luci ed ombre dei combustibili fossili · È da più di 100 anni che si pronostica l‟esaurimento...

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


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.


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


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)


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.


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!


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


Fonte:

Con tutta l’energia possibile, Leonardo Maugeri, S&K

AmbientEnergia nr. 1,

Dicembre/Gennaio 2012

L‟editore srl

Enel video







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