MODUGNO, LA CENTRALE SORGENIA HA UN “GEMELLO DIGITALE”

Fabio Forghieri, responsabile dal 2015 dell’impianto in provincia di Bari : “Grazie al software che ci fornisce GE siamo in grado di monitorare in tempo reale le prestazioni e il funzionamento, dell’impianto, rendendolo sempre più affidabile e flessibile” 

Un digital twin, in italiano “gemello digitale”, per monitorare costantemente il funzionamento e le prestazioni della centrale termoelettrica a ciclo combinato Sorgenia di Modugno, in provincia di Bari. Grazie a questa tecnologia è possibile prevenire guasti, ottimizzare i consumi e la produzione, monitorare costantemente gli impianti e prendere decisioni in tempo reale basandosi sull’analisi dei dati, grazie a simulazioni digitali che sono in grado di riprodurre in un ambiente virtuale tutto ciò che accade, o potrebbe accadere, durante l’attività del sito. A spiegare il senso di questa innovazione e le opportunità che apre è Fabio Forghieri, dal 2015 responsabile dell’impianto pugliese.

Fabio, iniziamo da una breve presentazione della centrale di Modugno?

L’impianto di Modugno è uno dei quattro a ciclo combinato di proprietà di Sorgenia in Italia. L’azienda ha iniziato a investire sulla produzione di energia elettrica attraverso la tecnologia dei cicli combinati a partire dal 2005, e oggi conta - oltre a Modugno - sulle centrali di Termoli, Turano Lodigiano e Aprilia. Questi impianti si sposano perfettamente con la strategia di Sorgenia - perseguita ormai da oltre 10 anni - di abbracciare la transizione energetica puntando su digital&green, e diventando un player importante su scala nazionale sul mercato delle rinnovabili. Questo si traduce oggi in una potenza installata di circa 300 megawatt nell’eolico, nuovi impianti solari in progettazione e realizzazione per oltre 50 megawatt proprio in questo periodo, e sull’acquisizione di “San Marco Bioenergie” oggi Sorgenia Bioenergie, che opera nel mercato della produzione di energia elettrica da biomasse con un installato di circa 70 megawatt. Considerando questo scenario, è importante sottolineare come il lavoro che stiamo facendo con le centrali a ciclo combinato è imprescindibile e abilitante per la crescita delle rinnovabili in Italia.

Qual è il nesso tra le rinnovabili e le centrali a turbogas?

Modugno è il secondo impianto turbogas di Sorgenia per anzianità: è entrato in servizio commerciale nel 2010, quando rappresentava effettivamente la nuova frontiera della tecnologia di produzione dell’energia elettrica. Oggi ci troviamo di fronte a una tecnologia matura per performance e affidabilità. Si tratta di un impianto che è il complemento ideale per lo sviluppo delle energie rinnovabili e quindi della transizione green, in grado di sopperire ai problemi che derivano dalla loro caratteristica non programmabilità. Dal momento che le centrali a ciclo combinato sono particolarmente affidabili e possono mettere in gioco in tempi stretti e con la massima flessibilità grandi quantità di energia, rappresentano un sistema in grado di garantire la sicurezza del sistema elettrico anche quando non si può contare sull’apporto delle rinnovabili, a causa ad esempio di una siccità, della prolungata mancanza di vento o di luce solare.

Perché è così importante la flessibilità degli impianti?

Essenzialmente perché accorcia il tempo di risposta alle richieste di variazione di produzione elettrica per mantenere stabile il sistema: per “accendere” una centrale come la nostra basta meno di un’ora. A dimostrare il valore di questa tecnologia c’è il fatto che il mercato è oggi particolarmente avido di disponibilità e affidabilità, tanto che il gestore mette in campo strumenti che remunerano le centrali a ciclo combinato anche quando non producono, perché già soltanto la loro presenza rende più sicura la rete. Se volessimo utilizzare una metafora, potremmo dire che siamo una sorta di pronto soccorso della rete elettrica, che entra in azione soltanto in caso di bisogno, ma che per riuscirci bene deve poter contare su tecnologie all’avanguardia.

E qui entra in gioco il digital twin…

Proprio così. Su questi argomenti si innestano gran parte dei nostri sforzi in termini di digitalizzazione e di investimento in software che ci aiutino a minimizzare i tempi di inattività non programmati, e a prevedere eventuali scenari di guasto e indisponibilità. Perché non debba mai accadere che - proprio quando abbiamo bisogno della ruota di scorta - ci accorgiamo che è bucata.

In cosa consiste la tecnologia di digital twin che avete adottato?

Si tratta, per semplificare, di un software che è capace di analizzare, modulare e storicizzare diverse fotografie prese durante la marcia normale dell’impianto, di intersecarle tra loro e di identificare così una “way of living” ottimale. Una sorta di grande contenitore virtuale dove confluiscono parametri fisici acquisiti e caratteristiche operative, che è in grado di correlare questa “nuvola” di informazioni e di lanciare un alert ogni volta che è necessario, in base anche al training a cui è stato sottoposto prima di entrare effettivamente in azione. La particolarità di questo sistema è che è in grado di cogliere anche i segnali più “deboli”, i “precursori” di quelli che sarebbero stati rilevati dai sistemi di controllo deterministici in un secondo momento. A fornircelo è General Electric (GE), un partner che ha un grande valore aggiunto, dal momento che ha già potuto testare il sistema sui propri impianti, che hanno una scala importante a livello globale. Se dovessimo già fare un bilancio, devo dire che nell’ultimo anno abbiamo individuato derive di performance e di valori attesi che nascondevano il seme di guasti incipienti. Il risultato è una maggiore efficienza nelle operation, ad esempio per la manutenzione predittiva: grazie alle indicazioni che provengono dal software è possibile ridurre drasticamente i blocchi di produzione, riuscendo a effettuare rapidamente le operazioni di manutenzione straordinaria.

Un sistema di questo genere è utile per gestire meglio l’IoT, i sensori del vostro impianto?

Andiamo nella direzione di impianti sempre più affidabili. La centrale di Modugno, che è di progettazione relativamente recente e può contare su tecnologie al top, aveva un livello molto spinto di automazione già “by design”, con un flusso di informazioni costante dalle macchine al centro di controllo, il cosiddetto “distributed control system”. Una volta che si conta su una tale mole di informazioni, il passaggio chiave per migliorare l’affidabilità è di prendere questi dati e portarli in cloud su un layer disponibile per essere analizzato dall’intelligenza artificiale o da software sofisticati. Ovviamente il sistema ha bisogno di un tramite cognitivo, e su questo possiamo contare sull’assistenza e la collaborazione con GE, che ci ha messo a disposizione la propria struttura tecnica per formare, in affiancamento, le nostre risorse.

È già quantificabile un vantaggio del digital twin in termini di contenimento dei costi?

Direi proprio di sì. Nel nostro mondo un outage non programmato può arrivare a costare anche diversi milioni di euro al giorno. E il digital twin, come dicevamo, può dare warning che limitano i problemi a effetti molto meno impattanti, oltre che anticipare rotture che potrebbero rivelarsi catastrofiche dal punto di vista economico. La tecnologia può essere utile anche per evidenziare segnali di depauperamento delle performance, che a lungo andare potrebbero causare danni in termini di mancati introiti. In più, nel nostro campo il saving economico coincide con la sostenibilità ambientale: una macchina che funziona in maniera ottimale, infatti, è una macchina che produce effetti positivi sull’ambiente. In conclusione, si tratta di un investimento che si ripaga velocemente, e che a fronte di una spesa di qualche centinaio di migliaia di euro all’anno può abilitare benefici quantificabili in milioni.

Come riuscite al mantenere la sicurezza informatica di un ambiente produttivo così digitalizzato?

Oggi non c’è più un perimetro di sicurezza “fisico”: la condivisione dei dati espone le infrastrutture critiche a rischi che devono essere contenuti per forza di cose con l’automatizzazione. A maggior ragione dal momento che la generazione elettrica è un settore strategico. Nel nostro caso, senza scendere troppo nel dettaglio, contiamo su layer fisici montati sui sistemi di comunicazione di scambio dati, con sniffer che attraverso algoritmi fanno statistiche e correlano i flussi di informazioni: appena viene rilevato qualcosa di anomalo viene lanciato un alert, e in questo modo è possibile contenere i danni. Inoltre contiamo su protezioni anche a livello hardware sulla gestione dell’operatività di impianto. Infine, nella comunicazione con il mondo esterno siamo coadiuvati da Accenture, ABB e Leonardo, che attraverso i loro Security Operation Center monitorano in tempo reale le richieste di accesso ai nostri sistemi, dall’interno e dall’esterno.