Valutazione tecnico-economica dell'applicazione delle tecnologie CCS ad impianti termoelettrici a carbone

L’applicazione della cattura della CO2 ad impianti di produzione elettrica rappresenta un processo emergente che, come tutti i sistemi non ancora tecnologicamente e commercialmente maturi, presenta numerose incertezze sia dal punto di vista tecnico sia dal punto di vista economico. Una condizione, questa, accentuata dalla recente crisi finanziaria che ha colpito tutti i Paesi. Gli scenari energetici elaborati negli ultimi anni hanno evidenziato il ruolo importante delle tecnologie CCS nella riduzione delle emissioni di CO2 e, quindi, nel processo di mitigazione dei cambiamenti climatici. Nel report “Energy Technology Perspectives” del 2010 l’IEA prevede che entro il 2050 circa il 10% di riduzione delle emissioni di anidride carbonica sarà dovuto all’introduzione delle CCS nel settore della power generation. Questa analisi si pone l’obiettivo di illustrare i costi associati all’applicazione di tali tecnologie ad impianti termoelettrici a carbone, con riferimento alle metodologie proposte dai principali Istituti internazionali che hanno pubblicato nell’ultimo triennio dati di costo e performance operative. In particolare è stato effettuato un confronto tra impianti Ultra Super Critici ed impianti di gassificazione integrata sotto opportune condizioni al contorno, utilizzando come parametri di valutazione il costo dell’elettricità e il costo della CO2 evitata. I costi presentati in questo studio hanno una natura “generica” e non rappresentano i costi di progetti specifici che possono variare notevolmente in base a fattori site‐specific come, per esempio, la presenza di particolari forme di regolamentazione ambientale, presenza di un mercato delle emissioni, incentivi finanziari e livello di rischio, ecc. Il primo capitolo illustra il background ed il quadro generale entro cui i sistemi CCS iniziano a muoversi: la crescente attenzione agli aspetti di sostenibilità ambientale è un driver molto forte all’impiego di risorse fossili in modo “pulito” ed orientato ad un futuro di zero emissions. I capitoli 2 e 3, invece, introducono rispettivamente gli impianti termoelettrici a carbone e i sistemi di CCS dal punto di vista strettamente tecnologico, evidenziando quali sono le criticità che dovranno essere affrontate e risolte per l’ottenimento di prestazioni sempre migliori. Il capitolo 4 offre una panoramica sugli aspetti normativi relativi alle emissioni di CO2 ed allo stoccaggio; l’introduzione delle tecnologie di cattura della CO2, infatti, non può prescindere dai vincoli normativi esistenti oggi in Italia. Il capitolo 5 sintetizza e confronta le metodologie applicate da quattro tra i più importanti Istituti internazionali di politica energetica nelle determinazione dei costi dei sistemi CCS: il NETL‐DOE, il GCCSI, la piattaforma ZEP e l’IEA. Il capitolo 6, infine, propone una metodologia di valutazione dei costi di cattura della CO2 prendendo come input alcuni dati estrapolati dalle Organizzazioni sopracitate e facendo alcune considerazioni relative ai vincoli normativi che si prevede possano entrare in vigore. Viene inoltre effettuata un’analisi probabilistica ricorrendo al cosiddetto metodo di Monte Carlo che consente di associare ad ogni parametro in input del modello adottato non un valore deterministico ben preciso bensì una opportuna distribuzione di probabilità. In questo modo, risulta possibile caratterizzare l’incertezza e la variabilità legata ai parametri in output considerati (COE e MC).