Il ruolo dello smart metering nelle gare per l affidamento del servizio gas naturale

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1 Il ruolo dello smart metering nelle gare per l affidamento del servizio gas naturale prof. ing. Furio Cascetta (furio.cascetta@unina2.it) Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell Informazione SECONDA UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI - ITALY

2 Premessa La presente relazione si prefigge lo scopo di illustrare (sebbene sinteticamente) i processi e le dinamiche di sviluppo e di innovazione tecnologica connesse all introduzione del cosiddetto gas smart metering, in conseguenza della Delibera ARG 155/08. Non è scopo della presente relazione entrare nel dettaglio tecnicoscientifico circa le prestazioni, i vantaggi ed i limiti tipiche di ogni tecnologia di misura, ne tantomeno quello di porre in comparazione diretta diverse tecniche di misura che si affacciano sul mercato della misura del gas (in conformità ai requisiti minimi della ARG 155/08). Lo smart metering (basato su qualunque tecnologia di misura) rappresenta comunque una ricchezza per l offerta di mercato ed un utile miglioramento della qualità della misura del gas.

3 Cos è uno Smart Meter? Esistono diversi termini per identificare uno smart meter: Intelligent Field Device (IFD) Intelligent Electronic Device (IED) In ogni caso il termine smart («intelligent») presuppone la capacità da parte del misuratore di svolgere funzioni logiche avanzate e, a livello fisico, l esistenza di una elettronica a microprocessore (con relative unità di alimentazione, data-storage e trasmissione dati). A smart meter is a digital device that records the amount of electricity/gas/water you use and transmits this information to your utility provider. Smart meters allow flexible rates to be applied depending on time of use and ensure your utility bills are always based on actual readings rather than estimates. A smart meter is usually a meter that records consumption of electric energy, gas & water in intervals of an hour or less and communicates that information at least daily back to the utility for monitoring and billing purposes. Smart meters enable two-way communication between the meter and the central system. Such an advanced metering infrastructure (AMI) differs from traditional automatic meter reading (AMR) in that it enables two-way communications with the meter.

4 Cos è uno Smart Meter?

5 Cos è uno Smart Meter?

6 Cos è uno Smart Meter? Per rispondere ai requisiti minimi introdotti dalla 155/08 i misuratori (o contatori gas) devono essere costituiti da due moduli: unità metrologica (modulo di misura vero e proprio): a seconda del principio di misura prescelto l unità di misura può essere di tipo analogico (contatori meccanici, dinamici) oppure di tipo digitale (contatori digitali, statici); unità digitale di elaborazione a microprocessore (memorizzazione, conversione dei volumi misurati, trasmissione a distanza). Il livello di integrazione tra i 2 suddetti moduli può avvenire in maniera più (contatori elettronici, digitali) o meno (contatori ibridi) sofisticata.

7 Cos è uno Smart Meter? Esistono quindi due diversi approcci allo smart metering del gas: CONTATORI IBRIDI: basati su un approccio più conservativo (o se si vuole con minor tasso di innovazione), ovverosia utilizzanti le tradizionali tecniche di misura meccaniche (con principio fisico di tipo dinamico), con l aggiunta dell unità elettronica (smart) di elaborazione e di trasmissione dati; CONTATORI ELETTRONICI (DIGITALI): basati su un approccio più innovativo, con utilizzo di tecniche di misura digitali (con principio fisico di tipo statico, cogliendo le opportunità offerte dalla MID), abbinate ad unità elettronica (smart) di elaborazione e di trasmissione dei dati.

8 SMART METERS Un CONTATORE INTELLIGENTE (SMART METER) deve sostanzialmente soddisfare 2 requisiti principali: - deve basarsi su una tecnica di misura moderna ed affidabile (possibilmente statica) in grado di assicurare elevate e stabili prestazioni metrologiche (errori di misura contenuti), praticamente costanti nel tempo (senza subire un decadimento prestazionale dovuto all usura); - deve possedere un idoneo modulo di comunicazione integrato, in grado di consentire la trasmissione a distanza del dato (telelettura); nel caso di comunicazione bidirezionale è possibile attuare anche un sistema di telegestione. gas acqua Advanced Metering Infrastructure AMR + Billing System AMI EDM Meter Data Storage contatori intelligenti trasmissione dati (bidirezionale) posto centrale di raccolta dati e di supervisione (SCADA)

9 DOPO IL 2004: Direttiva 2004/22/EC (MID) La principale novità introdotta dalla MID (recepita in Italia tramite la pubblicazione su G.U. n.64 del 17/3/2007) consta nella cosiddetta «liberalizzazione» della tecnologia di misura (Art.13 comma 3): viene introdotto il concetto che le misurazioni nel campo fiscale (metrologia legale) devono basarsi sul principio di indipendenza dalla tecnologia di misura (A manufacturer may choose to use any technical solution that complies with the essential requirements referred to in Annex I and in the relevant instrument-specific Annexes MI-001 to MI-010). Viene fissato come vincolo generale solo il «rispetto delle prestazioni metrologiche previste» (MPE: errore massimo ammissibile). DALLA MID IN POI. Vengono esplorate soluzioni di misura che sfruttano diversi e più moderni principi fisici di misura: cresce l attenzione verso le tecniche di misura statiche. Dopo una prima fase di sviluppo, vengono prodotti contatori acqua e gas basati su tecniche innovative, i cui vantaggi principali sono: principio fisico «digitale» (contatori elettronici: necessitano di batterie); misura non soggetta ad usura e a «performance degradation» (assenza di parti in movimento); elevata sensibilità di misura anche a bassi flussi; misura potenzialmente bi-direzionale; silenziosità di funzionamento; capacità di misurare i volumi totalizzati e anche le portate istantanee.

10 Tecnologie innovative dei contatori gas ad ultrasuoni termomassici (a by-pass capillare) ad ultrasuoni Tecnologie innovative dei contatori acqua magnetico ad ultrasuoni ad oscillazione fluidica

11 POSSIBILE CONVERGENZA TECNOLOGICA TRA CONTATORI GAS E ACQUA Architettura di sistema multiservizio conseguente alla delibera ARG/gas 155/08 (e alla connessa produzione normativa del CIG) e alla delibera 393/2013/R/gas

12 Ipotesi di architettura di sistema multi-servizio (contatori domestici) EN EN / DMLS-COSEM DMLS-COSEM CNM: gestione reti comunicazione Meter Data Management 169 MHz DAC: gestione del dato contatori idrici residenziali (DN mm) G4-G6 Courtesy Cheonix MULTI-SERVIZIO (CNM): problemi di sicurezza e di riservatezza (confidenzialità) dei dati trasmessi dall operatore di TLC (terzo)

13 Ipotesi di architettura di sistema multi-servizio (contatori industriali) EN DMLS-COSEM DMLS-COSEM contatori idrici industriali > G40 Courtesy Cheonix

14 Conclusioni L attuazione dello smart metering implica la soluzione di problematiche tecniche (tutte superabili), sostanzialmente raggruppabili in: quelle relative alla più opportuna configurazione dell architettura di sistema della rete di comunicazione (modalità di trasmissione dati, interoperabilità) adottabile in quel territorio, quelle più propriamente metrologiche (misura statica o dinamica, conversione dei volumi, verifica periodica, consumo batterie, ecc.). Lo smart metering rappresenta sicuramente un opportunità di ammodernamento dei contatori gas, favorendo l innovazione tecnologica, e ponendo la giusta attenzione alla correttezza della misura (etica della misura). Ne consegue che lo smart metering è anche dal punto di vista del consumatore uno strumento a tutela dell affidabilità della misura e della trasparenza delle bollette (consumi effettivi e non presunti). Lo smart metering costituisce anche un utile strumento per incrementare l efficienza delle reti distributive (favorendo la gestione ottimizzata della rete, la determinazione dei bilanci fisici e del GNC) presenti in un territorio (ottimizzazione territoriale multiservizio ).