interno è spesso ancora in buone condizioni. Tradizionalmente, la maggior parte di questo materiale veniva riciclato in modo non ottimale o utilizzato come combustibile, con una perdita sia di valore che di carbonio incorporato.

Un approccio più sostenibile prevede la raccolta dell'olio da trasformatori usato, la sua accurata separazione dai flussi di lubrificanti degradati e la sua ritrasformazione in fluido isolante di alta qualità. Se gestiti correttamente, questi oli possono essere ripristinati chimicamente e rimessi in servizio con prestazioni paragonabili a quelle dei prodotti vergini.

Questo approccio circolare migliora la sicurezza dell'approvvigionamento, riduce la dipendenza dalle materie prime derivate dal greggio e abbassa le emissioni del ciclo di vita. La chimica è comprovata. La sfida sta nell'attuazione disciplinata, sia che si tratti della raccolta e della separazione dell'olio, sia che si tratti della logistica e del ritrattamento coinvolti. 

L'innovazione e il futuro

Nel prossimo decennio, l’innovazione nei materiali utilizzati per i trasformatori sarà guidata da due forze convergenti: l’accelerazione dell’elettrificazione e la sostenibilità.

Le formulazioni degli oli continueranno ad evolversi per adattarsi a una maggiore volatilità, a design più compatti e ad ambienti più difficili. Ma il cambiamento più significativo sarà la capacità di garantire prestazioni equivalenti, o addirittura superiori, utilizzando materie prime alternative, tra cui flussi di origine biologica e riciclati. 

I trasformatori potrebbero non dominare le discussioni sulla transizione energetica in Europa, ma rimangono fondamentali per il suo successo. Garantire che i materiali al loro interno si evolvano in base alle mutevoli esigenze della rete è vitale per costruire un futuro elettrico resiliente, scalabile e sostenibile.

Mentre il settore si prepara a una maggiore elettrificazione, gli eventi e le piattaforme specializzate saranno cruciali. Ad esempio, CWIEME Berlin riunisce i leader dell'ecosistema della trasmissione e distribuzione (T&D) e l'evento di quest'anno includerà un Transmission & Distribution Club. Si tratta di una lounge esclusiva dedicata ai gestori dei sistemi di trasmissione (TSO), ai gestori dei sistemi di distribuzione (DSO) e ai produttori di apparecchiature di rete. Fornirà un forum per discutere di innovazione della rete, trasmissione di energia e distribuzione energetica. 

I visitatori potranno entrare in contatto con l'ecosistema T&D al CWIEME Berlin 2026 dal 19 al 21 maggio, tra cui aziende come TenneT, Siemens Energy, SGB-SMIT, SEW-EURODRIVE e VEM Group GmbH. Registrati subito per ottenere il tuo biglietto.