Sono ormai decenni che le tecnologie digitali contribuiscono a migliorare i sistemi energetici e il mondo dell’energia è stato in diverse occasioni un precursore nel ricorso alla cosiddetta information technology (IT). Nonostante questa consolidata familiarità, il ritmo della digitalizzazione in questo ambito sta crescendo. Negli ultimi anni gli investimenti delle compagnie energetiche nelle tecnologie digitali hanno segnato un forte aumento: dal 2014, la spesa mondiale in software ed infrastrutture elettriche digitali è aumentata di oltre il 20% l’anno, raggiungendo i 47 miliardi di dollari nel 2016. Un simile ammontare supera di quasi il 40% quello destinato alle centrali di generazione a gas nel mondo (34 miliardi dollari) e si avvicina molto all’investimento totale sostenuto dall’India nel settore elettrico (55 miliardi di dollari).
Investimenti in infrastrutture elettriche digitali e software
Fonte: Elaborazione di RiEnergia su dati © OECD/IEA 2018 Digitalization & Energy, IEA Publishing. Licence: www.iea.org/t&c
Focalizzandoci sul segmento upstream del settore Oil&Gas – da sempre abituato ad allargare i confini della tecnologia – il potenziale digitale ancora sfruttabile è significativo. Circa 40 anni fa, le piattaforme O&G del Golfo del Messico si sono avventurate in quello che all’epoca veniva considerato deep water, costruendo solide strutture ancorate al fondale marino e posizionate a circa 350 metri sotto al livello del mare. Oggi, piattaforme offshore flottanti e mobili operano sino a 3.000 metri di profondità e perforano i giacimenti per diversi km sotto il livello del mare. L’avanzamento tecnologico ha quindi permesso lo sfruttamento di campi situati in luoghi remoti, in acque profonde o in ambienti terrestri ostili, che un tempo erano considerati tecnicamente inaccessibili. Tutti questi progressi non sarebbero stati possibili senza le tecnologie digitali.
Ovviamente, è nella fase di esplorazione e produzione che la digitalizzazione ha tradizionalmente maggiormente dispiegato i suoi effetti. Le tecnologie che possono rendere accessibili più volumi di petrolio e di gas o migliorare l’efficienza dei processi produttivi sono le prime su cui si investe. L’industria upstream è stata pioniera nel complesso compito di processare set di dati estremamente grandi come quelli generati dalle indagini sismiche di superfici terrestri e oceani al fine di delineare il profilo e la struttura dei giacimenti e contribuire ad ottimizzarne lo sviluppo. E processare questi dati richiede l’uso di computer tra i più potenti al mondo. Altre applicazioni digitali consentono di guidare da centri operativi remoti le attività di perforazione in modo dinamico e in tempo reale o, ancora, l’uso di sensori altamente sofisticati permette di ottimizzare il posizionamento del pozzo al fine di massimizzare il recupero di petrolio e gas.
In futuro, la digitalizzazione nell’upstream si concentrerà prevalentemente sull’espansione e l’affinamento delle applicazioni digitali già esistenti. Ad esempio, l’uso di sensori miniaturizzati e a fibre ottiche nei sistemi produttivi può consentire di aumentare la produzione o il recupero di petrolio e gas da un giacimento. Simili sensori possono anche essere utilizzati per misurare le performance ambientali delle operazioni, come l’efficienza o l’intensità emissiva. Altri esempi spaziano dall’uso di rig di perforazione automatizzati e di robot per ispezionare e riparare le infrastrutture sottomarine e per monitorare le pipeline di trasmissione. Si può inoltre ricorrere all’uso di droni per ispezionare condotte che si estendono per km e impianti difficili da raggiungere, come le strutture offshore posizionate in località remote. Man mano che l’impiego di queste nuove tecnologie diventa più diffuso e frequente, i costi associati diminuiscono creando un effetto a cascata: migliora la sicurezza, si riducono i costi del lavoro e aumenta l’affidabilità degli impianti grazie a ispezioni più frequenti e ad una manutenzione preventiva più efficace.
Di seguito i principali ambiti in cui la digitalizzazione può e potrà in misura crescente dispiegare i propri effetti.
Migliorare il recupero di petrolio e gas
Il volume delle risorse di petrolio e gas che può essere prodotto è un fattore critico perché influenza la futura traiettoria dei prezzi di queste materie prime. Le risorse rimanenti tecnicamente recuperabili su scala globale sono stimate nell’intorno di 1.400 miliardi di tonnellate di petrolio equivalente (tep). Secondo l’AIE, l’utilizzo diffuso delle tecnologie digitali esistenti e nuove a livello mondiale potrebbe incrementare questo dato di 75 miliardi di tep (circa il 5%), l’equivalente di oltre 10 anni di consumo di petrolio e gas ai livelli correnti.
Impatto della digitalizzazione sulle risorse globali recuperabili di petrolio e gas
Fonte: Elaborazione di RiEnergia su dati © OECD/IEA 2018 Digitalization & Energy, IEA Publishing. Licence: www.iea.org/t&c
L’impatto della digitalizzazione sui volumi che possono essere recuperati varia molto a seconda della tipologia di risorse e il potenziale è maggiore per quelle non convenzionali, dove il recupero potrebbe aumentare del 15% circa. La ragione va ricercata nel fatto che i fattori di recupero attuali per le rocce non convenzionali sono molto più bassi di quelli relativi ai campi convenzionali. Ad esempio, mentre il 90% del gas intrappolato in una roccia convenzionale può essere recuperato con le tecnologie esistenti, il fattore di recupero per un giacimento di shale gas è spesso compreso tra il 15% e il 35%.
Ottimizzare i processi esplorativi e produttivi
Oltre ad espandere la base di risorse recuperabili, anche i processi produttivi possono essere ottimizzati grazie ai progressi della digitalizzazione. Nel più lungo termine, sarà possibile migliorare l’analisi e il processamento dei dati così come i grandi e non strutturati set di dati generati dai rilievi sismici. Una rapida analisi dei dati può velocizzare il processo decisionale e aumentare l’operatività di rig, pozzi e impianti, riducendo quindi i ritardi nell’esecuzione di nuovi progetti. Ne deriverebbe un uso più efficiente del capitale e una riduzione dei costi. Ad oggi, vi sono ancora poche stime sull’entità potenziale di questa riduzione, perché molte delle tecnologie digitali più promettenti sono personalizzate in funzione delle esigenze di specifici sub-settori e impiegate in applicazioni di nicchia e versano ancora in una fase iniziale di sviluppo. Tuttavia, in base a quanto recepito da operatori e fornitori di servizi, l’AIE stima che l’impiego diffuso della digitalizzazione possa portare ad una riduzione dei costi compresa tra il 10% e il 20%, senza escludere la possibilità di cali ancora più consistenti qualora le nuove tecnologie si rivelassero particolarmente efficaci e venissero adottate in modo sempre più esteso.
L’impiego di algoritmi di processamento più sofisticati potrebbe inoltre essere particolarmente utile anche nel ritrovamento di nuovi giacimenti, nella definizione dei relativi piani di sviluppo e nel prioritizzare le opzioni di esplorazione in portafoglio.
Un’ulteriore possibilità consiste nell’uso dell’intelligenza artificiale che è ancora ad uno stadio embrionale ma sembra essere molto promettente per il segmento upstream. Potrebbe essere utilizzata per analizzare la performance dei pozzi, per la risoluzione di problemi in caso di impianti sub-performanti, per suggerire azioni correttive. Potrebbe anche migliorare la modellizzazione delle rocce serbatoio e quindi aiutare le operazioni ispezionando e correggendo rapidamente andamenti produttivi subottimali.
Monitorare le emissioni di metano
Un'altra importante area in cui la digitalizzazione può apportare consistenti miglioramenti è l’individuazione, misurazione e prevenzione delle emissioni di metano. Il settore O&G è una importante fonte di questa tipologia di emissioni di matrice antropogenica che possono verificarsi – in modo sia continuo che sporadico - in ogni fase del processo produttivo, del processamento della materia prima e del trasporto. L’urgenza di avere sistemi che forniscano un efficace monitoraggio e quantificazione del livelli di emissioni a basso costo è quindi evidente. La digitalizzazione può contribuire sia riducendo il costo diretto del rilevamento (ad esempio usando droni in facilities localizzate in luoghi remoti) o aiutando a comprendere meglio i dati raccolti per sviluppare sistemi di monitoraggio parametrici e previsionali. Una volta che una fonte di emissione viene identificata, interromperla o ridurla diventa relativamente semplice.
E sulla forza lavoro?
La digitalizzazione sta cambiando la natura del lavoro nel mondo dell’energia. Non c’è alcun dubbio che il suo crescente utilizzo vedrà sia vincitori che vinti e i policy maker dovranno quindi svolgere un ruolo proattivo nella gestione della transizione digitale in atto. Sulla base di una recente analisi dell’AIE (2017), si evidenziano i numerosi e diversi modi con cui le tecnologie digitali possono incidere sull’occupazione nel settore energetico. Nel complesso, se è molto probabile che la digitalizzazione apporti una maggiore efficienza lungo l’intera filiera produttiva, è meno probabile che possa rimpiazzare gran parte di quelle figure professionali necessarie per svolgere le attività di ingegneria e costruzione collegate alle infrastrutture fisiche. I lavoratori che verranno impiegati nell’infrastruttura digitale avranno poi bisogno di dotarsi di competenze specializzate relativamente alle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (ICT), ma in generale tutta la forza lavoro del settore energetico dovrà acquisire competenze ICT generiche per utilizzare le tecnologie digitali.
Nell’upstream O&G in particolare, gran parte dell’occupazione è associata allo sviluppo iniziale del giacimento. La digitalizzazione e altre innovazioni hanno di certo contribuito e contribuiranno a ridurre i costi e ad aumentare la produttività delle operazioni ma la riduzione dell’occupazione è difficile da isolare rispetto a quella determinata da un contesto di bassi prezzi e quindi dalla crisi dell’industria. Vi è poi anche un effetto compensativo: ad esempio, l’utilizzo diffuso dell’analisi sismica 3D ha ridotto la necessità di perforazioni ma ha creato nuovi lavori e nuovi ruoli in ambito ICT e data science che richiedono competenze molto diverse da quelle tradizionali e che spesso sono localizzati in una regione differente rispetto a quella in cui avvengono le operazioni di perforazione.
