Le normative europee hanno fissato il traguardo delle emissioni zero di gas climalteranti, come il metano, entro il 2050. Per rispettare queste indicazioni e per raggiungere quindi gli obiettivi di sostenibilità stabiliti, è assolutamente necessario perseguire concretamente gli obiettivi di transizione energetica utilizzando soluzioni tecnologicamente avanzate per minimizzare progressivamente le perdite di gas sulle reti di trasporto e distribuzione. Le dispersioni sono fisiologiche (ad esempio derivano da tubazioni e giunzioni), ma hanno comunque un impatto rilevante: basti pensare che si parla di perdite che possono arrivare a pressioni di 4 o anche 5 bar per 365 giorni all’anno.
Ridurre le emissioni di gas naturale nell’atmosfera e ottimizzare la gestione delle pressioni di esercizio nelle reti del gas: è questo l’obiettivo, chiaro e ambizioso, da cui è nato il Progetto 404, che il team AUTOMA sta portando avanti in sinergia con 2i Rete Gas, società del Gruppo Italgas.
Avviato nel 2024 e promosso dall’Autorità di Regolazione per Energia Reti e ambiente ARERA, il Progetto 404 si inserisce all’interno della Delibera 404/2023/R/gas di ARERA, “Avvio di un procedimento per la definizione di misure volte alla riduzione delle emissioni fuggitive di metano nel settore della distribuzione del gas naturale“.
In sintesi, la Delibera 404/2023/R/gas ha l’obiettivo di:
- Definire strumenti e misure per ridurre le emissioni fuggitive di metano nelle reti di distribuzione del gas naturale.
- Stabilire modalità di monitoraggio, contabilizzazione e rendicontazione di tali emissioni.
- Promuovere l’adozione di tecnologie e pratiche innovative volte alla sostenibilità ambientale e alla sicurezza delle infrastrutture.
L’idea centrale alla base del Progetto 404 è fortemente innovativa e ambiziosa: implementare l’adozione di tecnologie avanzate per modulare dinamicamente la pressione nelle reti del gas, riducendola automaticamente in real-time nei periodi di minore consumo.
Per la realizzazione del Progetto, AUTOMA ha impiegato il sistema GOLEM, una soluzione tecnologica all’avanguardia per il controllo intelligente delle pressioni.
Questa applicazione del sistema GOLEM introduce un approccio alla gestione dinamica della pressione ancora poco diffuso non solo in Italia, ma anche a livello internazionale.
La soluzione AUTOMA: la tecnologia GOLEM applicata ai sistemi di controllo della pressione sulle cabine RE.MI.
Il sistema GOLEM di AUTOMA, applicato ai sistemi di controllo della pressione nelle cabine RE.MI., rivoluziona il tradizionale approccio statico alla regolazione della pressione. A differenza dei metodi convenzionali, che mantengono una pressione costante basata sul massimo fabbisogno annuale dell’impianto, GOLEM modula la pressione in modo dinamico in funzione della domanda reale della rete. Questo permette di raggiungere i livelli di pressione più elevati solo quando effettivamente necessario, abbassando significativamente la pressione media di esercizio e, di conseguenza, riducendo le emissioni fuggitive.
Inoltre, va ricordato che l’installazione di GOLEM è di tipo Plug&Play, infatti non richiede interventi significativi sulla parte meccanica e pneumatica del sistema. Non è necessario modificare la meccanica e la parte pneumatica esistente del regolatore di pressione, è sufficiente installare il golem sul pilota grazie alle staffe di supporto progettate ad hoc. Il processo di installazione di GOLEM è di conseguenza rapido, semplice e a basso impatto operativo.
Questa semplicità di integrazione ha permesso l’adozione del sistema all’interno del Progetto 404, dove, dopo una prima fase di test in laboratorio, GOLEM è stato implementato sul campo, dimostrando la propria efficacia senza compromettere la continuità del servizio.
Il Progetto ha previsto l’installazione del sistema GOLEM su una configurazione complessa rappresentata da due cabine RE.MI. interconnesse al servizio del medesimo impianto
In questo contesto, il sistema opera attraverso due algoritmi che agiscono in parallelo per garantire una gestione intelligente e stabile delle cabine.
L’obiettivo finale è l’automazione completa del sistema, con l’ausilio di un software predittivo in grado di anticipare la domanda di gas della rete.
Questo condurrà a una gestione della distribuzione del gas ottimale e in sicurezza.
Come funziona la regolazione dinamica applicata al progetto 404
L’eccezionalità del progetto sta nella possibilità di far “parlare” tra loro due cabine senza la necessità di avere alcun collegamento fisico tra di loro. Infatti, le cabine comunicano tra di loro e operano in modo autonomo.
Per comprendere meglio il contesto operativo, è utile distinguere tra le diverse tipologie di cabine RE.MI.: quelle “ad antenna”, tipicamente destinate ad alimentare aree circoscritte come un quartiere o piccoli comuni, e quelle “magliate”, integrate in reti più complesse, in grado di servire zone urbane più estese e articolate.
Nel Progetto 404 la regolazione dinamica della pressione è realizzata su due cabine “magliate”, rispettivamente:
- Cabina Primaria: rappresenta la cabina principale che imposta e controlla la pressione della rete. Nelle reti magliate esiste una Cabina Primaria, mentre nelle reti ad antenna ogni cabina opera come Primaria.
- Cabina Secondaria: rappresenta la cabina di supporto che modula la portata di gas erogata in base ai parametri rilevati. In una rete magliata possono coesistere più Cabine Secondarie.
Entrambe le tipologie di cabina analizzano autonomamente i parametri rilevati dalla rete, come la pressione e la portata, e agiscono in modo indipendente.Sebbene le due cabine seguano due algoritmi differenti, entrambe leggono i medesimi parametri di rete e questo permette loro di collaborare e creare un unico “organismo” di regolazione.
Come si può osservare dal grafico, prima dell’installazione dello Smart Regulator si verifica una condizione di staticità. La pressione rimane costante, mantenendosi al livello corrispondente al fabbisogno massimo dell’impianto.
Il Progetto 404 si sviluppa attraverso tre fasi principali:
Fase 1
La prima fase (già conclusa) ha previsto l’applicazione della regolazione dinamica in fasce orarie definite, modulando la pressione in base alla domanda effettiva di gas. Lo scopo era validare il concetto di riduzione della pressione nei periodi di basso consumo, come nelle ore notturne. Nel seguente grafico è riportato l’andamento della pressione nelle 24 ore, che varia dai 4 bar mantenuti durante il giorno ai 2 bar nelle ore notturne.
Fase 2
La seconda fase rende partecipi due cabine in una rete magliata e prevede che siano in grado di operare adattandosi in tempo reale alle variazioni della rete, grazie a un algoritmo intelligente capace di rispondere rapidamente alle diverse condizioni operative. Questa fase è già stata collaudata ed è attualmente operativa in diverse cabine su tutto il territorio italiano, dimostrando l’affidabilità e la solidità della soluzione. Il seguente grafico mostra come la pressione venga mantenuta tra i 2 e i 2,5 bar per gran parte della giornata, aumentando soltanto intorno alle 20:00, in corrispondenza del picco di domanda da parte delle utenze.
Un elemento particolarmente significativo nel funzionamento del sistema è il modo in cui la cabina secondaria, pur operando con una logica di regolazione autonoma, contribuisce attivamente al mantenimento dell’equilibrio complessivo della rete. La sua capacità di adattarsi alla pressione impostata dalla cabina primaria e di modulare dinamicamente la portata in funzione di fasce orarie configurabili consente di evitare situazioni critiche, come l’inversione dei ruoli tra le due cabine.
Questo comportamento collaborativo si traduce in un bilanciamento continuo tra le portate erogate: quando la cabina primaria riduce il proprio contributo, la secondaria aumenta in modo complementare, e viceversa. Il risultato è una risposta quasi istantanea alle variazioni della rete, che assicura la stabilità del sistema e una gestione intelligente e distribuita dei flussi.
Nel seguente grafico si può vedere in modo chiaro come le due cabine interagiscano: la curva della cabina secondaria si alza esattamente nei momenti in cui quella della primaria scende, dimostrando un’efficace compensazione tra i due nodi. Un ulteriore grafico, che mostra la sola cabina secondaria, permette invece di apprezzare il comportamento specifico del singolo elemento all’interno del sistema.
Fase 3
La terza fase prevede l’integrazione di un algoritmo predittivo basato su intelligenza artificiale, in grado di stimare la domanda e la portata di gas per le giornate successive, ottimizzando ulteriormente l’efficienza del sistema.
Cosa ci si attende una volta implementati tutti e tre gli step del Progetto 404?
Di far diminuire in modo significativo le perdite di gas, contribuendo di conseguenza attivamente alla riduzione delle emissioni in atmosfera. Sebbene il Progetto sia ancora in fase di test, i primi risultati sono estremamente promettenti.
Con il via libera delle autorità competenti, questa metodologia potrebbe diventare un nuovo standard normativo.Grazie a questa innovazione, AUTOMA e 2i Rete Gas, società del Gruppo Italgas, stanno tracciando un percorso verso una gestione più efficiente e sostenibile delle reti del gas, dimostrando che la transizione ecologica è possibile attraverso soluzioni tecnologiche intelligenti e all’avanguardia.
AUTOMA è attiva dal 1987 nello sviluppo di soluzioni hardware e software peril monitoraggio e il controllo remoto delle reti di trasporto e distribuzione del gas, funzionali alla loro gestione operativa. Ad oggi, oltre 50.000 dispositivi AUTOMA sono installati in più di 40 Paesi nel mondo.
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Project Manager presso Automa S.r.l.
Leonardo Mazzoli è un J. Project Manager presso AUTOMA S.R.L.. Laureato in Ingegneria Meccanica, Leonardo guida lo sviluppo dei prodotti e delle strategie di mercato, curando anche i processi di ingegnerizzazione. Inoltre, supervisiona progetti di ricerca e sviluppo, promuovendo innovazione tecnica e ottimizzazione delle soluzioni aziendali.
