Sensori intelligenti e misuratori di portata di gas a ultrasuoni rivestono un ruolo cruciale nel processo di automazione e digitalizzazione delle reti gas. Grazie a questi strumenti è possibile efficientare il controllo della rete gas e gestire la transizione energetica verso le energie alternative. Le reti di distribuzione del gas così strutturate, infatti, sono perfettamente adattabili ai gas “puliti” come l’idrogeno e il biometano.
Avere impianti di misura efficienti, sicuri e affidabili è fondamentale per superare le sfide della decarbonizzazione e transizione energetica che coinvolgono aziende e organizzazioni di ogni settore e dimensione. Favorire e incentivare l'adeguamento tecnologico degli impianti di misura allacciati alla rete di trasporto gas, è l’obiettivo della delibera 512/2021 dell’Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente (ARERA), a cui è affidata la gestione della rete di distribuzione nazionale del gas che consente di far arrivare questa materia prima nelle nostre abitazioni e alle industrie energivore, che consumano ingenti quantità di gas per i loro processi produttivi.
“L’efficientamento del sistema è indispensabile per raggiungere gli ambiziosi obiettivi di decarbonizzazione fissati dalla Comunità Europea al 2030 e 2050. Con questa delibera vengono fornite una serie di indicazioni su come queste reti devono essere strutturate e organizzate in termini di requisiti impiantistici, prestazionali e manutentivi per avere una gestione ottimale della distribuzione del gas”, spiega Andrea Galdino, Sales Manager Process Automation, Custody & Process Metering di SICK, produttore globale di sensori e soluzioni per l’industria.
Gli obiettivi dell’adeguamento tecnologico
“L’adeguamento tecnologico degli impianti di distribuzione della rete è necessario per favorire un più efficace monitoraggio dei quantitativi di Gas Non Contabilizzato (GNC) sulla rete di trasporto e un loro contenimento.
La quantità di gas non misurato è data dalla differenza tra il gas immesso nella rete dal trasportatore e quello prelevato dalla rete stessa, nei punti di riconsegna in uscita.
“Avere un dato di misura accurato e affidabile in relazione alla qualità del servizio, con una disponibilità continuativa nell’arco dell’anno, e disporre di misuratori in grado di gestire un certo range di portata, consente di migliorare il servizio del trasporto gas nel suo complesso, mitigando potenziali perdite economiche, avvantaggia tutti gli attori del sistema”, sottolinea Galdino. “Una delle caratteristiche dei misuratori di portata fiscale di gas a ultrasuoni di SICK, FLOWSIC500 e FLOWSIC600-XT, in particolare, è quella di offrire range di misura molto ampi, e questo soddisfa uno degli indicatori di qualità della delibera 512/2021, consentendo ai distributori di raggiungere requisiti prestazionali ottimali e di ridurre al minimo il gas non contabilizzato all'interno delle reti gas. Inoltre, la tecnologia ad ultrasuoni su cui si basano questi prodotti fa sì che siano molto più affidabili; infatti, rispetto alle tecnologie convenzionali, di tipo meccanico, tipicamente utilizzate nel campo della distribuzione come, ad esempio, nei misuratori a pistoni rotanti, piuttosto che in quelli a turbina, quelli ad ultrasuoni, avendo un funzionamento di tipo statico in cui la misurazione è ottenuta in funzione del tempo di trasferimento delle onde sonore all’interno del misuratore stesso, non sono soggetti ad usura e quindi, per la loro stessa natura, hanno caratteristiche e prestazioni superiori alle tecnologie convenzionali di carattere meccanico”.
Altra caratteristica importante, che differenzia questa famiglia di prodotti da quelli tradizionalmente usati nelle reti gas, è la presenza di una autodiagnostica intelligente che permette di avere il dato misurato oltre a tutta una serie di informazioni aggiuntive su ciò che avviene attorno allo strumento. “Oltre alla misura del gas, che rimane la funzione principale, queste soluzioni dispongono di funzionalità aggiuntive, quali i-diagnostic, una combinazione di firmware e software, che consente l’autodiagnosi intelligente CMB (Condition Based Maintenance), in linea con il requisito della delibera sulla manutenzione, permettendo di spostare le attività di manutenzione da quelle di tipo interventistico a quelle preventive e predittive”, afferma Galdino il Sales Manager di SICK.
I misuratori di portata di gas a ultrasuoni rivestono un ruolo importante nel processo di automazione e digitalizzazione delle reti gas (https://www.sick.com/it/it/digitalizzazione-reti-gas-cosa-significa-e-perche-ne-parlano-tutti/w/blog-it-digitalizzazione-reti-gas/). Consentono, infatti, di aumentare il livello di sicurezza per gli operatori, nonché l'efficienza, garantendo un agevole e puntuale bilanciamento della rete, grazie alla capacità di misurare precisamente il flusso di gas, anche alle portate minime e indipendentemente dallo stato di pulizia interna delle tubature.
“In più – aggiunge Galdino - il misuratore permette eventualmente di trasferire la propria diagnostica a sistemi di acquisizione superiori, potendo trasferire i dati relativi alle misurazioni di quantità, usura di valvole, tubature, e altre componenti meccaniche e ai rilevamenti ambientali ad un’unica control room che garantisce una profondità di analisi e una capacità di previsione e pianificazione strategica sul lungo periodo che non ha precedenti”.
L’adeguamento delle reti gas all’idrogeno
Oltre al tema del gas non contabilizzato, direttamente connesso all'efficienza della rete e alla sostenibilità ambientale ed economica, in termini di riduzione degli sprechi di energia, c'è l’aspetto, ancora più attuale e urgente, della decarbonizzazione e della transizione energetica, con il passaggio a un’economia basata sulle fonti alternative.
Oggi “il trend, di cui tanto si parla, è la miscelazione del gas naturale, sicuramente più “pulito” del petrolio, ma pur sempre un combustibile fossile, con l’idrogeno prodotto da fonti rinnovabili e non”, afferma Galdino il Sales Manager. Il blending di idrogeno e metano nelle reti di distribuzione del gas (https://www.sick.com/it/it/rete-distribuzione-idrogeno-gasdotti-pronti-alle-sfide-in-arrivo/w/blog-it-distribuzione-idrogeno/) è considerato, al momento, l’unica via per favorire la crescita delle rinnovabili in Italia”.
Le reti di distribuzione stanno vivendo un momento di profonda trasformazione, la produzione è sempre più decentralizzata e la rete deve essere pronta ad accogliere molteplici fonti di immissione. “Questo naturalmente pone diverse sfide per le reti di distribuzione, legate alla quantità di idrogeno da iniettare, alla sicurezza negli impianti esistenti in caso di perdite, la tollerabilità dei materiali delle tubazioni e dei componenti meccanici, le regolamentazioni per la protezione dalle esplosioni e, infine, come possa essere determinato e gestito il potere calorifico”.
Al momento le percentuali consentite sono basse, dell’ordine del 2%, ma la prospettiva nei prossimi 10-15 anni è quella di aumentarle fino ad un potenziale 10%, 30%.
“SICK è stata protagonista di alcuni studi ed analisi sul blending per lo sviluppo delle infrastrutture del futuro, avendo contribuito sia alla parte metrologica, legata alla misura di queste nuove miscele, sia a quella volta alla certificazione per prevenire le esplosioni e validare la resistenza dei materiali”. Oggi è “in grado di offrire ai clienti soluzioni che sono già predisposte per il blending al 30%, ben al di sopra delle attuali previsioni degli operatori”.
Affinché ciò avvenga, però, è necessario poter contare sull’adeguamento dell’attuale rete di trasporto del gas, che dovrà essere completamente digitalizzata, automatizzata e pronta per accogliere e distribuire quote di idrogeno via via crescenti nel tempo.
“La famiglia di prodotti FLOWSIC600-XT di SICK è progettata per affrontare le nuove sfide della transizione energetica, tra le quali anche la miscelazione dell’idrogeno nelle reti di trasporto e di distribuzione del gas naturale”, conclude Galdino.
Nonostante la variazione della composizione del gas, infatti, la tecnologia a ultrasuoni di SICK è in grado di eseguire misurazioni comunque stabili (https://www.sick.com/it/it/sick-sensor-blog/energia-verde-nelle-reti-gas-flowsic-continua-a-misurare-in-modo-stabile/w/blog-energy-supply-with-hydrogen-power-to-gas/). L’energia verde ottenuta aggiungendo l’idrogeno prodotto da fonti rinnovabili al gas naturale sarà utilizzata in modo economicamente efficace e disponibile in quantità sufficienti in ogni momento, contribuendo al raggiungimento degli obiettivi di carbon neutrality previsti dalla Comunità Europea entro 2050.
