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Rapporto RSE 17006668

Ottimizzazione del sistema idricoenergetico integrato nelle isole minori

Rapporto

2017

Richiedi il materiale (3.61 MB, .pdf)

F. Giudici (RSE SpA), D. Airoldi (RSE SpA), E. Garofalo (RSE SpA)

SMART-DSYS 2017 - Sviluppo e gestione delle reti di distribuzione

Implementazione di un quadro analitico decisionale basato su un approccio diottimizzazione utile per identificare soluzioni tecnologiche (i.e., fonti rinnovabili) egestionali (i.e., operazioni del sistema idrico-energetico integrato) che migliorino la sostenibilità economica e ambientale delle piccole isole italiane non connesse alla rete elettrica nazionale.

Il mix energetico delle isole minori italiane non connesse alla rete nazionale è in forte contrasto con gli obiettivi dell’Unione Europea in quanto quasi totalmente basato su fonti fossili, che, nel caso specifico, sono trasportate dal continente medianti navi cisterna. Il presente lavoro si inserisce tra gli studi condotti da RSE per favorire la decarbonizzazione delle isole minori attraverso una transizione dei sistemi elettrici isolani verso sistemi locali tecnologicamente avanzati, con alti livelli di penetrazione delle FER. Questo è anche l’obiettivo del decreto emanato dal MiSE il 14 febbraio 2017 per le isole minori ed elaborato anche sulla base dei risultati dei suddetti studi. Oltre ad obiettivi crescenti di copertura dei fabbisogni energetici dal 2020 al 2030 attraverso impianti FER, il decreto promuove progetti innovativi che prevedano, tra le altre cose, l’integrazione del sistema elettrico con il sistema idrico, che sulle piccole isole è storicamente legato al trasporto di acqua potabile via mare dalla terraferma.

Su questo specifico tema è stato svolto un caso studio riguardante l’isola di Ustica, in cui è presente un dissalatore recentemente rinnovato e allacciato alla rete. Al fine di identificare le soluzioni tecnologiche (capacità di FER da installare) che permettono di sfruttare l’integrazione tra sistema idrico ed elettrico minimizzando i costi totali del sistema integrato, è stato inizialmente adottato un approccio basato sulla simulazione di diversi mix energetici su un orizzonte di progetto predefinito.

Tale approccio presenta alcune limitazioni principalmente legate ad una modellizzazione non dinamica del nesso acqua-energia, alla mancata modellizzazione del sistema idrico e all’utilizzo di indicatori di prestazioni puramente economici. Si è perciò deciso di implementare un modello di simulazione che permetta di analizzare e valutare le prestazioni del sistema idrico-energetico attraverso molteplici indicatori, descrivendo in modo esplicito le dinamiche sia del sistema idrico sia del sistema elettrico. Tale modello, che può essere accoppiato ad un algoritmo di ottimizzazione, permette di descrivere in modo dinamico il nesso acquaenergia, identificando soluzioni di pianificazione (capacità FER) e gestione (controllo delle operazioni del dissalatore) efficienti rispetto a molteplici obiettivi di sostenibilità economica e ambientale. I risultati preliminari dimostrano il funzionamento del modello per la risoluzione di un problema di ottimizzazione multi-obiettivo del controllo del sistema integrato. Il prossimo passo sarà quello di utilizzare tale modello per risolvere in modo congiunto un problema multi-obiettivo di pianificazione e controllo per identificare le soluzioni tecnologiche e gestionali più efficienti.

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