CCS, CARBON CAPTURE AND STORAGE. Il ruolo della CCS nel raggiungimento dell’obiettivo “Net Zero Emission 2050”
Esaminiamo il ruolo che la tecnica di cattura e stoccaggio della CO2 denominata CCS può effettivamente svolgere nella transizione energetica necessaria per la lotta al cambiamento climatico.
PREMESSA
A tale scopo si ricorre alla recente pubblicazione del rapporto di BloombergNEF, seguita da un' analisi di Climate Analytics, delle quali sono riportati ampi estratti, rispettivamente ai punti 2 e 3 successivi.
Lo scenario a lungo termine sul futuro dell’economia energetica
Il New Energy Outlook (NEO) è l’analisi dello scenario a lungo termine di BloombergNEF sul futuro dell’economia energetica che copre l’elettricità, l’industria, gli edifici e i trasporti e i principali fattori che modellano questi settori fino al 2050.
Lo scenario di transizione economica è la valutazione di base di come la transizione energetica potrebbe evolvere da oggi a seguito di cambiamenti tecnologici basati sui costi.
Lo scenario Net Zero Emission descrive un’evoluzione economica dell’economia energetica per raggiungere emissioni nette zero nel 2050. Questo scenario combina una più rapida e maggiore diffusione di energie rinnovabili, nucleari e altre tecnologie a basso consumo di carbonio in energia con l'assorbimento di combustibili più puliti nei settori dell'uso finale, in particolare l'idrogeno e la bioenergia. Adottando un approccio guidato dal settore, descrive un percorso credibile per raggiungere gli obiettivi dell’accordo di Parigi.
1. Le emissioni
2. Bilancio del carbonio
3. L'abbattimento
4. Energia primaria
5. Settori di utilizzo finale
6. Elettrificazione
La domanda di energia dall'idrogeno, che è insignificante nello Scenario di Transizione Economica, si avvicina a 23.000TWh all'anno nello Scenario Net Zero a metà del secolo, dato che si ipotizza che l'88% della produzione di idrogeno avvenga tramite elettrolizzatori collegati alla rete. Ciò rende l'idrogeno la principale fonte di domanda di energia elettrica a livello globale entro il 2050, pari alla domanda globale totale nel 2020.
7. Un sistema energetico a basse emissioni di carbonio
Il raggiungimento dello scenario zero netto comporterà una produzione di energia elettrica da combustibili fossili quasi nulla, senza la cattura e lo stoccaggio del carbonio; richiederà inoltre una maggiore produzione di energia nucleare e l'impiego di una quantità ancora maggiore di energia eolica e solare. Nello Scenario Net Zero, l'energia eolica e solare rappresentano più di tre quarti della produzione totale di energia.
Fig. 6 Produzione di energia elettrica per tecnologia, per scenario
8. CCS e idrogeno
Gigatoni di anidride carbonica catturati, 2050: 7GtCO2
Milioni di tonnellate di domanda di idrogeno, 2050: 500MtH2
9. La necessità di una decarbonizzazione profonda
Detto questo, i tassi di rampa necessari per le quattro tecnologie oggi esistenti - veicoli elettrici, energia eolica, solare e nucleare - sono molto diversi. Ognuna di queste tecnologie raggiunge picchi di diffusione annuali notevolmente superiori ai livelli attuali. Le vendite di veicoli elettrici dovranno quintuplicare, passando da meno di 11 milioni a 55 milioni all'anno, per soddisfare gli obiettivi di zero netto e rispettare i budget di carbonio del settore. Le installazioni solari dovranno più che triplicare e quelle eoliche sestuplicare.
10. Investimenti
3. L’analisi di Climate Analytics
Sintesi
I colloqui sul clima alla COP28 si sono incentrati sulla necessità di eliminare gradualmente i combustibili fossili.
Ma alcuni chiedono che tale eliminazione sia limitata ai combustibili fossili "non abbattuti". Questo presenterebbe due rischi fondamentali:
- Crea la falsa impressione che possiamo raggiungere i nostri obiettivi climatici e mantenere il consumo di combustibili fossili su larga scala grazie alla cattura e allo stoccaggio del carbonio (CCS). Al contrario, i percorsi che consentono di raggiungere il limite di 1,5°C previsto dall'Accordo di Parigi in modo sostenibile prevedono un'eliminazione quasi completa dei combustibili fossili entro il 2050 circa e si basano in misura molto limitata, se non nulla, sulla CCS fossile.
- Se il termine "non abbattuto" è mal definito, potrebbe riaprire la porta all'uso su larga scala dei combustibili fossili. Una definizione debole di "abbattuto" - o addirittura nessuna definizione - potrebbe consentire ai progetti di CCS fossile con scarsi risultati di essere classificati come abbattuti. Ciò potrebbe far sì che le emissioni a monte e a valle della produzione di combustibili fossili continuino a non essere trattate.
La nostra analisi quantifica il rischio posto dalla limitazione dell'impegno di phase out ai soli combustibili fossili "non abbattuti". La dipendenza dalla CCS su larga scala, combinata con un rendimento insufficiente delle tecnologie CCS, potrebbe portare a un eccesso di emissioni di gas serra di 86 miliardi di tonnellate tra il 2020 e il 2050. Ciò renderebbe impossibile il raggiungimento del limite di 1,5°C.
La scienza richiede una riduzione urgente e drastica di tutti i combustibili fossili.
Individuiamo due rischi chiave legati all'uso del termine "abbattuti" per riferirsi ai combustibili fossili nel contesto dell'azione per il clima. Il primo rischio è che il termine "abbattuti" i combustibili fossili suggerisca che la produzione e l'uso di combustibili fossili su larga scala siano compatibili con il limitare il riscaldamento a 1,5ºC. Ciò non è in linea con i dati scientifici più recenti, che dimostrano che abbiamo bisogno di riduzioni rapide e a breve termine della produzione di combustibili fossili, di un ricorso limitato alla CCS fossile e di una eliminazione quasi completa dei combustibili fossili entro il 2050 circa.
I percorsi che limitano il riscaldamento a 1,5 ºC nel modo più sostenibile prevedono la riduzione immediata dell'offerta e dell'uso totale di combustibili fossili. La produzione di combustibili fossili diminuisce tra il 30-40% tra il 2022 e il 2030 in questi percorsi. Ciò richiederebbe tagli annuali fino al 6% per questo decennio e non ci sarebbe spazio per nuovi investimenti nell'espansione dell'offerta di combustibili fossili.
Questi percorsi si basano inoltre in misura molto limitata sulle tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio fossile (CCS).
La versione 2023 dello scenario utilizza il 38% in meno di CCS rispetto alla versione 2021.
Questo basso utilizzo di CCS è dovuto al fatto che le alternative sono spesso più economiche e più efficaci nel ridurre le emissioni. Ad esempio, recenti analisi hanno dimostrato che un percorso ad alto contenuto di CCS sarà sostanzialmente più costoso, di circa 1 trilione di dollari USA.
Questi percorsi mostrano rapide riduzioni a breve termine che proseguono a lungo termine. Dati recenti suggeriscono che la produzione totale di combustibili fossili dovrebbe essere ridotta di almeno l'83% nel 2050 rispetto ai livelli del 2020.
Dato che questi percorsi spesso trascurano fattori chiave, come i costi ambientali, umani e sociali negativi dell'estrazione dei combustibili fossili, potrebbero essere giustificati tagli ancora più profondi. Ciò rappresenta un'eliminazione quasi completa dei combustibili fossili entro il 2050 circa.
Inoltre, i combustibili fossili "abbattuti" dovrebbero presupporre uno stoccaggio perfetto e permanente del carbonio nel sottosuolo.
Non c'è alcuna garanzia che questi standard vengano rispettati. Le prove disponibili indicano il contrario. Gli schemi di CCS di punta esistenti in tutto il mondo sono falliti completamente o hanno catturato molto meno CO2 di quanto previsto ((IEEFA 2022).
È inoltre importante notare che questi standard non potranno mai essere soddisfatti per la combustione distribuita di combustibili fossili, ad esempio petrolio e gas nei trasporti, dove non è possibile installare la CCS (si veda la sezione sulle emissioni non catturate).
Qualsiasi definizione di combustibili fossili "abbattuti" deve applicare rigorosi paletti per evitare di compromettere la necessità critica di ridurre rapidamente le emissioni in linea con 1,5ºC. Oggi, Il progetto Gorgon, ad esempio, è il più grande impianto di cattura CCS nel database dell'AIE, ma non funziona neanche lontanamente con la capacità dichiarata - e non c'è alcun segno che questo venga risolto. La dicitura "abbattuto" sta già fungendo da cavallo di Troia, consentendo ai progetti di combustibili fossili con tassi di cattura insufficienti e azioni limitate per ridurre le emissioni della produzione a monte di procedere.
Il CCS Hub di Ravenna
Sfruttando la grande capacità dei giacimenti a gas esauriti dell’Adriatico, l’Hub CCS di Ravenna diventerà uno dei siti più grandi al mondo per lo stoccaggio della CO2, permettendo di ridurre l'impatto delle emissioni industriali.
Ravenna, la cui storia è legata all'industrializzazione e allo sviluppo energetico del Paese, sta consolidando il proprio rilievo strategico, accogliendo progetti che serviranno ad affrontare in modo efficace le sfide energetiche: raggiungere la sostenibilità ambientale garantendo al contempo la sicurezza energetica e l'equità dell'accessibilità alle stesse fonti energetiche.
Fra i progetti più importanti, ci sono quelli che impegnano direttamente Eni e Snam, che hanno definito strategie concrete per raggiungere la neutralità carbonica: la CCS è una di queste, insieme alle rinnovabili, ai biocarburanti, all'efficienza energetica, ai vettori “low-zero carbon” e alle leve di carbon offset per la compensazione di quelle emissioni residuali che, per quanto marginali, non potranno essere eliminate.
In questo contesto le due società hanno deciso di allearsi per sviluppare un progetto unico: Ravenna CCS.
La CCS è un processo sicuro, maturo e fondamentale nel percorso di decarbonizzazione dei settori industriali.
L'IPCC (gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico delle Nazioni Unite) nel rapporto 2023 ha definito la CCS una tecnologia “imprescindibile” per centrare gli obiettivi climatici globali.
In tale cornice si registra un crescente interesse verso questa soluzione da parte degli emettitori industriali, che vedono nella CCS uno strumento fondamentale per i propri obiettivi di decarbonizzazione.
Eni e Snam ritengono che la CCS avrà un ruolo di primaria importanza nella transizione energetica, in particolare per evitare le emissioni delle industrie hard to abate come il cemento, l'acciaio e la chimica, per le quali ad oggi non esistono soluzioni altrettanto efficaci ed efficienti. L'esperienza di Snam nello stoccaggio del metano si coniuga a quella pluridecennale di Eni nello sviluppo e produzione dei giacimenti di gas, che consentirà di riconvertire parte delle infrastrutture esistenti, con particolare riferimento ai campi depletati o in via di esaurimento, in hub di stoccaggio dell'anidride carbonica, permettendo così di decarbonizzare le attività industriali proprie e di altri a costi competitivi ed in tempi rapidi.
La joint venture fra Eni e Snam sta portando avanti lo sviluppo del progetto Ravenna CCS, che andrà a decarbonizzare attività industriali (italiane, ma anche internazionali), convertendo i giacimenti di gas esauriti del mare Adriatico in siti di stoccaggio geologico permanente per la CO2.
La significativa capacità di stoccaggio complessiva dei giacimenti di gas esauriti offshore (oltre 500 milioni di tonnellate) farà di Ravenna CCS l'hub di riferimento nel Mediterraneo.
L’avvio della fase 1 è previsto per l'inizio del 2024 con l'iniezione ai fini dello stoccaggio permanente di 25 mila tonnellate all'anno di CO2, catturate dall'impianto di gas di Casal Borsetti di Eni.
La fase 2 verrà avviata entro il 2026 e raggiungerà una capacità di stoccaggio di 4 milioni di tonnellate all'anno al 2030; ulteriori espansioni potranno portare i volumi fino a 16 milioni di tonnellate di CO2 all'anno.
Dal punto di vista occupazionale il progetto fornirà un contributo determinante nel tutelare il livello esistente di occupazione legato al sistema tradizionale, e al contempo, nel promuovere la creazione di un importante numero di nuovi posti di lavoro, diretti e indiretti.
Per contribuire al pieno sviluppo della fase industriale, in particolare, Snam garantirà la messa a regime di un'adeguata rete di trasporto nell'area della Pianura Padana, riutilizzando ove possibile le pipeline esistenti per contenere al massimo l'impronta sul territorio del proprio intervento.
Piero Ercoli, Executive Director Decarbonization Unit di Snam spiega: «I tavoli bilaterali avviati con le realtà industriali ‘hard to abate’ stanno evidenziando un crescente interesse del tessuto produttivo verso la CCS, e questo ci incoraggia a proseguire lungo la strada intrapresa, convinti che l'adozione di una logica industriale, unita a un quadro normativo chiaro, siano i principali fattori che permetteranno al progetto stesso di incidere con efficacia nella complessa traiettoria di decarbonizzazione verso un futuro a zero emissioni. Per Snam, del resto, Ravenna si conferma un polo strategico, lungo il quale transiterà anche il corridoio dell'idrogeno verde proveniente dal Nord Africa, e al largo delle cui coste, dalla fine dell'anno prossimo, sarà in esercizio anche la nuova nave rigassificatrice BW Singapore».
Salvatore Giammetti, Head of Carbon Capture, Utilization and Storage di Eni evidenzia: «Ravenna è il luogo ideale per l'avvio del primo progetto CCS in Italia, in primis perché nel mare Adriatico Eni ha un numero significativo di giacimenti a gas esauriti o in via di esaurimento che possono essere convertiti in tempi rapidi e in modo sicuro in siti di stoccaggio di CO2. La posizione di Ravenna è strategica: l'area è al centro di un sistema logistico e infrastrutturale eccellente, che vede connessioni portuali, stradali e ferroviarie e, inoltre, è uno dei principali hub del sistema italiano di trasporto del gas. Infine, a Ravenna possiamo contare sulla presenza nel territorio di elevate competenze tecniche e tecnologiche e di importanti capacità realizzative».
Da poco è stato lanciato il sito web Ravenna CCS Hub che illustra il progetto di cattura e stoccaggio della CO2: https://ccushub.ogci.com/focus_hubs/ravenna/
Le industrie ravennati hard-to-abate coinvolte nel progetto sono: Cabot Italiana, HerAmbiente, Marcegaglia, Versalis, Polynt e Yara, per un totale di 800 mila tonnellate/anno di CO2 catturate.
5. CONCLUSIONI
Secondo BloombergNEF, la CCS guadagna importanza dai primi anni del 2030, poiché i settori difficili da abbattere vengono affrontati e gli impianti di combustibili fossili non abbattuti vengono adattati alla tecnologia. La CCS rappresenta l'11% di tutte le emissioni diminuite nel periodo di scenario.
Secondo Climate Analytics i percorsi che consentono di raggiungere il limite di 1,5°C previsto dall'Accordo di Parigi in modo sostenibile, prevedono un'eliminazione quasi completa dei combustibili fossili entro il 2050 circa e si basano in misura molto limitata, se non nulla, sulla CCS fossile.
Questi valori sono, rispettivamente, pari all’1% nel 2030 e al 6% nel 2050.
Pertanto, le due valutazioni differiscono notevolmente nella stima del contributo che la CCS può apportare alla lotta contro i gas serra.
Ciò nondimeno, anche in base alla valutazione più conservativa e tenendo ben presenti gli impatti tecnologici derivanti da ogni possibile soluzione, gli sforzi per avvalersi di tutti i contributi alla riduzione delle emissioni clima-alteranti – incluso quello della CCS, con particolare riguardo alle industrie Hard-to-Abate – vanno sicuramente persegui