Studio ambientale e geochimico della situazione pre-iniezione di CO2 negli acquiferi superficiali per stoccaggio geologico di CO2 ai fini di EGR

La mia tesi ha affrontato due argomenti principali: lo studio della tecnologia CCS e l'uso della CO2 come cushion gas.
La crescente concentrazione di gas serra in atmosfera ha causato un incremento della temperatura del pianeta negli ultimi cinquant’anni. Per contenere nel XXI secolo l’aumento di questa temperatura entro 2°C, occorrerà mantenere la concentrazione di CO2 in atmosfera inferiore ai 450 ppm, ossia un livello annuo di emissioni antropogeniche intorno a 6,5 GtC.
La IEA (International Energy Agency) ha attribuito al CCS un grosso potenziale di riduzione delle emissioni di CO2 e l’ha posta al secondo posto fra le tecnologie su cui bisogna investire per un futuro che coniughi sviluppo e difesa dell’ambiente prima delle rinnovabili e del nucleare di quarta generazione.
Il CCS (Carbon Capture & Storage) comprende tre distinte fasi: cattura, trasporto e stoccaggio.
La cattura è applicabile maggiormente a sorgenti concentrate, come impianti che producono energia elettrica o processi industriali. I tre metodi principali per catturare la CO2 sono la post-combustione, la combustione oxy-fuel e la pre-combustione.
Il trasporto della CO2 è effettuato in stato supercritico attraverso pipeline o cisterne.
Infine c’è lo stoccaggio che dev’essere effettuato sotto un caprock impermeabile, a profondità inferiori agli 800 m perché a quella profondità la CO2 diventa supercritica, cioè la sua densità diventa prossima a quella dell’acqua. Ciò significa che si comporta come un fluido occupando un volume molto inferiore rispetto a quando si trova allo stato gassoso.
Lo stoccaggio può essere fatto in reservoir esauriti o semi-esauriti di gas e/o petrolio, in profondi acquiferi salini o in letti a carbone non estraibile. I profondi acquiferi salini hanno una capacità globale mondiale di stoccaggio pari a circa 10000 Gt CO2, i campi esauriti di gas e petrolio una capacità di 900 Gt CO2 e i letti a carbone non estraibile di 40 Gt CO2.
I costi passeranno dai 60-90 euro/tonn CO2 dei primi progetti pilota ai 30-45 euro/tonn CO2 dei progetti nella fase commerciale matura. La fase di cattura assorbirà in tutti i casi i 2/3 del costo totale.
Una particolare applicazione dello stoccaggio, in un giacimento esaurito di gas naturale, è l’utilizzo della CO2 per la parziale costituzione o sostituzione del cushion gas. Il cushion gas è un volume di gas che resta immobilizzato in giacimento per tutto il periodo in cui questo è utilizzato come stoccaggio, al fine di mantenere la pressione necessaria all’erogazione. Ha lo scopo di consentire un efficiente funzionamento dello stoccaggio alle massime prestazioni possibili. L’efficienza dello stoccaggio del gas può essere migliorata se il cushion gas ha un’elevata compressibilità. La compressibilità della CO2 quand’è allo stato supercritico, permette di iniettare quantitativi di working gas maggiori, rispetto a quando si utilizzano CH4 o gas inerti.
In Italia, nel 2008, è stato firmato un accordo fra l’Eni e l’Enel per uno studio di fattibilità sul CCS. In tre anni saranno trasportate 24000 tonnellate di CO2 da un impianto di cattura dell’Enel a Brindisi a un sito di stoccaggi o dell’Eni a Cortemaggiore per migliorare le conoscenze sul CCS e verificare la possibilità di usare la CO2 come cushion gas.
È stata fatta infine una valutazione economica sulla tipologia di trasporto da effettuare.