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12/03/2012
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Luci ed ombre dei combustibili fossilimercoledì 14 marzo 2012, aula 110
lez. 2, Seminario di Energetica, ITIS G. Marconi (Vr), dott. Riccardo Maistrello
Breve storia del petrolio
Il primo ricorso al petrolio avviene perl‟illuminazione („800)
In pochi decenni oltre 200 suoi derivativengono utilizzati per gli usi più svariati(cosmetici, lubrificanti, cere etc.)
A inizio „900 i prodotti più richiesti sononafta e benzina, ancora oggi principalicarburanti per l‟autotrazione
Con l‟utilizzo per il riscaldamento e lagenerazione elettrica il petrolio arriva acoprire il 50% del fabbisogno primario dienergia mondiale (anni „60)
Negli ultimi 60 anni è stato affiancato danucleare e gas (ed anche carbone, che alcunidavano per spacciato) che ne hanno eroso lestoriche “quote di mercato”. In terminiassoluti il consumo di petrolio è però semprecresciuto.
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
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Il petrolio oggi
Il petrolio è rimasto fino ad oggi insostituibile in un settore fondamentale: quello dei trasporti
L‟avvento dell‟auto elettrica e il potenziamento delle linee ferroviarie AV potrebbero finalmente affossare la potenza incontrastata di questo combustibile.
Consumo finale energia
(mondo) – IEA 2010
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Pregi del petrolio
Disponibile in abbondanza, nel passato e nel presente (e nel futuro?)
Facile ed economico da trasportare
Centinaia di derivati utilissimi (medicinali, candele, carburanti, solventi, plastiche, gomme etc.)
Densità energia/potenza elevatissima
Economico, a fasi alterne (e non ultimamente!)
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Difetti del petrolio
Esauribilità (è solo questione di tempo)
Estremamente inquinante
Distruttivo per l‟ambiente in caso di incidente (p.e. incidenti petroliere)
Responsabile (non unico) dell‟effetto serra e del surriscaldamento globale (teoria)
Prezzo volatile ed imprevedibile
L‟OMS stima che l‟inquinamento atmosferico causi oltre 2 milionidi morti ogni anno. Trasporti, industrie e centralitermoelettriche sono le principali responsabili delle emissionimortali.
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Il petrolio sta finendo?
Difficile dirlo! Prima o poi finirà, ma quando?
È da più di 100 anni che si pronostica l‟esaurimento dei
pozzi in anni differenti (anni „20, anni „80, 2000…) ma ogni
volta le previsioni vengono smentite dai fatti e posticipate.
Gli studi attuali concordano sul fatto che NON SI SIA ANCORA
RAGGIUNTO IL PICCO DI PRODUZIONE.
Vengono inoltre costantemente scoperti nuovi giacimenti e
nuove tecnologie estrattive che permettono di aumentare
e massimizzare l‟estrazione dai giacimenti, anche da quelli
già dismessi.
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“Ghiaccio bollente – I nuovi pozzi dell‟Artico”
Lo scioglimento dei ghiacci artici (- 50% dal 1950) rende
accessibili nuovi giacimenti prima irraggiungibili… e
comincia una nuova corsa all‟oro nero.
Nel Mar Artico, US Geological Survery stima:
◦ 90‟000‟000 barili petrolio
◦ 47‟000‟000‟000 m3 gas naturale
Tecnologie via via migliori permettono di cercare il petrolio sempre più in
profondità, soprattutto nei mari e negli oceani finora poco esplorati
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Stime attuali (2010)
Esaurimento petrolio: 60 anni(riserve provate 2006 = 38 anni)
Esaurimento gas naturale: 80 anni(riserve provate 2006 = 63 anni)
Esaurimento carbone: 160 anni(riserve provate 2006 = 147 anni)
→Ma in realtà è impossibile saperlo, la nostra storia recente ècostellata da previsioni grossolane ed errate, le variabili ingioco sono troppe: aumento della popolazione e dei consumiprocapite, aumento dei rendimenti e delle efficienze, nuovitrasporti, nuove tecnologie esplorative/estrattive, stabilitàgeopolitica etc.
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L’età della pietra non è finita perché sono finite le
pietre e l’età del petrolio non finirà perché è finito il
petrolio.
Ahmed Zaki Yamani (ministro petrolio Arabia Saudita)
Fosse per me, metterei i miei soldi sull’energia solare. Che fonte di energia! Spero che non dovremo aspettare che petrolio e carbone finiscano per metterci mano.
Thomas Alva Edison (inventore)
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Carbone pulito… si può?
L‟era dei combustibili fossili non terminerà a causa della loro
scomparsa. Un‟inversione tecnologica (e culturale) dovrà avvenire
prima dell‟esaurimento delle risorse “sporche” che oggi utilizziamo
per produrre energia, con gravi danni per l‟ambiente e per la nostra
salute.
Sostituire oggi con risorse rinnovabili e meno inquinanti quelle
esauribili non è però possibile, e forse non lo sarà nemmeno in futuro
per una serie di questioni tecnico-economiche: densità
energia/potenza, volatilità dell‟approvvigionamento ed ore equivalenti
di funzionamento, etc.
Negli ultimi decenni ha cominciato a farsi largo un‟idea: continuare ad
utilizzare le fonti fossili ma catturare gli inquinanti prodotti dalla loro
combustione, segregandoli in depositi geologici a prova sicuri.
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Carbon
Capture
&
Storage
CarbonCapture
&Sequestration
Cattura
e sequestro
dell‟anidride
carbonica Seminario di Energetica – ITIS
Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Come funziona?
1. Separazione dell’anidride carbonica dal combustibile,
prima o dopo la combustione.
2. Concentrazione della CO2 e compressione a pressioni
altissime.
3. Trasmissione via gasdotto a giacimenti esauriti o
acquiferi salini.
4. Iniezione nel giacimento, che ne diventa la “tomba”.
5. Monitoraggio costante delle condizioni di stoccaggio
della CO2 per prevenire perdite e fuoriuscite.
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Caratteristiche del giacimento
Sito a grande profondità (almeno 800 metri):
◦ distanziamento dalle falde acquifere potabili;
◦ CO2 a stadio supercritico (intermedio gas/liquido);
Costituito da rocce e minerali porosi, chepossano assorbire la CO2, circondati da stratirocciosi impermeabili che ne impediscano lafuga.
Iniettare CO2 (o altre sostanze, p.e. acqua) ad altapressione in giacimenti già sfruttati puòpermettere di estrarre altro petrolio: questoavviene già dagli anni ‟70, negli USA per esempio.
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Estrazione del petrolio
Oggi nel mondo si riesce ad estrarre non
più del 40% del greggio presente in un
giacimento, e già questo risultato è
ottenuto iniettando gas o acqua in
pressioni elevate.
L‟iniezione di CO2 innalza questo limite!
Iniettare CO2 aiuta anche a recuperare
più metano dai giacimenti di gas.
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Un giro per il mondo… Il primo progetto su scala commerciale risale al ‟96 (ancora
attivo, Mare del Nord, Sleipner, Norvegia).
◦ 1‟000‟000 tonnellate CO2 sequestrata ogni anno
Natural gas produced at the Sleipner West field naturally contains about 9.5% CO2, which
has to be removed to get the gas to saleable /vendibile/ quality. Instead of venting the
separated CO2 to the atmosphere, where it would add to the greenhouse problem, Statoil,
the operators of the field, and their partners decided to inject it down a 3 km-long well and
store it in a porous and permeable reservoir rock called the Utsira Sand.
About a million tonnes of CO2 per year is prevented from entering the atmosphere in this
way, and a total of more than 11 million tonnes has been injected so far. (2008)Sem
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Weyburn Carbon Dioxide Sequestration Project
(Stati Uniti)
Since September 2000, carbon dioxide (CO2) has been transported from
the Dakota Gasification Plant in North Dakota through a 320-km
pipeline and injected into the Weyburn oilfield in Saskatchewan, Canada.
The CO2 has given the Weyburn field, discovered 50 years ago,
a new life: 155 million gross barrels of incremental oil are
slated to be recovered by 2035 and the field is projected to be able
to store 30 million tonnes of CO2 over 30 years. CO2 injection began
in October of 2005…
Molto bello ma nel gennaio
2011 si è diffuso il panico a
seguito del ritrovamento di
animali morti ed una insolita
diffusione di alghe. Le prime
indagini hanno fatto pensare
a fughe di CO2 dai giacimenti
sotterranei, ma non ci sono
ancora dati definitivi.
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Problema 1: costa troppo
E‟ tutto molto interessante e ad uno stato di avanzamentotecnologico notevole: negli USA ci sono già 2500 km digasdotti dedicati al solo trasporto di CO2 e sisequestrano in media 30 milioni di tonnellate/anno.
MA il sequestro della CO2 costa moltissimo, catturarla dalle
numerosi fonti che la producono e separarla dagli altri inquinanti
è costosissimo (circa 50-60 $/ton – 2006).
Occorrerebbe sviluppare grosse economie di scala: producendo
moltissima CO2 diverrebbe più economico trattarla, processarla e
stoccarla in profondità → paradosso!
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Problema 2: sarà sicuro?
MA ci sono forti dubbi sulla sicurezza del processo.
Davvero l’anidride carbonica così stoccata non fuoriuscirà… mai?
C’è un parallelismo con la questione delle scorie nucleari: esistono
giacimenti realmente affidabili a prova di attentati, terremoti,
tsunami, eruzioni e sconvolgimenti climatici?
O è un po’ come nascondere la polvere sotto il tappeto, per
risolvere apparentemente un problema sul momento, destinato a
ripresentarsi tra 50-100 anni magari?
Finora non ci sono state fughe accertate, i
giacimenti oggi utilizzati avevano già stoccato
per migliaia di anni prodotti più difficili da
trattenere della CO2, come il gas metano…
ma il dubbio resta.
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Futuro Grandi aspettative su CCS (IPCC, ONU, UE etc.) come
soluzione parziale (non si può catturare tutta la CO2
emessa da infinite sorgenti puntiformi)
Sperimentazioni su scala commerciale, anche in Italia:
◦ Impianto CCS Enel
http://www.youtube.com/watch?v=LEfsCxbmJYE
Seminario di Energetica – ITIS Marconi (VR) – dott. R. Maistrello
Fonte:
Con tutta l’energia possibile, Leonardo Maugeri, S&K
AmbientEnergia nr. 1,
Dicembre/Gennaio 2012
L‟editore srl
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