Carbon Capture and Storage Una soluzione sostenibile?

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1 Carbon Capture and Storage Una soluzione sostenibile? A cura di: Nome Cognome Stefano Busico - Nome Armieri Cognome Sara - Nome Innocenti Cognome Daniele - Nome Maiello Cognome Francesca Pellegrini Gianluca Sessa Workshop Safe Roma Roma, gg mese 11 maggio Luogo

2 Indice Perché parliamo di CCS Contesto normativo Progetti e tecnologie Sostenibilità della CCS Proposta di un piano incentivante integrato

3 M TEP Perché parliamo di CCS Current Policies Valori % al % domanda energetica 80% da fonti fossili Domanda mondiale di energia primaria per scenari Current Policies New Policies 450 New Policies 40% domanda energica 75% da fonti fossili Quote % di fonti energetiche per scenari al % domanda energetica 62% da fonti fossili Current Policies New Policies Carbone Petrolio Gas Nucleare Rinnovabili 450 Fonti fossili continueranno a trainare la domanda di energia globale 0% 25% 50% 75% 100% fonte: Rielaborazione dati IEA (World Energy Outlook, 2011)

4 Current Policies New Policies 450 Valori % al % emissioni di CO2 +20% emissioni di CO2-30% di CO2 emissioni Circa il 40% delle emissioni globali da produzione di energia elettrica Solamente nello 450 la CCS contribuirà in maniera rilevante all abbattimento delle emissioni globali con uno sviluppo rilevante a partire dal 2020 Perché parliamo di CCS Emissioni mondiali di CO2 per scenari legate all energia Gt CO2 Gt CO Riduzione mondiale di emissioni di CO2 nella produzione di energia elettrica per scenari e tecnologie Current Policies New Policies 450 Riduzione cumulativa delle emissioni CP-NP Riduzione cumulativa delle emissioni NP-450 con combustibili al 2009 New Policies 450 Efficienza Nucleare Rinnovabili Biocarburanti CCS fonte: Rielaborazione dati IEA (World Energy Outlook, 2011), Exxonmobil (Energy Outlook 2012)

5 Le principali tecnologie CCS CATTURA Pre-Combustione Oxyfuel Post-Combustione TRASPORTO STOCCAGGIO 1. Giacimenti di gas e petrolio depleti 2. Giacimenti in coltivazione per l ottimizzazione del recupero (EOR) 3. Acquiferi salini 4. Miniere di carbone esaurite 5. Coal bed per il recupero di metano 6. Altre formazioni rocciose (basalti, argillite petrolifera) fonte: Enea, Bristol CO2 Group

6 Le principali tecnologie CCS Pre-combustione Pre Efficienza 90-95% Costi OPTI (impianti alimentati a carbone) 33 /t CO2 Costi BASE (impianti alimentati a carbone) 48 /t CO2 fonte: Enea, ZEP

7 Le principali tecnologie CCS Oxyfuel Pre Efficienza 100% Costi OPTI (impianti alimentati a carbone) 29 /t CO2 Costi BASE (impianti alimentati a carbone) 58 /t CO2 fonte: Enea, ZEP

8 Le principali tecnologie CCS Post-combustione Pre Efficienza 85-95% Costi OPTI (impianti alimentati a carbone) 28 /t CO2 Costi BASE (impianti alimentati a carbone) 37 /t CO2 fonte: Enea, ZEP

9 Le principali tecnologie CCS Stoccaggio Pre 1. Giacimenti di gas e petrolio depleti 2. Giacimenti in coltivazione per l ottimizzazione del recupero (EOR) 3. Acquiferi salini 4. Miniere di carbone esaurite 5. Coal bed per il recupero di metano 6. Altre formazioni rocciose (basalti, argillite petrolifera) fonte: Bristol CO2 Group

10 Quadro di riferimento europeo Q U A D R O N O R M A T I V O S T R A T E G I C O Pacchetto COM/2008/13 e COM/2008/18: proposte di direttive relative a disciplina giuridica e stanziamento fondi per CCS Consiglio Energia approva le conclusioni sul SET Plan: fissazione politiche energetiche comuni, promozione e condivisione nuove tecnologie, risorse Programmi Quadro di Ricerca 5, 6 e 7: Programmi di ricerca e sviluppo Stanziano 106 Mln per CCS e CCT (5 e 6 86 Mln CCS e CCT, 7 20 Mln CCS) R I C E R C A E S V I L U P P O

11 Quadro di riferimento europeo Q U A D R O N O R M A T I V O S T R A T E G I C O Pacchetto Direttiva 2009/29/CE: Perfeziona ed estende il sistema comunitario per lo scambio di quote di emissione di gas a effetto serra Direttiva 2009/31/CE Prima direttiva specifica su CCS Modifica la direttiva 2009/29/CE: esenzione dal sistema ETS per gli impianti con tecnologia CCS Ipotesi di stoccaggio di 7 Mt CO2 al 2020 (160 Mt CO2 al 2030) pari ad un contributo alla riduzione di gas climalteranti del 15% su un totale del 20% di riduzioni nel European Energy Programme for Recovery (da Regolamenti 663/2009 e 1233/2010) osostegno finanziario comunitario a favore di progetti nel settore dell energia o4 Mld, di cui 1,05 Mld per il CCS Sub- Programme (anticipa parzialmente al la corresponsione dei fondi del NER300 pro operatività nel 2015) o13 progetti candidati, 6 selezionati (di cui 1 cancellato) ofondi CCS distribuiti in toto a dicembre 2009 New Entrance Reserve 300 (da Decisione 2010/670/UE) osistema di finanziamento per progetti di CCS e rinnovabili innovative ofondo istituito attraverso la vendita di 300 Mln di diritti di emissione per i nuovi entranti nel sistema ETS (stima iniziale del valore totale dei diritti: 6-7 Mld ) obando in due round per la realizzazione di almeno 8 progetti dimostrativi CCS (copertura del 50% dei costi rilevanti) R I C E R C A E S V I L U P P O

12 /ton CO2 Presupposti di sostenibilità economica Confronto prezzo EUA e Switching Price Switching Price EUA Fintanto che lo Switching Price è superiore al valore degli EUA non è economicamente vantaggioso il passaggio da carbone a gas EUA CCS fonte: Rielaborazione dati SENDECO2, Tendences Carbone (dati relativi allo SP della Germania)

13 % /ton CO2 Presupposti di sostenibilità economica Andamento dei prezzi CO Andamento percentuale del PIL CCS (Singolo impianto) CCS (Cluster) EUA CER Che prezzo deve avere l EUA perché l investimento in tecnologie CCS sia competitivo? CCS (Cluster) /ton CCS (Singolo Impianto) /ton Economie Emergenti Economia Globale Economie Avanzate Oggi il prezzo della CO2 è di circa 7 /ton Forte correlazione tra il mercato EU-ETS e il ciclo economico fonte: Rielaborazione dati SENDECO2, FMI (Outlook 2012), ZEP

14 Localizzazione dei progetti nell UE Emissioni Fonti antropiche CO2 Fonti naturali CO2 Siti potenziali CCS Cluster di emissione e Cattura Cluster di stoccaggio fonti: Rielaborazione dati GeoCapacity, McKinsey & CO

15 Localizzazione dei progetti nell UE Progetti Operativo In pianificazione Pilota Cancellato 30 PROGETTI Pre-combustione 9 Oxyfuel 4 Post-combustione 13 Altro 2 N.P. 2 Giacimenti Depleti 7 EOR 3 Acquiferi Salini 7 No stoccaggio 5 N.P. 8 Carbone 24 Gas 3 Petrolio 1 Altro 1 N.P. 1 fonti: Rielaborazione dati Scottish Carbon Capture and Storage

16 Progetti in corso e obbiettivi stimati dalla direttiva europea Previsione potenzialità di cattura e stoccaggio CO2 300 Pilota In pianificazione 250 Operativi Direttiva 2009/31/CE (al 2020) Direttiva 2009/31/CE (al 2030) Mt CO Considerando anche i progetti in pianificazione, si dovrebbero raggiungere i due obbiettivi stimati dalla direttiva 2009/31/CE nel 2015 e nel Tuttavia fonte: Rielaborazione dati Scottish Carbon Capture and Storage, ENEA, Global CCS Institute

17 S - AS On C - GD Off C - AS Off S - AS On C - GD Off C - AS Off /MWhel Competitività della CCS 350 Costi di produzione di energia elettrica in un sistema non incentivato S C Singolo impianto Cluster di impianti 300 AS GD Acquifero salino Giacimento depleto 250 On Off Onshore Offshore Competitività CCS vs rinnovabili 50 0 Necessità di ripensare il sistema incentivante Carbone + CCS Gas + CCS Fotovoltaico Eolico Idroelettrico Tipologia di impianti fonte: Rielaborazione dati ZEP, EPIA-SOLAR GENERATION 6, EWEA WIND ENERGY, Sportello Fonti Rinnovabili

18 Proposta piano incentivante integrato No single mechanism is likely to be sufficient to finance CCS. Instead an appropriate policy package will comprise a mix of mechanisms. (IEA) RATIO Priorità verso gli impianti più inquinanti in valori assoluti Ridurre il costo del capitale e del finanziamento allo stadio iniziale Prevedere un ritorno economico nel lungo periodo Incentivare l efficienza degli impianti di CCS (CO2 stoccata/ CO2 prodotta) Reperire le risorse economiche per tale piano sulla base del principio della controprestazione Tenere conto dell efficienza degli impianti emittenti Soggetti passivi e beneficiari del piano Piano finanziamenti Piano incentivi Carbon tax Settori con maggiori emissioni in valore assoluto CCS obbligatoria entro il 2030 per gli impianti con Finanziamento statale iniziale del 20% CAPEX Incentivi sulla CO2 catturata e stoccata a scaglioni progressivi calcolati sulla base dei costi medi dell investimento e dell efficienza delle tecnologie di cattura Tassa sulla CO2 emessa a scaglioni progressivi calcolati sul valore assoluto di CO2 e sui valori relativi alla produzione No esenzione per gli impianti con CCS sulla CO2 residua emissioni di CO2 annue superiori a una data soglia 10% di ritorno cumulativo sull investimento nello scaglione 1 Copertura totale del piano finanziamenti e del piano incentivante

19 Conclusioni Fonti fossili continueranno a trainare la domanda di energia globale CCS intesa come key abatment option realizzabile in particolari condizioni (possibile sviluppo rilevante a partire dal 2020) Avvio di diversi progetti dimostrativi coperti parzialmente attraverso lo stanziamento di finanziamenti europei e statali per testare l efficacia e per promuovere lo sviluppo delle tecnologie CCS CCS attualmente non sostenibile sulla base del solo andamento del sistema EU-ETS Nonostante i molti progetti in pianificazione non è realistico un contributo rilevante nel medio termine Considerata la competitività con i costi della produzione da rinnovabili ( /MWh), è ipotizzabile un sistema incentivante integrato a somma 0 per ridurre i costi iniziali, garantire un ritorno a lungo termine e premiare l efficienza

20 BACKUP

21 Proposta piano incentivante integrato BACKUP Soggetti passivi e beneficiari del piano Piano finanziamenti Piano incentivi Carbon tax Settore termoelettrico, produzione di calce e cemento, raffinazione, siderurgico Obbligatoria entro il 2030 per gli impianti con emissioni annue maggiori di 4 Mt CO2 Anticipo statale del 20% del Capex STANDARD per la categoria di impianto emittente (Costi fissi + Costi variabili commisurati sulla capacità degli impianti di cattura e di stoccaggio) Incentivi sulle tonnellate di CO2 rimosse a scaglioni, differenziati per le categorie di impianti CO2 rimossa / CO2 prodotta (%) S S S S Incentivo ( /t) (90% Capex STANDARD /tonnellate CO 2) + (Costi Operativi STANDARD /tonnellate CO 2) (70% C.S./tCO 2) + (C.O.S./tCO 2) (55% C.S./tCO 2) + (C.O.S./tCO 2) (30% C.S./tCO 2) + (C.O.S./tCO 2) Simulazione di incentivo ( /t) termoelettrico a carbone 32,44 25,23 23,79 10,81 Da corrispondere in relazione alle emissioni prodotte l anno precedente a scadenze mensili MtCO2/anno CATEGORIE DI EFFICIENZA AMBIENTALE (tco2/unità di K(n) TASSA ( /t) prodotto) S1a >10 bassa "efficienza ambientale" 3,5 3,5*x S1b >10 media "efficienza ambientale" 3,25 3,25*x S1c >10 alta "efficienza ambientale" 3 3*x S2a 5-10 b. "e.a." 3 3*x S2b 5-10 m. "e.a." 2,75 2,75*x S2c 5-10 a. "e.a." 2,5 2,5*x S3a 3-5 b. "e.a." 2,5 2,5*x S3b 3-5 m. "e.a." 2,25 2,25*x S3c 3-5 a. "e.a." 2 2*x S4a 1-3 b. "e.a." 2 2*x S4b 1-3 m. "e.a." 1,75 1,75*x S4c 1-3 a. "e.a." 1,5 1,5*x S5a 0,5-1 b. "e.a." 1,5 1,5*x S5b 0,5-1 m. "e.a." 1,25 1,25*x S5c 0,5-1 a. "e.a." 1 1*x S6a 0-0,5 b. "e.a." 1 1*x S6b 0-0,5 m. "e.a." 0,75 0,75*x S6c 0-0,5 a. "e.a." 0,5 0,5*x x = (PI + PF) / Σ[T(n)*K(n)] PF, PI anno successivo Categorie di e.a. intervalli calcolati sulla base dei minimi e massimi di e.a. per quei settori produttivi