Il ruolo del carbone nella produzione elettrica (nel mondo e in Italia): presente e futuro Ennio Macchi

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1 Il ruolo del carbone nella produzione elettrica (nel mondo e in Italia): presente e futuro Ennio Macchi Dipartimento di Energia - Politecnico di Milano Mitigazione dei cambiamenti climatici: il ruolo delle tecnologie Carbon Capture and Storage Carbonia, Centro ricerche Sotacarbo, 27 novembre 2014

2 PERCHE HO ACCETTATO QUESTO INVITO? 2 Da tempo è arrivato il momento di promuovere il carbone, per molteplici motivi: Perché oggi esistono soluzioni pulite per produrre elettricità da carbone Sono pulite in ogni fase: trasporto, deposito, movimentazione, combustione, abbattimento emissioni gassose e solide, gestione di reflui, scorie e ceneri Perché questi passi da gigante della tecnologia non sono percepiti dall opinione pubblica e dai media: ruolo degli educatori comunicare questa realtà Perché le moderne centrali USC a polverino di carbone sono di gran lunga la soluzione più competitiva per la generazione di energia elettrica di base: è interesse comune e dovere sociale favorire tutto ciò che può contribuire ad abbassare la bolletta elettrica italiana Per motivi strategici e di diversificazione: il carbone ha riserve ingenti e non concentrate in aree a rischio, potenzialmente anche sul lunghissimo periodo Perché nessun Paese al mondo può affidare tutto il suo sistema energetico a una sola fonte, fonte che deve per di più importare da poche zone a rischio Perché lo sviluppo delle fonti rinnovabili è auspicabile, ma il loro contributo non consente certo, nel medio termine, di risolvere l alto costo medio di generazione dell elettricità

3 Sintesi del mio intervento 3 Parte «facile» ruolo del carbone nel presente panorama energetico mondiale Il caso (anomalo) italiano Parte «difficile» Prevedere il futuro, soprattutto a medio/ lungo termine Ancor più nel nostro Paese

4 «KING» COAL: un appellativo azzeccato Il carbone è e CONTINUERÀ A ESSERE PER MOLTI DECENNI la principale fonte energetica nella produzione elettrica nel mondo

5 «KING» COAL: perché? non esistono alternative in grado di grado di competere ECONOMICAMENTE nella produzione di energia elettrica di base con una moderna centrale a carbone USC, tranne alcune eccezioni che si verificano in poche parti del mondo (non in Italia e tantomeno in Sardegna!): ü La presenza di grandi risorse idroelettriche (es: Nord Europa) ü La disponibilità di gas naturale a bassissimi costi (es: shale gas in USA) ü?????? Le centrali a carbone hanno visto un importante evoluzione tecnologica: in termini di prestazioni energetiche In termini di impatto ambientale (clean coal technologies)

6 Le moderne centrali a carbone sono sempre più efficienti 6 48 Rendimento, % bar 538/ 538 C 250 bar 540/ 560 C bar 585/ 600 C bar 600/ 620 C bar 620/ 620 C bar 700/ 720 C base 41 Cr12 Cr12 P91 NF616 Austenitic steel Materiali Inconel

7 Nel corso di 30 anni, le emissioni di SO x sono scese di 200 volte, quelle di No x di 20 volte

8 Le moderne centrali a carbone possono essere dotate di un sistema di trattamento fumi super - efficiente 8 CALDAIA PC/USC SCR Schema del treno di trattamento fumi di un moderno impianto a carbone WFGD FILTRO A MANICHE AP BRUCIATORI Low-NOx, Tecniche primarie VENTILATORE INDOTTO WESP CAMINO (AP = Pre-riscaldatore Aria, SCR = Reattore catalitico per la riduzione dei NOx, WFGD = Sistema di desolforazione ad umido, WESP = Precipitatore elettrostatico ad umido)

9 Il carbone e l Italia: siamo l unica nazione ha una strategia energetica vincente? 9 Fortissima anomalia italiana nel mix energetico (% carbone+ nucleare bassissima, dato 2013: 14,1%) % USA Cina Giappone Russia India Germania* Francia* Regno Unito* Italia** Spagna* Svezia* EU 15* EU 25* Mondo

10 Il carbone, l Italia e la Sardegna 10 Il rendimento medio delle centrali a carbone è modesto (in crescita grazie a Torvaldaliga) dato 2013: 34,77% Andamento temporale dei rendimenti elettrici del parco termoelettrico italiano 55 solidi 50 prodotti petroliferi 45 % 40 gas naturale (solo energia elettrica) 35 gas naturale CC (solo energia elettrica)

11 Il carbone, l Italia e la Sardegna 11 Il parco elettrico italiano ha bisogno di centrali a carbone moderne ad alto rendimento: è certamente la via più promettente e immediata per diminuire il costo di produzione dell energia elettrica (la SEN sembra sottovalutare l importanza di questa realtà) Sono note le difficoltà autorizzative per realizzare una nuova centrale a carbone (repowering o green field) In SARDEGNA esiste una cultura del carbone che potrebbe creare un consenso su una scelta di questo genere: occasione da non perdere! In SARDEGNA serve creare le condizioni che facilitino l insediamento (e non l abbandono!) di poli industriali, in primis bassi costi dell energia

12 Pensando al futuro L evoluzione tecnologica delle centrali a carbone (in termini di impatto ambientale) Progressi formidabili in termini di emissioni specifiche di sostanze nocive: le clean coal technologies sono una realtà. Tuttavia. Le migliori centrali a carbone emettono, a parità di energia elettrica prodotta, una quantità di anidride carbonica più che doppia rispetto ai migliori cicli combinati a gas naturale

13 Migliorare il rendimento serve, ma non è sufficiente 13

14 Venendo al tema della giornata. Se si condividono le preoccupazioni relative all effetto serra, a medio-lungo termine le centrali a carbone convenzionali non sono compatibili con lo sviluppo sostenibile Utilizzo del carbone e abbattimento di gas clima-alteranti sono compatibili solo adottando tecnologie CCS (cattura e confinamento geologico dell anidride carbonica) E possibile un evoluzione da carbone pulito a carbone sostenibile? Sì, a patto che si verifichino GRANDI PROGRESSI TECNOLOGICI che rendano queste tecnologie più efficienti (minori penalizzazioni in termini di rendimento elettrico netto) e meno costose (minori costi specifici di investimento ( /kw el ) nelle tecnologie di cattura e stoccaggio della CO 2

15 Primo impianto integrato carbone CCS (500 mtpd) 15

16 Servono investimenti, in ricerca e progetti dimostrativi 16 Recentemente, nei media circolano molte voci su un fallimento/abbandono delle attività di ricerca e sviluppo relative alla CCS, che fanno il paio con i troppo facili proclami ottimisti di pochi anni fa. Poche notizie recentissime /questo mese) a smentita..

17 U.S., China deal includes support for carbon capture in China 11/13/2014 By Wayne Barber

18 Canada switches on world's first carbon capture power plant Boundary Dam held up as first commercial-scale CCS plant and proof that coal-burning is compatible with cutting emissions theguardian.com, Wednesday 1 October 2014

19 I primi risultati sperimentali CO2 a monte CO2 a valle % CO2 catturata 91%

20 Il ruolo delle fonti energetiche nella produzione elettrica mondiale (2011)

21 Due alternative difficilissime, servono entrambe 21 Aumentare la produzione da rinnovabili e nucleare (oggi 30%) Catturare la CO2 dalle centrali termoelettriche (oggi 70%) CI VOGLIONO NUOVE TECNOLOGIE!

22 22 GRAZIE PER L'ATTENZIONE!

23 23 German energy minister denies plan to shut down coal power plants November 25, 2014 By Diarmaid Williams International Digital Editor "Foreign, often less efficient coal-to-power plants would take on 95 per cent of the production lost from the switched-off German plants," BDI Managing Director Markus Kerber said. The study, carried out by Hamburg's economic institute, said that switching off 10 GW of installed coal power generation capacity could cost 24,000 jobs by 2020 in brown coal mining and power production alone. A further 50,000 jobs could be lost because energy-reliant manufacturers would be hit by rising electricity prices due to the closures.