Nel contesto della transizione energetica, la crescente complessità delle reti elettriche richiede strumenti capaci di anticipare, simulare e ottimizzare il comportamento dei sistemi in tempo reale. Tra le tecnologie emergenti, il Digital Twin si sta affermando come una delle più promettenti: una replica digitale dinamica di un sistema fisico, in grado di evolversi grazie all’integrazione continua di dati reali, modelli predittivi e di intelligenza artificiale.

Il concetto di Digital Twin nasce all’inizio degli anni 2000, ma affonda le sue radici in pratiche ingegneristiche precedenti. Il termine è stato formalmente introdotto nel 2002 da Michael Grieves, durante una presentazione sul Product Lifecycle Management presso l’Università del Michigan. Grieves descrisse un modello composto da uno spazio fisico, uno spazio virtuale e un flusso continuo di dati tra i due, inizialmente chiamato Mirrored Spaces Model. Il concetto ha poi trovato una prima applicazione su larga scala grazie alla NASA, che nel 2010 lo ha adottato per simulare e monitorare il comportamento delle navicelle spaziali, contribuendo alla sua diffusione globale.

Un Digital Twin è quindi una rappresentazione digitale dinamica di un oggetto, processo o sistema fisico, che si aggiorna in tempo reale e consente di simulare scenari futuri, prevedere guasti, ottimizzare la manutenzione e supportare decisioni operative e strategiche. A differenza dei modelli di simulazione statici, che operano su dati storici e scenari ipotetici, il Digital Twin è collegato in tempo reale al sistema fisico tramite sensori e piattaforme IoT. Questo gli consente di aggiornarsi costantemente e di simulare comportamenti futuri con maggiore accuratezza. Rispetto ai sistemi di monitoraggio, che si limitano a raccogliere e visualizzare dati, il Digital Twin è bidirezionale: può non solo osservare, ma anche suggerire o attuare azioni correttive. Inoltre, grazie all’integrazione con tecnologie come l’intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni, diventa una vera e propria piattaforma decisionale, capace di supportare operatori e regolatori nella gestione di reti sempre più distribuite, digitali e decarbonizzate.

Le principali commissioni internazionali di normazione, come IEC e ISO, riconoscono sempre più chiaramente il ruolo strategico dei Digital Twin come tecnologia abilitante per l’industria. In risposta a questa consapevolezza, supportano attivamente il mondo industriale attraverso la definizione di riferimenti condivisi che ne facilitano l’adozione e l’integrazione. Questi riferimenti forniscono un quadro coerente per la rappresentazione digitale degli asset, includendo strutture comuni per la gestione del ciclo di vita, modelli di dati e protocolli di comunicazione, oltre a una terminologia uniforme. Grazie a questo approccio, si garantisce ai Digital Twin interoperabilità, scalabilità e sicurezza, caratteristiche essenziali per la loro applicazione nei sistemi energetici complessi. La presenza di linee guida riconosciute facilita inoltre la collaborazione tra operatori e stakeholder, promuovendo l’adozione di soluzioni digitali avanzate in contesti reali.

Un esempio concreto e ambizioso dell’applicazione dei Digital Twin nel settore elettrico è il progetto TwinEU, finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma Horizon Europe. Il suo obiettivo è realizzare un gemello digitale paneuropeo del sistema elettrico, costruito come una federazione di Digital Twin locali, interoperabili tra loro. Il progetto coinvolge 75 partner in 15 Paesi, tra cui operatori di rete come Enel Grids ed E-Distribuzione, centri di ricerca, università e aziende tecnologiche. Le otto dimostrazioni pilota previste coprono una vasta gamma di applicazioni strategiche, che riflettono la complessità e la diversità dei sistemi elettrici europei. Nella Penisola Iberica si sperimentano strumenti basati su Digital Twin per il coordinamento in tempo reale tra trasmissione e distribuzione, con particolare attenzione alla previsione della produzione rinnovabile, migliorando la capacità di risposta del sistema elettrico a scenari variabili.

In Grecia e Cipro, il Digital Twin viene utilizzato per supportare l’ottimizzazione del mercato di bilanciamento e la gestione della rete in contesti insulari, dove la stabilità del sistema richiede simulazioni accurate e tempestive.

In Ungheria, si sviluppano modelli predittivi alimentati da intelligenza artificiale, integrati in un Digital Twin per il monitoraggio dinamico delle linee elettriche, con l’obiettivo di anticipare condizioni critiche e ottimizzare l’uso delle infrastrutture.

In Bulgaria, il Digital Twin affronta le sfide della generazione distribuita, fornendo strumenti di supporto decisionale per gli operatori di rete, in un contesto di crescente decentralizzazione della produzione.

In Germania, si testano approcci avanzati di pianificazione e gestione della flessibilità, dove il Digital Twin consente di simulare scenari di congestione e valutare soluzioni in tempo reale.

In Italia, il dimostratore in Sardegna vuole realizzare un gemello digitale dell’intero sistema elettrico isolano, aggiornato in tempo reale, per migliorare la resilienza e l’efficienza operativa. Un secondo sito italiano esplora casi d’uso legati alla pianificazione congiunta e alla valutazione della resilienza.

In Slovenia, il Digital Twin potenzia le capacità di osservazione e controllo del sistema elettrico nazionale, migliorando la visibilità e la reattività della rete.

Infine, in Francia e nei Paesi Bassi, si sperimentano strumenti digitali per il coordinamento operativo tra operatori di trasmissione e distribuzione, con un Digital Twin orientato all’efficienza computazionale e alla prevenzione dei rischi operativi.

Anche RSE è attivamente coinvolta nello sviluppo di soluzioni basate su Digital Twin. In particolare, è impegnata nella realizzazione di un gemello digitale dedicato all’analisi e al controllo di una Hydrogen Valley, un’area geografica in cui convivono impianti per la produzione e l’utilizzo dell’idrogeno. Queste infrastrutture rivestono un ruolo strategico nella decarbonizzazione dei cosiddetti settori hard to abate, come la siderurgia e il trasporto navale, ancora fortemente dipendenti dai combustibili fossili e difficilmente elettrificabili. L’obiettivo del progetto è creare un modello di riferimento per la progettazione e la gestione di impianti analoghi. Grazie all’integrazione con tecnologie di web semantico, sarà inoltre possibile collegare le Hydrogen Valley ai futuri sistemi multi-energetici, garantendo interoperabilità e gestione coordinata delle risorse.

Il Digital Twin non è più una visione futuristica, ma una realtà concreta che sta trasformando il modo in cui progettiamo, gestiamo e rendiamo resilienti i sistemi energetici. La sua capacità di integrare dati in tempo reale, simulazioni avanzate e intelligenza artificiale lo rende uno strumento strategico per affrontare le sfide della transizione ecologica e della crescente complessità delle infrastrutture.

Progetti come TwinEU dimostrano che l’Europa è pronta a guidare questa trasformazione, puntando su interoperabilità, sovranità digitale e innovazione collaborativa. L’adozione diffusa dei Digital Twin nel settore energetico non solo migliora l’efficienza operativa, ma apre la strada a un sistema più intelligente, flessibile e sostenibile, in grado di rispondere con prontezza alle esigenze del futuro.