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 comporti l’elettrificazione per i trasformatori, fino ai loro componenti e agli oli utilizzati.

Ember, il think tank dedicato all’energia, stima che attualmente solo il 22 per cento del fabbisogno energetico dell’UE sia elettrificato e che un ulteriore 67 per cento potrebbe esserlo con tecnologie già pronte per il mercato. Un’elettrificazione su questa scala richiederà un’espansione e un adeguamento fondamentali delle reti elettriche – e i trasformatori sono al centro di questa crescita. 

Elettrificazione e domanda di trasformatori

L’elettrificazione comporta sostanzialmente una maggiore diffusione dei trasformatori sia nelle reti pubbliche che in quelle private. Per decenni, l’espansione della rete si è verificata principalmente nell’ambito delle infrastrutture pubbliche regolamentate. Oggi, la crescita riguarda le energie rinnovabili su larga scala, l’elettrificazione industriale, i data center e i centri di ricarica urbani 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 il contesto operativo dei trasformatori sta mutando.

Storicamente, gran parte della rete funzionava sulla base di 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 vincoli di peso. I materiali a bassa densità possono ridurre la massa complessiva, offrendo vantaggi strutturali ed economici. Nel contempo, gli impianti offshore devono affrontare ampie escursioni termiche e condizioni ambientali estreme, il che richiede stabilità su intervalli di temperatura più ampi. 

Anche l’infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici si sta espandendo rapidamente nelle città europee. Secondo l’Agenzia Internazionale per l’Energia, solo nel 2024 sono stati installati a livello globale oltre 1,3 milioni di punti di ricarica pubblici, con un aumento del 30% rispetto all’anno precedente. Tuttavia, questa tecnologia comporta alcune sfide. Poiché lo spazio è un bene prezioso, le sottostazioni compatte sono fondamentali. In tali applicazioni, un raffreddamento efficiente in geometrie più ridotte diventa essenziale. Nel contempo, per un trasferimento di calore efficiente sono necessari fluidi isolanti a bassa viscosità, che consentano di realizzare trasformatori dal design più compatto 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 singoli 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 greggio. 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 riciclato chimicamente compatibili – stanno assumendo un’importanza sempre maggiore.

In 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: è una strategia di resilienza. Sviluppando percorsi di produzione paralleli al di là dei tradizionali flussi di greggio, è possibile espandere la capacità senza fare affidamento esclusivamente sugli impianti di raffinazione convenzionali.
L’importanza della circolarità

Una delle più grandi innovazioni a cui stiamo assistendo nella produzione di trasformatori è l’emergere di veri e propri modelli circolari. Ogni anno, un numero 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 sottoposta a downcycling o utilizzata come combustibile, con una conseguente 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 raffinazione per ottenere nuovamente un 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 nel corso del ciclo di vita. La chimica è comprovata. La sfida risiede in un’attuazione disciplinata, sia che si tratti della raccolta e della separazione dell’olio, sia che si tratti della logistica e del ritrattamento necessari. 

L'innovazione e il futuro

Nel prossimo decennio, l’innovazione nei materiali per 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, comprese quelle di origine biologica e da flussi riciclati. 

I trasformatori potrebbero non essere al centro delle discussioni sulla transizione energetica europea, ma rimangono fondamentali per il suo successo. Garantire che i materiali al loro interno si evolvano di pari passo con le mutevoli esigenze della rete è fondamentale per costruire un futuro elettrico resiliente, scalabile e sostenibile.

Mentre il settore si prepara a una maggiore elettrificazione, gli eventi e le piattaforme specializzate assumeranno un ruolo cruciale. 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 un’area esclusiva dedicata ai gestori dei sistemi di trasmissione (TSO), ai gestori dei sistemi di distribuzione (DSO) e ai produttori di apparecchiature di rete. Offrirà 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.