Ministero dello Sviluppo Economico

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1 Ministero dello Sviluppo Economico Dipartimento per la Competitività Direzione Generale per l Energia e le Risorse Minerarie Ufficio Nazionale Minerario per gli Idrocarburi e la Geotermia (UNMIG) L Italia, l energia, il petrolio ed il gas Nei libri di geografia l Italia è definito un Paese povero di risorse minerali, fatto col quale conviviamo da molto tempo e che tende ad essere sempre più critico man mano che la popolazione ed i suoi consumi crescono. Soprattutto per l energia, l Italia dipende dunque molto dall estero e perciò, rispetto agli altri Paesi europei, abbiamo sempre cercato di ridurre i consumi di energia e di valorizzare al massimo altre risorse di cui disponiamo (per esempio l energia i- droelettrica, la geotermia). Ciononostante, oggi la maggior parte dell energia, compresa quella che serve per produrre l elettricità, si ottiene in Italia da combustibili fossili. Più che il carbone, usiamo enormi quantitativi di gas naturale e di petrolio e, almeno per i prossimi vent anni, è difficile che la situazione possa cambiare in modo radicale. In questo quadro la funzione della produzione nazionale di idrocarburi ha un ruolo complementare ma indubbiamente importante, perché contribuisce ad un irrinunciabile obiettivo della politica energetica nazionale: garantire sicurezza, flessibilità e continuità degli approvvigionamenti di e- nergia. Ecco l importanza di individuare e sfruttare giacimenti di petrolio e gas in Italia, lavoro che negli ultimi 50 anni ha dato buoni risultati, anche se non molto noti. L Italia è piccola, la sua morfologia e geologia creano molte difficoltà nella ricerca, ma siamo arrivati a Produzione Gas negli anni Milioni Smc Migliaia Tonn Diga del Vajont Terraferma Mare Produzione Olio negli anni Terraferma Mare

2 produrre oltre 20 miliardi di mc di gas naturale nel La maggior parte dei giacimenti di gas italiani è nella pianura padana e nel mare Adriatico prospiciente. Purtroppo, dal 1994 la produzione è andata sempre diminuendo per il naturale declino produttivo dei vecchi campi e per le difficoltà incontrate dalle nuove attività di ricerca, particolarmente nell Adriatico. Nel frattempo i nostri consumi aumentano sempre più, dato che, dove possibile, preferiamo, per motivi ecologici, il gas al carbone ed al petrolio. Possiamo prevedere che i consumi di gas, già attualmente intorno agli 80 miliardi di mc/anno raggiungeranno almeno i miliardi di mc/anno nel 2010, di fronte ad una produzione nazionale che scenderà a circa 8 miliardi di mc/anno. Di petrolio siamo sicuramente più poveri che non di gas: da sempre infatti lo importiamo quasi tutto dall estero. Però, grazie anche al ritrovamento di giacimenti di grandi dimensioni in Basilicata, stiamo producendo quasi 6 milioni di tonnellate di petrolio all anno e probabilmente nei prossimi anni produrremo anche qualcosa di più. Certo, questa produzione, raffrontata agli e- normi consumi che abbiamo (circa 90 milioni di tonnellate all anno), non è molto, ma non per questo è il caso di trascurarla Il futuro prossimo energetico in Italia Nei prossimi anni prevediamo che i nostri consumi di energia aumenteranno ancora e la cosa è un buon indice, perché l energia serve principalmente per la produzione dei beni (industria, agricoltura), da cui dipende la ricchezza totale del Paese (il cosiddetto P.I.L., Prodotto Interno Lordo), oltre che per migliorare la qualità della vita dei cittadini (riscaldamento, condizionamento, trasporti privati, etc.). Dovremo cercare di usare Pannelli fotovoltaici sul tetto sempre meglio l energia, riducendo gli sprechi, migliorando il rendimento delle macchine ed indirizzando la produzione preferibilmente verso beni che richiedono meno energia per essere fabbricati 1, ma la relazione che c è fra consumi di energia e ricchezza di un Paese resta sempre valida. Cercheremo anche di utilizzare sempre di più energie alternative a quelle dei combustibili fossili, come quella solare o eolica, ma le difficoltà (occupazione di vaste aree con aerogeneratori o pannelli fotovoltaici, impatto ambientale) ed i costi occorrenti non consentiranno, nel futuro prossimo, di evitare la nostra dipendenza da gas e petrolio. E molto probabile addirittura che nei prossimi venti anni consumeremo ancora più gas mentre ridurremo solo leggermente il consumo di petrolio. Aerogeneratore 1 Si cercherà cioè di ridurre l intensità energetica del Paese (rapporto fra l energia consumata e PIL) 2

3 Ma il petrolio finirà. Oltre ai problemi dell inquinamento e dell effetto serra, un motivo importante per cercare altri modi per generare energia è che i combustibili fossili non sono risorse rinnovabili. Il loro quantitativo immagazzinato nel sottosuolo è cioè limitato e, continuando con estrazioni di quantitativi sempre maggiori, è inevitabile un esaurimento. Poiché per gas e carbone vi sono riserve conosciute che, ai consumi attuali, garantiscono per centinaia di anni ancora, la preoccupazione è maggiore per il petrolio; attualmente si hanno riserve conosciute che possono coprire i consumi attuali solo per 40 anni, inoltre i consumi mondiali sono in forte aumento... Però non si può concludere con questo che il petrolio è molto prossimo ad una fine, se non altro perché finora è sempre accaduto che, quando si credeva che fossimo vicini ad un esaurimento, sono state fatte, in luoghi o con tecniche diverse, nuovi ritrovamenti 2 E dunque molto importante conoscere dove e quanto petrolio abbiamo già riconosciuto nel sottosuolo ed è pronto per essere estratto: le riserve petrolifere. Queste, oltre alle richieste del mercato, condizionano molto il prezzo del petrolio: quando le riserve sono abbondanti di solito il prezzo del petrolio scende (e allora la ricerca langue), viceversa quando sono scarse (e allora la ricerca ferve). Dato che la ricerca petrolifera richiede vari anni, questo è uno dei motivi principali dei cicli nel prezzo del petrolio. In questa corsa ad inseguimento fra consumi e riserve si studiano tecniche sempre più sofisticate per trovare il petrolio ed estrarne il massimo possibile dai giacimenti trovati. Nella ricerca si sono fatti progressi enormi: mentre prima i pozzi di ricerca molto spesso erano sterili, oggi, grazie soprattutto agli sviluppi delle tecniche geofisiche, la media si aggira attorno ad 1 positivo su 3 3. Petrolio e gas sono di proprietà pubblica In Italia, come ormai in quasi tutti i Paesi del mondo, petrolio e gas non appartengono ai proprietari dei terreni sotto cui vi sono i giacimenti, ma allo Stato. Questo affida a compagnie specializzate il compito di cercarli (in terra e nel mare di pertinenza italiana), compensando i notevoli costi della ricerca con i guadagni derivanti dalla vendita di parte del petrolio (parte rimane invece di proprietà dello Stato ed è la cosiddetta royalty). Quello che si propone è quindi molto simile ad un gioco d azzardo: la compagnia petrolifera fa ricerche spendendo grossi capitali ma, se trova petrolio o gas, li recupera ampiamente 4, versando allo Stato solo una parte dei ricavi provenienti dalla vendita del petrolio. 2 Per esempio, oltre trent anni fa, in molti ritenevano che il petrolio si sarebbe esaurito in dieci anni, cosa che non è affatto accaduta 3 Questo è tanto più importante se consideriamo che ora si cercano giacimenti più difficili da individuare e più profondi. 4 Compensando i casi in cui non trova niente. 3

4 Aree marine di pertinenza italiana Infine è il caso di notare che, mentre il guadagno delle compagnie avviene durante l estrazione, per i cittadini (e quindi per l amministrazione pubblica) è essenziale che continui la ricerca, con la quale si possono ricostituire le riserve impoverite dai quantitativi che man mano si estraggono. Dato che abbiamo bisogno di una produzione nazionale per evitare di dipendere totalmente dalle importazioni, le royalties richieste dalla legge non sono molto alte e così vari operatori trovano interessante fare le ricerche in Italia 5. Si spiegano così anche i buoni risultati ottenuti finora. Le conoscenze acquisite per individuare e sfruttare i difficili giacimenti italiani sono state utili per trattare situazioni analoghe in altri posti, prima trascurati. Dunque l Italia si può considerare pure una specie di palestra tecnica per la ricerca e lo sfruttamento di giacimenti difficili, oltre che per una conduzione migliore per i lavoratori e l ambiente (ed anche queste tecniche si possono esportare, per esempio, in Paesi in via di sviluppo dove si adottano spesso tecniche meno valide). Breve storia degli idrocarburi naturali (petrolio, bitume, asfalto) Manifestazione superficiale di petrolio a terra Il petrolio è una miscela naturale di idrocarburi allo stato liquido, accompagnati da idrocarburi gassosi o solidi come i bitumi e gli asfalti, nonché da acqua salata. Manifestazione superficiale di petrolio in mare 5 Naturalmente, nei Paesi dove è più facile trovare il petrolio (per esempio quelli del Golfo Persico), le condizioni in caso di vincita non sono altrettanto buone 4

5 Un po come per tutti i minerali che l uomo utilizza, la conoscenza e l uso degli idrocarburi naturali risalgono all antichità grazie allo sfruttamento delle manifestazioni superficiali (spontanea venuta a giorno, in terra e in mare, del petrolio). Il petrolio o il bitume sono stati usati, nel passato, soprattutto per: - impermeabilizzare gli scafi delle navi e le cisterne per la raccolta dell acqua; - asfaltare le strade; - illuminare abitazioni e borghi; - scopi bellici (fuoco greco); - scopi medicinali (malattie della pelle, ecc.). Ma la disponibilità era limitata ai (rarissimi) casi 6 in cui si trovava in superficie. diversi usi (GPL, benzina, kerosene, gasolio, olio combustibile, bitume, etc.), e, per la maggiore facilità di trasporto e immagazzinamento, il petrolio ha spodestato per molti usi anche il carbone. La ricerca petrolifera Antico campo petrolifero La crescente domanda ha imposto la necessità di trovare e produrre quantità sempre maggiori di petrolio, stimolando la ricerca con pozzi molto profondi. Col. Drake La nascita dell industria petrolifera come la consideriamo ora si fa risalire al 1859 quando il colonnello Drake perforò in Pennsylvania, in una zona dove vi erano delle manifestazioni superficiali, il primo pozzo a scopo petrolifero. Dopo tre mesi di perforazione a percussione, effettuata con una macchina a vapore, raggiunta la profondità di poco più di 20 metri, il pozzo cominciò a riempirsi di petrolio, fornendone circa 25 barili al giorno (1 barile è pari a circa 159 litri). Nella zona vennero allora perforati oltre 500 pozzi in due anni e cominciò così lo sfruttamento industriale del petrolio, che, grazie, ai guadagni che garantiva fu presto chiamato oro nero. Da allora, il consumo di petrolio è cresciuto a dismisura nel mondo. Presentandosi liquido, dal petrolio si ricavano infatti facilmente molti prodotti diversi, adatti a Il petrolio occupa I pori delle rocce 6 Infatti, se all aria, tende ad evaporare la parte più leggera e resta eventualmente la parte più bituminosa. 5

6 Alla fine del XIX secolo, quando si cominciò capire che il petrolio non era contenuto in cavità o laghi sotterranei, ma fra i pori delle rocce, lo studio della geologia iniziò ad essere uno strumento essenziale per la ricerca del petrolio a maggiori profondità. I fluidi presenti nel sottosuolo (gas, olio, ed acqua), si dispongono secondo la loro densità Nel 1885 si sviluppò la cosiddetta Teoria dell'anticlinale, osservando che i pozzi perforati sui culmini delle pieghe anticlinali erano produttivi a gas e petrolio, mentre quelli ubicati sui loro fianchi producevano acqua salata. Esempi di trappole 7 Oggi siamo arrivati alla conclusione che si ha la presenza di un giacimento (cioè di un accumulo di idrocarburi liquidi e/o gassosi economicamente sfruttabile) quando: 1. Nel bacino si sono formati idrocarburi 8 (sia liquidi, sia gassosi) nel sottosuolo, dalla sostanza organica contenuta in talune rocce sedimentarie (rocce madri). 2. Questi idrocarburi hanno migrato verso la superficie attraverso rocce permeabili. 7 Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di copertura, tale da determinare le condizioni adatte per un accumulo di idrocarburi. 8 Naftogenesi: occorre che il fondo del bacino sprofondi e che quindi la melma organica che si deposita sul fondo sia seppellita dai sedimenti che si accumulano continuamente. Questa materia organica, approfondendosi si consolida e raggiunge temperature sempre più elevate, fino a quando, restando ad un tempo sufficiente tra i 60 ed i 150 C, corrispondenti a profondità comprese tra i 2000 e i 7500 m si generano idrocarburi. 6

7 3. Una parte di loro si è accumulata in rocce porose e permeabili (rocce serbatoio) rimanendo intrappolata fino ad oggi 10, in quanto una roccia impermeabile (roccia di copertura) ne ha impedito un ulteriore migrazione. Il petrolio è dunque il frutto di una serie di processi naturali, che si sviluppano in tempi molto lunghi per fasi successive: origine, migrazione, accumulo e conservazione. Per trovare un giacimento bisogna quindi individuare, con studi geologici, una formazione rocciosa profonda dove può esservi stata la formazione di idrocarburi. Ma non basta: è essenziale che gli idrocarburi possano essere stati trattenuti nel sottosuolo, perciò lungo il loro percorso devono aver incontrare una barriera impermeabile che ne ostacola il movimento ( trappola ). Un grande aiuto per individuare l esistenza di queste condizioni viene dalla geofisica, che riesce a ricostruire l andamento degli strati delle rocce senza dover ricorrere a perforazioni, che sono sempre molto costose (dell ordine di milioni di euro), facendo una specie di ecografia del sottosuolo. Esempi di trappole 9 Schema di un impianto di perforazione a terra 9 Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di copertura, tale da determinare le condizioni adatte per un accumulo di idrocarburi. 7

8 Naturalmente, una volta individuata una possibile trappola, non è detto che il giacimento esista davvero, ma può valere la pena di tentare ed allora si procede con un pozzo di ricerca che mira all obiettivo E oggi possibile scegliere con una certa libertà 11 l ubicazione del pozzo in quanto, con le moderne tecniche di perforazione si possono fare dei pozzi deviati, guidandoli verso l obiettivo. La profondità dei pozzi ed il fatto che il petrolio occupa la porosità delle rocce (dove viene rimpiazzata dall acqua sottostante man mano che si estrae il petrolio) consente, in molti casi, di cercare ed estrarre il petrolio senza grandi interferenze con quanto avviene in superficie. Impianto di perforazione (derrick), impianti e labotatori accessori E possibile anche fare perforazioni di ricerca in mare, usando delle apposite piattaforme. Naturalmente, in questo caso, la perforazione, di per sé sempre molto costosa 12 per la continua esecuzione di analisi per caratterizzare le formazioni geologiche attraversate e per tutte le apparecchiature necessarie a prevenire incidenti, comporta l uso di piattaforme e tecnologie ancora più costose. L'esplorazione petrolifera è dunque un'attività dagli esiti incerti, che richiede grandi capitali ma che, quando risulta positiva, può dare grandi guadagni. 10 La parte che è permeata dal sottosuolo fino alla superficie si è persa evaporando all aria ed ossidandosi 11 Questo è importante per esempio quando si lavora in aree, come accade spesso in Italia, densamente popolate o con vincoli archeologici, ambientali, etc. 12 Da a /m. 8

9 La produzione petrolifera Una ricerca positiva si conclude con la valutazione del giacimento, cioè con la sua delimitazione e valutazione della quantità estraibile (riserve estraibili), sono perciò di solito necessari vari altri pozzi. Si arriva così a valutare il quantitativo di petrolio estraibile e la produzione giornaliera possibile in funzione della porosità della roccia serbatoio (percentuale dei vuoti nell'unità di volume della roccia), della sua permeabilità (intercomunicazione fra i pori della roccia) e delle caratteristiche del petrolio Permeabilità della roccia serbatoio (viscosità). Quindi si procede allo sviluppo del giacimento, adattando alla produzione i pozzi già fatti per la ricerca e/o perforando nuovi pozzi (di sviluppo), in modo da drenare tutto il giacimento nel modo migliore. In alcuni pozzi il petrolio viene alla su- Piattaforme marine di ricerca e produzione perficie spontaneamente, talora anche in modo violento, spinto dalla pressione del gas che di solito occupa la porzione più alta del giacimento; molto spesso invece, soprattutto nel caso di giacimenti maturi, occorre pomparlo. Non è generalmente possibile recuperare più del 30-40% del petrolio presente nei pori della roccia serbatoio e, per aumentare questa percentuale, si usano tecniche come l'iniezione di acqua per favorire il drenaggio dei pozzi. Piattaforma galleggiante di perforazione a mare Dispositivo di sicurezza per la produzione Per il gas la percentuale di recupero è invece sempre molto maggiore (dell ordine del 70-80%). In caso di produzione di solo gas, questo si separa il gas dall acqua e dall idrogeno solforato in vicinanza dei pozzi di estrazione ed, essendo direttamente utilizzabile, lo si può immettere, per esempio, in una rete di metanodotti. Trattandosi di una miscela di diversi idrocarburi, per essere utilizzabile il greggio estratto deve invece subire un processo di raffinazione, ma anch esso, prima di essere inviato in raffineria, 9

10 viene liberato dall'acqua, dall idrogeno solforato in una centrale di trattamento vicino ai pozzi di estrazione. Finisce qui la parte mineraria (upstream) per iniziare quella relativa alle lavorazioni successive del petrolio (downstream), che portano alla produzione di tutti i prodotti petroliferi (benzina, gasolio, kerosene, etc.). 10