17 febbraio 2022, 9.00 -14.00 – VIRTUAL EVENT

Link di partecipazione: https://it.surveymonkey.com/r/Abiotiche

Per consultare l’agenda dell’evento si può consultare l’articolo dedicato.

Di seguito gli abstract degli interventi del workshop sulle Risorse Abiotiche Marine:

Applicazioni minerarie subacquee con tecnologie robotiche: l’esperienza del progetto H2020 ROBUST (Robotic subsea exploration technologies)

Giovanni Indiveri ed Enrico Simetti – ISME

In ambito sottomarino è oggi strategico sviluppare tecnologie innovative, affidabili ed economiche per mappare vasti terreni, in termini di contenuto di minerali e materie prime, con l’obiettivo di aiutare a ridurre il costo dell’esplorazione mineraria subacquea, attualmente eseguita da ROV e navi dedicate. Inoltre è necessario individuare, in modo efficiente e con minimo impatto ambientale, i siti minerari più ricchi. Queste tecnologie aiuteranno l’industria mineraria dei fondali marini, ridurranno i costi di esplorazione e soprattutto l’identificazione dettagliata delle materie prime contenute in un sito minerario consentendo l’estrazione mirata solo delle risorse più ricche.

Il progetto Europeo “Robotic subsea exploration technologies” ROBUST (2015 – 2020) ha affrontato il suddetto problema sviluppando una soluzione per l’identificazione del materiale in situ attraverso la fusione di due tecnologie, vale a dire la capacità di analisi degli elementi in situ basata su laser insieme con le tecnologie subacquee AUV (Autonomous Underwater Vehicle) per la mappatura 3D del fondale marino.

La missione ROBUST ideale consiste nei seguenti passi:

Rilievo batimetrico. Il sistema “underwater vehicle‐manipulator systems” (UVMS) effettua un rilievo su un’area di lavoro predefinita ad un’altitudine preprogrammata (circa 50 m) raccogliendo dati Multi Beam Echo Sounder (MBES). Questo rilievo viene elaborato a bordo per creare mappe 3D batimetriche e di retrodiffusione, che vengono utilizzate per stimare le zone con la più alta probabilità di contenere campi di noduli di manganese.

Rilievo ottico. L’UVMS raggiunge la zona con la più alta probabilità di noduli ed esegue un rilievo (“lawnmower”) a circa 2 m di altitudine utilizzando una telecamera monoculare per acquisire immagini che vengono elaborate da una rete neurale convoluzionale per identificare caratteristiche simili a un nodulo di manganese.

Analisi del materiale. Quando viene identificato un nodulo di manganese, l’UVMS atterra di fronte ad esso. In questo modo il nodulo è al centro del punto di vista di un sensore laser scanner che ne crea un modello 3D. Quindi, la sonda per la spettroscopia LIBS (laser‐induced breakdown spectroscopy) viene spostata sulla parte superiore del nodulo utilizzando il manipolatore. Una volta che il LIBS ha eseguito la misurazione in situ, il manipolatore viene riposto e l’UVMS può decollare, riprendendo il rilevamento. L’intero passaggio viene ripetuto fino all’acquisizione di dati sufficienti per eseguire un’analisi statistica all’interno dell’area.

Il seminario mira a descrivere la modellistica ed il sistema di controllo del UVMS sviluppato da ISME nel progetto ROBUST con la discussione di alcuni risultati sperimentali.

Le linee guida ISPRA a supporto della valutazione dei potenziali impatti causati dallo scarico delle “acque di produzione” in mare da parte delle piattaforme offshore di estrazione idrocarburi

Presentazione a cura di Giuseppe Trinchera

Attività realizzata dal gruppo di lavoro interdipartimentale ISPRA composto da: Rossella Di Mento, Daniela Berto, Pasquale Lanera, Nicoletta Calace, Loredana Manfra, Giulia Romanelli, Marina Amici, Malgorzata Marcelina Formalewicz, Valeria Pesarino, Giuseppe Granato, Giuseppe Trinchera, Stefano Bataloni

ISPRA

La normativa italiana in tema di “acque di produzione”, generate come refluo dal processo di estrazione degli idrocarburi (liquidi o gassosi) a opera delle piattaforme offshore, stabilisce, all’art. 104 del Dlgs. 152/2006, che ai fini del rilascio dell’autorizzazione del loro scarico diretto in mare (rilasciata dal Ministero della Transizione Ecologica (MiTE)), sia necessaria l’elaborazione e la presentazione, da parte delle Società concessionarie, “…di un Piano di monitoraggio volto a verificare l’assenza di pericoli per le acque e per gli ecosistemi acquatici …” (art. 104, c. 7).

Al fine di fornire ai Soggetti interessati i riferimenti tecnici ed operativi necessari all’elaborazione di questi piani e per uniformare e standardizzare le informazioni da trasmettere all’Autorità Competente in sede istruttoria, l’ISPRA (già ICRAM), fin dal 2000, ha elaborando apposite linee guida per la redazione dei suddetti piani di monitoraggio, ponendo l’attenzione sui potenziali impatti all’ecosistema marino. Le linee guida sono state successivamente aggiornate negli anni 2004 e 2009, anche sulla base dei risultati di numerose campagne di indagine e di monitoraggio effettuate da ISPRA, per circa un ventennio, su oltre 46 istallazioni ENI situate nel mar Adriatico (Emilia Romagna, Marche, Abruzzo e Puglia), potendo fornire, in questo modo, anche un efficace supporto tecnico-scientifico al MiTE nelle procedure autorizzative e nelle valutazioni degli esiti dei monitoraggi marini condotti.

In considerazione dei risultati raccolti e delle valutazioni espresse negli anni, alla luce anche di un contesto scientifico nazionale ed internazionale in evoluzione, ISPRA, su richiesta del MiTE, ha avviato un percorso di revisione di tale strumento tecnico-metodologico, operando una sua attualizzazione (a partire dalla versione del 2009) per quanto riguarda il disegno di campionamento, i parametri da analizzare e le metodiche da utilizzare, ed articolandola in due fasi. La prima è stata finalizzata ad adeguare l’elenco delle informazioni necessarie allo svolgimento della procedura di valutazione ed il set di indagini da eseguire, coerentemente alla normativa di settore (Reg. CE n. 1907/2006; Reg. CE n. 1272/2008; UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2018; D. M. n. 260/2010; Dir. 2009/90/CE; Dir. 2013/39/UE; Dlgs. 172/2015), nonché ad individuare le metodiche analitiche idonee ed i limiti di quantificazione (LOQ) minimi da garantire nelle attività analitiche, per ciascun parametro e matrice da investigare. La seconda fase, invece, è finalizzata ad aggiornare l’approccio scientifico al monitoraggio ed alla valutazione dei risultati, in base agli indirizzi emersi in ambito off-shore negli ultimi anni e seguiti a livello internazionale. Si introdurrà, pertanto, un nuovo approccio “previsionale” basato sulla c.d. Analisi del Rischio, che consentirà di modulare le attività di monitoraggio e di individuare, già in fase autorizzativa, in maniera sito-specifica i potenziali rischi ambientali associati allo scarico in mare delle acque di produzione, in modo da poter adottare le misure o le azioni idonee per ridurne gli impatti. La prima fase di aggiornamento si è conclusa a luglio del 2021, con la pubblicazione sul sito di ISPRA e del MiTE del documento aggiornato (https://www.isprambiente.gov.it), mentre la seconda è tutt’ora in fase di definizione, anche attraverso l’esecuzione di attività di indagini ambientali sperimentali ad hoc.

An integrated observing system at regional scale: advances and innovation

Marco Marcelli1,2,3, Simone Bonamano1,2, Giovanni Coppini1, Giorgio Fersini4, Alice Madonia1,2, Daniele Piazzolla2, Sergio Scanu2, Viviana Piermattei1

1 Laboratory of Experimental Oceanology and Marine Ecology, LOSEM-DEB, Università degli Studi della Tuscia, Civitavecchia (RM), Italy

2 Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, CMCC, Lecce, Italy

3 Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale, OGS, Sgonico (TS), Italy

4 Port Authority System of the Central Northern Tyrrhenian Sea, Civitavecchia, Italy

Marine environment is a valuable resource but is subject to multiple pressures and stressors produced by combined effects of climate change and human activities. Such pressures may affect marine ecosystems and resources, particularly in coastal areas interested by sensitive habitats. New approaches in the management of coastal and offshore infrastructures and activities are emerging, in order to increase the sustainability of projects realization/decommissioning and reduce their potential impacts on marine environment. Furthermore, a multidisciplinary methodology is needed to analyze the response of natural systems to specific interventions, distinguishing the variations induced by climatic trends and territorial changes. For this reason, it is essential to implement integrated observing systems that allow to continuously monitor and predict the effects of natural and anthropogenic impacts on marine resources. Temporal and spatial extension of observing systems is feasible only through the use of open and cost-effective technologies, addressing technological and digital innovation challenges of Blue economy strategic sectors. In this context an innovative observing system was implemented and applied along Latium coast by the Laboratory of Experimental Oceanology and Marine Ecology (LOSEM, Tuscia University) in collaboration with Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC) and Port Authority System of the Central Northern Tyrrhenian Sea. This area is strongly affected by river discharge (Tiber river) which strongly influences coastal evolution and benthic biocenosis. This work will present the developed integrated observing system composed by innovative observations, numerical models, remote sensing and informative systems. Moreover, it will report the main team skills and expertises in the field of marine monitoring applied to environmental impact assessment, in terms of: 1) design of innovative cost-effective technologies (platforms and sensors) for coastal and open ocean observatories; 2) high resolution modeling for ocean dynamics, biogeochemistry and forecasting; 3) development of  early warning systems for extreme events, marine pollution and climate change impacts and 4) evaluation of marine ecosystem services supporting Maritime Spatial Planning (MSP).

FINCANTIERI and SAIPEM for Deep Sea Mining

Scherl Gianni – Fincantieri

FINCANTIERI and SAIPEM started a joint cooperation to promote the development of a DSM market also through sustainable innovation and to explore the opportunity of establishing and to implement a strategic cooperation to jointly develop and pursue business opportunities in the design, engineering, construction and operation of innovative systems and solutions for the DSM.

The activities foresees also to support governmental institutions to draft a national plan for DSM based on a strategic mineral sourcing plan and to interact with other relevant public institutions and private bodies, such as the IMO, the ISA, Class Societies, etc., to provide a contribution to the definition of an appropriate regulatory framework.

Besides to engage relevant industrial stakeholders in a dialogue aimed to identify their plans and relating needs Identifying combined skills and joint added values

Storage of CO₂ and hydrogen

Maurizio Fedi – Università degli Studi di Napoli

Le iniziative di Carbon Capture and Storage (CCS) sono considerate fra le priorità livello europeo (SET Plan: “Strategic Energy Technology Plan”). L’esigenza più urgente è dimostrare la tecnologia su scala industriale. L’Italia vanta ottime competenze nello stoccaggio sotterraneo del gas naturale, e si posiziona tra i top player del settore a livello internazionale. Sulla base dell’esperienza nello stoccaggio di gas in giacimenti parzialmente esauriti ubicati a terra, il riuso delle piattaforme di estrazione offshore può prevedere lo stoccaggio di gas (sia gas naturale, sia CO₂, sia Idrogeno) nei giacimenti esauriti a mare, ad esempio nell’Adriatico.

Gli obbiettivi della proposta sono:

• Screening geologico e geofisico di potenziali siti nell’ offshore Adriatico caratterizzati da reservoir permeabili sigillati da una copertura impermeabile, con una configurazione tridimensionale (trappola) in grado di contenere la migrazione verso l’alto di gas in fase supercritica.
• Sviluppo di metodi di modellazione e simulazione in grado di prevedere il comportamento di fluidi iniettati in rocce serbatoio (reservoir rocks) sigillate da rocce copertura (seal o cap rocks) ad alta pressione confinante.
• Sviluppo di metodi interpretativi e monitoraggio di dati di sottosuolo con focus nei fluid pathway, utilizzando in particolare tecniche di inversione 2D, 3D e 4D.

Aged Offshore facilities at the service of Energy Transition

Offshore CO₂ & H₂ Handling & Transportation

N. Pierozzi, E. Aloigi, G. Arcangeletti – Saipem S.p.A.

The Energy Transition era has begun under the thrust of Communities, Industry, Leaders and Supply Chain, to decrease all in all the carbon footprint associated to anthropogenic activities.

Such scenario is posing new challenges and opportunities ranging from the deployment of New Energies to the De-Carbonization of specific environments, passing through concepts like Circular Economy.

In this Context, exploring the applicability of technologies traditionally operating On-Land in Offshore environment and the possibility for existing Offshore asset of life extension and even of a new lease on life, are of great value.

Many of the world’s O&G operating platforms are approaching the end of their practical life or are already effectively redundant, resulting in the obligation for the operators to undertake the inevitable expense of decommissioning.

The opportunity for a second life for an aged offshore platform or vessel not only represents savings for the operators and a support in terms of CAPEX for a new investment but also a significant contribution to the cause of the energy transition. The proximity to offshore renewable energy parks and reservoirs close to depletion, as well as the potential existence of a O&G transport infrastructure make the O&G Offshore facilities excellent candidates for Offshore new energies production and carbon capture and/or treatment for reinjection into depleted reservoirs.

Among the range of possibilities of Offshore Asset re-use scouted by Saipem and in line with the scope of the present workshop, Offshore Green Hydrogen Production & Storage and Offshore Carbon Capture will be discussed.

Both the topics and the related outcomes that will be presented are part of an R&D activity performed during year 2021. These contents reflect the way Saipem re-arranged its technology portfolio to attend the call to a De-Carbonized Energy System emphasized during the Covid 19 pandemic.

During Saipem intervention, the audience will have the opportunity to have a general overview of:

• the technologies available on the market to address the above-mentioned topics (i.e Offshore Green Hydrogen Production & Storage and Offshore Carbon Capture)

• the most important findings related to the Offshore applicability of these solutions

• the needs and gaps identified so far for further discussion with potential interested parties/workshop attendees

In particular, the discussion about Offshore Green Hydrogen Production & Storage will refer to:

• System Overview: the overall scenario is composed by offshore renewable energy production (e.g. Offshore Wind), power transmission by electrical cable to an offshore facility of Green Hydrogen Production and Storage, transport to the point of use. Special attention was given to sea water treatment, hydrogen production and storage.

• Identification of the unit size, compatible with the constrains given by the Offshore environment and by the technologies readiness/availability.

As regards the Carbon Capture, there will be focus on:

• Carbon Capture from flue gas (Post-combustion Carbon capture) based on Saipem proprietary technology;

• Direct Air Capture (DAC) from atmosphere.

For all the above-mentioned aspects, there will be also space for discussing H₂ & CO₂ Offshore Transportation via Sealines with focus on the main technological challenges and gaps and the way to overcame them.

The adoption of such a model, composed of green hydrogen production and carbon capture, can set the scene for carbon neutrality and even carbon negative.

Sistema float-over asimmetrico per installazione topside: risultati da un progetto per Technip Italia

D. Dessi & E. Faiella, Istituto di Ingegneria del Mare – CNR

La presentazione illustra l’attività svolta da CNR-INM a supporto di Technip Italia allo scopo di mettere a punto un sistema innovativo da loro proposto per il trasporto e l’installazione dei topside dei jacket structure. Il sistema è basato sul concetto di floatover asimmetrico, ovvero su barge di diversa lunghezza, che consente di rimuovere il vincolo di reperire barge identici, riducendo tempi e i costi dell’operazione. L’analisi compiuta affronta tutte le fasi principali dell’operazione (trasporto, station-keeping e mating) sperimentalmente attraverso modelli scalati, e numericamente attraverso simulazioni e modelli di ordine ridotto mirate ad alcune fasi specifiche. Uno dei risultati di questa analisi è la determinazione degli operatori di risposta che consentono di determinare le condizioni di mare accettabili per eseguire le suddette attività in mare.

Sistemi WtX offshore e integrazione con lo stoccaggio sotterraneo di idrogeno e CO₂

Villiam Bortolotti, Paolo Macini, Alessandro Tugnoli, Valerio Cozzani, Ezio Mesini

DICAM – Università di Bologna, via Terracini 28, 40131 Bologna, Italy

La crescente spinta verso lo sfruttamento delle risorse rinnovabili sta provocando il progressivo sviluppo di sistemi di generazione elettrica offshore. La non programmabilità delle risorse rinnovabili e le difficoltà legate al trasporto e all’interfacciamento con la rete locale dell’energia elettrica prodotta offshore possono essere attenuate dall’utilizzo di sistemi di conversione chimica dell’energia elettrica, per la produzione di idrogeno che a sua volta può essere convertito a combustibili liquidi mediante processi carbon-neutral basati sull’utilizzo della CO₂ da processi di cattura. Le attività svolte in questo ambito riguardano (1) l’analisi dei rendimenti energetici di alternative di processo per sistemi Wire-to-Gas e Wire-to-Liquid e (2) l’analisi di sicurezza e sostenibilità delle soluzioni impiantistiche alternative. I sistemi così realizzati possono essere interfacciati efficacemente allo stoccaggio sotterraneo in siti offshore sia di CO₂, sia di miscele di idrogeno e gas naturale. In particolare, in ordine alle problematiche di stoccaggio si affrontano temi relativi al: (1) Sistema giacimento: modello statico e dinamico del giacimento ed elementi relativi alla sua modellazione dinamica; (2) Sistema pozzo: analisi delle operazioni di workover, studio dell’integrità delle colonne di rivestimento (3) ingegneria dei completamenti pozzo e delle string di iniezione, anche in riferimento allo studio del flusso multifase delle miscele lungo la verticale del pozzo; (4) modellazione del flusso di CO₂ e/o di miscele di idrogeno e gas naturale nelle string di iniezione, con particolare riferimento alla simulazione numerica accoppiata tra string e giacimento.

Global change: potenziali effetti sulle risorse abiotiche marine

Monia Renzi – BSRC

I cambiamenti globali in corso sul nostro pianeta determinano effetti diretti e indiretti anche sulle risorse abiotiche degli ecosistemi marini mediterranei. Lo sfruttamento sostenibile di queste risorse non può prescindere da una valutazione qualitativa e quantitativa delle ripercussioni che tali effetti avranno nel futuro.

Studi, potenzialità e fattibilità dello stoccaggio sotterraneo della CO₂

Francesca Verga, Giuliana Mattiazzo, Fabrizio Pirri – Politecnico di Torino

La letteratura scientifica e gli esperimenti pilota dimostrano che lo stoccaggio sotterraneo della CO₂ può essere realizzato e, se applicato su larga scala, potrebbe contribuire a mitigare gli effetti della produzione antropica di gas serra. Per lo stoccaggio sotterraneo della CO₂, che richiede studi dedicati, il centro di competenza SEASTAR istituito da MISE a Torino in collaborazione con il Politecnico di Torino e l’Istituto Italiano di Tecnologia nel 2018, dispone di laboratori attrezzati e di competenze specifiche per la caratterizzazione di fluidi e rocce, per il monitoraggio e per la sicurezza impiantistica. L’utilizzo di giacimenti esauriti e di piattaforme dismesse potrebbe rappresentare una grande opportunità per avviare lo stoccaggio sotterraneo di CO₂ anche in Italia.