GAS NATURALE: ALCUNI DETTAGLI

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2 Il gas naturale è una delle principali fonti utilizzate per la produzione di energia elettrica in molteplici tipologie di centrali elettriche. Può essere utilizzato nelle centrale termoelettriche tramite l' utilizzo di a turbine a vapore, nelle centrali turbogas, utilizzando normali turbine a gas, e nelle centrali a ciclo combinato. Quelle più ecologiche sono a ciclo combinato, avendo un elevato rendimento. Il calore residuo può sempre essere utilizzato sia per il riscaldamento, associato ad una rete di teleriscaldamento, sia per il condizionamento, quest'ultimo purtroppo ancora poco usato. Vi è anche in corso una disputa sull'utilizzo di gas naturale per la generazione di energia elettrica, poiché essendo una risorsa particolarmente pregiata, molti ritengono che sia un vero e proprio spreco usarla in quantità massicce per scopi che potrebbero essere facilmente raggiunti con altri mezzi (carbone, olio, fonti rinnovabili e nucleare).

3 Capitolo n. 1 L'estrazione ed il trasporto Estrarre il gas naturale dal sottosuolo è abbastanza facile. Quasi sempre si trova intrappolato insieme al petrolio sotto uno strato di roccia. Date le grandi pressioni, non appena si finisce di trivellare il gas schizza fuori da solo e occorre solamente convogliarlo in un tubo e indirizzarlo verso le sue destinazioni finali o nei centri di stoccaggio. Questi sono giacimenti naturali esauriti dove un tempo c'era gas naturale, olio o acqua che vengono oggi riutilizzati come veri e propri "magazzini" per il gas. La principale difficoltà nell'utilizzo del gas naturale è il trasporto. I gasdotti sono economici, ma non permettono l'attraversamento di oceani e spesso, quando si tratta di gasdotti internazionali, passano in territori di altri stati, e questi possono chiudere i rubinetti lasciando il legittimo destinatario a secco. Vengono utilizzate anche navi per il trasporto di gas naturale liquefatto, definite metaniere, ma hanno costi più alti e problemi di sicurezza. In molti casi, come ad esempio nei pozzi petroliferi in Arabia Saudita, il gas naturale che viene recuperato durante l'estrazione del petrolio, non potendo essere venduto con profitto, viene bruciato direttamente sul posto. Questa dispendiosa pratica è illegale in molti stati, poiché rilascia nell'atmosfera terrestre gas serra inutilmente. Invece di venire bruciato, il gas, viene sempre più frequentemente re-iniettato nel giacimento petrolifero per mantenerne alta la pressione e quindi consentire l'estrazione di tutto il petrolio in esso contenuto. Tutta l'europa è attraversata da lunghi gasdotti di cui non notiamo la presenza perché il loro tragitto è sotterraneo, e in questo modo il paesaggio non viene deturpato. Attualmente in Italia confluiscono tre gasdotti. Uno arriva dalla Siberia e giunge in Italia attraverso l'austria. Uno arriva dall'olanda e scavalca le Alpi italo-svizzere. Un terzo arriva dall'algeria, attraversa il canale di Sicilia, sbuca sull'isola e risale tutta la penisola. Ormai la rete di distribuzione è molto estesa raggiungendo tutte le città di pianura e anche molte località montane oppure vallate, dunque la grande maggioranza delle abitazioni riceve il gas naturale direttamente a casa.

4 Capitolo n. 2 Il gas e l'ambiente Recentemente il gas naturale è stato oggetto di grande attenzione per i vantaggi ambientali che derivano dal suo uso. Infatti durante la combustione del gas naturale, le emissioni di composti nocivi avvengono solamente in quantità trascurabili. Ad esempio le emissioni di ossido di azoto sono inferiori a quelle prodotte dalla combustione del carbone, del gasolio e della benzina. Quando brucia, il gas naturale rilascia nell'atmosfera prevalentemente vapore acqueo (H2O) e anidride carbonica (CO2), due sostanze gassose che sono già presenti in natura e che ciascuno di noi produce, ad esempio, durante la respirazione. Grazie a questi aspetti, i veicoli a gas naturale (taxi, scuolabus, pulmini e autobus ) potrebbero costituire una delle risposte all'inquinamento atmosferico delle città. Inoltre, grazie alle condutture sotterranee il gas arriva nelle case e nelle industrie senza farsi vedere. Viene così evitato l'inquinamento dovuto al transito sulle strade di autocisterne che trasportano combustibili liquidi.

5 Capitolo n. 3 Gli usi del metano Data la sua estrema versatilità, la facilità di trasporto e l'alto potere calorifico (cioè l'energia che se ne ricava bruciandolo) il gas naturale è un combustibile ideale per le industrie. Un altro importante uso che ha avuto buon successo in Italia è quello per le vetture. Nel nostro paese circolano circa vetture a gas naturale, quinti a livelli mondiale dopo Argentina, Brasile, Pakistan, India. Oltre ai vantaggi ambientali che derivano dall'uso dei motori a metano, ci sono interessanti convenienze anche dal punto di vista economico. Il risparmio economico a parità di percorrenza ottenibile con un'auto a metano è di circa il 60/70% rispetto alla benzina e di quasi il 50% rispetto al gasolio. Inoltre il gas naturale possiede, fra tutti i combustibili fossili, il rapporto più elevato tra energia sviluppata e quantità di anidride carbonica emessa e dunque contribuisce in maniera minore al riscaldamento globale. La combustione di un metro cubo di gas naturale produce circa 38 MJ (10,6 kwh) di energia. I distributori di metano prelevano direttamente dalla rete che fornisce anche le utenze domestiche e industriali, non dispongono di cisterne nelle quali è immagazzinato il metano liquido. L'Italia è il Paese più metanizzato al mondo, che possiede più chilometri di condutture, premessa necessaria per creare una rete di distributori per autoveicoli altrettanto capillare. In questo modo, viene meno un trasporto di un materiale potenzialmente esplosivo in mezzi su gomma, e l'inconveniente legato all'assenza di combustibile durante gli scioperi degli autotrasportatori. Per quanto riguarda la tipologia più classica e diffusa di auto bifuel metano-benzina, l'installazione dell'impianto a posteriori consente di avere un'auto ibrida che si muove a benzina, oppure a metano (attivando un apposito pulsante). Il metano è commercializzato allo stato gassoso e viene erogato compresso alla pressione di 216 bar nominali con cui vengono riempite le bombole installate sulla vettura (solitamente nel baule). Il sistema misura la massa del gas che viene erogato e per questo il prezzo del carburante è espresso in funzione non del volume ma della massa. Attualmente (agosto 2007) il prezzo medio al distributore è di circa 83 centesimi di euro al kg. Un kg di metano equivale all'incirca ad 1,5 litri di benzina. L'autonomia della vettura dipende dalla capacità delle bombole installate e può variare considerevolmente, mediamente per un'auto di segmento "B" con carrozzeria a 2 volumi la capacità in litri installabile varia da 60 a 80 litri, con una capacità di carica espressa in kg di circa 10/13 kg di metano compresso, un costo di circa 8/11 a pieno e un'autonomia intorno ai 200/300 km. Le auto di taglia maggiore (SW-monovolume) possono arrivare a caricare 20 o più kg di metano compresso per un'autonomia che può variare tra i 350 e i 450/500 km a seconda del consumo, del percorso e dello stile di guida dell'autista. Siccome il metano è un gas e sempre allo stato gassoso viene erogato, tra un pieno e l'altro ci possono essere differenze considerevoli di carica in kg: ciò dipende dalla temperatura, dalla densità del metano stesso e dalla taratura della pressione di stacco dell'erogatore, maggiore è la temperatura e minore sarà la carica in kg in quanto il gas tende ad essere meno denso. D'estate perciò si carica tendenzialmente di meno e d'inverno si carica tendenzialmente di più, con variazioni anche del 15% tra le due stagioni. Un altro fattore che influisce non poco sulla densità del metano erogato e pertanto sulla carica finale al distributore è la provenienza del gas naturale. Il gas naturale non è costituito solo da metano puro, ma solitamente include anche altre tipologie di gas mescolati assieme: esano, butano, propano sono i più frequenti. I gas di produzione italiana o russa sono i più puri tra quelli immessi nella rete nazionale di gasdotti: dati SNAM indicano un'elevata percentuale di metano, intorno al 98/99%. I gas di provenienza olandese o algerina invece hanno un contenuto percentuale di metano inferiore, che si aggira sull'87/90% per l'olandese e tra l'80 e l'85% per l'algerino. A tutto ciò si aggiunge il costo dell'impianto che è di circa 1500/1800 per il tradizionale (aspirato) per salire a circa 2200/2600 per il sequenziale.

6 Al cambio macchina si può recuperare una parte dell'impianto (ad esempio le bombole e le valvole delle stesse) con un risparmio fino al 30% sulle nuove installazioni; per questo in teoria il costo maggiore si avverte al primo montaggio, ma questo solo fino ad un certo punto, infatti le auto più recenti (Euro3/Euro4) richiedono quasi obbligatoriamente l'installazione di impianti sequenziali fasati per evitare conflitti con l'elettronica di bordo e relativi malfunzionamenti dell'impianto gas. Un'auto alimentata a metano raggiunge quasi la stessa velocità di una alimentata a benzina. Il metano è leggermente penalizzante nelle prestazioni di una guida sportiva nel tempo che impiega l'auto a passare da 0 a 100 km/h. Infatti, la ripresa da fermo o cambiando marcia è leggermente più lenta. Teoricamente il metano potrebbe dare prestazioni migliori della benzina poiché è maggiore il suo numero di ottano (che è pari a 120), e dunque ha un maggior rendimento, come accade anche nelle centrali elettriche alimentate a metano (turbogas); ciò richiederebbe però motori con un rapporto di compressione molto maggiore di quello dei motori attuali, predisposti con un rapporto di compressione adatto alla benzina. Per tale motivo, il metano è più adatto ai motori di grossa cilindrata, che hanno un rapporto di compressione e quindi un rendimento più elevati (e consumi minori). Solitamente l'avviamento del motore viene mantenuto a benzina, perché questa ha un potere detonante maggiore e dà la scocca alla scintilla d'accensione con maggiore facilità. Quasi tutti i costruttori di kit prevedono l'avviamento a metano, ma viene sconsigliato il suo utilizzo perché l'accensione a metano richiede un uso più prolungato del motore d'avviamento, e non consente alla centralina benzina di utilizzare le strategie di iniezione corrette che sono previste all'avviamento. Nelle auto a carburatore l'avviamento a metano è invece possibile quasi sempre, salvo condizioni climatiche avverse, come le temperature molto basse. In questo tipo di auto se si tenta l'avviamento a metano spingendo troppo l'acceleratore può verificarsi talvolta un accumulo di gas nella camera d'accensione che ingolfa il motore e può impedire i successivi tentativi di avviamento. Spesso la soluzione per avviare l'auto è quella di commutare a benzina e avviare con essa il motore, per poi ricommutare a metano una volta stabilizzata la temperatura d'esercizio. I vantaggi che un alimentazione a metano offre sono un costo inferiore del 60-65% a quello della benzina (contro un risparmio del 30% del gasolio e del 15-20% sul GPL). Con un kg di metano si percorrono di media 20 km contro 14 per un litro di benzina. La perdita è evidente in ripresa soprattutto con motori piccoli ( cc) e si attesta intorno ad un 10%. Ogni 4 anni per le auto a metano dotate di bombole realizzate secondo la normativa europea ECE/R110 è obbligatoria la revisione delle stesse. La revisione è obbligatoria anche in caso di incidente che comporti il danneggiamento delle bombole. In entrambi i casi il collaudo (o la sostituzione) delle bombole è gratuita e viene finanziata da una piccola tassa sul carburante. Per l'effettuazione della revisione è necessario rivolgersi agli installatori di impianti, che come prezzo chiederanno la sola manodopera di montaggio-smontaggio delle bombole. Per le auto con impianto realizzato secondo la normativa italiana la scadenza del collaudo bombole è ogni 5 anni. Occorre chiarire le differenze esistenti tra il gas naturale (CNG) e il gas di petrolio liquefatto (GPL): il GPL viene venduto compresso a 12 bar nominali contro i 220 del metano, ne consegue che per i due combustibili occorrono impianti diversi, tra loro incompatibili. Le differenze dei componenti dell'impianto rispetto al GPL riguardano soprattutto il miscelatore e il tipo di bombola, le uniche parti potenzialmente intercambiabili sono le centraline elettroniche e il commutatore-indicatore di livello, ma, vista l'esiguità del loro costo rispetto al resto dei componenti solitamente se viene disinstallato un impianto di un tipo e reinstallato un impianto dell'altro tipo vengono anch'esse sostituite. Con il GPL si ha una penalizzazione sulle prestazioni quasi nulla, mentre con il metano si ha normalmente una perdita di potenza nell'intorno del 7/10%. L'alimentazione a metano consente in virtù delle minori scorie di combustione generate nel motore un allungamento degli intervalli di cambio olio fino a km. Non è raro vedere macchine circolanti a metano con km, in alcuni casi si arriva anche a km. Sulle auto con questo tipo di alimentazione sono da tenere sotto controllo le parti elettriche (candele, fili, bobina, batteria) in quanto il metano brucia assai meno rapidamente della benzina e necessita quindi che dette componenti siano sempre mantenute in ottimo stato. Il riduttore di pressione del metano necessita di essere riscaldato durante il funzionamento in quanto il gas riducendo la propria pressione si raffredda, e alle basse temperature si potrebbe congelare il riduttore di pressione stesso. Allo scopo di evitare questo inconveniente esso viene collegato al circuito di raffreddamento del motore per mezzo di una derivazione.

7 Questo collegamento - se non eseguito a regola d'arte - aumenta la possibilità di perdite di liquido di raffreddamento, con possibili conseguenze negative sulla guarnizione della testata (che può bruciarsi) in caso di esaurimento del liquido stesso. Nella manutenzione periodica occorre pertanto verificare con cura questa parte del motore. Il gas naturale puro è un gas che non ha odore. Tuttavia prima che venga avviato alla rete di distribuzione cittadina il gas naturale viene arricchito con sostanze che lo fanno puzzare leggermente. Il motivo è la sicurezza di chi lo usa: se il gas naturale non avesse quel tipico odore che tutti sappiamo distinguere, non potremmo accorgerci, ad esempio, di un rubinetto lasciato aperto. Queste sostanze odorizzanti sono ininfluenti dal punto di vista della resa energetica e non danneggiano tubazioni e bruciatori.

8 Capitolo n. 4 Le riserve l gas naturale si misura in metri cubi. Tanto per rendere l'idea, e facendo riferimento all'acqua, con un metro cubo si riempiono due vasche da bagno. Nel mondo ci sono riserve di gas per oltre miliardi di metri cubi, mentre il consumo annuale è di circa miliardi di metri cubi. Dunque, al ritmo attuale (i dati sono del 1997) le riserve basteranno per i prossimi 65 anni. È importante fare una precisazione: stiamo parlando di riserve, cioè di quantità conosciute o stimate con precisione, mentre molti giacimenti potrebbero essere ancora scoperti. I fondali degli oceani, ad esempio, potrebbero riservarci dei giacimenti nascosti. Questo, comunque, non deve essere un invito a sprecare questa fonte di energia che, con il petrolio e il carbone, è non rinnovabile.

9 Capitolo n. 5 La situazione in Italia L Italia è un paese povero di risorse energetiche e di materie prime e la dipendenza dall estero raggiunge ormai l 82%. Il restante 18% è quasi totalmente coperto dal metano. Analizzando la tipologia dei consumi di gas possiamo ottenere una tabella come quella riportata qui sotto che ci permette di mettere in evidenza la distribuzione degli stessi nei vari settori: I settori di impiego del gas sono : 100% usi domestici, residenziali e commerciali: 39% usi industriali: 34% produzione energia elettrica: 23% altri: 4% Nel 2007 sono stati circa i milioni di metri cubi consumati a livello nazionale, gran parte di questi derivano dalle importazioni milnio di metri cubi rispetto ai di produzione nazionale). Le importazioni da altri paesi inizialmente erano utilizzate come integrazione alla produzione nazionale ma con il passare degli anni hanno avuto una rilevanza sempre maggiore. Il gas di provenienza estera entra nella rete nazionale attraverso quattro punti, utilizzando strutture dedicate (appositamente costruite a seguito della stipula di contratti di importazione); in particolare il gas prodotto in Olanda viene consegnato al confine olandese e trasportato in Italia attraverso un metanodotto, lungo 862 km che attraversa la Germania e la Svizzera e giunge fino a Mortara (PV); il gas che proviene dalla Russia viene consegnato al confine tra Repubblica Slovacca e Austria grazie ad un metanodotto lungo 774 km che giunge nei pressi di Cremona; il gas che proviene dall Algeria viene importato attraverso un gasdotto lungo km che giunge fino a Minerbio (BO). Infine esiste un terminale di ricezione del GNL ubicato a Panigaglia (La Spezia). Nel 2007 le importazioni sono state così suddivise per punto di ingresso: Mazara del Vallo milioni di m 3 Gela milioni di m 3 Tarvisio milioni di m 3 Passo Greis milioni di m 3 Panigaglia milioni di m 3 Gorizia 203 milioni di m 3 Altri 748 milioni di m 3

10 Capitolo n. 6 L'industria del gas L Industria nazionale del gas naturale è una filiera produttiva articolata in varie fasi: approvvigionamento, trasporto, stoccaggio, distribuzione primaria e secondaria. Approvvigionamento (produzione nazionale e importazioni): Sul fronte della produzione nazionale si registra un trend fortemente decrescente, già rilevato negli scorsi anni: nel 2004 la produzione nazionale si è attestata a 13 miliardi di m³ (-6,5% vs. 2003). L Italia si conferma invece come paese nettamente importatore di gas naturale: nel 2004 le importazioni - da Algeria, Russia, Olanda, Norvegia, e recentemente dalla Libia hanno rappresentato complessivamente quasi l 84% dei consumi (circa 68 milardi di m³). Trasporto e stoccaggio: L attività di trasporto su rete ad alta pressione (oltre km di metanodotti) comprende la veicolazione del gas dal punto di immissione della rete nazionale (importazione o campo di stoccaggio) sino alla cabina di ricezione del gas da parte del cliente che utilizza direttamente il gas naturale (vedi distribuzione primaria) o che - come le aziende distributrici locali - lo immettono nella rete urbana per la successiva vendita (vedi distribuzione secondaria). Il servizio di stoccaggio, attività essenzialmente riconducibile all immissione di gas in ex campi di produzione in estate per poi erogare nei periodi di punta invernale della domanda, permette ai venditori di modulare l offerta di gas per far fronte alla rigidità del profilo delle importazioni e alla forte variabilità, dovuta ai cambiamenti di temperatura, che caratterizza la domanda del mercato civile. Distribuzione primaria e secondaria: Per distribuzione primaria s intende la fornitura e quindi la vendita ai clienti industriali, ai clienti termoelettrici e ai distributori locali direttamente allacciati alla rete di trasporto nazionale. Per distribuzione secondaria s intende la fornitura e quindi la vendita effettuata attraverso reti di distribuzione locali di piccolo diametro a basso livello di pressione, e riguarda sia le utenze civili e commerciali localizzate all interno degli agglomerati urbani, sia le utenze industriali situate all interno delle aree di distribuzione (forniture in deroga ).

11 Confindustria Vicenza

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