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
CO2 quadro di riferimento internazionale Proiezioni IEA per il periodo 2010-2030 - 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 - 2007 - Aumento globale medio della T 0.74 C dal 1906 al 2005 - 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
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
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
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
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
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%)
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
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
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
ENEA: riferimenti programmatici e finanziamenti Progetti con MUR (FISR H 2 + 297) Accordo di Programma con MSE Progetti MSE: Industria 2015 - Bandi Accordo ENEA/ENEL/ITEA Accordo ENEA/Ansaldo Energia Progetti europei (FP7) Partecipazione a iniziative internazionali CSLF, ZEP, EERA, FRCA Associazioni nazionali e internazionali
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
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
TECNOLOGIE CCS
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
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?
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
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