C’è un paradosso al centro della transizione ecologica: produciamo quantità record di energia da fonti rinnovabili, ma spesso non nei momenti o nei luoghi in cui serve di più. Il sole e il vento non seguono la curva della domanda dei cittadini o delle industrie, e le reti tradizionali faticano ad accogliere questi picchi intermittenti senza rischiare congestioni.
Risolvere questo nodo non è solo una sfida teorica: è il banco di prova su cui si gioca la sicurezza e l’indipendenza energetica del Paese. Ed è qui che entra in gioco SmartHydroGrid, il progetto di ricerca e sviluppo finanziato nell’ambito del PNRR (Missione 2, Componente 2, Investimento 3.5) con oltre 3,5 milioni di euro complessivi (di cui 2,18 milioni di contributo pubblico), che è giunto alla sua conclusione operativa.
Per noi di Creta Energie Speciali (CretaES), spin-off accademico dell’Università della Calabria, partecipare in prima linea come partner a questo consorzio ha rappresentato una straordinaria opportunità: dimostrare come la convergenza tra ricerca avanzata, modellazione algoritmica e ingegneria industriale possa sbloccare sul campo il potenziale del sector coupling tra reti elettriche, infrastrutture gas e accumuli a idrogeno.
Dalla teoria agli impianti reali: il mosaico di SmartHydroGrid
Guidato dal capofila Techfem, il partenariato ha unito realtà industriali e del mondo accademico: Centria (operatore della distribuzione gas del Gruppo Estra), Regas, il dipartimento DIMEG dell’Università della Calabria e CretaES.
L’approccio vincente di SmartHydroGrid è stato passare subito dalla teoria alla sperimentazione su scala reale, articolandosi su nodi complementari:
- Power-to-Gas (Arezzo): Presso Centria, l’idrogeno verde prodotto da rinnovabili (fino a 5 Nm³/h) viene stoccato a 30 barg e miscelato con il gas naturale fino al 20% in volume tramite una blending unit avanzata realizzata da Regas. La miscela alimenta le pompe di calore per il preriscaldo della cabina REMI principale della città, decarbonizzando un processo termico essenziale e testando la resilienza delle condotte gas.
- Power-to-Power (Fano): Presso la sede di Techfem, il surplus di energia elettrica viene convertito in idrogeno tramite un elettrolizzatore Enapter, compresso e immagazzinato a 200 bar per lunghi periodi (long-duration energy storage), per poi essere riconvertito in elettricità tramite celle a combustibile quando la rete ne ha bisogno.
- Laboratorio tecnologico (UNICAL – DIMEG): Un banco prova in scala di laboratorio per microreti intelligenti, dotato di accumuli a idruri metallici e convertitori elettronici, impiegato per validare algoritmi di controllo multi-vettore in tempo reale.
- Digital Twin & Cloud IoT: Piattaforma digitale per la simulazione, il monitoraggio da remoto e la manutenzione predittiva, capace di orchestrare i flussi di energia e ridurre al minimo i fermi impianto.
Il cuore del nostro lavoro: l’architettura delle DC Nanogrid (OR5)
All’interno di questo ecosistema tecnologico, il contributo di CretaES si è concentrato sull’Obiettivo Realizzativo 5 (OR5). Ci siamo chiesti: come si disegna una microrete capace di accogliere l’idrogeno in modo efficiente, stabile ed economicamente replicabile?
Il nostro percorso ha affrontato due passaggi cruciali:
- Lo studio dello stato dell’arte e le architetture DC Nanogrid: Abbiamo analizzato e selezionato le migliori soluzioni topologiche per microreti in corrente continua (DC). L’architettura in continua riduce le perdite dovute alle doppie conversioni AC/DC tipiche di pannelli fotovoltaici, batterie ed elettrolizzatori, creando l’ambiente nativo perfetto per integrare sistemi di accumulo a lungo termine basati su idrogeno.
- La definizione della configurazione ottimale della SmartHydroGrid: Sulla base delle evidenze analitiche, abbiamo definito il blueprint impiantistico della microrete. Non un esercizio accademico isolato, ma una configurazione ottima ingegnerizzata per essere scalata in contesti reali — dalle comunità energetiche ai distretti produttivi — consentendo alla microrete di dialogare con la rete nazionale fornendo preziosi servizi di bilanciamento, flessibilità e regolazione locale.
La Terza Missione in azione: dal laboratorio al mercato
Per un’azienda come CretaES, nata dalla matrice della ricerca accademica calabrese, SmartHydroGrid rappresenta l’espressione più autentica della Terza Missione: generare impatto sul tessuto economico e produttivo traducendo algoritmi complessi in architetture pratiche.
“Per CretaES, spin-off dell’Università della Calabria, SmartHydroGrid rappresenta pienamente l’attuazione della Terza Missione: coniugare la ricerca scientifica d’eccellenza con le esigenze del mercato per accelerare la transizione energetica. Unendo la visione metodologica della ricerca alle competenze ingegneristiche dello spin-off, il nostro contributo si è focalizzato sull’analisi concettuale delle microreti intelligenti e sulla simulazione dell’integrazione dell’idrogeno con i vettori di accumulo tradizionali, fornendo schemi di riferimento innovativi per rendere le reti energetiche del futuro più autonome e flessibili.”
— Daniele Menniti, Professore Ordinario DIMEG, Socio Fondatore e Presidente di CretaES, e Giovanni Brusco, Ricercatore DIMEG e Amministratore Delegato ai Progetti di R&S di CretaES.
E adesso? Le reti di domani partono da qui
Il completamento di SmartHydroGrid conferma che l’integrazione di microreti, idrogeno e vettori energetici non è più solo una previsione teorica, ma un modello tecnologico validato e pronto per la transizione sul campo.
Il taglio del nastro degli impianti pilota e la validazione dei modelli di gestione dimostrano che l’idrogeno verde non è un vettore da relegare a un futuro remoto. Grazie al lavoro sinergico di tutto il partenariato — a cui va il nostro sincero ringraziamento per questi mesi di proficua collaborazione — abbiamo dimostrato che integrare elettricità, gas e microreti digitalizzate è tecnicamente fattibile, efficiente e pronto per abilitare una transizione davvero sostenibile.
Per CretaES, i risultati conseguiti nell’ambito delle nostre attività, costituiscono il punto di partenza per affiancare utilities, comunità energetiche e distretti industriali nella progettazione di microreti autonome, resilienti e decarbonizzate.
