I progetti ENEL sulla CCS

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1 I progetti ENEL sulla CCS Enel Ingegneria e Innovazione SpA Area Tecnica Ricerca Monia Politi GIORNATA DI STUDIO SU CATTURA E STOCCAGGIO GEOLOGICO DELL ANIDRIDE CARBONICA Torino 9 ottobre 2009

2 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro regolatorio europeo Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti ENEL 2

3 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro regolatorio europeo Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti ENEL 3

4 Cosa si intende per cattura e sequestro della CO 2 Nell ambito della riduzione delle emissioni di CO 2 derivanti dall impiego di combustibili fossili nella generazione termoelettrica, una delle opzioni più promettenti è rappresentata dalle tecnologie per la cattura ed il sequestro della CO 2 (Carbon Capture and Storage, CCS). Una volta che la CO 2 èstata catturata e purificata, lo stoccaggio può essere realizzato nel sottosuolo (al di sotto delle terre emerse) in sicurezza per evitare che essa ritorni in atmosfera. 4

5 Il ruolo della CCS nel contenimento dei gas serra Uso riservato aziendale Fonte: IEA International Energy Agency 5

6 Fasi della Carbon Capture and Storage (CCS) Postcombustion Estrazione della CO 2 dai gas di combustione tramite solventi Cattura Oxy-fuel combustion Estrazione della CO 2 dalla corrente gassosa derivante dalla combustione ad ossigeno invece di aria Pre-combustion capture and IGCC Rimozione CO 2 prima della combustione tramite gassificazione del carbone processo di assorbimento Pipeline Ship Rail/truck tankers Trasporto Onshore pipeline (già operative) Offshore pipeline (già operative) Comparabile al trasporto del gas liquefatto (GPL) via nave (già operativo) Comparabile al trasporto del gas metano e della CO 2 per alimenti (già operativo) 6

7 Fasi della Carbon Capture and Storage (CCS) Stoccaggio geologico Campi petroliferi e riserve di gas esausti (Enhanced Oil/Gas Recovery) Stoccaggio Campi di estrazione di di Petrolio e Gas Naturale (Enhanced Gas Recovery) Acquiferi salini: on-shore ed off-shore Bacini a carbone non minabili (Enhanced Coal Bed Recovery ECBM) 7

8 Perchè gli acquiferi salini? Fonte: IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change 8

9 Meccanismi di stoccaggio L efficienza dello stoccaggio geologico dipende dalla combinazione di meccanismi di intrappolamento fisici e geochimici. La CO 2 resta intrappolata al di sotto di uno spesso strato impermeabile alla CO 2 (caprock), si dissolve nei fluidi e in determinate condizioni si converte in minerali solidi. 9

10 I tempi dello stoccaggio L evidenza che nel periodo immediatamente successivo all iniezione l intrappolamento strutturale è dominante induce a selezionare siti con una copertura sigillante e a profondità superiori a 800 m 10

11 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro regolatorio europeo Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti ENEL 11

12 Progetti CCS Cattura Stoccaggio Fonte: IEA Greenhouse Gas R&D Programme 12

13 Focus 13

14 Maturità delle tecnologie CCS Fonte: Studio McKinsey - Carbon Capture & Storage: Assessing the Economics 14

15 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro regolatorio europeo Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti ENEL 15

16 Regolamentazione della CCS Uso riservato aziendale Sorgente CO 2 compressione Cattura Trasporto Iniezione Operatore industriale Gestore rete trasporto Gestore sito iniezione ETS 2003/87/CE Normativa emissioni impianti industriali DNV (CO2PIPETRANS project) Guidelines per il trasporto di CO2 in pipeline Direttiva stoccaggio geologico 2009/31/CE DNV (CO2QUALSTORE porject) Guidelines per lo stoccaggio Autorità competente 16

17 La direttiva europea Uso riservato aziendale Licenza di stoccaggio Licenza di esplorazione Fonte: Schlumberger Allegato I Criteri per la caratterizzazione e la valutazione del potenziale complesso di stoccaggio e dell area circostante Allegato II Criteri per la preparazione e l aggiornamento del piano di monitoraggio e per il monitoraggio nella fase post-chiusura 17

18 Un processo iterativo 18

19 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro regolatorio europeo Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti ENEL 19

20 Le fasi del processo 20

21 Profilo del rischio I rischi aumentano nel corso delle operazioni di iniezione, tendono ad appiattirsi al loro termine e infine, diminuiscono fino all annullamento, quando la pressione di CO 2 si stabilizza o raggiunge livelli di background o inizieranno altri meccanismi di intrappolamento. Fonte: CCS Guidelines World Resources Institute (WRI) 21

22 Rischi iniezione di CO 2 RISCHI LEGATI AL SITO DI STOCCAGGIO Fuoriuscita di grandi quantità di CO 2 incidenti, eventi naturali Lenta fuoriuscita di CO 2 reazione tra la CO 2 e le rocce di copertura perdite da pozzi mal sigillati Migrazione della CO 2 Fuoriuscita in ambiente marino RISCHI OPERAZIONALI Guasti ai pozzi di iniezione Guasti lungo le condotte Corrosione dei componenti Esseri umani Ecosistema Acque profonde e superficiali 22

23 Il monitoraggio: uno strumento per la gestione del rischio Fonte: Risk Assessment and Remediation Options for Geologic Storage of CO 2 Lawrence Berkeley National Laboratory 23

24 La valutazione dei rischi e dei benefici nella CCS Uso riservato aziendale 24

25 Outlines Generalità sulla CCS Lo stato delle tecnologie a livello internazionale Il quadro normativo europeo e internazionale Il rischio associato allo stoccaggio geologico della CO 2 I progetti CCS di ENEL 25

26 I progetti CCS DI ENEL Enel CCS1 Post-combustion capture and storage demo project Enel CCS2 Oxy-coal combustion project Power from Hydrogen & Zero Emission IGCC 26

27 I progetti CCS ENEL Uso riservato aziendale 27

28 Enel CCS1 Progetto dimostrativo di cattura post-combustione e stoccaggio della CO 2 Uso riservato aziendale Obiettivo Dimostrazione industriale, presso una centrale a carbone Enel, della tecnologia di cattura in post-combustione della CO 2 e del suo sequestro geologico. 1. Ricerca su scala laboratorio 2. Impianto pilota di cattura CO 2 3. Selezione del sito di stoccaggio 4. Processo autorizzativo 5. Impianto CCS demo 28

29 Fase 1 Ricerca su scala laboratorio Presso il centro ricerche Enel di Brindisi è installato un impianto di cattura scala laboratorio in grado di trattare 2 Nm3/h di gas sul quale vengono realizzate prove sperimentali con l obiettivo di ottimizzare il processo di assorbimento chimico 29

30 Fase 2 Progetti piloti integrati cooperazione eni - ENEL Agreement 21 ottobre 2008 Uso riservato aziendale Cattura impianto di cattura post-combustione a Brindisi (portata gas trattati di Nm 3 /h) Liquefazione un sistema di stoccaggio criogenico sarà installato a Brindisi Trasporto una linea pilota su pipeline per il trasporto della CO 2 sarà installato a Brindisi; il trasporto verso Cortemaggiore sarà effettuato su gomma Iniezione CO 2 La CO 2 prodotta a Brindisi verrà iniettata in un giacimento a gas eni-stogit a Cortemaggiore 30

31 Fase 3: Selezione del sito di stoccaggio Uso riservato aziendale L Italia ha un potenziale significativo per lo stoccaggio della CO 2 in acquiferi salini. Sono in corso studi sperimentali per valutare in dettaglio questo potenziale nelle aree A, B e C, nell intorno dei possibili siti di realizzazione dell impianto dimostrativo di cattura. Gli studi sono svolti in collaborazione con OGS, INGV, ERSE (ex CESI Ricerca) e altri Istituti Italiani. C A B 31

32 Principali criteri di selezione Opzione di stoccaggio: acquiferi salini profondi Localizzazione: off-shore Distanza dall impianto: entro 200 km Profondità del reservoir: tra m Caprock: esistenza di una copertura sigillante 32

33 Fase 3 Area Alto Adriatico Risultati Preliminari Uso riservato aziendale E stata scelta la centrale di Porto Tolle come sede dell impianto dimostrativo di cattura e stoccaggio della CO 2. Centrale termoelettrica di Porto Tolle 100 km Sono state identificate diverse aree idonee allo stoccaggio della CO 2 localizzate entro i 200 km da Porto Tolle, in un area off-shore. 200 km km 4 33

34 Fase 5 Impianto dimostrativo Il progetto Porto Tolle dimostrerà l intera catena cattura-trasporto-iniezione. La taglia dell impainto di cattura sarà tale da trattare i fumi equivalenti di un gruppo da 250 MW, producendo 1 Mt di CO 2 all anno. La fase dimostrativa partecipa al bando European Economic Plan for Recovery - Carbon Capture and Storage (CCS) FGD COAL UNIT STRIPPERS REBOILER STORAGE TANKS ABSORBER 34

35 Gli accordi internazionali Accanto all Accordo di Cooperazione con eni, Enel ha siglato due altre importanti collaborazioni: Accordo con IFP: sull impianto pilota di cattura di Brindisi verrà realizzata la sperimentazione di una tecnologia innovativa, basata su un processo di cattura postcombustione di prima generazione, sviluppato dalla società transalpina, nell ambito di un progetto europeo denominato CASTOR. Accordo Italia-Cina: ha come obiettivo lo sviluppo di uno studio di fattibilità finalizzato alla realizzazione, presso una centrale a carbone cinese, di un impianto per la cattura della CO2 prodotta e la sua iniezione in un giacimento petrolifero, consentendo così di aumentarne anche la produzione di greggio. 35