27/03/2015 - La sostenibilità dei sistemi energetici diventa 2.0 grazie alle simulazioni computerizzate ingegneristiche

Si è appena conclusa la due giorni ENEA sulla "Simulazione del sistema energetico".

Tema del workshop le simulazioni ingegneristiche per ottimizzare il grado di sostenibilità e di sicurezza dei sistemi energetici.

Come dichiarato da Emanuele Negrenti, Responsabile del Laboratorio di Simulazione Ingegneristica, Centro Ricerche ENEA Casaccia:

"Definire la politica energetica di un Paese è una attività molto complessa, in cui vanno limitate al massimo le approssimazioni. Per far funzionare in modo ottimale un sistema energetico occorre pianificarlo rigorosamente, dagli impianti di stoccaggiostoccaggio
Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa.  e raffinazioneraffinazione
Insieme di processi fisico-chimici che consentono di trasformare il petrolio in combustibili con caratteristiche appropriate agli utilizzi finali. La prima fase del procedimento di raffinazione del petrolio greggio è la separazione delle componenti di diverso peso molecolare: quelle più pesanti (che hanno un punto di ebollizione maggiore e che sono destinate alla produzione di oli lubrificanti, cere, ...) rimangono nella parte bassa della colonna di frazionamento, mentre quelle più leggere (tra cui benzina, GPL, jet fuel, ...) risalgono verso l'alto e possono essere facilmente asportate. Successivamente si procede con altri processi (crackingcracking
Processo chimico utilizzato nell'industria di trasformazione petrolifera per convertire le frazioni pesanti del petrolio in frazioni più leggere. Esso consiste nel rompere (dall'inglese crack)  le grosse molecole complesse di idrocarburi ad alta temperatura in presenza di opportuni catalizzatori., visbreaking, reforming, ...), con trattamenti di purificazione più o meno complessi e aggiunta di additivi. della materia prima fossile, alle centrali elettriche, fino alle reti di trasmissionetrasmissione
Attività di trasporto dell'elettricità sulla rete a partire dai centri di produzione sino ai centri di utilizzo. Il maggiore proprietario della rete di trasmissione nazionale dell'energia elettrica ad alta tensione è Terna..

Finora gli strumenti di analisi del sistema energetico si sono focalizzati sull'ottimizzazione delle risorse economiche e tecnologiche, mentre sono stati carenti nel valutarne l’impatto complessivo sulle persone e l’ambiente con relativi costi socio-economici."

In un contesto di sempre più auspicata ‘sostenibilità’, tale termine implica quindi la limitazione dei costi degli impatti ambientali, e dei danni sociali da parte del sistema energetico, e dunque pianificare con mezzi appropriati un sistema energetico sostenibile non è più un'opzione, ma una necessità.

Sistemi energetici più sicuri e sostenibili attraverso le simulazioni ingegneristiche

Le tecniche di simulazione computerizzata servono a capire “se e come” funzionerà un prodotto, un impianto o in questo caso un intero sistema, anche in condizioni di eventi naturali estremi, dai terremoti alle alluvioni.

Le simulazioni ingegneristiche possono studiare il comportamento del sistema energetico nel breve termine, ad esempio in fasce orarie, in modo da valutare la risposta dell’intero sistema ad eventi accidentali di diversa entità, come nel caso di condizioni di alta pressione che favoriscono il ristagno degli inquinanti o di eclissi solari che riducono drasticamente la produzione di energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J) degli impianti fotovoltaici.

Allo stesso modo nel medio-lungo periodo, ad esempio anno per anno, le simulazioni ingegneristiche possono valutare il raggiungimento di obiettivi di risparmio energeticorisparmio energetico
Con questo termine si intendono tutte le iniziative intraprese per ridurre i consumi di energia, sia in termini di energia primaria sia in termini di energia elettrica, adottando stili di vita e modelli di consumo improntati ad un utilizzo più responsabile delle risorse. e di riduzione degli impatti ambientali o di emissioneemissione
Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell'atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull'ambiente. di gas serra.

"Le simulazioni servono a capire 'dove' inserire elementi più efficienti e meno impattanti all’interno dell’intero sistema energetico, per venire incontro a situazioni problematiche, come ad esempio la qualità dell’aria delle nostre città, i cui costi sociali sono enormi.

A queste emergenze finora si è risposto con restrizioni del traffico automobilistico o con limitazioni agli impianti di riscaldamento, ma per superare definitivamente queste criticità occorre ripensare l’intero sistema energetico in modo sostenibile.

Nello scenario dell’immediato futuro sarà determinante l’incremento della produzione di elettricità da fonti a basso impatto ambientaleimpatto ambientale
L'insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l'avvio di una determinata attività ha sull'ambiente naturale circostante. e il conseguente sviluppo di reti intelligenti di distribuzionedistribuzione
Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione., le smart gridsmart grid
Trattasi di una rete di informazione che affianca la rete di distribuzione elettrica e gestisce la rete elettrica in maniera "intelligente" sotto vari aspetti o funzionalità ovvero in maniera efficiente per la distribuzione di energia elettrica evitando sprechi energetici, sovraccarichi e cadute di tensione elettrica. Ciò avviene attraverso un sistema fortemente ottimizzato per il trasporto e diffusione della stessa, dove gli eventuali surplus di energia di alcune zone vengono redistribuiti, in modo dinamico ed in tempo reale, in altre aree oppure regolando costantemente il dispacciamento tra centrali di autoproduzione elettrica da fonti rinnovabili della rete di distribuzione (generazione distribuita) con le centrali elettriche della rete di trasmissione (produzione centralizzata)., per limitare gli sprechi e ottimizzare i consumi di energia. Ma tutto ciò non può essere 'improvvisato', occorre prevederne l’evoluzione all’interno di un sistema complessivo.

È qui che la simulazione ingegneristica svolge un ruolo fondamentale in una corretta pianificazione che tenga conto degli aspetti di 'sicurezza' sia in caso di eventi naturali estremi che di attacchi informatici o terroristici."

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