Aspetti generali del GNL

Transcript

1 INNOVHUB-STAZIONI SPERIMENTALI PER L INDUSTRIA DIVISIONE COMBUSTIBILI Aspetti generali del GNL Paola Comotti GNL: opportunità e nuovi utilizzi Milano 17 novembre

2 un po di storia 1940 Spin-off del Dipartimento di Ingegneria Chimica del Politecnico di Milano 2010 Trasferita alla CCIA di Milano Ente di Ricerca del Ministero Industria 2011 Assorbita come Divisione di INNOVHUB-Stazioni Sperimentali per l Industira Il Regio Decreto n del 3 settembre 1926 istituisce a Bologna presso la Regia Scuola Superiore di Chimica Industriale la SEZIONE COMBUSTIBILI. Il Regio Decreto n. 744 del 23 marzo 1940 trasforma la Sezione Combustibili in REGIA STAZIONE SPERIMENTALE PER I COMBUSTIBILI. La prima sede è presso l'istituto di Chimica Industriale della Regia Scuola di Ingegneria di Milano (l'attuale Dipartimento di Chimica Industriale del Politecnico di Milano). Dal1965lasedeèaSanDonatoMilanese(MI) Il Decreto Legislativo n. 540 del 29 ottobre 1999"riordina" le Stazioni sperimentali La Legge 122 del 2010 assegna le Stazioni sperimentali alle CCIAA territorialmente competenti Il 1 Ottobre 2011 confluisce nell Azienda Speciale Innovhub-Stazioni Sperimentali per l Industria della CCIAA di Milano

3 Mission di Innovhub-SSI Innovhub Stazioni Sperimentali per l Industria, Azienda Speciale della Camera di Commercio di Milano, si propone di essere un centro nazionale di ricerca, innovazione e trasferimento tecnologico specializzato nella soluzione alle esigenze delle imprese dei settori contribuenti afferenti alle industrie tessili, cartarie, dei combustibili, degli oli e dei grassi e a supporto della pubblica amministrazione. Innovhub-Stazioni Sperimentali per l Industria mira a migliorare la competitività del tessuto economico nazionale attraverso la promozione ed il sostegno dell innovazione e dello sviluppo scientifico e tecnologico. 3

4 Innovhub-SSI e..attività e servizi ricerca industriale e sviluppo sperimentale; analisi, prove e controlli; certificazione di prodotti e di processi produttivi; formazione, informazione, documentazione, divulgazione, promozione; normazione tecnica a livello nazionale e internazionale; supporto alla ricerca, sviluppo e innovazione delle imprese, anche in collaborazione con partner esterni. 4

5 Innovhub-SSI: Organizzazione L Azienda si articola in 5 divisioni dotate di attrezzature moderne e laboratori altamente specializzati La nuova azienda speciale Divisione Innovazione Cisgem Milano, Divisione 4 novembre 2011 Carta Divisione Combustibili Divisione Oli e Grassi Divisione Seta 5

6 L attività della DIVISIONE COMBUSTIBILI si articola in analisi, studi e ricerche su molteplici aspetti merceologici, energetici, motoristici, ambientali, di sicurezza e normativi riguardanti i combustibili Analisi e consulenze sui combustibili Servizi offerti Ricerca e sperimentazione, sviluppando sia temi di ricerca promossi e finanziati autonomamente sia progetti commissionati da terzi(industrie, enti pubblici, privati) Attività normativa Formazione tecnica Divisione Combustibili Settori di riferimento Combustibili tradizionali(gas,petrolio,carbone) e principali prodotti derivati Combustibili alternativi/biocombustibili (da biomasse, da rifiuti ) e principali prodotti derivati 6

7 Divisione Combustibili Analisi e Caratterizzazione dei prodotti Normazione tecnica Ricerca nel settore autotrazione Ricerche sulla sicurezza dei processi e dei prodotti chimici Ricerche sulla combustione Analisi ambientali 7

8 Gas Naturale: GN, CNG, GNL La Norma UNI EN ISO Vocabolario del Gas Naturale definisce Gas Naturale (GN) miscela complessa di idrocarburi, composta principalmente da metano, ma che generalmente include, quantità sensibilmente minori di etano, propano e idrocarburi superiori e alcuni gas non combustibili come ad esempio azoto e anidride carbonica Gas Naturale Compresso (CNG) gas naturale usato come carburante per veicoli: tipicamente viene compresso allo stato gassoso fino a kpa Gas Naturale Liquefatto (GNL o LNG) gas naturale che ha subito un trattamento di liquefazione per poter essere stoccato o trasportato 8

9 GNL: alcune caratteristiche Il GNL è compatto 1m 3di GNL a P pressochè atmosferica e a 160 C circa corrisponde a circa 3 m 3di CNG P=200 bar T=ambiente 600 m 3di gas naturale alle condizioni standard P=1 bar T= 15 C Il GNL ha elevata densità energetica 1 litro di GNL ha lo stesso contenuto energetico di 0.6 litri di diesel 3.1 litri di CNG Fonte NGVA Europe

10 GNL: alcune caratteristiche Il GNL è: gas naturale allo stato liquido costituito prevalentemente da metano incolore, inodore non tossico, non corrosivo infiammabile (dopo rigassificazione) occupa 1/600 del volume del gas naturale liquido criogenico 10

11 GNL: alcune caratteristiche Il GNL (come liquido) viene stoccato (a circa P atmosferica e a -160 C ) in serbatoi isolati termicamente galleggia sull acqua, poi vaporizza a contatto con l acqua può dar luogo ad una rapida transizione di fase 11

12 GNL: alcune caratteristiche Il GNL (come nube di vapore) produce effetto nebbia la nube può diffondersi se non viene a contatto con un innesco una volta disperso non lascia residui sulla terra o sull acqua infiammabile (nel campo di infiammabilità) 12

13 GNL: aspetti legati alla sicurezza Le criticità inerenti alla sicurezza sono legate alle caratteristiche chimiche e fisiche del GNL e ai fenomeni associabili al GNL I rischi associabili al GNL sono quelli riconducibili al gas naturale e quelli riconducibili ad un liquido criogenico: -potenziali rischi di incendio o di esplosione in seguito a fughe e a versamenti di GNL -temperature estremamente basse del GNL -sovrapressioni che possono essere provocate da fenomeni fisici associabili al GNL (boil off gas, bleve, rapida transizione di fase, rollover ) descritti in norme tecniche settoriali (es. UNI EN 1160) 13

14 GNL e Gas Naturale: qualità e punti di ingresso in Italia Nord Europa GNL Russia casa La composizione del GNL e del Gas Naturale è differente a seconda della provenienza, ma deve rispettare le caratteristiche tecniche richieste per il funzionamento in sicurezza degli apparecchi utilizzatori secondo la norma UNI EN 437 GNL GNL Le caratteristiche del gas da immettere in rete in Italia vengono definite dalla: Regola Tecnica del Gas Combustibile pubblicata come D.M. 19/2/2007 Fonte: SnamReteGas Algeria Libia In Italia oltre ai tre siti di importazione di GNL, viene trasportato e distribuito Gas Naturale di produzione nazionale e di importazione proveniente da Nord Europa, Russia, Libia e Algeria. 14

15 Gas Naturale: composizione media per provenienza Composizione media del Gas Naturale trasportato in Italia (2008) da SNAM Rete Gas % mol Russia Nord Europa Algeria Libia GNL rigassificato Nazionale Metano 97,532 90,520 88,182 85,511 90,369 98,843 Etano 1,032 4,514 6,993 6,762 7,701 0,415 Propano 0,330 0,916 1,291 1,956 0,973 0,112 Butano+superiori 0,128 0,374 0,418 0,956 0,184 0,041 N2 0,836 2,390 2,151 3,409 0,773 0,508 CO2 0, ,965 1,406 0,000 0,081 PCS (kj/sm3) , WI (kj/sm3) (Fonte: Snam Rete Gas V. Cannizzo Forum Gas Milano 2009). 15

16 GNL: limiti per componenti minori Concentrazioni tollerate per eventuali composti presenti nel GNL (norma UNI-EN 1473 ) Concentrazione (% in volume) CO 2 < H 2 S < Concentrazione (µg/m 3 ) Note H 2 O < consigliata Hg <0.01 a 1013 mbar e 0 C Per motivi commerciali e tecnici (rischi di solidificazione durante il raffreddamento), il gas naturale, prima della liquefazione, viene purificato dai gas acidi (CO 2 e H 2 S). Le specifiche sui GNL limitano la quantità totale di zolfo. Dunque anche altri composti solforati (COS, mercaptani, etc.) - potenzialmente presenti e non eliminati nel processo di estrazione dei gas acidi possono richiedere ulteriori trattamenti. 16

17 Filiera GNL Produzione, Purificazione, Liquefazione Paesi di Produzione Trasporto navi metaniere Ricezione Stoccaggio Paesi di Consumo Utilizzo dopo rigassificazione e immissione in rete di gas naturale Utilizzo di GNL tal quale in forma liquida GNL usato dopo rigassificazione in siti dedicati Trasportato in forma liquida in siti dedicati per utilizzi successivi Combustibile per trasporti GNL usato tal quale allo stato liquido 17

18 FILIERA GNL: Stati fisici del GNL GAS LIQUIDO GAS 18 1/ C 160 C circa 18

19 FILIERA GNL: Schema a blocchi di un impianto di purificazione/liquefazione Gas Naturale Rimozione Gas acidi (H2S,CO2) Unità di disidratazione Unità di rimozione Hg GNL Unità di liquefazione Unità di frazionamento Condensato 19

20 Esperienze nel mondo: Terminale di Liquefazione Produz. Terminale di Liquefazione Trasporto Navi metaniere Terminale di rigassificazione Distribuzione (alla rete) Regioni di consumo Terminale di liquefazione di Trinidad e Tobago (fonte 20

21 Esperienze nel mondo: Terminale di Liquefazione Trasferimento del GNL: Infrastrutture di carico bracci di carico e pontile Qatar LNG Loading Facility 21

22 FILIERA GNL: Trasporto Nave metaniera con serbatoi a membrana Nave metaniera con serbatoi sferici 22

23 FILIERA GNL: Terminali di ricezione 23

24 Esperienze nel mondo: Terminali di Ricezione GNL/Rigassificazione Produz. terminale di liquefazione Trasporto Navi metaniere Terminale di rigassificazione Distribuzione (alla rete) Regioni di produzione Regioni di consumo Terminale di ricezione di Lake Charles (USA) fonte: 24

25 In Italia: Terminali di Ricezione GNL/Rigassificazione Terminale FSRU Livorno Terminale GBS Rovigo Terminale On-Shore Panigaglia 25

26 Rapporto GNL di SSC La Stazione Sperimentale per i Combustibili (SSC) ha prodotto e completato - come indagine preliminare - nel novembre 2006 un rapporto interno GNL: domanda, costi e criticità Indagine preliminare promosso dal Ministero Attività Produttive e dal CdA di SSC I segmenti della filiera del GNL, dal punto di vista tecnico, sono stati esaminati facendo riferimento, -oltre a documentazione tecnica dedicataa una numerosa serie di norme tecniche europee (CEN) recepite anche da UNI (Ente di Normazione Italiano) 26

27 GNL: Ruolo della normativa tecnica La normativa tecnica (Internazionale, Europea, Nazionale) svolge un ruolo fondamentale nell assicurare la sicurezza dei prodotti e degli impianti in quanto attraverso le norme tecniche di progettazione, fabbricazione, costruzione ed esercizio riduce al minimo i rischi. Le norme tecniche sono frutto di sperimentazioni e studi di esperti del settore e rappresentano lo stato dell arte dell argomento preso in esame La normativa tecnica oltre a svolgere un ruolo essenziale per la minimizzazione dei rischi (che comincia con una accurata progettazione e prosegue con una attenta gestione lungo tutta la filiera) rappresenta di per sé una garanzia nei confronti di tutti gli stakeholders (mondo imprenditoriale, Enti locali, popolazione, ) 27

28 GNL: ruolo normativa tecnica E da sottolineare che quando per un prodotto e/o per un impianto vengono prospettate nuove tipologie di utilizzi e/o di destinazioni d uso può essere necessario aggiornare norme tecniche già esistenti per utilizzi consolidati Tuttavia se da un lato la normativa disciplina gli aspetti tecnici (es. scelta dei materiali), dall altro vi sono situazioni (es. scelta del sito del terminale di ricezione) in cui oltre all aspetto tecnico va tenuto conto anche del fattore umano che può portare a forte conflittualità locale (sindrome NIMBY ) 28

29 GNL e.divisione Combustibili Partecipazione a Tavoli Tecnici Tavoli tecnici MiSE propedeutici a Piano Strategico Nazionale sull utilizzo del GNL in Italia 1.3 Accettabilità sociale e divulgazione 1.4 Sicurezza stoccaggio e distribuzione 3 Trasporto pesante: camion, bus e ferrovie Tavolo tecnico VVF Linee guida di prevenzione incendi per la costruzione, l installazione e la gestione delle infrastrutture di stoccaggio di GNL Tavolo tecnico VGR Formazione riguardante il GNL 29

30 GNL e.divisione Combustibili Attività sperimentali svolte o in fase di sviluppo Determinazione della qualità del gas immediatamente a valle dei sistemi di rigassificazione del GNL a gas naturale e prima della sua immissione nella esistente rete di gas naturale Determinazione della qualità dell aria nell area di impianti di rigassificazione Studi di modellazione riguardanti la valutazione di aree di rischio in caso di rilascio incidentale di GNL 30

31 Paola Comotti 31

32 32