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Tecnologie di riduzione delle emissioni di CO2 da impianti di produzione termoelettrica: cattura e stoccaggio della CO2

Informazioni tesi

  Autore: Vincenzo Spallina
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2004-05
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: facoltà di Ingegneria Industriale
  Corso: Ingegneria Energetica
  Relatore: Giovanni Lozza
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 79

Il cambiamento climatico in atto negli ultimi due secoli, dovuto all’aumento delle concentrazioni dei gas serra, è una delle problematiche più serie da un punto di vista energetico e ambientale.
L’aumento della concentrazione della CO2 del 30% negli ultimi 250 anni, ha provocato l’innalzamento della temperatura media del pianeta con conseguenze relative al riscaldamento globale che potrebbero risultare ancora più gravi.
Il contenimento delle emissioni di CO2 è ampiamente riconosciuto come l’obiettivo primario della moderna tecnologia per contrastare i cambiamenti climatici: le crescenti preoccupazioni da parte della comunità scientifica internazionale hanno contribuito a rafforzare gli sforzi per nuove soluzioni tecnologiche tese a migliorare i sistemi energetici attuali.
Inoltre, da un punto di vista economico, le nuove norme vigenti, in atto dall’entrata in vigore del Protocollo di Kyoto, impongono ai Paesi sviluppati di contenere le emissioni di gas serra in atmosfera eventualmente sfruttando il sistema di crediti previsto dal Protocollo stesso, atto a legare una problematica ambientale ad una economica.
La produzione dell’energia elettrica da combustibili fossili è una delle principali fonti di emissioni di CO2 nell’atmosfera: circa il 35% della produzione mondiale di CO2 è imputabile alle centrali termoelettriche che tuttavia rappresentano quasi il 70% della produzione lorda di energia elettrica nel Mondo.

Lo scopo di questa lavoro è quello di analizzare come valida possibilità per ridurre le emissioni dagli impianti di produzione termoelettrica la “Carbon Sequestration”, che consiste nella cattura della CO2 e nello stoccaggio a lungo termine in siti sicuri che non permettano il rilascio del gas successivamente.
Saranno illustrate alcune possibili configurazioni d’impianto con diverse tecnologie adatte in base ai combustibili utilizzati e ai costi generati in virtù delle modifiche tecnologiche.
Saranno inoltre messe in evidenza le differenze economico – ambientali tra le diverse tipologie d’impianto e rispetto a cicli convenzionali di produzione dell’energia.
Verranno infine analizzate le metodologie di immagazzinamento della CO2 compressa e liquefatta e saranno illustrati alcune metodologie già in uso e peraltro economicamente molto promettenti.

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1.1 CAMBIAMENTO CLIMATICO La presenza di sempre più numerosi fenomeni anomali da un punto di vista climatico ha portato, negli ultimi decenni, a porsi dei quesiti interessanti sull’attuale stato d’evoluzione e a fare delle previsioni future sul clima sulla Terra. In particolare si cerca di conoscere qual’è la responsabilità delle attività umane, soprattutto negli ultimi due secoli. In base alle numerose ricerche, condotte da diversi istituti come l’IPCC, si è giunti alla conclusione che, dalla Rivoluzione Industriale ad oggi, il clima terrestre sta cambiando come non era mai successo nella storia e, l’uomo ha le principali responsabilità. Gli effetti provocati dal cambiamento climatico in atto nel nostro pianeta sono sempre più evidenti: le conseguenze sono sia dirette, sull’aumento della temperatura media del nostro pianeta, sia indirette, su fenomeni quali lo scioglimento dei ghiacciai e delle nevi perenni, l’innalzamento del livello del mare, l’aumento delle precipitazioni e dell’umidità atmosferica, il cambiamento delle caratteristiche delle circolazioni atmosferiche ed oceaniche, la frequenza degli eventi atmosferici estremi, ecc… Molti studi riconosciuti dalla comunità internazionale attestano che le emissioni di gas serra nell’atmosfera, in particolare il biossido di carbonio, sono la principale causa. Dai risultati emersi infatti si evince che occorre regolamentare l’annoso problema delle emissioni, nonostante le conseguenze economiche. Una possibile riduzione dei gas serra, soprattutto da parte dei Paesi sviluppati, inciderebbe tantissimo sulla loro crescita economica: i consumi dovrebbero essere ridimensionati e bisognerebbe investire parecchio su nuove tecnologie in grado di risolvere un problema di scala globale; considerando inoltre che Paesi come la Cina e l’India, che da sole contano circa un terzo della popolazione e che vivono oggi la loro rivoluzione industriale, la prospettiva diventa ancora più complessa.. Ecco perché si è vista la resistenza di alcune potenze economiche industriali tra cui gli USA a darsi delle regole sulle emissioni. Dal Vertice della Terra di Rio de Janeiro nel 1992 e in particolare con la stesura del protocollo di Kyoto nel 1997, la comunità internazionale s’impegna a gestire secondo un modello sostenibile le emissioni di gas serra. Secondo un recente studio (figura 1.1), sia per i paesi sviluppati che per i paesi in via di sviluppo, la crescita socio – economica aziona un aumento delle emissioni di gas serra nell’atmosfera di origine antropogenica. Queste emissioni si accumulano 8

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vincenzo spallina

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