Ricerca e Sviluppo

Anche nel 2021 Iren ha contribuito alla realizzazione di importanti progetti di innovazione cofinanziati con fondi pubblici per la ricerca. A tale proposito, si riportano nel seguito i principali progetti in corso, per un valore complessivo a carico del Gruppo Iren pari a circa 8,6 milioni di euro, di cui circa la metà oggetto di finanziamento. Relativamente a tali importi, la spesa sostenuta nel corso dell’anno è stata pari a circa 2.165.000 euro, di cui circa 1.280.000 euro coperti da finanziamento.

Di seguito i progetti conclusi ed in corso nel 2021.

Recupero di materia da RAEE R1/R2 (Bando Ministero dell’Ambiente)

Il progetto, conclusosi nel mese di agosto 2021, aveva come obiettivo principale lo sviluppo di tecnologie ad elevata replicabilità e rapidamente trasferibili al mondo industriale, finalizzate all’ottimizzazione della gestione dei rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE) ed in particolare il recupero del poliuretano dai frigoriferi (RAEE R1) come materia prima secondaria e l’ottimizzazione della separazione del cemento dalla carcassa delle lavatrici (RAEE R2). Nel corso del 2021, Iren Ambiente ed AMIAT, partner del progetto, hanno portato a conclusione l’analisi di fattibilità tecnico-economica per l’implementazione di una linea di raffinazione del poliuretano prodotto dal trattamento di RAEE R1; sono inoltre stati eseguiti presso l’impianto AMIAT Trattamento Beni Durevoli (TBD) alcuni test di un prototipo per il taglio semi-automatizzato delle carcasse delle lavatrici.

SATURNO (Bando Piattaforma Tecnologica Bioeconomia – Regione Piemonte)

Il progetto prevede di validare, su piattaforma industriale, la conversione della frazione organica dei rifiuti e della CO2 di scarico dagli autoveicoli e da produzioni industriali, in biocarburanti e biochemicals; nello specifico, il progetto prevede di valorizzare la frazione organica dei rifiuti di origine urbana, normalmente convertita in energia termica, elettrica, bio‐metano e compost, attraverso l’estrazione di sostanze ad alto valore aggiunto come idrogeno, acidi carbossilici, biofertilizzanti e biostimolanti. Iren è coinvolta nel progetto insieme alla collegata GAIA presso la quale verranno eseguiti test di separazione e trattamento delle bio‐plastiche separate dal sovvallo della FORSU (Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani); Iren è inoltre coinvolta nello sviluppo del Business Plan della bioraffineria integrata SATURNO, testata e validata nel corso del progetto.

Nel corso del 2021, Iren ha proseguito le attività di raccolta ed elaborazione dei dati sperimentali al fine di impostare lo sviluppo del Business Plan. Oltre ai test in campo del selettore ottico sono inoltre state sviluppate le attività sperimentali inerenti trattamento e valorizzazione delle bio-plastiche nell’ambito dei tradizionali processi di digestione anaerobica/compostaggio

OnlyPlastic (RFCS – 2019)

Avviato nel mese di settembre 2020, il progetto OnlyPlastic si pone l’obiettivo di sostituire le fonti di carbonio fossile (carbone, coke, coke di petrolio) nei forni ad arco elettrico dell’acciaieria Feralpi di Lonato (BS) con polimeri densificati derivanti da residui del trattamento di rifiuti plastici. Per raggiungere un utilizzo ottimale di granulo SRA (agente riducente secondario) nell’acciaieria di Feralpi è prevista la realizzazione di un prototipo per il trasporto, movimentazione e caricamento del granulo oltre alla progettazione di un nuovo sistema di iniezione rispondente alle caratteristiche dello SRA ottenuto in conformità alle specifiche della norma UNI 10667‐17.

All’interno del progetto, il ruolo di Iren, tramite I.BLU, si configura nell’ambito della produzione di materiale plastico densificato da utilizzarsi come agente riducente/schiumogeno alternativo alle fonti fossili nei processi di produzione dell’acciaio. I.BLU fornirà sia un prodotto derivante dai residui della plastica post‐consumo destinato all’iniezione che uno concepito per il caricamento in cesta.

Il progetto ha visto nei primi mesi la partecipazione di I.BLU alle attività di caratterizzazione ed ottimizzazione del prodotto per l’utilizzo in acciaieria. Sono state completate le attività preparatorie alle forniture di agente riducente al partner di progetto, che saranno attivate nel corso del 2022.

PolynSPIRE (Horizon 2020)

Il progetto PolynSPIRE si pone l’obiettivo di dimostrare una gamma di soluzioni sostenibili, innovative ed economicamente vantaggiose, per la valorizzazione energetica e di materia dei materiali plastici post‐consumo e derivanti da scarti industriali. Vengono considerati tre macrosettori di innovazione: 1) riciclo chimico assistito dall’utilizzo di microonde e catalizzatori magnetici; 2) additivazione avanzata e irraggiamento di polimeri con radiazioni ad alta energia per promuovere un riciclo plastico di alta qualità; 3) valorizzazione dei rifiuti plastici come fonte di carbonio nell’industria siderurgica. Nello specifico, Iren partecipa al progetto attraverso la controllata I.BLU con un contributo sulla terza linea di ricerca. Su questo tema, sono state portate a termine le attività inerenti all’ottimizzazione della formulazione e del processo produttivo del granulo I.BLU e sono stati avviati i test industriali in acciaieria. Sono state completate le forniture di agente riducente al partner di progetto.

CHESTER (Horizon 2020)

Il progetto ha l’obiettivo di sviluppare ed integrare una soluzione innovativa di tipo Power‐to‐Heat‐to‐Power che consenta la massimizzazione dello sfruttamento delle RES elettriche non programmabili e RES termiche già abbinate a sistemi di TLR. Il sistema oggetto dello studio, denominato CHEST, sfruttando pompe di calore, accumuli a calore latente e cicli organici Rankine (ORC), consentirà di trasformare l’energia elettrica in calore, stoccarlo e successivamente produrre nuovamente energia elettrica.

Iren è coinvolta nel progetto in qualità di gestore di reti di teleriscaldamento e ha fornito dati operativi di produzione elettrica e termica degli impianti di Torino e della domanda di rete del teleriscaldamento come input del modello del sistema CHEST. Iren sta effettuando la supervisione nelle fasi di sviluppo dei componenti del sistema e dell’infrastruttura di controllo, e nel corso del 2021 ha avviato l’analisi e lo sviluppo dei modelli di business relativi alle opportunità di mercato, individuate con il supporto dei partner di progetto, che prevedono lo sfruttamento del sistema CHEST in impianti FER.

Energy Shield (Horizon 2020)

Il progetto intende sviluppare una piattaforma integrata di sicurezza informatica, utilizzabile da tutti gli attori della filiera energetica (Gestori della rete di trasmissione, distributori, aggregatori, produttori) per prevenire futuri attacchi e imparare come difendersi analizzando attacchi passati. Iren partecipa in qualità di Distributore (tramite IRETI) supportando i partner nella definizione degli strumenti di cyber security specifici, predisponendo una verifica di fattibilità (sulla carta) ed eventualmente un test in campo “offline” applicato a uno o più sottosistemi della rete (telecontrollo, SCADA, smart meters, reti TLC a supporto etc.). Nel corso del 2021 le società del Gruppo hanno principalmente supportato due verticali di sviluppo. La prima di queste ha riguardato lo sviluppo di una piattaforma per testare il comportamento, la competenza e la consapevolezza dei dipendenti sui temi legati alla cyber-sicurezza (Security Behaviour Analysis tool). Tale verticale è guidata dall’università NTUA di Atene. Iren ed Ireti hanno provveduto a testare la piattaforma mediante un primo gruppo di circa 15 beta-user, a tradurre il questionario in italiano, ad individuare criticità e punti di forza e a gettare le basi per un test esteso ad una popolazione più ampia (circa 250 utenti), in programma per il 2022.

La seconda verticale di sviluppo riguarda un sistema di Anomaly Detection per rilevare eventuali penetrazioni del telecontrollo a livello di cabine primarie. Nel 2021 è stato installato il sistema presso la cabina primaria della sede del Martinetto e sono state eseguite le prime misurazioni e test.

ENERGYNIUS (POR‐FESR 2014‐2020 Emilia‐Romagna)

Il progetto ENERGYNIUS (acronimo di Energy Networks Integration for Urban Systems) intende delineare modelli di sviluppo che mettano le Energy Communities e i Distretti Energetici nelle condizioni di effettuare scambi bidirezionali con le reti energetiche, offrendo quindi energia e servizi al sistema regionale/nazionale. Saranno inoltre sviluppati strumenti software basati su algoritmi di gestione ottimizzata, modelli di simulazione real‐time e diagnostica dei distretti energetici per identificare le migliori soluzioni tecnologiche e di controllo dei sistemi di produzione, accumulo e distribuzione dell’energia. Alcuni degli algoritmi sviluppati verranno integrati in un dispositivo hardware per il controllo degli impianti energetici. Strumenti software e hardware saranno validati sia in ambiente simulato sia in ambiente reale su almeno tre casi studio. Iren partecipa al progetto come partner esterno, fornendo il proprio punto di vista sullo sviluppo dei tool di progetto ed eventualmente con test sul campo.

EVERYWH2ERE (Horizon 2020)

L'obiettivo del progetto è quello di sviluppare un gruppo elettrogeno a cella a combustibile “plug and play” alimentato a idrogeno, facile da trasportare a livello urbano per alimentazione elettrica temporanea in diversi settori (cantieri, festival musicali, eventi temporanei, centri espositivi) ed in grado di garantire alti livelli di affidabilità e sicurezza oltre ad una riduzione delle emissioni rispetto ai gruppi elettrogeni tradizionali. Il gruppo Iren, in qualità di terza parte di Environment Park, testerà uno skid ad idrogeno, attualmente installato presso la sede di Friem a Segrate (Milano), per la produzione di energia elettrica durante eventi/fiere (modalità gruppo di continuità/generatore mobile).

Nel corso del 2021, Iren ha supervisionato l’iter di validazione dei generatori e ha iniziato ad individuare, nonostante il perdurare dell’emergenza Covid-19, eventi legati alla città di Torino durante i quali testare il generatore da 25 kW nel 2022, iniziando a predisporre la documentazione necessaria per l’iter autorizzativo.

INCIT‐EV (Horizon 2020)

L’obiettivo del progetto INCIT‐EV è quello di sviluppare e sperimentare sul campo un set di infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici, tecnologie hardware e software e modelli di business per spingere l’adozione su larga scala della mobilità elettrica.

Il Gruppo Iren partecipa al progetto tramite la capogruppo, Iren Mercato ed Ireti per lo sviluppo del progetto pilota nel parcheggio di interscambio Caio Mario a Torino che intende testare un sistema di colonnine DC (a ricarica sia lenta sia veloce), direttamente collegate alla cabina di alimentazione in corrente continua della linea tramviaria. Nel corso del 2021, Iren ha partecipato alla definizione delle specifiche per la realizzazione della cabina di conversione ed è stata bandita una gara di approvvigionamento che permetterà la realizzazione delle opere nel primo semestre del 2022.

PLANET (Horizon 2020)

Il progetto Planet, concluso a gennaio 2021, ha studiato tecnologie e vincoli regolatori per lo sfruttamento sinergico delle reti di distribuzione (elettriche, gas e termiche). Durante il progetto sono state modellizzate tecnologie di accumulo e conversione, simulati sistemi intelligenti di gestione automatizzata multi‐grid, creati nuovi business model e testati, in un pilota fisico, sistemi di conversione di energia.

Il Gruppo ha progettato e installato un sistema pilota a pompa di calore gestibile da remoto, ad integrazione dell’impianto di riscaldamento e raffrescamento, presso un edificio in propria gestione a Torino. Il fine della sperimentazione è stato testare in campo la gestione congiunta di vettori energetici per l’attivazione di strategie di flessibilità della domanda con l’ottica di fornire servizi ancillari alla rete elettrica. La pompa di calore è stata testata nella stagione termica invernale per bilanciare squilibri dei carichi o partecipare ai mercati elettrici ancillari, ottimizzando al tempo stesso il fabbisogno energetico dell’edificio e le misure di flessibilità richieste dalla rete elettrica.

PUMP‐HEAT (Horizon 2020)

Il progetto si è posto l’obiettivo di aumentare la flessibilità degli impianti convenzionali a fonte fossile, in particolare degli impianti a ciclo combinato, al fine di soddisfare le sempre maggiori esigenze della rete per compensare le fluttuazioni di offerta derivanti dalle fonti rinnovabili. Il progetto ha studiato l’abbinamento di pompe di calore a impianti a ciclo combinato cogenerativi e cicli combinati convenzionali; si è inoltre analizzato l’abbinamento con sistemi per lo stoccaggio di calore e freddo. Dalle valutazioni preliminari effettuate nel progetto, ci si attende che una pompa di calore di grande taglia possa portare ad un incremento di 1,5 punti percentuali sul rendimento dell’impianto in assetto pienamente cogenerativo.

5G‐Solutions (Horizon 2020)

L’obiettivo del progetto 5G‐Solutions, avviato nel 2019, è quello di sperimentare, in differenti test di campo, le funzionalità, potenzialità e limiti della rete 5G, con particolare attenzione alla valutazione degli indicatori di performance definiti dagli enti di standardizzazione preposti. Tali test verteranno sulle verticali Factories of the Future, Smart Energy, Smart Cities, Smart Ports, Media & Entertainment. Iren partecipa alle attività della verticale “Energy” valutando i benefici relativi all’integrazione e sfruttamento della rete 5G (e delle sue caratteristiche principali di velocità, limitata latenza e alta affidabilità) nei casi d’uso del Demand Side Management a livello di edificio e di Smart Charging delle flotte di veicoli elettrici, attraverso due piloti sviluppati e gestiti dal Gruppo.

Nel 2021 è stata definita e testata in versione Beta l’infrastruttura software per il controllo e monitoraggio dei casi studio, lavorando sull’integrazione e compatibilità con i servizi esistenti e le policy di sicurezza ICT del Gruppo. I sistemi hardware di interfacciamento con la pompa di calore, così come un prototipo per la regolazione dei carichi domestici, sono stati installati e testati preliminarmente.

Evolution2G (EMEurope Call 2016)

Il progetto “eVolution2G”, iniziato a giugno 2018 e concluso a gennaio 2021, ha approfondito e testato sul campo il concetto di Vehicle to Grid (V2G), ovvero un sistema in cui i veicoli elettrici hanno un ruolo di bilanciamento sulle reti elettriche. Le innovazioni principali che il progetto ha portato avanti si basano sullo sviluppo di un prototipo di EMCS (Energy Management and Control System) per la gestione dei dati a seconda dei diversi soggetti interessati, nell’ottica di migliorare l’equilibrio della rete elettrica, e su test prototipali di soluzioni di ricarica V2G, a livello sia domestico sia pubblico/urbano. Nel corso del progetto, Iren si è dotata di 2 colonnine bidirezionali in DC prototipali ed ha eseguito numerosi test sperimentali relativi a diversi scenari di utilizzo (i.e. carica del veicolo, alimentazione di una casa stand‐alone, utilizzo della batteria delle auto per alimentare la rete).

WaterTech (MIUR)

Il progetto nasce dalla fusione tra le due idee progettuali WATERTECH e SMART WATER presentate in ambito bando MIUR Smart Cities nell’ottica di offrire una più robusta analisi del sistema idrico integrato, puntando sia alla gestione di problematiche relative alle reti di distribuzione idrica, sia all’applicazione di modelli e tecnologie innovative per il trattamento delle acque reflue.

Nel 2021 sono proseguite le attività di ricerca sugli impianti acquedottistici e reflui individuati come caso di studio.

MARILIA ‐ MARA‐BASED INDUSTRIAL LOW‐COST IDENTIFICATION ASSAYS (H2020)

Il progetto MARILIA, iniziato a settembre 2020, si pone come obiettivo quello di sviluppare, da Technology Readiness Level 2/3 a 5, un nuovo test speditivo, a basso costo ed elevata sensibilità, per la rilevazione di agenti patogeni presenti in campioni di acque, ma potenzialmente applicabile anche in altri settori quali alimentare, sanità, agricoltura. L’obiettivo è quello di validare il test a livello di laboratorio, sviluppato per l’identificazione di un set di batteri (da indentificare anche con il contributo di Iren), ponendo le basi per un successivo deployment in campo introducendo un significativo efficientamento in termini di rapidità e costi rispetto alle attuali prassi analitiche. Durante il 2021, Iren, con la collaborazione di Iren Laboratori, ha partecipato alle attività progettuali connesse allo sviluppo del sensore, contribuendo alla diffusione dei risultati di progetto con una molteplicità di stakeholders (anche afferenti la piattaforma tecnologica Water Europe) e con i gruppi di lavoro preposti alla standardizzazione europea delle linee guida di riferimento per l’online monitoring.

PRELUDE (Horizon 2020)

L’obiettivo del progetto, avviato a fine 2020, è testare, in diversi progetti pilota in Europa, soluzioni in ambito conduzione innovativa di edifici e impianti, free‐running mode, autoconsumo e integrazione di fonti rinnovabili. Dal punto di vista tecnologico, PRELUDE intende integrare molteplici modelli fisici e matematici sviluppati dai partner, basi dati dei diversi piloti e sistemi di monitoraggio e controllo degli asset dei progetti pilota in un'unica piattaforma/middleware modulare che si basa su FusiX (infrastruttura di metadati e DSS – Decision Support System), sviluppata dal partner EMTECH in precedenti progetti EU.

Iren e Iren Smart Solutions partecipano al progetto come coordinatori del Pilota Italiano installando in alcuni appartamenti differenti livelli di sensorizzazione, attuazione e feedback diretto sugli abitanti.

Nel 2021 sono stati identificati i casi d’uso, in particolare il condominio su cui verrà realizzato il pilota, e sono stati individuati ed acquistati i componenti che andranno installati in ciascun appartamento.

RES‐DHC (Horizon 2020)

L’obiettivo del progetto è creare strumenti di supporto a Regolatori e stakeholders per l’incremento delle fonti rinnovabili nei sistemi di teleriscaldamento e teleraffrescamento. Strumenti programmatici e di valutazione tecnico‐economica, azioni di miglioramento delle politiche e dei framework regolatori e mezzi di disseminazione e comunicazione innovativi verranno testati in sei aree‐pilota europee con l’obiettivo di validarne i benefici e predisporre un set di strumenti a beneficio di futuri progetti in ambito energia.

Iren e Iren Energia partecipano a RES‐DHC per testare i tool e le competenze dei partner su studi/progetti di rinnovo di reti TLR esistenti o nuovi progetti di espansione, con l’obiettivo primario di migliorare le modalità di programmazione, comunicazione e accettazione di progetti innovativi di teleriscaldamento 4.0 del Gruppo. Nel corso del 2021 è stato inaugurato il consorzio degli stakeholder italiani, che fornirà supporto all’implementazione delle misure programmatiche per la promozione del teleriscaldamento da rinnovabili definite nell’ultimo trimestre 2021 da Iren e Ambiente Italia, principale partner italiano. Sono stati inoltre organizzati diversi workshop e attività di coaching sul tema del teleriscaldamento da rinnovabili, curati dai partner stranieri del progetto e di cui hanno beneficiato Iren e gli stakeholder italiani.

BESTSAFE4IREN (Bando PRIA4.0 ‐ Competence center CIM4.0)

Il progetto ha l’obiettivo di aumentare i livelli di ridondanza, sicurezza e interoperabilità degli apparati per la Safety dei lavoratori, integrandoli con una infrastruttura wireless LoRaWAN e un brevetto DLT di nuova generazione in grado di certificare in modo standardizzato e anonimizzato su reti blockchain i dati dai sensori di campo in modo da garantire l’opportuno livello di neutralità necessario per uso operativo, normativo, assicurativo e legale.

La soluzione sviluppata nel progetto è stata testata con successo nel corso del 2021 su una porzione di TRM e verrà testata nei primi mesi del 2022 su una porzione di collina della Città di Torino dove gli operatori Iren si occupano della raccolta rifiuti.

Multipliers (Horizon 2020)

Il progetto mira a facilitare l’introduzione nelle scuole di nuove idee, pratiche e approcci scientifici, in grado di offrire alle comunità, di cui gli insegnanti e gli allievi fanno parte, uno spazio per l’open innovation, su questioni scientifiche che hanno un impatto sulla vita dei cittadini. Per raggiungere l’obiettivo verranno costituiti dei partenariati multiplayer (Open Science Communities - OSC) che coinvolgeranno scuole, famiglie, organizzazioni della società civile, fornitori di istruzione informale, responsabili politici, media, istituzioni scientifiche e aziende in sei paesi dell'UE, diversi in termini di collocazione geografica e condizione economica. Gli OSC selezioneranno congiuntamente le questioni socio-scientifiche da affrontare e svilupperanno progetti di vita reale da attuare nelle scuole che coinvolgono più di 1500 studenti di tutti i livelli di istruzione negli stessi sei paesi. Gli studenti interagiranno con i docenti e saranno coinvolti nella raccolta dei dati e nei processi decisionali. Tramite eventi della comunità aperta, condivideranno e ripenseranno le loro esperienze, collaborando con le famiglie e le aziende e agendo come moltiplicatori della conoscenza.

RUN (Regione Liguria)

Il progetto RUN, iniziato a luglio 2021, prevede lo sviluppo e la dimostrazione di un servizio di now-casting del rischio di allagamento in presenza di piogge intense facente uso di tecnologie IoT e strumenti di analisi Big Data ideato per le SmartCity e i gestori delle reti di drenaggio urbane, permettendo azioni più rapide a tutela delle persone e delle proprietà e dei soggetti incaricati alla manutenzione delle caditoie, che potranno pianificare gli interventi per un funzionamento ottimale del sistema. Il progetto farà uso di reti di sensori IoT a basso costo, informazioni sugli elementi esposti al pericolo su base Open Data (persone, veicoli e beni), algoritmi di valutazione dei deflussi superficiali e di valutazione continua del livello di rischio atteso reso fruibile su una piattaforma informatica a beneficio delle autorità e dei gestori delle reti drenaggio.

Nel corso del 2021, affiancati ai progetti finanziati, Iren ha portato avanti circa 40 iniziative e progetti autofinanziati, che hanno visto impegnate risorse interne ed esterne all’azienda. In particolare, per quanto riguarda le collaborazioni esterne, Iren ha attivato molteplici contratti di ricerca con università italiane, che hanno riguardato aspetti quali la progettazione e sperimentazione di soluzioni impiantistiche innovative a supporto dei business Iren, la realizzazione di modelli e l’individuazione di nuovi processi e servizi.

Si riportano di seguito alcuni progetti autofinanziati significativi.

Idrico

Nel corso dell’anno sono continuate le attività di ricerca per l’ottimizzazione delle reti acquedottistiche. In particolare, sono proseguiti i test di sensori per il monitoraggio dei transitori idraulici nelle reti di distribuzione idrica e della strumentazione al fine di individuare ed eliminare le cause generanti gli effetti dannosi per le tubazioni, causa di rotture. Iren ha inoltre avviato collaborazioni finalizzate a testare l’utilizzo di sonde specifiche per rilevare la presenza di acqua nelle biomasse mediante misura dei raggi cosmici sia in ambito acquedottistico che idroelettrico per la stima idrica dei manti nevosi.

Inoltre, Iren nel 2021 ha cofinanziato un Proof of Concept finalizzato all’analisi funzionale di smart meters innovativi caratterizzati da noise logger, che permettono la prelocalizzazione delle perdite idriche presenti nelle vicinanze del sito ove il misuratore è collocato.

Successivamente al deposito brevettuale di un nucleo tecnologico che ha dimostrato la fattibilità della tecnica della telemetria acustica e in continuità con le attività svolte nel corso del 2020, Iren ha realizzato nel 2021 i componenti di un sistema di trasmissione dati che impiega modem acustici, sperimentandoli su porzioni di rete realizzate in laboratorio (bed test) e sul campo. Al fine di ottenere componenti applicabili alle diverse tipologie di rete idrica sono state realizzate e testate 4 diverse coppie di ricettore/trasmettitore.

Sono poi proseguite le attività connesse alla ricerca di nuove tecnologie da applicare ai processi depurativi finalizzati all’ottimizzazione della gestione ed al recupero di materia ed energia dalla filiera. Relativamente alla gestione ottimizzata, nel corso del 2021, l’attività di scouting si è focalizzata su tecnologie per l’efficientamento energetico ed il monitoraggio on-line di processo. A seguito di tale attività, sono state attivati alcuni test in campo in merito a sistemi di miscelazione innovativi a basso consumo energetico e sonde per la rilevazione dell'attività metabolica dei batteri.

In ambito riduzione fanghi e recupero di materia ed energia sono proseguite le attività di collaborazione con startup ed enti di ricerca, con l’obiettivo di valutare rese ed applicabilità di processi innovativi come idrolisi, gassificazione/pirolisi o processi bio-tecnologici per l’estrazione di composti ad elevato valore, come i biopolimeri. In particolare, è stato approfondito, attraverso uno studio di fattibilità tecnico-economico, la possibilità di integrare processi di estrazione di biopolimeri (PHA) nella linea fanghi degli impianti di depurazione.

È inoltre proseguita l’attività di ricerca di cui all’accordo di collaborazione tra Hera, Iren, SMAT e A2A. Nel corso dell’anno, infatti, Iren ha continuato a mettere a fattor comune le proprie esperienze e conoscenze mediante sviluppi congiunti di progetti innovativi, con ricadute a beneficio delle stesse Aziende, con l’obiettivo di sviluppare la ricerca applicata, l’innovazione e lo sviluppo tecnologico nell’ambito della gestione del servizio idrico. In particolare durante l’anno sono terminati i progetti dedicati (i) alla sensoristica per on‐line monitoring dedicato all’early warning; (ii) al recupero di sostanze utili alla produzione di bioplastiche dal ciclo di depurazione delle acque reflue urbane; (iii) alla gestione della presenza della Legionella nelle reti idriche confrontando metodiche analitiche differenti; (iv) al monitoraggio dei cloriti e clorati individuando interventi infrastrutturali e tecnologici, attività di controllo e mitigazione, e comportamenti nel campo della trasparenza e della comunicazione, in vista dell’entrata in vigore di nuovi limiti previsti dalla revisione della Direttiva Europea Acque Potabili per i due sottoprodotti della disinfezione (DBPs) Clorito e Clorato. Ulteriori progetti di ricerca di interesse comune sono stati definiti e verranno realizzati nel biennio 2022-2023.

Progetti inseriti nel programma di ricerca di Fondazione AMGA

Durante l’anno, Iren ha continuato la collaborazione nell’ambito dei progetti di ricerca finanziati da Fondazione AMGA riferiti a tematiche Economico-regolatorie e ad aspetti tecnico‐scientifici connessi alle risorse idriche, energetiche e ambientali. Tra i progetti di ricerca conclusi nel 2021 si annoverano:

• applicazione di WSP al servizio idrico: aspetti metodologici e divulgativi per i portatori di interesse coinvolti;
• riuso dei reflui depurati: analisi dell’impatto igienico-sanitario;
• metodi di gestione ottimale dei sistemi di drenaggio urbano basati sul monitoraggio innovativo delle precipitazioni mediante tecnologia IOT Low.Power Wide-Area Network;
• mercati in cerca di regolamentazione: le gare per le concessioni di distribuzione del gas;
• la performance economica, ambientale e organizzativa del settore idrico italiano.

Alcuni progetti cominciati nel biennio precedente, anche a seguito dell’emergenza dovuta alla pandemia sono tuttora in corso e saranno completati durante l’anno 2022. Tra essi si ricordano:

• indicatori di resilienza nei sistemi di distribuzione idrica rispetto a cambiamenti climatici e socio-economici;
• regolazione dei servizi idrici e ambientali: analisi dei fattori che determinano i costi operativi e di capitale e possibili riflessi sui modelli di riconoscimento dei costi di tariffa;
• applicabilità del Landfill Mining alle vecchie discariche in Italia.

Nel 2021 sono stati inoltre avviati i seguenti progetti selezionati nell’ambito della seconda edizione del bando Project 4.0, una call for proposal finalizzata a finanziare progetti di ricerca annuali afferenti ai settori idrico, energetico e ambientale:

• valutazione del rischio residuo nell’effluente e nei fanghi di depurazione per la presenza dei microinquinanti emergenti e individuazione delle migliori tecnologie da adottare per ridurre il rischio;
• valutazione della presenza di indicatori virali nei fanghi sia derivanti dalla depurazione delle acque reflue che dal trattamento del rifiuto organico attraverso metodi di biologia molecolare e microscopia elettronica;
• sviluppo di una tecnologia innovativa per la degradazione di inquinanti emergenti attraverso l’impiego di fotocatalizzatori non convenzionali;
• nanostrutture multifunzionali come catalizzatori per la produzione di energia pulita e la simultanea purificazione delle acque;
• i depuratori: possibili hotspot nella diffusione delle antibiotico-resistenze?;
• qualità delle acque ed esposoma: focus sui contaminanti emergenti derivanti da acque reflue;
• stabilizzazione di PFAS in percolati da discarica;
• analisi dei prezzi al dettaglio sui mercati energetici. Evidenza dal portale delle offerte ARERA;
• gestione integrata degli asset in un contesto di rischio geo-idrologico e di cambiamenti climatici;
• la leva della regolazione tariffaria per stimolare l’engagement e la awareness degli utenti verso comportamenti che favoriscano la prevenzione, il riuso e il riciclo dei rifiuti.

Ambiente

Nel corso del 2021, sono proseguite le attività di ricerca riguardanti lo scouting e l’analisi quanti-qualitative delle prestazioni energetiche ed ambientali di processi e tecnologie per la cattura e la conversione in prodotti ad alto valore aggiunto della CO₂ prodotta da diverse tipologie di emissioni. Nello specifico, per quanto riguarda la cattura e l’utilizzo dell’anidride carbonica prodotta da processi di upgrading del biogas, è stato sviluppato uno studio volto a valutare il potenziale di integrazione di colture algali con processi di digestione anerobica della FORSU (utilizzo nutrienti e CO₂; valorizzazione biomassa). Negli ultimi mesi dell’anno è stata inoltre avviata una attività di sperimentazione con l’obiettivo di testare un modulo automatizzato di vertical farming in atmosfera arricchita in CO₂ e valutarne l’applicabilità industriale come sistema di cattura e sequestro della stessa prodotta da flussi emissivi.

Sempre nell’ottica di una gestione ottimizzata dalla filiera dei rifiuti organici, è stata portata avanti un’analisi normativa e di mercato riguardo le possibili alternative per la valorizzazione di digestato/compost attraverso l’estrazione e la produzione di prodotti fertilizzati conformi alla nuova normativa Europea.

È inoltre proseguita l’attività di ricerca avviata nel 2020 finalizzata a definire e valutare un modello di correlazione tra la composizione chimica di emissioni gassose (in ambito trattamento rifiuti) e la concentrazione di odore.

Nel corso del 2021, sono proseguite le attività di ricerca riguardanti la valorizzazione delle bottom e fly ashes prodotte dagli impianti di incenerimento del Gruppo. In particolare, le attività svolte, che hanno coinvolto soggetti universitari ed industriali, si sono concentrate sull’analisi dello stato dell’arte tecnologico e sulla valutazione riguardo l’applicabilità industriale delle stesse. Nello specifico, è stato sviluppato un approfondimento in merito a processi innovativi per il trattamento ed il recupero di materia da fly ashes.

Riguardo al trattamento dei RAEE, in seguito allo sviluppo di uno studio di fattibilità con annesso test in campo di un sistema robotico basato su visione artificiale per l’automazione del processo di smontaggio degli schermi LCD a fine vita trattati nell’impianto TBD – Trattamento Beni Durevoli di Volpiano (TO), sono state avviate le attività per l’inserimento della linea industriale all’interno dello stesso impianto.

Infine, in merito al trattamento e recupero di rifiuti plastici, è stato avviato uno studio con l’obiettivo di quantificare la riduzione degli impatti emissivi derivanti dall’utilizzo del Bluair®, prodotto da I-BLU, quale agente riducente in acciaieria.

Energia

Innovazione Industria 4.0

Iren continua a portare avanti un’attività di ricerca di soluzioni innovative rientranti nella definizione di “Industria 4.0” applicabili alla Business Unit Energia, con particolare riferimento al settore della manutenzione. L’analisi si è focalizzata su verticali specifiche, ossia la sicurezza dell’operatore, il monitoraggio di infrastrutture ed i big data, concentrandosi sui settori termoelettrico, idroelettrico e teleriscaldamento.

Nel corso del 2021, sono proseguite le attività di test tramite droni per le ispezioni di dighe, invasi e versanti rocciosi. Si è avviato anche il processo di industrializzazione del prototipo di rover per l’ispezione delle gallerie di derivazione con la definizione delle specifiche e dei requisiti: il robot, una volta ultimato, sarà in grado di percorrere le gallerie acquisendo immagini e mappature 3D, comunicando con l’esterno mediante una rete wireless durante l’ispezione. Inoltre, sulla base delle esperienze positive in ambito idroelettrico, si sono avviati test sull’utilizzo di sistemi “smart glasses” anche in ambito termoelettrico.

Nei mesi più freddi del 2021, è stata nuovamente utilizzata la tecnica sperimentale di monitoraggio delle reti di teleriscaldamento attraverso volo aereo. Grazie all’impiego di una termocamera ad alta risoluzione, montata su un velivolo, è stato possibile sorvolare, in una notte invernale, la città di Torino e identificare attraverso un software di elaborazione delle immagini termiche le perdite di acqua e calore della rete. Inoltre, sulla base della mappatura termica ottenuta, è stato condotto un progetto di ricerca per lo sviluppo di algoritmi di machine learning per analisi predittive e multi-temporali con l’obiettivo di sviluppare modelli e metodi di manutenzione avanzata e predittiva della rete di teleriscaldamento di Torino.

Altre innovazioni in ambito energetico

In ambito ricerca, nel corso dell’anno, Iren ha:

• promosso un progetto per la realizzazione di una filiera integrata di produzione di idrogeno da elettrolisi alimentata da impianti FER-E (idroelettrico e termovalorizzazione) di proprietà del Gruppo ed il suo utilizzo nel settore mobilità nell’area di Torino. Sul tema idrogeno, Iren è attiva ai tavoli di enti ed associazioni locali e nazionali e segue costantemente gli aggiornamenti della normativa in materia di produzione, distribuzione e uso dell’idrogeno;
• condotto un’analisi di fattibilità preliminare delle prestazioni energetiche ed ambientali di processi e tecnologie per la cattura e la conversione di CO2 da termovalorizzazione dei rifiuti in prodotti ad alto valore aggiunto (chemicals, gas, fuels etc.);
• trasformato una porzione del parcheggio scoperto della sede Martinetto in un laboratorio sperimentale per il test di sistemi di smart lighting e tecnologie per la smart city. In tale area sono stati installati corpi illuminanti innovativi di produttori diversi equipaggiati sia con sensori in grado di elaborare stimoli esterni (radar, sensori di presenza), sia controllabili da remoto tramite una piattaforma capace di integrare al suo interno input provenienti da banche dati differenti. L’area ha visto anche l’installazione di sensori di qualità dell’aria connessi tramite sia WiFi sia LoRaWAN e il testing di un sistema di illuminazione pubblica integrante una colonnina di ricarica dei veicoli elettrici;
• proseguito la sperimentazione, su un’utenza della rete di teleriscaldamento di Torino, di sistemi di accumulo innovativi basati su materiali a cambiamento di fase (PCM), con l’obiettivo di valutarne le prestazioni in termini di efficienza di carica-scarica e di riduzione del picco mattutino, con conseguente aumento dell’energia termica disponibile in rete, utile ad alimentare nuove utenze a parità di infrastruttura;
• avviato un progetto di ricerca per l’analisi degli scenari evolutivi dei consumi termici causati da variazioni, nel tempo, di fattori tecnici ed esogeni e dei possibili effetti sulla rete di teleriscaldamento di Torino e sui gruppi di produzione;
• condotto una ricerca per stimare gli impatti della mobilità elettrica pubblica e privata sulla rete di distribuzione di energia elettrica di Torino, con l’obiettivo di supportare le decisioni inerenti allo sviluppo della rete;
• condotto due progetti per testare soluzioni a supporto delle comunità energetiche rinnovabili. In un primo pilota ci si è concentrati sul test delle piattaforme di gestione con un particolare focus sulla User Experience e l’ottimizzazione supervisionata delle batterie. Il secondo pilota ha visto come focus il testing dei Dispositivi Utente in grado di comunicare con i contatori di seconda generazione e fornire informazioni utili alla gestione sia delle Comunità Energetiche sia dei Controllori Infrastrutture di Ricarica;
• avviato un’attività di testing di soluzioni per servizi di Smart Charging al servizio della flotta aziendale, con implementazione di un pilota presso il parcheggio multi-piano della sede Iren di Torino Martinetto con servizio integrato nel gestionale della flotta tramite attivazione di Application Programming Interface;
• sviluppato uno studio sull’innovazione in ambito mobilità elettrica, con un focus sullo stato dell’arte tecnologico e normativo per quanto riguarda il V1G, il V2G e il plug&charge e l’analisi delle start-up attive nel settore;
• condotto una ricerca sui protocolli per garantire l’interoperabilità dei sistemi di illuminazione pubblica al servizio della smart-city con un particolare focus sulle piattaforme per la gestione supervisionata e i protocolli innovativi come TalQ o Ucifi;
• avviato uno studio sulle centraline di gestione dei carichi domestici per la massimizzazione dell’autoconsumo di energie rinnovabili installate a livello di casa unifamiliare. Lo studio verterà sull’integrazione di sistemi di riscaldamento/raffrescamento, elettrodomestici e sistemi a batteria in un’unica logica integrata che consideri la produzione fotovoltaica in situ;
• portato a termine il progetto LoRa Castellarano, che ha previsto la realizzazione della rete di connettività IoT basata su protocollo di comunicazione LoRaWAN a copertura del Comune di Castellarano. Il progetto ha testato soluzioni sensoristiche distribuite al servizio della smart city, a partire dagli asset gestiti direttamente da IREN, quali la rete di distribuzione del gas, la rete idrica dell’acqua potabile, la raccolta dei rifiuti, fino ad includere servizi aggiuntivi per la cittadinanza, quali il monitoraggio delle condizioni metereologiche, della qualità dell’aria, dei passaggi di automobili, del rumore, dei parcheggi e delle condizioni di comfort di alcuni stabili di proprietà del Comune. Il progetto pilota si è concluso il 30 giugno 2021.

Corporate Venture Capital – Iren UP

Nel corso del 2021 sono state svolte anche numerose attività nell’ambito del programma di Corporate Venture Capital.

È proseguita nel corso dell’anno la collaborazione con la startup Re Mat, attiva nel riciclo del Poliuretano: è stata infatti conclusa un’ulteriore tranche di finanziamento finalizzata all’avvio dell’impianto e dell’accordo commerciale con Iren Ambiente. Inoltre, nel corso dell’anno è stata conclusa un’importante operazione d’investimento nella startup Enerbrain, attiva nel settore dell’efficienza energetica: l’investimento ha visto la partecipazione di altri investitori istituzionali e un’importante player industriale internazionale. Riguardo l’altra startup in portfolio, i-Tes, si sono prorogati i termini contrattuali di collaborazione per un ulteriore anno. Infine, è stato concluso a fine anno un accordo di sperimentazione con una società innovativa attiva nell’ambito dell’agritech.

Il Gruppo ha inoltre partecipato ad eventi e collaborazioni istituzionali, come il Premio Nazionale Innovazione (PNI) e Techstars, che hanno permesso di proseguire le attività di scouting di nuove startup, individuando nuovi possibili target d’investimento e attività di open innovation per il 2022.

La ricerca ed analisi delle startup a livello nazionale nel corso del 2021 ha prodotto contatti con più di 200 startup e con una ventina di queste sono in corso attività di Open Innovation.