Come l’Intelligenza Artificiale può aiutare la produzione di energia idroelettrica: uno sguardo alla Cina per comprendere il futuro energetico delle Alpi

In Italia sono presenti 526 grandi dighe, che soddisfano circa il 20% del fabbisogno energetico nazionale e hanno un’età media di circa 70 anni. Il settore idroelettrico, soprattutto quello italiano, risente del passare del tempo e dell’usura, rendendo la manutenzione degli impianti cruciale sia per garantire l’efficienza operativa sia per ottimizzarne il rendimento energetico. L’introduzione dell’intelligenza artificiale (AI) potrebbe rappresentare un elemento chiave per incrementare la produzione di energia rinnovabile nel nostro Paese.

Il ruolo della AI nella manutenzione

Attualmente la manutenzione delle dighe e delle centrali idroelettriche viene effettuata tramite ispezioni manuali, test meccanici e valutazioni in loco dello stato di usura o della vita utile dei componenti delle centrali. Spesso queste operazioni necessitano di lavorazioni in condizioni pericolose o in aree difficilmente accessibili aumentando l’esposizione agli errori umani o alla soggettività della valutazione.

L’uso della AI nella manutenzione e nella gestione delle centrali idroelettriche sta emergendo come uno strumento chiave per la modernizzazione delle operazioni di ispezione e manutenzione andando ad abbattere costi e tempi e garantendo un livello di sicurezza maggiore rispetto ai metodi tradizionali. Sistemi basati sull’AI, che sfruttano dati raccolti da droni, sensori e immagini satellitari, possono rilevare segni di usura strutturale – come crepe o erosioni – impercettibili all’occhio umano. Inoltre, possono ottimizzare la gestione delle turbine, limitando l’usura, evitando periodi di fermo e anticipando la sostituzione di componenti critici. Il monitoraggio continuo tramite sensori consente, infine, di prevenire eventi catastrofici ed emergenze.

L’AI può anche facilitare il monitoraggio ambientale, cruciale in un contesto di riscaldamento globale sempre più rapido. Previsioni di piene, controllo dei livelli degli invasi e gestione dei periodi di sghiaiamento sono alcune delle attività che possono essere significativamente migliorate grazie all’impiego di queste tecnologie avanzate.

L’uso della AI nella diga più grande del mondo

Nella Diga delle Tre Gole in Cina (la più grande diga del mondo con una potenza installata di oltre 22GW, circa 600 volte la potenza della centrale più grande d’Italia, la diga dell’Alpe Gera in Lombardia), i sistemi di intelligenza artificiale vengono già impiegati per il monitoraggio ambientale e dei flussi d'acqua, per regolare i flussi migratori dei pesci e per ridurre al minimo gli impatti ecologici.

Proprio nell’invaso cinese viene impiegata una nuova tecnologia detta XAI (Explainable Artificial Intelligence, traducibile in AI spiegabile) che permette agli utenti di comprendere le scelte effettuate dall’intelligenza artificiale e seguire il processo di decisione dell’algoritmo integrando particolari richieste o standard normativi. Tale tecnologia è utilizzata in modo predittivo per mitigare e laminare le piene delle sezioni medie e inferiori del fiume Yangtze regolando il deflusso dell’invaso ed evitando situazioni che potrebbero rivelarsi critiche per le comunità a valle e l’ambiente circostante.

L’invaso, costruito nel 1994, rappresenta una delle infrastrutture cardine per la produzione di energia rinnovabile della Cina e per questo motivo è oggetto di continue manutenzioni ed efficientamenti che anticipano gli effetti che gli eventi estremi possono avere sulla produzione di energia e sull’industria cinese.

Le applicazioni per l’idroelettrico italiano

Guardare alla Cina come modello per la manutenzione e la valorizzazione del patrimonio idroelettrico potrebbe offrire al nostro Paese soluzioni efficaci per rendere più efficienti i propri impianti. L’idroelettrico italiano, particolarmente vulnerabile agli eventi estremi come la siccità – che nel 2022 ha provocato un calo del 38% nella produzione di energia – e alle precipitazioni intense, richiede una manutenzione continua e l’integrazione di nuove tecnologie. Queste innovazioni possono ottimizzare i tempi e i costi, massimizzando al contempo la produzione di energia rinnovabile. Un cambiamento significativo nella gestione delle centrali esistenti, unito all’introduzione di tecnologie predittive, permetterebbe all’energia idroelettrica di mantenere il ruolo di spina dorsale delle fonti rinnovabili nel mix energetico italiano e togliere all’idroelettrico l’appellativo di “cenerentola delle rinnovabili”.