Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile
Risorsa idrica e sistema energetico (Progetto 1.11)
Impianto sperimentale Fresnel “ENEA-SHIP” (Centro Ricerche ENEA Casaccia)
Responsabile Scientifico del Progetto:
Girolamo Di Francia
(
Piano Triennale di realizzazione 2025-2027
L’Italia è un paese a forte stress idrico e, al contempo, dipendiamo energeticamente, per circa l’80%, da altri paesi. Queste due criticità si intrecciano in maniera visibile soprattutto nei mesi estivi quando il fabbisogno di acqua del settore agricolo compete direttamente con la richiesta della stessa risorsa da parte delle centrali idroelettriche. Ma l’intreccio è assai più complesso di così ed il progetto Energia e Risorse Idriche, PTR 1.11 della Ricerca di Sistema 2025-2027, lo affronta chiarendo quale è la disponibilità effettiva della risorsa idrica, come e quanta di questa può essere utilizzata per produrre energia rinnovabile e quanto il suo riuso può contribuire a mitigare il problema. Il progetto mira a sviluppare conoscenze utili alle pubbliche amministrazioni, ai decisori politici ed agli operatori del settore agricolo in modo che abbiano una visione la più completa possibile della connessione tra le due criticità e delle possibilità che oggi la tecnologia offre per gestirle al meglio ed in maniera vantaggiosa per la salvaguardia dell’ambiente e per rafforzare le nostre strutture produttive.
Mappatura dei corpi idrici utilizzabili per lo sviluppo del fotovoltaico flottante tramite tecniche di estrazione da immagini telerilevate (e.g. Sentinel-2) e algoritmi di analisi spaziale e GeoAI
WP1 - Disponibilità della risorsa idrica e compatibilità tra i diversi usi e quello energetico
Referente scientifico: Grazia Fattoruso (
Il WP1 si propone di sviluppare metodi e strumenti digitali per la valutazione della disponibilità delle risorse idriche e il potenziale di utilizzo per produrre energia rinnovabile (tramite impianti idroelettrici, FPV, H2 verde), compatibilmente con la pluralità di usi che le caratterizzano. In particolare sarà creato un catasto regionale delle risorse idriche sfruttabili per lo sviluppo di energia rinnovabile tramite metodologie geomatiche (i.e. GIS, GeoAI, immagini satellitari), considerando sia limitazioni tecniche che ambientali. Attraverso la modellistica climatica e idrologica sarà elaborata un’analisi climatica delle principali variabili meteorologiche, sia storiche che in proiezione futura, e valutata la diponibilità idrica per una pluralità di usi. Verranno inoltre prese in considerazione infrastrutture idriche ad uso plurimo dell’acqua e analizzata, attraverso modelli di bilancio idrico dell’opera idraulica presente, l’affidabilità delle stesse e la compatibilità tra i diversi usi. Infine, saranno sviluppati approcci tradizionali e basati su IA per analizzare l’impatto delle perdite nelle reti di distribuzione (potabile, irrigua) sulla disponibilità idrica e sul consumo energetico.
Monitoraggio ambientale di un impianto fotovoltaico flottante tramite ROV subacqueo, per valutare l’impatto sull’ecosistema acquatico.
WP2 - Uso dell’acqua nei sistemi di produzione energetica
Referente scientifico: Andrea Zanela (
Il WP2 mira a sviluppare soluzioni innovative per migliorare la sostenibilità e l’efficienza nell’uso dell’acqua nei sistemi energetici, con particolare attenzione all’integrazione tra fotovoltaico flottante, risorse idriche e produzione di idrogeno. Il lavoro è articolato in tre Macro-Task.
Il Macro-Task 2A studia l’impatto ambientale degli impianti fotovoltaici galleggianti nei bacini idrici, sviluppando metodologie avanzate di monitoraggio basate su ROV dotati di sensori multiparametrici. Le attività comprendono la pianificazione delle campagne di misura, l’analisi ecotossicologica e la modellazione degli effetti di radiazione, temperatura e microclima sull’acqua.
Il Macro-Task 2B analizza l’integrazione dei sistemi fotovoltaici con i bacini agricoli, valutando gli impatti su evaporazione, qualità dell’acqua e funzioni collegate (irrigazione, fish-farm, pompaggio). Sono sviluppate architetture sensoristiche IoT, algoritmi AI/ML e prototipi di digital twin per monitoraggio e controllo avanzato.
Il Macro-Task 2C ottimizza l’uso dell’acqua nella produzione di idrogeno verde, valutando disponibilità idrica, sovrapproduzioni rinnovabili e tecnologie di trattamento. Vengono creati modelli 0D per elettrolizzatori a bassa e alta temperatura e condotte prove sperimentali con acque trattate o desalinizzate.
Il WP2 contribuisce allo sviluppo di tecnologie sostenibili, combinando monitoraggio intelligente, energie rinnovabili e gestione efficiente dell’acqua.
Water - Energy – Food Nexus. Recupero e riutilizzo risorse idriche non convenzionali
WP3 - Strategie di adattamento ai cambiamenti climatici per la salvaguardia della risorsa idrica
Referente scientifico: Luigi Petta (
Il WP3 prevede studi, valutazioni e verifiche sperimentali sul Water-Energy-Food Nexus analizzando le interconnessioni tra specifici servizi quali l’elettrico e l’idrico integrato e settori produttivi idroesigenti quali l’agroalimentare. Identifica le competizioni tra i diversi usi della risorsa idrica, approfondendo tali aspetti su scala nazionale e in specifiche aree sensibili, e valuta misure di adattamento, come il riutilizzo di risorse idriche non convenzionali a vantaggio di altri settori considerando anche aspetti qualitativi con studi dedicati alla contaminazione da microplastiche e molecole emergenti.
Il Macro-Task 3A conduce analisi territoriali sulle interconnessioni nell’uso della risorsa idrica tra sistema energetico nazionale, settori produttivi e il sistema idrico integrato. Valuta il potenziale di produzione di acque reflue trattate come risorsa non convenzionale a supporto della produttività del sistema elettrico e agroalimentare come di strategie di contrasto ai cambiamenti climatici e prevede l’analisi delle esigenze di adeguamento delle filiere irrigue e del parco impianti rispetto ad obiettivi di riduzione dell’inquinamento e di neutralità energetica di settore.
Il Macro-Task 3B sviluppa una metodologia GIS per valutare il recupero e il riuso sicuro di acque meteoriche e reflue nelle isole minori e prevede l’implementazione di sistemi di monitoraggio della qualità delle acque raccolte in modo da garantirne un riutilizzo sicuro, riducendo le pressioni sulle risorse naturali e generando risparmi energetici a supporto dell’individuazione di nuove strategie di adattamento.
ll Macro-Task 3C – prevede studi e valutazioni sperimentali per il riutilizzo delle acque reflue depurate mediante la definizione di tecniche analitiche di misurazione dei contaminanti emergenti negli effluenti depurati, l’analisi delle rese di rimozione conseguibili tramite tecnologie innovative e la valutazione degli effetti ad essi correlati nei diversi ecosistemi fornendo supporto alle analisi di rischio.
Il WP3 sviluppa approcci metodologici e tecnologici volti a rafforzare la resilienza dei sistemi territoriali e produttivi con particolare riferimento ad aspetti connessi all’uso dell’energia e delle risorse idriche in ottica di circolarità e tutela ambientale.
Coordinamento e Strategie di engagement e disseminazione.
WP4 - Gestione del progetto e comunicazione e disseminazione dei risultati
Referente scientifico: Saverio De Vito (
Il WP4 ha lo scopo di coordinare e raccogliere le azioni di diffusione effettuate nei WP tecnici del progetto al fine di fornire un quadro completo delle iniziative e degli interventi a cui gli affidatari e i co-beneficiari del progetto hanno contribuito articolandoli secondo i profili dei target disseminativi e supportando, attraverso eventi specifici, la creazione di una comunità di innovazione. Inoltre, il WP4 illustrerà risultanze e contributi derivanti dalla partecipazione a comitati tecnici e tavoli di confronto di interesse per l’innovazione, la regolazione e la normazione dei contesti applicativi del progetto.
I risultati delle attività saranno diffusi attraverso:
- presentazioni e pubblicazioni di poster, memorie e articoli scientifici a conferenze e riviste ed eventi pubblici [Comunità Scientifica];
- azioni di formazione a seminari e master universitari [Istruzione Superiore]
- partecipazione ad eventi di divugazione scientifica [Scuole, Pubblico Generale];
- partecipazioni ad eventi e tavole rotonde del settore, a livello nazionale ed internazionale, al fine di fornire supporto allo sviluppo dell’ innovazione e del quadro regolatorio dei contesti applicativi del progetto [Comunità Regolativa e di Innovazione];
- organizzazione di un evento finale, in cui gli affidatari e i co-beneficiari del progetto presenteranno in modo organico e sinergico i risultati ottenuti dal progetto integrato (Stakeholder);
- disseminazione di news e avanzamenti su siti web degli affidatari sui quali, al termine del processo di valutazione, saranno resi disponibili tutti i prodotti della ricerca.