Smart Energy Systems

Si occupa della promozione della ricerca, sviluppo e produzione di sistemi di generazione e distribuzione di risorse e tecnologie energetiche sostenibili per l’industria, i consumatori ed i servizi pubblici.

SFIDE IDENTIFICATE

1. Energie rinnovabili:

- Lo sviluppo di nuove tecnologie e progettazione di sistemi in grado di integrare, anche su larga scala, impianti di produzione energetica da fonti rinnovabili diverse, o anche impianti di produzione con utilizzatori finali, in ottica di autoconsumo (es. Building integrated photovoltaics - BIPV).
- Lo sviluppo della filiera del riciclo (es. dei materiali dei pannelli solari).

2. Idrogeno:

- Il deployment contemporaneo di infrastruttura di produzione, distribuzione e utilizzo di idrogeno (includendo flotte significative di veicoli alimentati a idrogeno1).
- La transizione da grey H2 a green e blue H2 (sviluppo di sistemi efficienti di produzione di idrogeno green o blue in grado di fornire volumi adatti agli impieghi energetici).
- L’upgrading del biogas a bio-metano e cattura e utilizzo della CO2.
- L’integrazione dell’idrogeno nelle reti gas come vettore energetico alternativo o integrativo al gas naturale (concetto di fuel flexibility) per la decarbonizzazione di processi industriali energivori e nella mobilità pesante su strada, rotaia, navale e aerea, nonché per tutti gli usi finali (inclusa la produzione di energia elettrica).
- Lo sviluppo dei sistemi d’accumulo d’idrogeno (chimico, geologico o in bombole) per migliorarne efficacia e sicurezza.
- L’utilizzo dell’idrogeno nelle smart grids elettriche, come vettore energetico per stoccare eccedenze di energia a favore di un sistema integrato e flessibile dei vari vettori energetici.
- Lo sviluppo della normativa tecnica per un più efficace e sicuro sfruttamento dell’idrogeno come vettore energetico.

3. Smart Grids:

- Favorire interventi di potenziamento e digitalizzazione della rete elettrica di distribuzione (in ottica Smart Grid) necessari al raggiungimento degli obiettivi al 2030 di transizione energetica previsti nel PNIEC, volti ad abilitare la connessione di un maggior numero di impianti FER e favorire l’elettrificazione dei consumi.
- Favorire lo sviluppo di progetti pilota innovativi finalizzati a promuovere nuovi concept di gestione avanzata della rete di distribuzione di energia elettrica.
- L’introduzione di sistemi multi-energy (power-to-heat, power-to-gas, vehicle-to-grid) che sfruttano la flessibilità di altri vettori energetici (termico, gas e mobilità) per incrementare flessibilità e sicurezza del sistema elettrico.
- L’avvio di energy community che ottimizzano a livello locale lo sfruttamento delle risorse energetiche rinnovabili.
- L’integrazione di tecnologie elettriche con quelle dell’informazione e comunicazione, in un’ottica di Smart City (“città intelligente”) e di Smart Metering (telecontrollo della distribuzione energia, gas, elettricità, acqua).
- L’impiego della proattività dei consumatori (da consumer a prosumer).
- L’incremento dell’efficienza, trasparenza ed efficacia dei sistemi energetici, attraverso la gestione ottimale degli impianti esistenti.
- Il ricorso più spinto alla domotica.
- L’introduzione massiccia di illuminazione efficiente e infrastrutture per la mobilità elettrica.

4. Batterie:

- L’avvio di una filiera di servizi alla produzione di batterie di nuova generazione, attraverso lo sviluppo di laboratori ad alto grado di automazione, capaci di realizzare e caratterizzare celle elettrochimiche di varie caratteristiche e dimensioni (fino alla scala pilota pre-industriale), di implementare sistemi di diagnostica e controllo innovativi e di testare efficienza e sicurezza di moduli e sistemi completi.
- Il potenziamento dell’autoconsumo domestico e di altri settori.
- Lo sviluppo della filiera del riciclo (incluso il recupero di materiali e metalli) e del second life delle batterie.

5. Maintenance e Repowering:

- La manutenzione e ripotenziamento degli impianti di energia rinnovabile esistenti con una attenzione all'allungamento del ciclo di vita dei prodotti (Extended Life Time).
- Lo sviluppo di nuove applicazioni di biocarburanti.

OBIETTIVI DEL CLUSTER

1. Implementare tecnologie e dispositivi innovativi sulla rete elettrica di distribuzione volti ad un suo controllo evoluto in ottica Smart, per favorire la transizione energetica .
2. Accelerare lo sviluppo e ampliare il campo di applicazione di nuove tecnologie energetiche rinnovabili sul territorio lombardo, favorendo la nascita di progetti integrati, multidisciplinari e la diffusione di casi esemplari.
3. Promuovere lo sviluppo dell’intera filiera dell’idrogeno, dalla produzione di green and blue H2, o di bio-metano da conversione di CO2, alla distribuzione e utilizzo di miscele gas naturale e idrogeno, fino allo stoccaggio in serbatoi geologici, in bombole, o in vettori chimici ad alta densità.
4. Favorire lo sviluppo di sistemi multi-energy, capaci di integrare più vettori energetici, allo scopo di fornire strumenti di flessibilità a basso costo alla rete elettrica e consentendo, quindi, una maggiore penetrazione di fonti rinnovabili non programmabili sulla stessa.
5. Favorire la formazione di comunità energetiche autosufficienti, l’autoconsumo domestico e, in generale, la pro-attività dei consumatori, anche attraverso la diffusione degli impianti fotovoltaici.
6. Favorire l’integrazione delle reti energetiche con quelle dell’informazione e comunicazione, attraverso un uso sempre più spinto della domotica e di sistemi di gestione e controllo intelligenti.
7. Lo sviluppo della catena del valore delle batterie, dall’avvio di servizi legati alla produzione e caratterizzazione di celle, moduli e sistemi completi, fino al potenziamento della filiera del riciclo e second-life.
8. Favorire la creazione di eco-regioni virtuose che mirano a ridurre il consumo energetico e promuovendo la transizione verso un modello di economia circolare basato su simbiosi industriale.
9. Realizzare azioni di sensibilizzazione e formazione verso le PMI delle filiere interessate.
10. Favorire e sostenere la progettazione di interventi dimostrativi e integrati tra industria, ricerca e pubblica amministrazione nell’ambito delle smart grid ad esempio per diffondere la cultura della “manutenzione e ripotenziamento” degli impianti con una attenzione all'allungamento del ciclo di vita dei prodotti (Extended Life Time).

PROGETTI SPECIALI

1. Gruppo di Lavoro intercluster sul Biometano