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Sperimentazione RetiPiù Smart Meno CO2

Finanziamento del Progetto

Il progetto RetiPiù Smart Meno CO2 è stato riconosciuto come innovativo dall'Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente (ARERA) nell'ambito delle disposizioni previste dalla Delibera 02 agosto 2022 404/2022/R/gas. Tale delibera si propone di promuovere e sostenere progetti pilota nel settore del gas naturale, con l'obiettivo di ottimizzare la gestione delle infrastrutture esistenti e di incentivare l'uso di tecnologie innovative per la transizione energetica.

La Delibera 404/2022/R/gas rappresenta un passo significativo nella strategia di ARERA per favorire lo sviluppo di soluzioni che mirino a:

  • Ridurre le emissioni di gas serra, migliorando l'efficienza delle reti esistenti.
  • Favorire l'integrazione di gas rinnovabili, come biometano e idrogeno, per supportare l'evoluzione del mix energetico nazionale.
  • Sperimentare nuove tecnologie e pratiche gestionali che possano fungere da modello replicabile per il settore.

Il progetto RetiPiù Smart Meno CO2 si distingue come un'iniziativa innovativa volta a contribuire concretamente a parte di questi obiettivi. RetiPiù, promotrice del progetto, si contraddistingue per la sua costante attenzione all'innovazione e alla sostenibilità, dimostrando la capacità di anticipare le sfide future del settore energetico. Grazie a questo approccio all'avanguardia, il progetto mira a ridurre significativamente le emissioni di anidride carbonica attraverso l'ottimizzazione delle infrastrutture e l'adozione di tecnologie innovative.

Questa iniziativa incarna l'impegno di RetiPiù nel promuovere un modello di gestione sostenibile e tecnologicamente avanzato, allineandosi con gli obiettivi di ARERA e della Delibera 404/2022/R/gas.

Per ulteriori dettagli, è possibile consultare il testo integrale della Delibera 404/2022/R/gas e altre informazioni rilevanti sul sito ufficiale di ARERA, disponibile al seguente link: www.arera.it.

Introduzione

Il metano è uno dei principali responsabili del riscaldamento globale, secondo solo all’anidride carbonica. Secondo il rapporto dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA, 2021), ridurre le emissioni antropogeniche di metano è una delle strategie più rapide, efficaci ed economicamente sostenibili per rallentare il cambiamento climatico e limitare l’aumento delle temperature globali.

Questa urgenza ha spinto l’Unione Europea e gli Stati Uniti a lanciare il Global Methane Pledge nel settembre 2021, un impegno ambizioso per ridurre del 30% le emissioni globali di metano entro il 2030, rispetto ai livelli del 2020. Presentato durante la Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (COP 26) a Glasgow e sottoscritto da 122 Paesi il 19 settembre 2022, questo accordo rappresenta un passo concreto verso una transizione energetica più sostenibile.

Per le imprese di distribuzione del gas, ridurre le emissioni fuggitive è diventato un obiettivo prioritario. Contribuire proattivamente a una gestione sostenibile delle infrastrutture di rete è oggi una necessità imprescindibile per rispondere alle sfide climatiche e ambientali del nostro tempo.

Il Problema: la corrosione delle strutture metalliche interrate

La corrosione è un fenomeno che colpisce le strutture metalliche interrate, causando un progressivo degrado chimico-fisico del metallo a contatto con l’ambiente di posa. Questo processo può compromettere l'integrità delle infrastrutture e rappresenta una delle principali cause delle dispersioni.

Per garantire la protezione e la durabilità di queste strutture, le normative prevedono due misure fondamentali:

  • Applicazione di un rivestimento protettivo: progettato per impedire il contatto diretto tra il metallo e l’ambiente di posa, riducendo così l’effetto elettrolitico e l’interferenza dei campi elettrici esterni.
  • Protezione catodica (PC): un sistema che utilizza corrente elettrica per compensare i fenomeni corrosivi.

Tuttavia, gli attuali sistemi di protezione catodica presentano dei limiti significativi. Non riescono a intercettare in modo efficace una perdita del rivestimento protettivo né una rottura strutturale.

Per affrontare questa criticità, la ricerca più recente si è concentrata sull’analisi del campo elettrico nello spettro delle frequenze. Questa metodologia, si basa sull’osservazione della risposta del sistema durante le fasi di accensione e spegnimento dell’alimentazione (on/off). Tale approccio innovativo apre nuove prospettive per una gestione più precisa ed efficiente della protezione delle infrastrutture.

La soluzione proposta

Per superare i limiti delle tradizionali tecniche di monitoraggio della protezione catodica (PC), che si basano esclusivamente sull’osservazione dei dati di misura continua, il progetto RetiPiù Smart Meno CO2 propone un approccio innovativo e combinato con tecniche di monitoraggio dei fenomeni vibro acustici delle strutture interrate. Questo sistema combinato, con l’ausilio delle avanzate capacità di analisi e apprendimento delle tecniche di deep learning, è in grado di individuare eventuali anomalie strutturali delle tubazioni di rete, anche quelle realizzate con materiali diversi dall’acciaio.

La soluzione prevede:

  • Integrazione della protezione catodica con tecniche di spettroscopia di impedenza: questa tecnologia consente di superare i limiti delle tradizionali analisi della PC, offrendo una valutazione più dettagliata del campo elettrico (AC Analysis). Ogni variazione dell’impedenza di circuito viene analizzata per verificare eventuali modifiche nello stato delle tubazioni.
  • Analisi delle tubazioni in PE tramite segnali vibro-acustici: grazie a sensori posizionati sui tratti di rete, è possibile monitorare lo stato delle tubazioni e acquisire dati utili per una gestione più accurata.

Tutte le informazioni raccolte dai sistemi di protezione catodica e dai sensori acustici vengono integrate nella piattaforma Digital Asset RetiPiù. Successivamente, la tecnologia del deep learning entra in gioco per addestrare la rete neurale artificiale la quale analizza i segnali provenienti dai dispositivi, rileva potenziali fattori di criticità e identifica eventuali anomalie strutturali e identifica eventuali anomalie strutturali.

Il progetto prevede una sperimentazione suddivisa in due fasi principali:

  1. Setting iniziale: verifica del corretto warmup del sistema per garantire prestazioni ottimali;
  2. Training del sistema: attraverso il deep learning, il sistema elabora i dati provenienti dal campo, aumentando la precisione nell’identificazione delle situazioni critiche rispetto ai falsi positivi.

L’obiettivo è lo sviluppo di un sistema altamente efficace e affidabile, capace di individuare preventivamente il degrado delle tubazioni, in modo da permettere di organizzare tempestivamente gli interventi di riparazione e sostituzione.

Questa soluzione rappresenta una svolta tecnologica per la gestione delle reti di distribuzione del gas, garantendo sostenibilità, precisione e innovazione.

L’impianto pilota

La sperimentazione del progetto riguarda gli impianti di distribuzione di Cesano Maderno e Seveso (MB).

Il progetto prevede una serie di interventi tecnologici avanzati:

  • Installazione di 180 dispositivi intelligenti di monitoraggio e controllo: progettati per analizzare le grandezze elettriche del sistema di protezione mediante tecniche spettroscopiche e regolare gli alimentatori in modo dinamico da remoto.
  • Installazione di 17 alimentatori telecontrollati: per l’emissione di segnali elettrici.
  • Installazione di 170 dispositivi per l’emissione e acquisizione di suoni: pensati per rilevare e monitorare segnali vibro-acustici sulle tubazioni.
  • Analisi spettroscopica dell’impedenza: applicata sulle tubazioni in acciaio per identificare anomalie strutturali.
  • Analisi vibro-acustica delle tubazioni in PE: monitoraggio dettagliato della rete in polietilene per identificare eventuali anomalie strutturali.
  • Sviluppo di un sistema di acquisizione e analisi tramite deep learning: mediante l’utilizzo di una rete neurale per prevedere il degrado localizzato delle tubazioni e ridurre il numero di emissioni fuggitive.

Obiettivo: riduzione delle emissioni e gestione innovativa delle reti

Il progetto RetiPiù Smart Meno CO2 si pone obiettivi ambiziosi per migliorare la sostenibilità e l’efficienza delle reti di distribuzione gas. Tra i principali traguardi:

  • Riduzione delle emissioni fuggitive: implementare un sistema integrato capace di ridurre le emissioni fuggitive, eliminando gran parte delle dispersioni da tubazioni interrate. Questo porterà a evitare l’emissione di tonnellate di CO2/eq all’anno.
  • Ottimizzazione energetica: abbattere il consumo di energia erogata rispetto alla baseline dei dispositivi di protezione catodica tradizionali. Questo consentirà di evitare l’emissione di tonnellate di CO2/eq all’anno.
  • Efficientamento dei processi di manutenzione: grazie alle analisi delle modifiche dell’impedenza del circuito, il progetto fornirà informazioni precise per determinare il livello di decadimento strutturale delle tubazioni interrate.
  • Monitoraggio e risposta in tempo reale: anticipare i tempi di individuazione e eliminazione delle emissioni fuggitive, sfruttando la capacità del sistema di analizzare lo stato funzionale delle reti in tempo reale. L’integrazione di tecniche di intelligenza artificiale e modelli predittivi consentirà di rilevare tempestivamente tali eventi e intervenire proattivamente.

Il progetto rappresenta un passo avanti significativo verso una gestione delle reti di distribuzione più sostenibile e tecnologicamente avanzata.

Partnership con il Politecnico di Milano

Il progetto pilota RetiPiù Smart Meno CO2 nasce dalla partnership tra RetiPiù, promotore dell'iniziativa, e il Politecnico di Milano, un'istituzione accademica leader a livello nazionale e internazionale. Questa collaborazione rappresenta un ulteriore consolidamento dei rapporti tra Gruppo A2A, Gruppo AEB e RetiPiù con l'università, rafforzando l'impegno congiunto verso l'innovazione, la sostenibilità e la costruzione di un futuro migliore per il Paese.

Il Gruppo A2A vanta una lunga e consolidata partnership con il Politecnico di Milano, fondata su una visione condivisa di progresso e ricerca. Questo rapporto di fiducia e collaborazione ha contribuito, nel tempo, allo sviluppo di progetti di rilievo e soluzioni innovative, elementi fondamentali per affrontare le sfide energetiche e ambientali e per garantire un domani più sostenibile e prospero per l’Italia.

La partnership coinvolge il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria (DEIB) del Politecnico di Milano, noto per la sua eccellenza nella ricerca e nell'innovazione tecnologica.

Per ulteriori informazioni, è possibile visitare i seguenti siti web: