Stato dell arte del catalogo nazionale dei siti di: stoccaggio gas naturale, CO2, scorie nucleari e geotermia

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1 Stato dell arte del catalogo nazionale dei siti di: stoccaggio gas naturale, CO2, scorie nucleari e geotermia QUATTROCCHI Fedora, BOSCHI Enzo (1), PROCESI Monia(1), CANTUCCI (1, 2) Barbara(1), BUTTINELLI Mauro(1), hanno collaborato: Angelo Spena (2) e la studentessa Giulia Armezzani (1) Istituto Nazionale Geofisica e Vulcanologia, Via di Vigna Murata 605, 00143, Rome, Italy (2) University Roma 2 Tor Vergata, Faculty Industrial Enginnering, Via del Politecnico 1, 00133, Rome Italy - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

2 La Road Map IEA 2009 prevede vari usi strategici del sottosuolo a fini energetici = tecnologie che usano sottosuolo - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

3 Cosa è una struttura geologica profonda Immagine confidenziale di una struttura Geologica di stoccaggo geologico gas naturale studiata anche da - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

4 Perché un catalogo comparato del sottosuolo ai fini di un mix energetico razionale? La crisi energetico climatica richiede urgenti politiche Post-Kyoto e la rivoluzione in corso deve seguire le indicazioni dell Agenzia Internazionale dell Energia, i documenti Gruppo dell ONU sui cambiamenti climatici, e del G20 che richiedono: - Carbone Pulito aggiungendo CCS (Cattura e Stoccaggio di Anidride Carbonica-CO2); - indipendentemente dalla Generazione elettrica nucleare di ultima generazione (IV Generazione) sono necessari da ora siti vicini alla superficie per le scorie nucleari (es. PTN-SOGIN) e eventualmente 1 sito geologico europeo; - Rinnovabili che consumano poco spazio tra cui: Geotermia profonda a media-entalpia con produzione elettrica non intermittente ma 365 giorni/anno; - riserve strategiche di metano con stoccaggi - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

5 Adempimento in Italia della Direttiva Europea 31/2009 sullo stoccaggio geologico CO2: siamo i primi in Europa ( svolto revisione) Prossimo passo: legge unica su esplorazione sinergica del sottosuolo che faciliterebbe gli investimenti degli operatori. - DPR del su miniere e cave che oggi è obsoleto ai fini delle nuove prospettive ad esempio del gas non convenzionale (CBM = Coal Bed Methane CSG = Coal Seam Gas) che in certe condizioni è una energia.. rinnovabile; - DL 625 del novembre 1996 di attuazione della Direttiva Europea 94/22, relativo all esercizio delle autorizzazioni alla prospezione, ricerca e coltivazione degli idrocarburi, che all Art. 13 definisce norme sul conferimento ed esercizio delle concessioni di coltivazione e di stoccaggio gas naturale; - DL 64/2000 su stoccaggio gas naturale che seguì; - Legge 170 del su medesimo argomento (questa legge fu un primo esempio di merging di uso congiunto di sottosuolo tra stoccaggio gas naturale ed ex reservoir di sfruttamento idrocarburi); - Legge 239 del 2004 che non prevede per un sito di sottosuolo un cambio di destinazione d uso ; - DL 117 del 2008 relativo agli scarti di coltivazione mineraria - DPR 197 del che incarica UNIMIG di tutti gli stoccaggi, meno che quelli sulle scorie nucleari, pur essendo essi potenzialmente. geologici ; - Legge Sviluppo 99 del e DL 22 del Geotermia (bassa entalpia..) - DM anch esso recante disciplinare tipo per i permessi di prospezione e di ricerca e per le concessioni di coltivazione di idrocarburi liquidi edigassosi in terraferma, - Istituto Nazionale Geofisica e Vulcanologia nel mare territoriale e nella piattaforma continentale e sostituisce il DL del 1991;

6 Problematiche in Italia per un razionale mix energetico solo 2 MW!! - spazio territoriale e di sottosuolo; - acqua nei dintorni dei grandi impianti; capacità/volumi di strutture geologiche/flusso di calore-acquiferi caldi; - comunità scientifica non precaria ma a tempo indeterminato - consapevolezza e assunzione di responsabilità pubblica del valore sottosuolo, per combattere la cd sindrome NUMBY ovvero Sì ma non sotto casa mia! - fatto salvo il Federalismo, dobbiamo tenere presente che alcune strutture geologiche profonde sono comuni a più Regioni SFORTUNATAMENTE NEL 2011 TUTTI QUESTI PRE-REQUISITI MANCANO!!! - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

7 Lo stoccaggio geologico di CO2 Tecnica che consiste nel catturare (alias: separare dal resto del flue gas di scarico) la CO2 dagli impianti industriali, comprimerla, trasportarla ad un sito di stoccaggio geologico idoneo ed iniettarla in serbatoi naturali profondi (più di 800 m) Dove si inetta? Acquiferi salini profondi dove la CO2 permane Strati profondi di carbone non estraibili Serbatoi petroliferi o a gas esauriti per estrarre più idrocarburi Serbatoio (reservoir) costituito da rocce porose e permeabili imbevute di acqua (acquiferi salino) ed isolato da una copertura impermeabile che costituisce una trappola per la risalita di CO2 - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

8 Catalogo delle aree di stoccaggio CO2 italiane pubblicato da (marzo 2011) ora sinergie con altri usi.. - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

9 L accettazione pubblica dell uso del sottosuolo passa attraverso la pubblicazione dei risultati su riviste internazionali con indice ISI - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

10 L accettazione pubblica dell uso del sottosuolo passa attraverso la pubblicazione dei risultati su riviste internazionali con indice ISI - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

11 Lo stoccaggio geologico di gas naturale (CH4) SitoTecnica di Stoccaggio Working Gas che consiste nell accumulare CH in un serbatoio geologico naturale profondo CH4 (senza Riserve strategiche) 4 Brugherio 158 Milioni m3 Cortemaggiore 650 Milioni m3 3 Sergnano 1600 Milioni m Serbatoio costituito da rocce porose e permeabili ed isolato da una copertura impermeabile che costituisce Minervio 1421 Milioni m3 una trappola Ripalta 1312 Milioni m3 A Sabbioncello 585 Milioni m3 B 3 Settala 1160 Milioni m C Fiume Treste 2356 Milioni m3 3 Collalto 320 Milioni m Stoccaggio CH4 totale (Dic. 2010): Milioni m3 di cui 5200 per riserve strategiche - 10 attivi - 13 concessioni Ma DL 130 del favorisce l accrescimento di nuove capacità: 8000 Milioni Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia m3 di cui 4000 per nuovi op.

12 Sismicità indotta da iniezione/estrazione fluidi nel sottosuolo La sismicità indotta viene prodotta dalle attività industriali che alterano le condizioni al contorno delle rocce coinvolte (variazioni di volume, di stress e/o della pressione di poro), tra cui: Il riempimento di bacini/dighe (RIS= Reservoir Induced Seismicity) (e.g. Talwani & Acree, 1984/85, Simpson et al. 1988, Gupta, 1992) l idrofratturazione per scopi geotermici o nello sfruttamento degli idrocarburi l estrazione di idrocarburi (e.g. Seagall, 1985, 1989, Zoback & Zincke, 2002) l iniezione di fluidi in generale (e.g. Raileigh et al.,1972, 1976, Roeloff,1988, Hsieh,1981, Bohonhoff,2004) 1.Stoccaggio di CO2 2.Stoccaggio di metano 3.Iniezione di acqua o soluzioni acquose La sismicità indotta (anche detta man-made, o triggered ) è legata all interazione tra il campo di stress locale ed il contributo umano. Infatti anche la definizione di terremoto indotto è molto soggettiva in quanto non è la sola perturbazione prodotta da estrazione/iniezione a causare l evento sismico bensì è la sua interazione con il campo di stress pre-esistente. L energia associata a questo tipo di eventi sismici è di solito inferiore rispetto ai terremoti tettonici. Tuttavia anche eventi sismici indotti posso causare notevoli danni, come il terremoti di Koyna in India del 1967 associato al riempimento di un bacino a monte di diga (caso di RIS).

13 Lo stoccaggio geologico CO2 e CH4: differenze? METANO (CH4) è s toc c ato pe r e s s e re poi rie s tratto ANIDRIDE CARBONICA è s toc c ata pe r s e mpre Si ne c e s s ita il minimo intrappolame nto pe r il METANO Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

14 Geotermia nel sottosuolo profondo: nuove tecnologie recenti arrivate in Italia Centrale Geotermoelettrica Nesjavellir- Islanda Foto: Marco Pistolesi (UNIPISA) - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

15 La risorsa geotermica: produzione elettrica ancora non usata da media-entalpia ) G - IG GV R N IN C olo ma 1 s ora 3-Ro ( /86 a UF 6 89 te d L l D tudia e li d e s a ion cald z Na glie e ch u f a i rm ni s e t eo azio G e form s r iso le in R ALTA MEDIA BASSA lle nza e o d t o se i r nta ple e Inv com n no - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

16 Regione Lazio Analisi di dati di sottosuolo: T sotterranee a m Flusso di Calore o t t u t t a r p o s Profondità serbatoio e i l g fa Stratigrafie di pozzi profondi - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

17 Utilizzi della risorsa geotermica Entalpia: ALTA MEDIA BASSA - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

18 Stoccaggio scorie nucleari vicine alla superficie e ricerca su sito geologico Europeo Ciascun contenitore di scorie nucleari di tipo HLW ha circa Ci ed una radiazione termica circa di W. 137Cs e 90Sr e decadimento fino a anni. Quattro centrali EPR da 1000 MW producono scorie con volume complessivo nazionale di un cubo di 10 m per 40 anni di vita dei reattori. SOGIN!! Italy la scuola Italiana ha ispirato la Francia - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

19 Metodologia di studio per le Regioni Italiane Analisi incrociate di dati di diversa natura : DATI TERRITORIALI GEOLOGIA DI SUPERFICIE GEOLOGIA PROFONDA RISCHI GEOLOGICI RISCHI GEOCHIMICI RISCHI GEOFISICI VINCOLI AMBIENTALI USO DEL SUOLO INFRASTRUTTURE VIABILITA Le diverse informazioni sono state organizzate all interno di un SISTEMA INFORMATIVO GEOGRAFICO DEDICATO (D-GIS) Strumento di vitale importanza per analisi territoriali di ampio spettro - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

20 Metodologia di studio sulle Regioni Italiane Analisi mirate all individuazione di aree potenzialmente idonee all applicazione delle specifiche tecnologie : STOCCAGGIO GEOLOGICO DI CO2 E CH4 SERBATOI PROFONDI CON SPESSA COPERTURA SEALED AREE STABILI, ARGILLOSE (NO PERMEAB.) STOCCAGGIO DI SCORIE NUCLEARI IN SUPERFICIE AREE CON ELEVATO GRADIENTE GEOTERMICO e PRESENZA DI SERBATOI/FAGLIE GEOTERMIA PROFONDA - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

21 Regione Basilicata, iniziati i lavori Anche per la Regione Basilicata le tecnologie CCS possono rendere possibile un reale progresso nello sforzo globale di realizzare significative riduzioni a breve termine delle emissioni di gas serra (GHG), particolarmente quelle emesse da grandi fonti puntuali come centrali elettriche, raffinerie, cementifici e acciaierie si sono presi in considerazione finora (luglio 2011) i seguenti poli tecnologici emissivi: termovalorizzatore di rifiuti solidi Fenice; centrale termoelettrica BG Italia Power; centrale termica Fenice. Stoccaggio CO2: bacini sedimentari già produttivi (petrolio e gas naturale) presenti abbondantemente anche in Basilicata. Ottimo caprock. Es.: strutture geologiche intorno a Matera es. giacimento depleto di gas e olio di Serra Pizzuta ; operazioni di EOR con iniezione di CO2 in futuro possono interessare anche il giacimento attualmente in produzione di olio della Val d Agri. Localizzazione della Fossa Bradanica in Basilicata, ritenuta uno dei migliori siti potenziali per stoccaggio di CO2 in Basilicata (Enel, 2011). - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

22 impegnato dal 2000 nella comunicazione della situazione di crisi energetico-climatica al pubblico. Nato Osservatorio CCS presso Fondazione Sviluppo Sostenibile 22

23 Conclusioni Generali - Importanza delle strutture geologiche profonde e delle sinergie di utilizzo: da inserire nel SEN (Strategia Energetica Nazionale) VALORE DEL SOTTOSUOLO - Le piattaforme energetiche diverse (es.: EU-ZEP) ed i tavoli ministeriali si devono parlare by-partisan e con stake-holders locali subito RITORNO ALLA PIANIFICAZIONE - Coinvolgere la ricerca «strutturata» nella pianificazione e sconfitta del NUMBY e coinvolgere la ricerca che gestisce i rischi geologici nelle valutazioni (es. Organo tecnico consultivo - CIRM A) PRIMA e non DOPO - Abbiamo solo 20 ANNI di tempo e siamo in ritardo.. Oppure dobbiamo modificare il concetto di PIL (es. Commissione Sarkozy-Stiglitz) dovrebbe essere in convenzione/prot. intesa con Ministero dello Sviluppo Economico (MSE-Dir. Gen. UNMIG, Divisioni V-VI e VII): visto nuovo Statuto (Marzo 2011) e problemi di sicurezza. post Giappone. - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

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