La smart sector integration si occupa di sviluppare tecnologie e metodologie che facilitano il collegamento delle infrastrutture energetiche (elettricità, gas e calore), dei trasporti e dell’industria, con l’obiettivo di aumentare la penetrazione delle fonti energetiche rinnovabili e decarbonizzare l’economia.
Lo stoccaggio dell’energia e l’integrazione settoriale possono velocizzare la transizione energetica, rendendola anche più sostenibile sul piano economico.
ENEA grazie al suo retroterra scientifico pluridisciplinare e a una dotazione di infrastrutture costituita da laboratori ed impianti prototipali è in grado di sviluppare il tema della smart sector integration secondo un approccio multi-obiettivo e multisettoriale. Questo approccio consente non solo di sviluppare in ambienti di simulazione digitale avanzati le tecnologie, le metodologie e le strategie proposte per attuare la smart sector integration, ma anche di testarle sperimentalmente in contesti significativi e/o operativi.
ENEA conduce da anni ricerche sui diversi ambiti legati alla smart sector integration. In particolare, si occupa di sistemi di accumulo termico innovativi ad alta efficienza (materiali a cambiamento di fase, sali fusi, materiali innovativi, processi termo-chimici) per stoccare calore di origine solare e non, utili per applicazioni in settori industriali ed applicazioni a servizio di comunità energetiche.
ENEA sviluppa pompe di calore che utilizzano materiali adsorbenti come le zeoliti per riutilizzare il calore di scarto da processi industriali e propone soluzioni per migliorare il collegamento tra impianti solari a concentrazione ed impianti fotovoltaici e processi industriali, con un focus sulla produzione di combustibili da fonte solare termica, come l’idrogeno.
ENEA esplora anche tematiche altamente innovative come l‘ibridazione della tecnologia solare con altri sistemi e fonti energetiche rinnovabili tramite sistemi tipo Carnot battery, promuove lo sviluppo di strumenti digitali ed IoT per migliorare la compatibilità ambientale degli impianti di energia rinnovabile e delle reti energetiche.
ENEA sviluppa strumenti digitali per rendere più resilienti gli impianti energetici e le reti energetiche, sviluppando innovative tecniche di manutenzione predittiva. Si interessa dell’uso di tecniche di AI e sistemi robotici per il miglioramento delle performance tecnico-economiche di sistemi e reti energetiche di varia natura, della loro manutenzione e per un completo sviluppo del paradigma di digitalizzazione energia-ambiente. In questo ambito rientrano anche lo sviluppo di tecnologie per Smart Grid, la cybersicurezza per reti energetiche e l’ottimizzazione della resilienza delle reti elettriche/termiche. Altre linee di ricerca includono lo sviluppo di modelli di AI per il forecasting della produzione energetica da sorgenti rinnovabili e loro integrazione in nuovi mercati energetici.
ENEA, inoltre, lavora sul concetto hub energetici rinnovabili multi-vettore per applicazioni avanzate nei vari settori industriali e per la decarbonizzazione dei settori hard-to-abate. In questo ambito rientrano l’impiego di modelli innovativi per migliorare l’efficienza di scambi termici, le strategie di gestione per reti energetiche multi-vettore (elettrico, termico, green fuel), e l’elaborazione di scenari di applicazione delle energie rinnovabili a servizio di utenze industriali e comunità energetiche.
Le principali infrastrutture ENEA in cui si svolgono le attività sperimentali sono:
- i) il parco sperimentale solare termico a concentrazione e accumuli termici del Centro della Casaccia, una struttura di livello europeo già censita nell’elenco delle infrastrutture ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures) ed in predicato per essere inserita nell’ERIC Eu Solaris, ii) il Laboratorio avanzato di membrane per l’idrogeno, iii) la Smart Energy Microgrid, test di accumulo termico alta temperatura e laboratorio di strategie operative per reti termiche a bassa temperatura del Centro ricerca di Portici, iv) il laboratorio Accredia e v) la facility SUNSTORE del centro ricerca di Trisaia.
I principali progetti di ricerca in corso sono il progetto Mission Innovation, il Piano Triennale di realizzazione 2025-2027 della Ricerca di Sistema Elettrico (Progetto 1.9 “Tecnologia CSP/CST”; Progetto 1.3 “Progetto integrato Idrogeno; Progetto 1.5 “Edifici ad alta efficienza per la transizione energetica”), progetti europei finanziati nell’ambito di Horizon Europe EU-DREAM, PANORAIMA, EU-SOLARIS, progetti PNRR “Rome technopole” per la creazione e il rafforzamento di ecosistemi dell’innovazione e RAISE “Robotics and AI for Socio-economic Empowerment”, il progetto “HEXERGY “Pompa di calore innovativa per il recupero di cascami termici in applicazioni industriali a media e alta temperatura”, finanziato nell’ambito dei Bandi B della Ricerca di Sistema Elettrico e, infine, il Joint Cooperation Agreement ENEA-ENI Progetto 3 “CSP e Storage Termico”.