Carbone pulito, Enel esporta in Cina la tecnologia italiana

Entro il 2020 il carbone sarà la principale fonte di energia al mondo (oggi è al secondo posto, dopo il petrolio) e per decenni resterà il protagonista della generazione elettrica, soprattutto nei Paesi emergenti e in via di sviluppo. È quindi importante proseguire gli sforzi che sono in corso un po’ ovunque per ridurre l’impatto ambientale del suo utilizzo e migliorarne la sostenibilità.

È una strada che Enel sta percorrendo con determinazione, esplorando tutte le possibilità offerte dall’innovazione tecnologica e dalla cooperazione internazionale. Due opzioni favorite dal processo di internazionalizzazione che il Gruppo ha da tempo avviato, e che vedono come logica conseguenza la partecipazione a un gran numero di programmi di ricerca internazionali.

L’obiettivo immediato è di migliorare la sostenibilità dell’intero ciclo di vita del carbone (produzione, trasformazione, combustione e smaltimento), grazie allo sviluppo e alla diffusione di nuove tecnologie, anche con attività di cooperazione con i Paesi emergenti e in via di sviluppo che più ne fanno uso.

Fra questi spicca la Cina, sia per l’importanza economica e politica, sia per la forte crescita della domanda energetica e dei consumi di carbone.

Il Gruppo Enel collabora da tempo con imprese e centri di ricerca cinesi sulle tecnologie del carbone pulito. Nei giorni scorsi è stato firmato un nuovo memorandum d’intesa con il China Huaneng Group (CHNG), finalizzato a rafforzare la cooperazione con particolare riguardo sia alle tecnologie del carbone pulito, sia alle fonti rinnovabili e alla generazione distribuita.

Enel offrirà il proprio contributo avvalendosi delle esperienze e competenze maturate in tutte le tecnologie energetiche nel corso degli anni e che – per quanto riguarda il carbone – sono anche state già applicate in diversi impianti del Gruppo, e in particolare a Torrevaldaliga Nord. Quest’ultima centrale, in particolare, è un vero e proprio esempio di successo internazionale dell’innovazione tecnologica nel settore: purificazione dei fumi di combustione, riduzione di tutte le emissioni, miglioramento dell’efficienza complessiva d’impianto, riduzione dell’impronta ecologica tramite innovativi sistemi di movimentazione del carbone e delle ceneri e altri rifiuti prodotti.

Enel e l’importanza della CCS

Le fonti rinnovabili e l’efficienza energetica non saranno sufficienti a contenere l’aumento delle emissioni di gas serra. Secondo l’International Energy Agency (IEA), a metà secolo le fonti fossili copriranno ancora oltre il 45% della domanda energetica mondiale; i Paesi emergenti, in particolare, non potranno rinunciare al carbone, la fonte più conveniente sul piano economico e più abbondante, distribuita e di facile gestione sul piano industriale.

Di fronte a questa prospettiva, il ricorso alle tecnologie di cattura e stoccaggio dell’anidride carbonica (CCS, dall’inglese Carbon Capture and Storage) diventa un’opzione irrinunciabile. Sia l’IEA sia l’Unione Europea indicano la CCS come una componente importante del ventaglio di soluzioni necessarie per la transizione verso un sistema energetico più sostenibile.

In questo contesto Enel è protagonista dello sviluppo tecnologico del settore, con attività di ricerca in tutte le principali applicazioni e in particolare nella tecnica della post-combustione, cioè l’estrazione dell’anidride carbonica (CO2) dai gas prodotti dalla combustione.

L’impianto pilota di Brindisi è il fiore all’occhiello di questa attività. La tecnica utilizzata, intervenendo a valle del processo di combustione con sorbenti chimici, rende possibile la separazione dell’anidride carbonica dai fumi, separando 2,5 tonnellate di CO2 all’ora, fino a un massimo di 8.000 tonnellate annue.

In concreto l’impianto di Brindisi ha di fatto dimostrato che la tecnologia è praticamente pronta in termini di fattibilità e di esecutività, quanto meno per impianti di taglia fino a 5 MW. Ma si tratta anche di una tecnologia implementabile su impianti di grande taglia, come conferma la partecipazione di Enel a un progetto per la realizzazione di un grande impianto di CCS.

Carbone, l’efficienza di Enel a 360°

Il carbone è oggi la seconda fonte di energia al mondo (dopo il petrolio) e la prima per quanto concerne la generazione di elettricità: copre il 28% della domanda complessiva di energia e il 42% di quella elettrica.

Negli ultimi tredici anni è stata la fonte che in termini assoluti ha conosciuto la maggiore crescita: circa dieci volte quella registrata dalle rinnovabili, due volte quella del gas e tre volte quella del petrolio. E nei prossimi vent’anni sarà ancora la fonte che più delle altre soddisferà l’incremento di energia nel mondo, secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia.

In questo quadro, per progredire verso un sistema energetico a basse emissioni, la sfida da vincere è quella dell’efficienza. Occorre cioè fare in modo che il carbone – su cui molti Paesi sia industrializzati sia in via di sviluppo fanno affidamento, per ragioni economiche e di sicurezza energetica – possa continuare ad essere utilizzato con sempre minori impatti ambientali e ridotte emissioni.

È una sfida che si vince soprattutto con l’innovazione tecnologica.

Il gruppo Enel sta investendo da tempo risorse ingenti in questa direzione, conquistando sul campo la leadership del carbone efficiente.

Ne è un esempio l’impianto di Torrevaldaliga Nord (Civitavecchia), che è oggi una delle centrali a carbone più avanzate per efficienza e ridotto impatto ambientale.

L’intero ciclo di lavorazione della centrale è stato progettato per tutelare l’ambiente: dalla movimentazione e stoccaggio del minerale, che utilizza strutture chiuse e depressurizzate per impedire ogni dispersione di polveri nell’ambiente, alle caldaie ultrasupercritiche, che ottengono rendimenti record per questo tipo di centrali; dagli avanzatisistemi di pulizia dei fumi, che assicurano una rimozione pressoché totale del particolato e una eccezionale riduzione degli altri inquinanti, fino all’innovativo sistema di  trattamento delle acque reflue.

Tutte cose concrete, che dimostrano come la strada del carbone efficiente siaun’opzione realistica e praticabile.

Enel per un carbone sempre più sostenibile

Il carbone è la prima fonte di elettricità al mondo. E il suo consumo è destinato a crescere, soprattutto nei Paesi dell’Est e del Sud del mondo. Già oggi, la Cina da sola copre più di metà dei consumi mondiali, e i Paesi in via di sviluppo nel loro complesso arrivano al 71,8%: i Paesi industrializzati dell’Ocse si fermano al 28,2.

Secondo le previsioni, questo fenomeno sarà sempre più marcato: la crescita dei Paesi emergenti comporta un forte aumento della domanda di energia, e il carbone è quasi sempre la fonte più economica e più disponibile.

In questa ottica, l’uso del carbone è in linea con uno dei principali obiettivi di sviluppo sostenibile fissati dalle Nazioni Unite: i cosiddetti “obiettivi del Millennio”, cioè  l’accesso all’energia per tutti, anche per quanti (non meno di 1,2 miliardi di persone) ancora oggi non possono nemmeno accendere una singola lampadina, perché non hanno accesso all’elettricità.

D’altra parte, un altro degli “obiettivi del Millennio” punta a controllare il riscaldamento globale, prevalentemente attraverso la riduzione le emissioni di gas serra.

Due obiettivi ugualmente importanti, dunque, che devono necessariamente trovare un equilibrio: da un latoil carbone gioca in favore della sostenibilità sociale, dall’altro occorre migliorare la sua sostenibilità ambientale.

La soluzione non può venire che dall’innovazione. E, infatti, in tutto il mondo un gran numero di ricercatori è al lavoro su nuove tecnologie per un utilizzo pulito del carbone.

Il gruppo Enel è in prima fila in questa direzione: gli impianti di Civitavecchia e Brindisi in Italia, e quello di Compostilla in Spagna, sono all’avanguardia per quanto riguarda l’uso più efficiente (e quindi più ecosostenibile) del carbone e la riduzione delle emissioni. A conferma del valore di queste sperimentazioni, Enel ha firmato un accordo per esportare le proprie tecnologie per il carbone pulito in Cina: uno dei Paesi che ne avrà più bisogno.

Il carbone e l’efficienza energetica di Enel

Parafrasando lo slogan di una famosa pubblicità, si potrebbe dire che “la potenza è nulla senza efficienza”. In uno scenario energetico globale profondamente segnato da mutamenti anche epocali come lo sviluppo impetuoso delle rinnovabili e la comparsa prepotente degli idrocarburi non convenzionali, l’efficienza energetica rappresenta la chiave di volta dei prossimi decenni.

Grazie all’efficienza energetica si potrebbero ridurre le emissioni del 49%. È quanto afferma l’Agenzia internazionale per l’energia (Aie) nella suo recente pubblicazione Redrawing the Energy-Climate Map.

Circa il 60% della riduzione complessiva di emissioni avviene nel settore residenziale e terziario. Per questo è importante l’introduzione di standard di prestazione energetica per illuminazione domestica, dispositivi elettrici, impianti di riscaldamento e condizionamento. Ma anche settore industriale e trasporti sono chiamati a svolgere un compito importante con l’efficientamento di  motori elettrici e veicoli stradali.

Con 2400 impianti in attività e 1199 in progettazione, il carbone è la fonte fossile che risponde a oltre il 40% della domanda di energia mondiale ed è destinato a svolgere questo ruolo di guida anche nei decenni a venire.

Evitare la costruzione di nuovi impianti a carbone a pressione subcritica e limitare l’uso di quelli meno efficienti già in funzione per l’Aie “ridurrebbe le emissioni di 640 Mt nel 2020 e contribuirebbe anche a contenere l’inquinamento atmosferico a livello locale”.

Per l’Ue il rispetto delle direttive della Commissione permetterebbe da solo una riduzione drastica delle emissioni di inquinanti (anche oltre il 60%) e un documento dell’Agenzia europea dell’ambiente rivolge soprattutto ai Paesi dell’area orientale un invito a seguire l’esempio virtuoso offerto già dai membri storici dell’Unione.

Gli impianti a carbone ad alta efficienza offrono risultati virtuosi per quanto riguarda le emissioni di CO2, fumi e clima alteranti e consentono anche un notevole risparmio di combustibile e di emissioni a parità di KWh prodotto.

L’impianto Enel di Torrevaldaliga nord è riconosciuto a livello internazionale quale esempio di successo di centrale a carbone di ultima generazione grazie alle caldaie Ultrasupercritiche, al sistema di abbattimento dei fumi e alla gestione del carbone lungo tutta la filiera del carbone.

Tutto il parco termoelettrico di Enel è un riferimento a livello globale in quanto a riduzione delle emissioni. E l’impianto di Civitavecchia è il fiore all’occhiello di una policy di Gruppo in grado di coniugare mix ed efficienza di generazione ottenendo performance di esercizio in continuo miglioramento.

Se le emissioni di CO2 per kWh prodotto dal parco centrali di Enel diventassero standard internazionale per tutti gli impianti oggi operativi nel mondo, le emissioni globali si ridurrebbero di circa 3,5 miliardi di tonnellate, equivalenti a tutta la CO2 prodotta dalla generazione elettrica degli Stati Uniti e dei 27 Paesi dell’Unione Europea messi insieme.

Carbone, clima e la CCS di Enel

Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia è uno degli strumenti decisivi nella lotta ai cambiamenti climatici. E nel recente rapporto Redrawing the Energy-Climate Map sono inserite tra le tecnologie chiave per “l’implementazione di quattro misure politiche che possono contribuire a tenere aperta la porta dei 2 °C fino al 2020 a costi netti nulli”.

I sistemi di Cattura e lo stoccaggio della CO2 (CCS) rappresentano soluzioni per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica che interessano tutte le attività industriali, ma il settore energetico ha dimostrato molto più di altri comparti produttivi, attenzione e impegno nello sviluppo di questa tecnologia.

Nel 2012 il livello mondiale di emissioni di CO2 legate all’energia è aumentato dell’1,4% raggiungendo il record storico di 31,6 gigatonnellate (Gt). A pesare sul consuntivo globale sono soprattutto i  Paesi che non aderiscono all’Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) ai quali si deve il 60% delle emissioni totali, in aumento rispetto al 45% del 2000.

La Cina è il primo produttore mondiale di emissioni di CO2. Nonostante nel 2012 abbia registrato un aumento più basso rispetto a quello degli ultimi dieci anni è il Paese con il più alto tasso di emissioni clima alteranti e Pechino guida la classifica asiatica, regione dove si concentrano le economie meno virtuose nella lotta ai cambiamenti climatici

Gli Stati Uniti hanno ridotto le emissioni di 200 milioni di tonnellate nel 2012, riportandole ai livelli di metà degli anni Novanta, grazie al boom di shale gas e light tight oil. L’Aie tuttavia è incerta sulla tenuta della tendenza di diminuzione di Washington così come dubita che Pechino sia in grado di replicare anche nel 2013 i risultati dell’anno scorso.

L’Europa ha diminuito le sue emissioni di 50 milioni di tonnellate. Crescita delle rinnovabili, limitazione  obbligata del livello di emissioni nei settori industriale ed elettrico, efficienza energetica e crisi economica hanno costituito un combinato che ha confermato l’UE come protagonista virtuoso nella lotta ai cambiamenti climatici.

L’Europa da anni si distingue per l’impegno nello sviluppo della CCS e il Dipartimento clima della Commissione Ue ha da poco lanciato il secondo call for proposals del suo schema di co-finanziamento NER 300 per la cattura e lo stoccaggio del carbonio e di progetti e tecnologie low-carbon innovative.

Enel è tra i principali protagonisti nella messa in opera delle tecnologie CCS. L’impianto pilota per la Cattura e lo stoccaggio della CO2 di Brindisi è il fiore all’occhiello dell’esperienza del Gruppo in Europa al quale si aggiungono anche i tre progetti pilota in Spagna a Compostilla, La Pereda e Almeria.

L’Europa ha scelto l’impianto pilota di Enel a Brindisi per testare la campagna sperimentale  Octavius finanziata dal Seventh Framework Programme dell’Ue allo scopo di ottimizzare l’integrazione dei processi di cattura della CO2 con quelli di produzione termoelettrica.

Il programma Octavius coinvolge  Enel e 16 partner internazionali del mondo della ricerca e dell’industria, di cui 13 provenienti dall’Unione europea, 1 dalla Federazione Russa, 2 dal Sud Africa.

Enel è impegnata nel dare pieno diffusione alla tecnologia della CCS non solo con propri progetti, ma anche attraverso la collaborazione con realtà internazionali. Il Gruppo è  socio fondatore del Global Carbon Capture and Storage Institute, iniziativa del Governo australiano che prevede oltre 20 progetti pilota; in Corea ha siglato un’accordo con la Kepcoper la realizzazione congiunta di un impianto pilota e di uno dimostrativo di taglia industriale. In Cina Enel è coinvolta in diversi progetti di ricerca e industriali, tra cui uno per la realizzazione di un impianto pilota in grado di catturare 1 milione di tonnellate di CO2 l’anno presso la centrale a carbone di Tongchuan.

Per l’Aie “un ritardo nell’implementazione dei sistemi di CCS aumenterebbe il costo della decarbonizzazione del settore elettrico di 1.000 miliardi di dollari” e addirittura “causerebbe minori entrate per i produttori di combustibili fossili, specie di carbone”. Sviluppare la tecnologia per la Cattura e lo stoccaggio della CO2 è quindi un vantaggio per tutti e un chiaro segnale di impegno nel segno della sostenibilità ambientale, economica e sociale.

Il Lazio, un laboratorio dell’innovazione firmata Enel

Carbone efficiente e mobilità elettrica fanno del Lazio un vero e proprio laboratorio per l’innovazione firmata Enel, che nella Regione opera anche con 34 impianti idroelettrici e due parchi fotovoltaici.

A Civitavecchia, la centrale di Torrevaldaliga Nord, è in grado di soddisfare il 50% del fabbisogno di energia elettrica del Lazio, pari a circa il 4% dei consumi nazionali. Grazie alle tecnologie utilizzate, le più avanzate disponibili, la centrale offre il miglior rendimento della sua categoria. Con una capacità totale di 1.980 MW, Torrevaldaliga Nord è composta da 3 gruppi, uno in meno del vecchio impianto a olio combustibile; una riduzione di taglia che comporta un abbattimento del 18% anche delle emissioni di anidride carbonica (CO2).

Rispetto al precedente impianto a olio combustibile, tutte le emissioni sono state infatti fortemente ridotte: del 61% quelle di ossidi di azoto, dell’88% quelle di polveri e di anidride solforosa (inferiori del 50% rispetto ai limiti posti a tutela dalla salute e dell’ambiente dalle stringenti norme europee).I sistemi di trasporto e di movimentazione del carbone sono inoltre completamente sigillati: il combustibile non entra mai in contatto con l’aria.

Sul fronte della mobilità elettrica, nell’aprile 2012, Enel ha firmato un Protocollo d’Intesa con Acea e Roma Capitale per l’installazione a Roma di 200 colonnine di ricarica per veicoli elettrici, 100 da parte di Enel e 100 da parte di Acea. Le duecento colonnine saranno dotate di una tecnologia in grado di garantire l’interoperabilità tra le infrastrutture delle due aziende, e costituiranno la più vasta rete urbana di infrastrutture per la ricarica elettrica su suolo pubblico in Italia.

Per quanto riguarda la produzione rinnovabile, sono 34 gli impianti idroelettrici attivi nel Lazio, a cui si aggiungono l’impianto fotovoltaico di Pontinia e i panelli installati sui tetti di 40 cabine primarie della rete elettrica di Roma.

L’esempio della CCS di Enel

Ottimizzare l’integrazione dei processi di cattura della CO2 con quelli di produzione termoelettrica: è l’obiettivo della campagna sperimentale Octavius, che coinvolgerà l’impianto pilota per la cattura della CO2 della Centrale Federico II di Brindisi.

Octavius mira a dimostrare l’integrazione, l’operabilità e la flessibilità di processi post-combustione di prima generazione e a prepararne la loro applicazione su impianti full-scale. Per questo è stato scelto l’impianto pilota di Brindisi, una delle installazioni più significative a livello mondiale, per taglia e tipologia di esperienze possibili.

Finanziato attraverso l’FP7 – Seventh Framework Programme, il progetto Octavius coinvolge, oltre a Enel, altri 16 partner del mondo della ricerca e dell’industria, di cui 13 provenienti dall’Unione Europea, 1 dalla Federazione Russa, 2 dal Sud Africa.

Nel campo della cattura e sequestro della CO2 (CCS – Carbon Capture and Storage) Enel è protagonista da oltre un decennio. Nel marzo 2011 ha messo in esercizio l’impianto pilota di Brindisi, mentre numerosi altri progetti sono in corso con Università, centri di ricerca e imprese, tra cui con Eni per un importante progetto di liquefazione, trasporto e stoccaggio della CO2.

In Spagna, Endesa ha inaugurato nel 2010 un impianto sperimentale nella centrale a carbone di Compostilla; più recentemente, due progetti pilota sono stati avviati a La Pereda e Almeria, quest’ultimo per la cattura della CO2 attraverso le microalghe.

Di rilievo anche le numerose collaborazioni internazionali: la partecipazione, in qualità di socio fondatore, al GCCSI (Global Carbon Capture and Storage Institute), una iniziativa del Governo australiano che prevede oltre 20 progetti pilota; l’accordo con la Kepco, in Corea, per la realizzazione congiunta di un impianto pilota e di uno dimostrativo di taglia industriale; diversi progetti di ricerca e industriali in Cina, tra cui uno per la realizzazione di un impianto pilota in grado di catturare 1 milione di tonnellate di CO2 l’anno presso la centrale a carbone di Tongchuan.

La CCS di Enel per abbattere le emissioni

Che ruolo potranno recitare le tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio nel processo di transizione verso un modello energetico sostenibile?

Il tema è all’ordine del giorno nel dibattito politico e scientifico per individuare e utilizzare tutte le leve utili a raggiungere l’obiettivo della decarbonizzazione del settore energetico.

Nel caso della CCS (dall’inglese Carbon Capture & Storage) sono stati già raggiunti risultati di rilievo attraverso l’entrata in funzione dei primi impianti dimostrativi. I quali confermano che si tratta di una tecnologia che, applicata ai grandi impianti di generazione elettrica, può offrire un contributo elevato alla stabilizzazione delle emissioni di CO2.

Le principali difficoltà che si frappongono all’ulteriore sviluppo della tecnica e alla sua commercializzazione sono oggi legate essenzialmente ai costi e ai rilevanti finanziamenti necessari. L’indebolimento delle politiche di sostegno verso questo settore in ambito Ue, in una situazione di perdurante crisi economica, va letta essenzialmente in questa chiave.

Ma l’Unione Europea,  che considera le tecnologie CCS prioritarie per il contrasto ai cambiamenti climatici, insiste sull’importanza di giocare un ruolo da protagonisti nello sviluppo del settore. Come pure sul fatto che occorre non perdere ulteriore tempo nel definire con precisione una strategia condivisa in materia, e poi far seguire i fatti alle parole.

Sono molti gli operatori industriali attivi sullo scacchiere internazionale che hanno avviato progetti  di rilievo e che ora sono in attesa di segnali chiari  dai decisori politici. È il caso del Gruppo Enel che si è attivato da tempo in questa direzione e che ha già messo in campo un’esperienza importante con l’entrata in funzione nel marzo 2011 dell’impianto pilota di Brindisi: un impianto  che consente di separare dai fumi di combustione 2,5 tonnellate all’ora di CO2,  fino a circa 8.000 tonnellate l’anno.

Enel, momento decisivo per i progetti CCS

È nota l’esigenza di rendere velocemente disponibili le nuove tecnologie per la cattura e lo stoccaggio della CO2 (CCS – Carbon Capture and Storage), in modo da poter coniugare il crescente utilizzo dei combustibili fossili con l’esigenza di contenere le emissioni e con esse il rischio di un eccessivo riscaldamento globale.

Meno noto è il fatto che, pur trattandosi di tecnologie ancora sperimentali, il contributo della CCS comincia ad essere tangibile. Nel mondo, infatti, vi sono 15 progetti su larga scala in fase operativa o in completamento, con una capacità di stoccaggio (35 milioni di tonnellate di CO2) che è pari alle emissioni di 6 milioni di automobili.

Il Gruppo Enel, per esempio, è tra i primi operatori al mondo per competenze acquisite e progetti realizzati e in fase di sviluppo. Non solo con l’impianto pilota di Brindisi (Italia) e quello di Compostilla (Spagna), ma anche con innovativi progetti per l’assorbimento della CO2 tramite calcare e microalghe.

Tuttavia la diffusione commerciale della CCS, pur essendo quasi a portata di mano, pone ancora diverse sfide. A cominciare da quelle derivanti dalla crisi economica e finanziaria internazionale, che ha ridotto i finanziamenti di numerosi progetti di ricerca e sviluppo. Per questo motivo l’Unione Europea sta ora razionalizzando le risorse disponibili con l’obiettivo di concentrarle sui progetti più promettenti.

È una occasione anche per il Gruppo Enel, che ha già competenze eccellenti e progetti di riconosciuto valore internazionale. L’importante, ora, è unire gli sforzi tra industria, istituzioni e società civile, per evitare contrapposizioni ideologiche su questa nuova tecnologia, strategica per il settore energetico, ed eliminare gli ostacoli e le lentezze burocratiche e amministrative.