Il lavoro è frutto della collaborazione tra Centria, società di distribuzione del gas del Gruppo Estra, Techfem, capofila, Regas, Università della Calabria e CretaES.
Trasformare l’energia rinnovabile in idrogeno, conservarla e renderla disponibile quando serve, attraverso infrastrutture e tecnologie capaci di mettere in comunicazione reti elettriche e gas.
È la sfida affrontata da SmartHydroGrid, progetto di ricerca e sviluppo che ha portato alla realizzazione di due impianti pilota ad Arezzo e Fano e allo sviluppo di strumenti digitali per la gestione integrata dei sistemi energetici.
Finanziato nell’ambito del PNRR, SmartHydroGrid ha un valore complessivo di oltre 3,5 milioni di euro, di cui circa 2,18 milioni di contributo pubblico.
Il progetto, avviato nel 2023 e concluso il 30 giugno 2026, ha riunito competenze industriali, ingegneristiche e scientifiche attraverso un partenariato guidato da Techfem, con Centria, società di distribuzione del gas del Gruppo Estra, Regas, Università della Calabria e CretaES.
Al centro del progetto c’è il sector coupling, ovvero l’integrazione tra diversi settori del sistema energetico, in particolare quelli dell’elettricità e quello del gas. In un ecosistema caratterizzato da una crescente produzione di elettricità da fonti rinnovabili, l’idrogeno verde può svolgere una funzione di accumulo, convertendo l’energia elettrica in un gas utilizzabile successivamente. SmartHydroGrid ha tradotto questo principio in due applicazioni sperimentali, accompagnate da modelli digitali e sistemi di controllo in tempo reale:
- Impianto Power-to-Gas – Ad Arezzo, l’impianto Power-to-Gas realizzato presso Centria consente di sperimentare l’iniezione di idrogeno e, di conseguenza, la riduzione del consumo di gas naturale necessario al processo di preriscaldo della principale cabina REMI di Arezzo, già a servizio della città. Il sistema utilizza energia elettrica da fonti rinnovabili per produrre idrogeno, che viene accumulato a 30 barg e miscelato con gas naturale fino al 20% in volume nel circuito sperimentale. La miscela alimenta due pompe di calore che producono l’acqua calda necessaria al preriscaldamento. L’impianto dispone di un elettrolizzatore capace di produrre nominalmente 5 metri cubi di idrogeno all’ora.
- Impianto Power-to-Power – A Fano, presso la sede di Techfem, l’impianto Power-to-Power permette invece di accumulare energia rinnovabile per renderla nuovamente disponibile quando la produzione da fonti come il fotovoltaico o l’eolico diminuisce, si interrompe oppure quando la rete elettrica necessita di supporto. L’elettricità prodotta in eccesso viene trasformata in idrogeno attraverso processo di elettrolisi, compressa e stoccata a 200 bar, anche per lunghi periodi, e successivamente riconvertita in energia elettrica attraverso una cella a combustibile quando necessario, puntando a garantire una maggiore continuità degli approvvigionamenti e ad incrementare la stabilità e sicurezza della rete.
Laboratorio tecnologico – Presso l’Università della Calabria, il dimostratore in scala di laboratorio sviluppato dal DIMEG consente di testare e validare le tecnologie di accumulo e gestione dell’idrogeno all’interno di microreti intelligenti. Il sistema integra un elettrolizzatore ad alta purezza, un accumulo a idruri metallici con controllo termico, celle a combustibile e convertitori elettronici per batterie al litio. Il prototipo è stato il banco di prova ideale per sviluppare e validare in tempo reale gli algoritmi avanzati dedicati al controllo delle logiche Power-to-Power, Power-to-Grid e Power-to-Gas.
Piattaforma digitale cloud – Il progetto ha inoltre sviluppato una piattaforma digitale basata su tecnologie Digital Twin e IoT, con modelli previsionali e algoritmi, per il controllo in tempo reale delle microreti e il loro monitoraggio, in ottica di manutenzione predittiva. Questi strumenti consentono di simulare e gestire l’interazione tra produzione, accumulo e utilizzo dell’energia, supportando l’ottimizzazione dei flussi energetici e la gestione efficiente dei sistemi energetici.
Con SmartHydroGrid, l’integrazione tra reti elettriche e gas e idrogeno passa dalla modellazione teorica alla sperimentazione in scala reale. Le applicazioni sviluppate affrontano una questione strategica per il settore energetico: come utilizzare l’energia rinnovabile anche quando non è immediatamente assorbita dalla rete elettrica, trasformandola in una risorsa da accumulare o destinare ad altri impieghi. È su questa capacità di coordinare infrastrutture, tecnologie di conversione e sistemi digitali di controllo che si gioca una parte delle future possibilità di sviluppo dell’idrogeno verde. Inoltre, lo sviluppo dei sistemi di controllo digitali permetterà la riduzione dei costi di gestione degli impianti di produzione di idrogeno rinnovabile, garantendo un’elevata efficienza di funzionamento e riducendo al minimo i fermi impianto imprevisti.
“Faccio i complimenti a tutta la filiera coinvolta nel progetto SmartHydroGrid, finanziato con 3,5 milioni di euro, di cui 2,2 milioni dal PNRR. Il progetto permette di sperimentare l’utilizzo delle reti gas per il trasporto di energia rinnovabile, contribuendo alla decarbonizzazione e alla flessibilità del sistema elettrico. L’auspicio è che la sperimentazione possa tradursi in applicazioni concrete e in un’attività economica competitiva e redditizia” afferma Tommaso Foti, Ministro per gli Affari Europei, il PNRR e le Politiche di Coesione.
“Aumentare la produzione energetica nazionale è fondamentale per ridurre la dipendenza dalle importazioni. SmartHydroGrid rappresenta un esempio concreto di integrazione tra fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e diversi vettori energetici, contribuendo a una transizione sostenibile e alla sicurezza energetica, con nuove opportunità di sviluppo per i territori” dichiara Francesco Macrì, presidente di Estra.
“SmartHydroGrid è il primo progetto di ricerca e sviluppo interamente concepito all’interno di Techfem e rappresenta una tappa fondamentale per la crescita dell’azienda, consentendo di acquisire competenze lungo tutta la filiera dell’idrogeno e rafforzare la propria presenza nei mercati della transizione energetica. Il progetto testimonia il valore delle collaborazioni industriali e accademiche e il nostro modello di innovazione, basato su ricerca, competenze ingegneristiche e digitalizzazione, per trasformare le idee in infrastrutture operative a supporto della decarbonizzazione” commenta Federico Ferrini, amministratore delegato di Techfem.
“Con SmartHydroGrid abbiamo sperimentato l’impiego dell’idrogeno verde per valorizzare le energie rinnovabili e ridurre il consumo di gas naturale. L’impianto di Arezzo ha permesso di studiare nuove applicazioni delle infrastrutture esistenti e l’integrazione tra reti elettriche e gas, confermando il ruolo delle reti di distribuzione nella transizione energetica e aprendo la strada a soluzioni più efficienti e flessibili” sottolinea Roberto Rappuoli, presidente di Centria.
“L’Università della Calabria ha contribuito a trasformare modelli teorici in soluzioni concrete per la transizione energetica, sviluppando un dimostratore di laboratorio e algoritmi di controllo in tempo reale per validare la flessibilità tra elettricità, gas e idrogeno. Il progetto conferma il ruolo centrale della ricerca accademica nell’integrazione delle fonti rinnovabili” dice Anna Pinnarelli, professoressa del DIMEG – Università della Calabria.
“SmartHydroGrid rappresenta per CretaES l’applicazione concreta della Terza Missione universitaria, attraverso l’integrazione tra ricerca scientifica ed esigenze del mercato. Il nostro contributo si è concentrato sull’analisi delle microreti intelligenti e sulla simulazione dell’integrazione dell’idrogeno con i sistemi di accumulo tradizionali, sviluppando modelli per reti energetiche più autonome e flessibili” spiegano Daniele Menniti, professore DIMEG e presidente CretaES e Giovanni Brusco, ricercatore DIMEG e ad ai Progetti di Ricerca & Sviluppo CretaES.
“La blending unit realizzata da Regas per l’impianto di Arezzo dimostra la maturità tecnica dell’immissione controllata di idrogeno nelle reti gas e la possibilità di estendere questa soluzione su scala nazionale. La partecipazione a SmartHydroGrid conferma il valore delle competenze di Regas e della collaborazione con Centria, Estra, Techfem e Università della Calabria” aggiunge Daniele Molinaro, presidente e amministratore delegato di Regas.
fonte: Estra
