Metodi per l'ottimizzazione e il bilanciamento di reti di trasporto di gas naturale e smart gas grids

L’obiettivo di questa tesi magistrale è di analizzare problematiche relative alla progettazione e all’esercizio di reti di trasporto di gas, con una prospettiva sia di ottimizzazione energetica che economico - gestionale. Le infrastrutture del trasporto del gas vengono analizzate prendendo in considerazione il contesto complesso dentro il quale operano: il mercato competitivo liberalizzato e la disciplina di bilanciamento di natura fisica e commerciale. La rete e le sue principali costituenti verranno modellate matematicamente mediante equazioni di quantità di moto e massa, al fine di massimizzarne le capacità e le prestazioni. Dopodiché vengono formulate strategie di ottimizzazione per alcuni dei problemi di maggior interesse mediante la programmazione non lineare. Grazie alla collaborazione offerta dall’INGL, l’operatore della rete di trasporto di gas israeliano, si è svolto uno studio di casi reali e di incisiva importanza industriale. L’indagine si concentra sull’ottimizzazione in fase di progetto ed esercizio, e sugli eventuali impatti dell’iniezione di idrogeno in concentrazioni variabili sulla rete israeliana. Le simulazioni numeriche sono svolte con GASWorks, un codice di calcolo ad hoc in vasto utilizzo nell’industria settoriale. Nell’ottica del smart gas, le prestazioni della rete di trasporto non vengono più analizzate singolarmente bensì insieme alla rete elettrica convenzionale e alla produzione di elettricità da fonti rinnovabili. La rete così viene percepita come una struttura flessibile che in sinergia alle altre permette di massimizzare l’efficienza del sistema energetico globale e di aumentare la penetrazione delle fonti rinnovabili, in linea con le politiche e lo scenario energetico del domani