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Obiettivo Zero Emissioni - Livio Vido -

Per soddisfare il crescente fabbisogno di energia non possiamo fare a meno delle fonti fossili.
E le moderne tecnologie della CCS – CARBON CAPTURE AND STORAGE
stanno lavorando per realizzare centrali termoelettriche senza camini e senza emissioni.

L’International Energy Agency (IEA) stima che la domanda mondiale di energia primaria crescerà del 40% nel periodo 2007-2030 . A questo corrisponderà un significativo aumento della domanda di energia elettrica con un tasso di crescita annuo del 2,5%.
Lo scenario energetico internazionale al 2030 sarà caratterizzato da 4.800 nuovi Gigawatt di potenza installata (quasi cinque volte l’attuale capacità delle centrali degli interi USA) e, nonostante un importante sviluppo delle RINNOVABILI, da un peso crescente delle fonti fossili con il carbone che crescerà fino a coprire il 44% del mix totale nel 2030.
Se le politiche non cambieranno, tutto questo si tradurrà in un preoccupante aumento delle emissioni di ANIDRIDE CARBONICA (CO2), che cresceranno da 28,8 miliardi di tonnellate nel 2007 a 34,5 miliardi nel 2020 (+20%), fino a 40,2 miliardi nel 2030 (+40% rispetto al 2007, +17% rispetto al 2020).
La soluzione per evitare che uno scenario simile produca impatti non reversibili sull’ambiente è investire ingenti risorse per promuovere l’innovazione tecnologica e la diffusione delle tecnologie low-carbon in campo energetico, negli altri settori industriali e nei trasporti.
Relativamente alla produzione di energia elettrica, le principali risposte sono rappresentate dalle fonti RINNOVABILI, dal nucleare e dalle tecnologie in grado di ridurre o azzerare le emissioni di CO2 prodotte dalle centrali, note con il nome di “cattura e sequestro della CO2” (CCS – CARBON CAPTURE AND STORAGE).
Secondo l’IEA, la CCS contribuirà a ridurre le emissioni di CO2 delle centrali termoelettriche fino a circa tre miliardi di tonnellate all’anno, ma il limitato grado di maturità di queste tecnologie ne ostacola la diffusione in larga scala. Per questo Enel ha lanciato un programma ambizioso per promuoverne lo sviluppo a livello industriale. I nostri progetti di ricerca coprono tutte le strade possibili per catturare la CO2 dalle ciminiere delle nostre centrali. 

Cattura post-combustione. La CO2 è rimossa dai fumi delle centrali attraverso un processo di assorbimento chimico. Questo filone sembra essere il più promettente sia per il grado di maturità tecnologica già raggiunta, sia per la possibilità di applicazione alle centrali esistenti. Stiamo già realizzando un impianto pilota nella centrale a carbone di Brindisi che, dal 2010, consentirà di testare la tecnologia su una scala significativa. L’impianto catturerà circa 15.000 tonnellate di CO2 all’anno e contribuirà allo sviluppo di un progetto in piena scala presso la nuova centrale a carbone che sarà realizzata a Porto Tolle (Rovigo). Questo secondo impianto avrà una capacità di cattura di circa un milione di tonnellate di CO2 all’anno e sarà supportato, con un finanziamento di circa 100 milioni di euro, dall’Unione Europea nell’ambito del programma European Economic Plan for Recovery.

Combustione in ossigeno ad alta pressione. Il carbone è bruciato ad alta pressione utilizzando ossigeno al posto dell’aria; i fumi prodotti dalla combustione sono costituiti da CO2 e vapor d’acqua e grazie a un semplice processo di condensazione è possibile catturare la CO2. Il processo garantisce un’elevata EFFICIENZA (~35%), ma l’esigenza di modificare radicalmente il processo di combustione non lo rende adatto per il retrofit di impianti esistenti. Si tratta dunque di una soluzione di medio-lungo termine.

Cattura pre-combustione. Il carbone è pre-trattato e convertito in una miscela di CO2 e IDROGENO (processo di GASSIFICAZIONE del carbone). La CO2 viene rimossa dalla miscela e l’idrogeno viene utilizzato per produrre energia elettrica. Le tecniche di GASSIFICAZIONE del carbone sono già disponibili, anche se necessitano di ulteriori sviluppi per garantirne l’affidabilità. Non è invece ancora disponibile una tecnologia che consenta di usare l’idrogeno come combustibile, limitando le emissioni di OSSIDI DI AZOTO. Enel, per prima al mondo, collaborando con General Electric è riuscita a sviluppare un bruciatore per turbogas in grado di utilizzare IDROGENO puro come combustibile, contenendo notevolmente le emissioni di OSSIDI DI AZOTO. Il bruciatore è già stato applicato su un impianto in piena scala nella centrale a carbone di Fusina (Venezia).

Sequestro. La CO2, una volta catturata, è trasportata attraverso appositi gasdotti fino ai depositi di STOCCAGGIO geologico. Ne esistono tre diversi tipi: le miniere di carbone esaurite (che hanno capacità di STOCCAGGIO limitate, ma consentono di recuperare il METANO spiazzato dall’iniezione di CO2), gli acquiferi salini profondi (che hanno notevoli capacità di STOCCAGGIO e al loro interno la CO2 viene trasformata grazie a un processo di mineralizzazione) e i giacimenti esauriti di gas o petrolio (la CO2 può essere usata anche per recuperare le quantità residue di combustibile presenti).

Enel, in collaborazione con Eni, sta sviluppando il primo progetto integrato italiano di cattura e sequestro della CO2. L’ANIDRIDE CARBONICA prodotta con l’impianto pilota di Brindisi verrà iniettata in uno dei pozzi di STOCCAGGIO gas di Eni. Enel realizzerà inoltre una pipeline pilota che sarà utilizzata per testare le modalità di trasporto della CO2 e sviluppare competenze in vista dell’impianto in piena scala di Porto Tolle.
Le tecnologie CCS sono tuttavia ancora caratterizzate da costi molto elevati che derivano dal fatto che gli impianti di questo genere penalizzano l’efficienza delle centrali elettriche nelle quali vengono installati.
Al fine di promuovere la diffusione di questa tecnologia, è quindi necessario prevedere un forte impegno tecnologico per ridurne i costi. Uno sforzo che dovrà essere associato a un significativo supporto pubblico per evitare che la mancanza di profittabilità prospettica degli investimenti induca le società elettriche private ad abbandonare i programmi di sviluppo.
Sarà inoltre necessario favorire lo scambio di esperienza e di know-how tra paesi sviluppati ed emergenti. Cina e India sono infatti responsabili del 28% circa delle emissioni mondiali di CO2 legate alla produzione di energia elettrica e, in base alle stime dell’IEA, vedranno raddoppiare le proprie emissioni di CO2 da qui al 2030. La crescita economica determinerà inoltre un incremento considerevole di domanda di elettricità alla quale stanno già rispondendo con la costruzione di nuove centrali a combustibili fossili.
Enel si sta già muovendo in questa direzione: lo scorso 14 settembre, Enel, il Ministero dell’ambiente italiano e il Ministero cinese per la scienza e la tecnologia hanno sottoscritto un accordo per lo sviluppo di uno studio di fattibilità per la realizzazione di un sistema di cattura della CO2 presso una centrale a carbone cinese.
Per realizzare questa vera rivoluzione tecnologica è quindi necessario un nuovo patto uno stretto coordinamento tra aziende e istituzioni, che dovranno lavorare insieme per creare le condizioni necessarie per far uscire queste tecnologie promettenti dai laboratori e consentirne la diffusione a livello mondiale.

Tratto da Oxygen 08-12.2009