Dati e acqua per l’energia del futuro

In un sistema energetico continentale sempre più dominato da fonti rinnovabili intermittenti, l’idroelettrico programmabile sta assumendo un valore strategico e infrastrutturale crescente. A differenza del solare e dell’eolico, intrinsecamente legati alla volubilità immediata del vento e dell’irraggiamento, l’energia idroelettrica può essere stoccata e prodotta esattamente quando serve alla rete, configurandosi come il principale pilastro per la stabilità del sistema elettrico nazionale e per la gestione efficiente dei picchi di domanda.

Tuttavia, la capacità di programmazione dell’idroelettrico dipende storicamente da una variabile che il cambiamento climatico sta rendendo sempre più complessa da controllare: la disponibilità e la stagionalità dell’acqua. Eventi meteorologici estremi, prolungati periodi di siccità alternati a improvvise ondate di maltempo e una marcata volatilità degli apporti idrici stanno mettendo a dura prova i vecchi modelli di calcolo industriali. I metodi tradizionali basati esclusivamente sulle medie statistiche storiche stanno perdendo precisione, spingendo gli operatori a cercare soluzioni predittive avanzate. Prevedere accuratamente i volumi di afflusso idrico nei bacini con mesi di anticipo è oggi una necessità industriale essenziale per assumere decisioni operative ed economiche ad alto valore aggiunto.

Il Progetto Di-Hydro: la digitalizzazione come scudo climatico

È in risposta a questa complessa sfida che è nato il progetto europeo Di-Hydro, un’iniziativa co-finanziata dal programma quadro Horizon Europe attiva per il triennio 2023-2026. Il consorzio riunisce i principali istituti di ricerca e partner industriali del continente con l’obiettivo di sviluppare una suite di strumenti digitali di ultima generazione. Attraverso l’integrazione di digital twin (gemelli digitali), algoritmi avanzati di forecasting e piattaforme di decision-making, Di-Hydro punta a ridefinire la governance degli impianti idroelettrici europei in un contesto di profonda incertezza climatica e di mercato.

Nell’ambito del progetto, il caso di studio italiano — sviluppato in stretta sinergia con la Life Company A2A e presentato dall’organizzazione di ricerca Deep Blue — rappresenta uno dei banchi di prova più significativi a livello internazionale, dimostrando l’efficacia pratica della transizione digitale applicata alle grandi infrastrutture idriche.

Prevedere l’acqua per pianificare l’energia: il focus in Friuli

Il raggio d’azione dello studio pilota di A2A si concentra lungo le infrastrutture idroelettriche del Friuli Venezia Giulia, precisamente sull’asta fluviale del Tagliamento. Si tratta di un sistema idrologico complesso ed eterogeneo che richiede decisioni strategiche coordinate su scale temporali differenti, basandosi su due invasi complementari:

• Il Lago di Lumiei: una imponente riserva stagionale dotata di una capacità volumetrica di 66 milioni di metri cubic con funzioni di stoccaggio strategico a medio e lungo termine.

• Il Lago di Ambiesta: un bacino di dimensioni ridotte, specificamente progettato per la regolazione operativa e la gestione dei flussi energetici su scala giornaliera e settimanale.

Disporre di dati ad alta precisione sugli afflussi idrici futuri destinati al bacino di Lumiei permette ad A2A di superare la logica della pura reazione all’evento atmosferico, abilitando una programmazione scientifica della produzione energetica, dei volumi di riserva e dei cicli di manutenzione degli impianti. Il fine ultimo di questa transizione tecnologica non risiede nell’incrementare in modo lineare la produzione complessiva — dato che i volumi energetici totali rimangono vincolati alla quantità di pioggia e neve annuali — bensì nell’ottimizzare il posizionamento temporale della risorsa. L’obiettivo è immettere energia in rete nei momenti di massima criticità del sistema o quando i mercati energetici richiedono maggiore flessibilità.

“L’idroelettrico programmabile ha un valore strategico crescente perché garantisce flessibilità al sistema energetico. Per gestirlo in modo efficace, però, è fondamentale migliorare la capacità di previsione e pianificazione. L’integrazione tra digital twin, forecasting e strumenti decisionali ci permette di utilizzare meglio la risorsa idrica e supportare decisioni operative sempre più informate.”

— Nicola Giordano, Short Term Portfolio Optimization per A2A

Il ruolo dei Gemelli Digitali nei processi decisionali

All’interno dell’architettura di Di-Hydro, il digital twin supera la concezione classica di mera rappresentazione grafica o di replica statica dell’impianto. La piattaforma si configura come un vero e proprio ecosistema computazionale dinamico, capace di accorpare ed elaborare in tempo reale stream di dati eterogenei: modelli meteorologici predittivi, stime degli afflussi idrologici (inflow), simulazioni del comportamento del bacino e vincoli operativi strutturali dell’impianto.

Questo impianto tecnologico consente ai responsabili della sala controllo di simulare scenari predittivi multipli, anticipando le risposte operative con settimane di anticipo. Margini d’errore minimi nelle stime idriche possono infatti riflettersi in pesanti scompensi di natura industriale ed economica. Stime e previsioni meteorologiche errate degli apporti idrici possono infatti avere conseguenze rilevanti: se le stime sono troppo pessimistiche, l’operatore rischia di utilizzare le riserve troppo rapidamente e di non avere sufficiente disponibilità nei mesi successivi, quando il sistema elettrico potrebbe richiedere maggiore produzione. Al contrario, una previsione troppo ottimistica può portare ad accumulare quantità eccessive di acqua, con possibili scarichi forzati di sicurezza e inefficienze operative. Il valore del forecasting diventa quindi non solo tecnico, ma strettamente industriale e strategico.

“L’integrazione tra dati climatici, modelli idrologici e simulazioni digitali permette di trasformare informazioni complesse in strumenti concreti per la pianificazione energetica. Il digital twin non è soltanto una tecnologia di simulazione: è uno strumento operativo che migliora i processi decisionali e supporta gli operatori nella gestione di una crescente complessità legata a clima, mercati dell’energia e disponibilità di una risorsa primaria come l’acqua.”

— Carlo Abate, Head of Environment & Energy per Deep Blue

In conclusione, la cooperazione scientifica e industriale espressa nel progetto Di-Hydro dimostra come la transizione energetica non possa prescindere da una radicale transizione digitale. La gestione predittiva dell’acqua lungo l’asta del Tagliamento traccia la rotta per il futuro dell’idroelettrico europeo: un futuro dove la stabilità energetica non sarà garantita solo dalla grandezza delle dighe, ma dall’accuratezza dei dati impiegati per gestirle.