Convegno ALFA 22 marzo 2024 | ALBASSER Francesco

Convegno ALFA 22 marzo 2024 | ALBASSER Francesco

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  SMART METER: Venerdì 22marzo 2024 | Volandia, Parco e Museo del Volo Con il contributo incondizionato di Con il contributo incondizionato di IL FUTURO È INTELLIGENTE «Tecnologia e regolazione nel metering del sistema idrico: lo stato dell’arte» Francesco Albasser Consulente nel campo delle Utilities ed energie rinnovabili 1
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia • Il contesto attuale del ciclo idrico • I segmenti del ciclo idrico • I macro indicatori del sistema qualità regolatorio • La normativa sulla misura • La tecnologia dello smart metering • La sua evoluzione storica • La digitalizzazione • Il confronto con la distribuzione del gas • I paradossi del sistema idrico Agenda 2
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Il contesto: crisi climatica e ……. Il contesto del climate change è rappresentato dal grafico che riporta i giorni senza pioggia dei capoluoghi di provincia italiani riferiti al 2020 rispetto al valore climatico 1971-2000, con variazione media di 10 gg/anno(Blue Book2023) 3
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia ….vulnerabilità delle infrastrutture Il grafico riportato dà conto dell’indice del trend degli investimenti pro capite in Italia per le realtà pubbliche rispetto a quello medio UE (62 su 82) per il 2022: con riferimento diretto agli interventi infrastrutturali, una analisi di Utilitalia ha indicato un fabbisogno di 10 MLD € nel futuro per fronteggiare gli effetti della crisi climatica. In parte i progetti del PNNR dell’obiettivo 4.2 hanno reso disponibili 900 Ml € oltre ai 476 del React EU al Sud UE 82 ITALIA 62 4
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Erogazione dell’acqua e perdite Il grafico riportato (Blue Book 2023) mostra il livello Italiano di perdite totali nella distribuzione riferito al 2020 ed il consumo medio pro capite pari a 215 litri abitante /giorno, valore che è quasi il doppio del consumo medi dei paesi EU (120). Con il rateo dei volumi delle perdite si potrebbero alimentare circa 30 Ml/anno di utenti UE 120 20 5
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Captazione Monitoraggio della disponibilità della risorsa, software previsionali, gestione big data Potabilizzazione Sistemi avanzati di abbattimento di inquinanti emergenti, monitoraggio in continuo degli inquinanti Adduzione Distrettualizzazione reti, telecontrollo, IAnella gestionedellereti erilevazione delleperditeidrichetramite sensoristica avanzata Distribuzione Smart metering, digitalizzazioneattività previstenellacartaservizi, applicativi smart per il dialogo con il cliente, Internet of Services. Fognatura Sistemi avanzati di monitoraggio scolmatori ereti fognarie, monitoraggio econtrollo mediantesensoristicaavanzata (es. IoT georiferiti ed autoconfigurati, tecnologia afibra ottica per il controllo strutturale, idraulico equalitativo). Depurazione Rilevamento in continuo degli inquinanti, sistemi di abbattimento inquinanti emergenti, robot per lamanutenzione, asset management applicativi per l’affinazione delleacquedi riuso, tecnologie per il recupero energetico dai fanghi, produzionedi idrogeno da acquereflueefanghi. I segmenti del ciclo idrico Lo smart metering è diffuso nel settore della distribuzione per gli utenti finali ma la lettura da remoto si è sviluppata ancor prima nella captazione e potabilizzazione 6
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Il sistema qualità della Regolazione RQTI • Con la introduzione del sistema dei 6 parametri tecnici ARERA fin dal 2017 ha previsto un monitoraggio ed incentivi verso la efficienza dei vari macro indicatori riferiti ai segmenti acqua fognatura e depurazione • Il macro indicatore che tipicamente misura la efficienza idrica è quello delle perdite di rete sia % che rapportate alla lunghezza di rete • Il suo monitoraggio su base annuale consente di verificarne lo stato, ed incentiva i Gestori a performances migliorative, consentendo di godere di volumi di fatturato incrementali • Trattandosi di un sistema complesso, il processo risulta lungo e articolato: l’obiettivo di efficientare tutto il sistema richiede quindi un progetto e l’uso di tecnologie idonee • Gli strumenti per misurare i vari parametri richiedono un sistema di monitoraggio in tempo reale: solo un sistema integrato di smart metering può supportare con precisione e affidabilità i parametri di riferimento richiesti 7
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Perdite idriche lineari (mc/km/gg) M1a <15 15≤ M1a <25 25≤ M1a <40 40≤ M1a <60 M1a ≥60 Perdite idriche percentuali M1b <25% A 25%≤ M1b <35% B 35%≤ M1b <45% C 45%≤ M1b <55% D M1b ≥55% E 1.Nella determinazione degli standard della Qualità Tecnica elencati dalla delibera 971/2017 si è previsto Il Contenimento delle dispersioni, con efficace presidio dell’infrastruttura acquedottistica 2.Si è partiti dalla definizione di classi di appartenenza sulla base di parametri di perdite % , 3.A questi corrispondono Classi ID: sulla base di tali parametri sono stati fissati indici obiettivo Il primo macro indicatore: le perdite ID Indicatore Categoria tariffaria ID Classe Obiettivi M1 M1a - Perdite idriche lineari [mc/km/gg] M1b – Perdite idriche percentuali [%] RES A Mantenimento B -2% di M1a annuo C -4% di M1a annuo D -5% di M1a annuo E -6% di M1a annuo 8
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Il prezzo del miglioramento dei macro indicatori Il grafico (Blue Book 2023) rapporta gli sforzi economico-finanziari dedicati dalle Utilities negli anni 2018 2021 (€/ab) al settore (circa il 15% del totale) e l’andamento conseguente dei macro indicatori tecnici M1a (perdite /km rete) ed M1b (%) rilevato nell’anno 9
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia • Parimenti significativa la innovazione introdotta dalle Delibere 541-23 e 637-23 determinata dal principio del climate change e volta a minimizzarne gli effetti negativi • Le motivazioni di tale innovazione derivano anche dall’obiettivo di favorire la realizzazione di opere finalizzate ad incrementare la resilienza * dei sistemi idrici con introduzione di un nuovo macro-indicatore, denominato “M0-Resilienza idrica”, che monitori l’efficacia attesa dell’articolato e complesso sistema degli approvvigionamenti: a fronte delle previsioni, in ordine al soddisfacimento della domanda idrica nel territorio gestito M0a, o includendo anche gli usi diversi dal civile M0b, si terrà conto del rapporto tra la sommatoria dei consumi richiesti dai diversi usi della risorsa (civili, irrigui e industriali) e la disponibilità idrica totale del territorio. • Per la determinazione di questa ultima, dice la Delibera, si potrà fare riferimento alle concessioni di prelievo di acqua superficiale o sotterranea, ed ai conseguenti moduli prelevati o volumi autorizzati. * capacità di resistere a fattori di stress esterni che ne limitano l'accesso Un nuovo macro indicatore tecnico nella RQTI 10
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Trend di diffusione degli smart meters • La telelettura da remoto per la misurazione dei volumi di utenza si conferma ancora agli inizi, arrivando a rappresentare solo il 10% del totale dei volumi di utenza nel 2021 e aumentando solo di un punto percentuale il suo peso nel caso in cui si considerino solo i volumi effettivamente misurati (11,8%) secondo (paper Lab Ref.2024). • Ad oggi il valore aggiornato al 2023 secondo qualche costruttore del settore potrebbe essere ipotizzato intorno al 17% dei contatori installati: pur non disponendo di un valore suffragato da elementi certi, possiamo confermare dalle gare di acquisto in corso, che il trend è in rapido incremento e probabilmente superiore ai valori di stima citati • Esattamente opposta la situazione della lettura da remoto dei volumi di processo (captazione), pari secondo la stessa fonte citata il 71,5% dei volumi di processo nel 2021 sono stati letti tramite misuratori teleletti da remoto. Con i volumi stimati, passando a oltre il 75% nel e aumentando solo di un punto percentuale il suo peso nel caso in cui si considerino solo i volumi effettivamente misurati (11,8%). 11
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia La normativa sulla misura 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Years of life E.u. meters rate Meter life (years) Meter life (years) • Il settore della misurazione dell’acqua e del calore è rigorosamente regolato da Norme, Direttive e Leggi. La Direttiva Metrologica Europea è stata pubblicata sulla Gazzetta per la prima volta nel 2004 e recepita in Italia con il D. Lgs. 22/2007. • Nel mese di maggio del 2016, il D. Lgs. 22/2007 è stato aggiornato per recepire infine le modifiche introdotte con la direttiva 2014/32/UE. • Il grafico riportato mostra, con riferimento ai contatori per acqua fredda, la vita utile prevista per contatori meccanici e statici per ciascuna Nazione Europea: in Italia la vita utile è rispettivamente di 10 e 13 anni • Il Gruppo di lavoro “Smart meters e smart grids” della Commissione tecnica “Metrologia” (UNI/CT 027/GL 03) sta elaborando una Specifica tecnica che si propone di definire i criteri di interoperabilità per apparati di differenti costruttori relativi alle funzioni a valore aggiunto in un contesto di smart grid e smart city. 12
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Il deterrente del D.M. 93/2017 MISE • La dead line metrologica introdotta dal D.M. 93/2017,ormai scaduta, comporta che la misura conteggiata dal misuratore dopo il superamento della vita legale metrica non è più una misura legale utilizzabile per la fatturazione. In altri termini il contatore fornirà una stima e non una misura legale per la fatturazione con tutti gli effetti conseguenti. • Tale rischio, che dovrebbe costituire un convincente deterrente avverso la inazione, sinora non è stato considerato: infatti il punto determinante del D.M. 93/2017 è l’estensione ai contatori pre MID (Measuring Instruments Directive) della previgente Normativa. • Una carenza normativa che stava generando una situazione paradossale in quanto i misuratori MID dovevano essere sostituiti obbligatoriamente alla loro scadenza ai sensi del D.M. 155/13 (10 anni o 13 a seconda della tipologia di misura), mentre i pre MID potevano rimanere installati senza alcun vincolo. • Ora è chiaro che tutti i contatori installati devono esser oggetto di sostituzione in base al solo parametro della età. 13
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Disponibile dal 2012 anni in Italia con: -Tecnologia elettromagnetica - Precisione metrologica elevata (R800) - Radio per trasmissione dei big data - Dati certificati per individuazione perdite - Gestione morosità e prelievi anomali Si sviluppa da quella data prevalentemente con tecnologia ultrasonica in precisione metrologia elevata con sistema radio di trasmissione dati, struttura in composite, ridotte perdite di carico, allarmi, telecomandi La disponibilità di sistemi di trasmissione con protocolli interoperabili (NB IOT, Lora Wan, 868 MHz., 169 MHz.) consente la raccolta dei dati sia da utenze che da punti di captazione e alimenta una SAC che governa i big data in grado di elaborare standard e macro indicatori -parametri per la gestione Evoluzione storica dello smart meter statico 14
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Il trend dei costi, in significativa riduzione, dimostra come le tecnologie, quando diventano mature, consentono ampie economie di scala a beneficio del cliente finale rendendo possibile una diffusione massiva Tecnologia elettromagnetica e ultrasonica con protocolli di trasmissione NB IOT, Lora WAN, 169 MHz,868 MHz Evoluzione costi dello smart meter statico Tecnologia elettromagnetica con trasmissione in 868 MHz 15
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia • La rete idrica distributiva dell’acqua potabile ha infrastrutture che per il 24% hanno più di 50 anni e il 36% ha una età tra 31-50 anni a fronte di una vita utile (ARERA) di 40 anni: ciò significa che il 25% delle tubazioni posate ha superato la vita utile (Mambretti Poli Mi) Il rateo di sostituzione della rete è oggi di circa 4 metri/km/anno: servirebbero 62 anni per raggiungere il rateo di 100% di sostituzione, senza contare il regresso di invecchiamento. • Il fabbisogno idrico pro capite è circa il doppio di quello medio europeo (215/120 l/ab/gg): considerando il valore del 42% di perdita medio delle reti la captazione e la distribuzione devono immettere volumi di quasi il 100% superiori a quelli necessari alla media UE • I sistemi di misura hanno al 34 % mediamente una età > di 15 anni e forniscono dati solo puntuali affetti da errori metrologici consistenti(perdite app.) • La digitalizzazione dunque può supportare i dati riguardo sia alle infrastrutture provenienti dalle tecniche BIM di progettazione che da parametri gestionali che pervengono solo dagli smart meters se opportunamente archiviati nel SAC per indirizzare gli interventi necessari alla efficienza gestionale Perché digitalizzare 16
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia • La disponibilità a costi competitivi degli smart meters ha consentito una sostituzione del parco contatori di utenza massiva, resa cogente dallo stato di vecchiaia dei contatori esistenti (34% > 15 anni) In fase di start up la rete così installata funziona sia con il sistema di lettura drive by che walk by che con il collegamento in rete fissa, strutturato con diverse architetture e frequenze disponibili (NB IOT, Lora WAN, 169 MHz, 868 MHz) purchè con modalità interoperabile • Infatti una conoscenza effettiva dello stato dei propri asset, figlia della tecnologia Water 4.0, permette di indirizzare tempestivamente gli investimenti dove davvero servono, pianificando con maggiore ratio, gli interventi manutentivi a medio-lungo termine. In quest’ottica, le tecnologie basate sull’analisi cognitiva ed in particolare la digitalizzazione dei dati di rete consentono di ottenere valore dai dati, orientando le scelte verso l’azione migliore – per mezzo di algoritmi predittivi e prescrittivi – prevedendo i potenziali guasti, automatizzando i processi e le scelte. La digitalizzazione a supporto della efficienza 17
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Fasi e benefici della digitalizzazione lungo la filiera Captazione Potabilizzazione Distribuzione Informazioni sullo stato delle risorse Fognatura Depurazione Ottimizzazione di processo, ricerca criticità Conoscenza rete, stand. manutenz.,effici enza energetica 18
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Risultati verso efficienza gestionale Costi di impleme ntazione Controllo più importanti standard Il costo di implementazione di un sistema full metering & data management (smart grid technology) non supera la decina di €c /Mc, funzione molto del numero di contatori installati, ma porta a significative riduzione % dei costi operativi, Lo Smart metering richiede una precisa architettura per essere pianificata e messa in funzione, ben potendo il progetto essere inficiato dalla dimenticanza di un solo aspetto. La opportunità di ridisegnare una rete usando lo smart metering consente di attivare il controllo dei più importanti standards come consumi, curve di consumo giornaliere e curve interattive di domanda – disponibilità ottemperando anche ad esigenze Regolatorie Derivare informazioni di processo verso efficienza – modellizzazione sistemi idraulici, gestione delle misure,morosità , ottimizzazione del regime di pressioni e consumi energetici,curve di consumo Perchè usare la tecnologia “smart metering” 19
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia • La Regolazione, a partire dal 2012, ha incentivato e standardizzato le modalità applicative (frequenza, protocolli) per la diffusione degli smart meters (ibridi e statici) nel settore della distribuzione gas, tanto che ad oggi la loro diffusione raggiunge quote % significative dell’ 80% e oltre • Nel settore idrico invece la diffusione sta avvenendo sulla base anche del sistema Regolatorio di qualità, i cui parametri consentono ai gestori di poter utilizzare valori premianti sui volumi distribuiti nella gestione, senza modalità applicative standard • La diffusione degli smart meters è comunque basata sui vantaggi in termini di efficienza gestionale ottenibili e misurabili dalle Utilities, oltre ai consumi in tempo reale • A distanza di alcuni lustri, durante i quali il settore della tecnologia del metering e delle trasmissione dati hanno offerto significativi sviluppi tecnologici, la strategia di due settori distributivi, per alcuni versi similari, ha adottato approcci completamente diversi • E’ pur vero che i due servizi vengono da esperienze di regolazione molto diverse nel tempo e che anche le connotazioni di produzione e distribuzione del prodotto sono diverse: solo il futuro potrà fornire elementi di raffronto tra le due scelte Il confronto con il sistema gas 20
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia — Il paradosso del Servizio Idrico Integrato. I cittadini sono consapevoli di pagare per alcuni servizi chiave del ciclo dell’acqua, ma non sanno che chi li svolge fa parte del Servizio Idrico Integrato. — Il paradosso del metering poco efficace. Nonostante i cittadini non abbiano consapevolezza del loro reale consumo di acqua, gli strumenti di monitoraggio come gli smart meters sono poco conosciuti (anche a causa di una loro limitata diffusione) e, per chi li conosce, ritenuti poco efficaci. — Il paradosso della spesa elevata. A fronte di una sottostima dei propri consumi giornalieri, 9 italiani su 10 sovrastimano la reale spesa in bolletta per l’acqua nel Paese con una delle tariffe più basse d’Europa, una percezione in peggioramento rispetto allo scorso anno. — Il paradosso della scarsa sicurezza dell’acqua del rubinetto. La sicurezza sulla qualità dell’acqua è il 1° timore che ostacola la scelta di non bere acqua del rubinetto, in uno dei Paesi con la qualità dell’acqua di rete più alta in Europa. *Indagine tratta da Libro bianco 2023 Ambrosetti I paradossi * 21
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  Venerdì 22 marzo2024, Volandia Grazie della attenzione Ing. Francesco Albasser - 22