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Il petrolio e il gas naturale sono industrie importanti nel mercato dell'energia e svolgono un ruolo influente nell'economia globale come fonti di combustibile primarie del mondo. I processi e i sistemi coinvolti nella produzione e distribuzione di petrolio e gas sono estremamente complessi, ad alta intensità di capitale e richiedono una tecnologia all'avanguardia. L'industria petrolifera e del gas è suddivisa in tre segmenti: Upstream o di esplorazione e produzione (E&P), ricerca di giacimenti e perforazione di pozzi di petrolio e gas. Le società midstream sono responsabili del trasporto dai pozzi alle raffinerie e le società downstream sono responsabili della raffinazione e della vendita dei prodotti finiti.

Il settore può essere suddiviso in tre aree: generazione di energia, reti di trasmissione e distribuzione, misurazione e vendita. Il settore della produzione di energia è un contesto commerciale e normativo impegnativo. Le circostanze cambiano rapidamente e gli ingegneri svolgono un ruolo chiave nella gestione di questo cambiamento, sia che si tratti di implementare soluzioni a breve termine in modo rapido e sicuro sia di sviluppare soluzioni a lungo termine per il futuro. Le energie rinnovabili, compreso il calore generato da energia solare, eolica, oceanica, idroelettrica, biomassa, risorse geotermiche e biocarburanti e idrogeno derivato da risorse naturali, sono la tecnologia di fornitura di energia distribuita basata sulla generazione di energia che è diventata il fulcro dello sviluppo nel campo energetico. Tuttavia, le fluttuazioni e l'intermittenza dell'energia eolica, solare e di altre fonti di energia rinnovabile acuiscono sempre più la contraddizione tra nuova energia e rete.

L'infrastruttura di rete è la struttura organizzativa che consente il trasporto su larga scala di energia dal produttore al consumatore, nonché la direzione e la gestione del flusso di energia; allo stesso tempo include il trasporto del gas lungo il gasdotto. Il mantenimento di una rete moderna, flessibile e sicura di linee di trasmissione e distribuzione di energia elettrica, oleodotti e gasdotti naturali e impianti di stoccaggio è essenziale per fornire energia affidabile e conveniente alle imprese e ai consumatori, promuovere la crescita in tutti i settori dell'economia sostenendo la fiorente industria energetica nazionale.

Le utilities operano in un contesto sempre più caratterizzato da elevata pressione competitiva, nuovi fattori di rischio e nuove variabili. Da un lato l'energia assume prevalentemente il carattere di merce, cioè di un bene liberamente negoziabile la cui produzione e vendita sono regolate da prezzi che si formano secondo meccanismi di mercato; dall'altro, il trading di prodotti energetici primari, quali elettricità, petrolio, gas e rinnovabili, diventa un'attività sulla base della quale vengono progettati e scambiati prodotti finanziari derivati. Di fronte a questa realtà, l'innovazione digitale assume un ruolo sempre più strategico, fornendo nuove forme di conoscenza e nuovi strumenti che aumentano l'accesso alle informazioni, precisione nell'individuare opportunità e minacce di mercato, nell'analisi degli impatti e nella valutazione delle conseguenze. Il digitale, in particolare, sta cambiando la logica e i metodi del mercato E&U.

La transizione energetica è un percorso verso la trasformazione del settore energetico globale da base fossile a zero emissioni di carbonio entro la seconda metà di questo secolo. Al centro c'è la necessità di ridurre le emissioni di CO2 legate all'energia per limitare il cambiamento climatico. La decarbonizzazione del settore energetico richiede un'azione urgente su scala globale e, mentre è in corso una transizione energetica globale, sono necessarie ulteriori azioni per ridurre le emissioni di carbonio e mitigare gli effetti del cambiamento climatico. Le energie rinnovabili e le misure di efficienza energetica possono potenzialmente raggiungere il 90% delle riduzioni di carbonio richieste. La transizione energetica sarà resa possibile dalla tecnologia dell'informazione, dalla tecnologia intelligente, dai quadri politici e dagli strumenti di mercato.