ZERO EMISSION ROME 2009

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1 ZERO EMISSION ROME 2009 Carbon Capture & Storage: una nuova sfida imposta alla scienza e all'industria dallo scenario climatico globale Roma, 30 Settembre 2009 G. Girardi Le tecnologie CCS per la cattura della CO2

2 CO2 quadro di riferimento internazionale Proiezioni IEA per il periodo Incremento annuo consumi energetici mondiali 1,8% - al 2030 frazione di energia mondiale da fossili = 90% (34% olio; 29% carb; 26% NG) - Incremento annuo di emissioni di CO2 2,1% (+60% dal 2000 al 2030) IPCC assessment Aumento globale medio della T 0.74 C dal 1906 al Aumento atteso al 2100 da 2.4 a 6.4 C - innalzamento del livello marino da 18 a 59 cm STERN Occorrono interventi radicali e tempestivi UE : i tre 20% - direttive sullo storage della CO2 G8 - IEA e CSLF

3 LA SFIDA Efficienza e Risparmio energetico Fonti rinnovabili Energia distribuita H2 Impianti Zero Emission (CCS) Transizione Impiego sostenibile dei combustibili fossili INFORMAZIONE / FORMAZIONE COINVOLGIMENTO E PARTECIPAZIONE

4 IEA - Energy Technology Perspectives 2008 ACT scenario: techologies that already exist or are in advanced state of development BLU scenario: reducing CO2 emissions i by 50% (from current levels) l by 2050

5 IEA - Energy Technology Perspectives 2008 Ente per le Nuove Tecnologie, l Energia e l Ambiente Agenzia Dipartimento Nazionale Tecnologie per le Nuove per l Energia, Tecnologie, Fonti l Energia Rinnovabili e lo Sviluppo e Risparmio Economico Energetico Sostenibile Sezione Sezione Impianti Impianti e Processi e Processi Energetici Energetici Centro Centro Ricerche Ricerche Casaccia, Casaccia, Roma Roma

6 IMPIANTI ZERO EMISSION Si tratta di impianti che mirano alla decarbonizzazione dei combustibili fossili. Si adottano tecnologie innovative per interventi di repowering e per la realizzazione di nuovi impianti Viene seguito l intero ciclo CCS : cattura, trasporto e storage della CO2, fino alla integrazione impiantistica per la generazione di potenza Capture: impegno su svariate tecnologie integrazione impiantistica Storage: - monitoraggio tecnologico - attenzione (sviluppo) a tecnologie chimiche

7 CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DI RIMOZIONE DELLA CO2 Processi con cattura della CO2 prima della combustione applicabili ad impianti NGCC e IGCC possibilità di coproduzione di idrogeno efficienza di rimozione 90% Processi con cattura della CO2 dopo la combustione applicabili a tutti gli impianti, anche quelli esistenti perdite energetiche elevate efficienze di rimozione 90% Processi Oxyfuel applicabili a tutti, specialmente a quelli a combustione esterna esistenti perdite energetiche dipendenti dall ASU elevata rimozione della CO2 (100%)

8 IMPIANTI TERMOELETTRICI DI RIFERIMENTO Impianti a ciclo combinato (NGCC) Impianti a carbone supercritici e ultrasupercritici Impianti IGCC Tecnologia più che matura Rendimenti elevati (oltre il 55%) Ottimo impatto ambientale Basso costo di impianto Alto costo del combustibile Maturità commerciale quasi raggiunta Rendimenti elevati (45%, con gli USC fino al 50% entro il 2020) Ridotto impatto ambientale Basso costo del combustibile Medio costo di impianto Buona maturità commerciale Ottimo impatto ambientale Buon rendimento ma con ampi margini i di miglioramento (44%) Ottima integrazione con sistemi di cattura CO2 Basso costo del combustibile Alti costi di impianto

9 IMPIANTI ZERO EMISSION : OBIETTIVI OBIETTIVI NEI PROSSIMI ANNI: abbassare il costo della CO2 evitata a valori < 20 /tco2; ridurre i costi di investimento t degli impianti i CCS; ridurre i costi di esercizio degli impianti CCS; ottenere elevata disponibilità in termini di ore/anno di esercizio; Contribuire ad una crescita culturale complessiva per favorire l accettazione sociale e scelte più ragionate da parte dei decisori politici

10 INIZIATIVE INTERNAZIONALI CSLF (Carbon Sequestration ti Leadership Forum): Iniziativa internazionale lanciata nel 2003 dagli USA - Political Group - Technical group IPHE EU 1) ZEP (Zero Emission Fossil Fuels Power Plants): Coinvolti diversi stakeholder 2) EERA (European Energy Research Alleance) IEA COMITATO ZERO EMISSION: presso il MAP

11 ENEA: riferimenti programmatici e finanziamenti Progetti con MUR (FISR H ) Accordo di Programma con MSE Progetti MSE: Industria Bandi Accordo ENEA/ENEL/ITEA Accordo ENEA/Ansaldo Energia Progetti europei (FP7) Partecipazione a iniziative internazionali CSLF, ZEP, EERA, FRCA Associazioni nazionali e internazionali

12 CO 2 Club "CO 2 CLUB" è un'associazione senza fini di lucro per lo scambio di informazioni e per l avvio di iniziative tra i suoi membri nel campo della cattura e del confinamento della CO 2 (CCS) Costituita il 16 marzo scorso da un gruppo di Soci Fondatori che hanno formato il Consiglio per gestire la fase di avvio e raccogliere le richieste di adesione, sino alla prima riunione dell Assemblea

13 Iniziative ENEA Post combustion retrofit di impianti già realizzati o progettati Oxy combustion accordo ENEL ENEA - ITEA impianto 50 MW AdP MSE ENEA Progetto FINE CO2 - Sulcis Pre combustion MUR: COHYGEN AdP MSE ENEA carbone Sulcis AdP MSE ENEA collaborazioni internazionali road map italiana - advisor MSE CO2 club MUR: ZECOMIX impianti Zecomix: sistema MICOS e IDEA: combustione H 2 Progetto di EnteCarbone Zero Emission: Precombustion + ECBM Dimostrazione tecnologie Prospettiva: settore petrolchimico

14 TECNOLOGIE CCS

15 TECNOLOGIE CCS: progetti ENEA e prospettive TECHINT ENEL (Porto Tolle?) TEPSI COHYGEN CARBOμGEN PRATO ADP 2 FINE CO2 PROGETTO ENEL RAS SOTACARBO + al. FP7 ITALCEMENTI SARAS

16 IDRO - GASSIFICAZIONE PRE-COMBUSTION: GASSIFICAZIONE CARBONE E H2 IMPIANTO ZECOMIX PRESSO ENEA Coal Gasifier Decarbonization Reactors SEPARAZIONE CO2 H2 50 kg/h TURBINE SYNGAS H2 Steam Generator 100 kwe MicroTurbine Coal Feeder Gas Cleaning Section ENEA Test Platorm Sezione Impianti e Processi Energetici Centro Ricerche Casaccia, LA GENERAZIONE Roma DI ENERGIA ELETTRICA: QUALE FUTURO?

17 SOTACARBO: Progetto COHYGEN Pilot gasifier Wet scrubber Flare CO 2 coal 700 kg/h ECBM Acquiferi salini coal Syngas depulverization Cold-syngas desulphurization Power generation electrical energy 35 kg/h Laboratory-scale gasifier Hot-syngas desulphurization CO-shift & CO 2 abs. Hydrogen separation H 2

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25 I COSTI DELLE TECNOLOGIE COSTI FISSI (realizzazione) E VARIABILI (combustibile, manutenzione) MUTANO CONTINUAMENTE: difficile fare stime OCCORRONO DATI DI ESERCIZIO SU IMPIANTI REALI ESISTONO VARI STUDI, CON RISULTATI NON SEMPRE COINCIDENTI INIZIATIVA DI ZEP (Piattaforma tecnologica EUROPEA): WG per la valutazione dei costi