Un grande spreco, fortemente voluto

Tra i numerosi luoghi comuni, infondati ma pervicacemente radicati, con cui sono costretto a misurarmi nelle ormai pluridecennali esperienze di divulgazione sulle tematiche energetiche, ve n’è uno che tanto più viene vissuto come certezza dai miei interlocutori, tanto meno poggia su giustificazioni razionali: si tratta della convinzione che il combustibile più adatto a produrre elettricità sia il gas metano.

Un tratto della storia della centrale termoelettrica situata a Fusina, in riva alla laguna di Venezia, la centrale “A.Palladio” (fig. 1), definita “policombustibile” perché in grado di utilizzare tutti i combustibili fossili, mi ha spinto ad approfondire un aspetto che quasi tutti danno ormai per scontato. Si ignora così o si misconosce una contraddizione che qualcuno, vista l’attuale situazione energetica italiana e le crescenti preoccupazioni per il progressivo ridursi della disponibilità di combustibili fossili sul pianeta, potrebbe giungere a definire “crimine energetico”.

Prima di entrare nel cuore della questione, è indispensabile esaminare alcuni aspetti del quadro in cui essa si colloca.

Il metano, come il petrolio, è un idrocarburo originatosi – a partire da oltre 230 milioni di anni fa – dalla fossilizzazione, in condizioni di temperatura e pressione particolari, dei resti di plancton ed alghe accumulatisi per lunghi periodi di tempo sul fondo marino. Gli strati di materia organica, animale e vegetale, portati dai movimenti tettonici alla profondità opportuna, hanno dato origine a composti di idrogeno e carbonio in forma gassosa (metano), liquida (petrolio) e semisolida (bitumi).

Anche se in pratica il greggio è sempre accompagnato da un certo quantitativo di gas, i giacimenti sfruttabili di metano sono distribuiti sul pianeta in luoghi che non coincidono sempre con la presenza di petrolio. Le maggiori riserve sono concentrate principalmente in Russia, Iran e Qatar.

Il trasporto sino ai luoghi di consumo, in tubazioni lunghe migliaia di km, risulta tecnicamente possibile e conveniente. Incontra però problemi pressoché irrisolvibili quando si debbano attraversare oceani profondi ed è esposto a rischio elevato quando i metanodotti attraversano aree politicamente poco affidabili o socialmente pericolose.

Inoltre la bassa densità, che caratterizza questo combustibile allo stato gassoso, rende molto problematico accumularlo in riserve o stoccaggi in quantità tale da garantirne la disponibilità per lunghi periodi, soprattutto se si è in presenza di elevati livelli di consumo. In caso di pesante riduzione o sospensione dell’approvvigionamento quotidiano dalle lontane fonti di estrazione, i quantitativi non certo abbondanti stoccati in tempi di forniture abbondanti difficilmente possono garantire il funzionamento di tutto un  sistema (industriale, produttivo e civile) per il tempo necessario al superamento della crisi. La cosa risulta aggravata dall’inevitabile incertezza sui reali quantitativi che del metano stoccato sarà concretamente possibile estrarre.

Da alcuni anni si utilizza anche un metodo di approvvigionamento alternativo, usando speciali navi gasiere (fig. 2). Nei pressi dei luoghi di estrazione il  gas viene trasformato in GNL (Gas Naturale Liquefatto) in impianti di liquefazione dove viene portato ad una temperatura di -160°C, che ne riduce il volume di 600 volte. Il GNL, caricato nei serbatoi delle gasiere, può essere trasportato a grandi distanze in tutto il mondo; a destinazione viene riscaldato e riportato allo stato gassoso in particolari impianti di rigassificazione ed immesso in rete per il consumo.

Percentuali crescenti di GNL soddisfano esigenze sempre maggiori di consumo del metano e la costruzione di infrastrutture di liquefazione e rigassificazione si sta intensificando in tutto il mondo. Ma il timore di gravi incidenti tende a rappresentare un freno alla realizzazione di questi impianti.

Il GNL, in quanto tale, non può incendiarsi per carenza di ossigeno e quindi lo scoppio di una gasiera è del tutto improbabile, se non impossibile. Va invece presa in considerazione l’eventualità che il GNL, a causa di un incidente marino, possa fuoriuscire e, riscaldato dalla temperatura dell’acqua di mare, ritornare allo stato gassoso disponendosi in atmosfera ad un livello di concentrazione tale da rendere possibile l’innesco di un incendio.

Le grandi quantità in gioco e l’enorme aumento di volume che si realizza in fase di ritorno del GNL allo stato gassoso, giustificano qualche preoccupazione e suggeriscono la massima prudenza e perizia nella costruzione e nella gestione di tali impianti per assicurare livelli altissimi di sicurezza.

Il dato più significativo della situazione e della prospettiva di questa, che tra le fonti fossili è di gran lunga la più “pulita”, è la durata che si stima possono avere le sue riserve presenti sul pianeta, calcolata ipotizzando che ogni anno se ne continui ad estrarre un quantitativo identico all’attuale: poco più di 60 anni, con un picco massimo di produzione che dovrebbe collocarsi tra il 2030 ed il 2040.

In Italia il metano arriva quasi esclusivamente attraverso tre metanodotti che ci collegano al Nord Africa (40%), alla Russia (35%) ed al Nord Europa (20%). A Panigaglia in Liguria funziona dagli anni ‘60 un piccolo rigassificatore  a cui attraccano gasiere di modesto tonnellaggio. A fine 2009 dovrebbe entrare in funzione il nuovo rigassificatore di Porto Viro (RO), collocato in mare a circa 15 chilometri dalla costa con una capacità di oltre 8 miliardi di m3 di GNL all’anno. Presto riceverà gasiere provenienti soprattutto da Qatar: Gas Qatar Terminal Limited, Exxon Mobil e Edison ne sono i proprietari.

A gennaio 2009 è stata autorizzata la costruzione di un rigassificatore a Porto Empedocle, sulla costa agrigentina. Il terminale avrà una capacità di 8 miliardi di m3 di gas l’anno e sarà gestito da Nuove Energie, società partecipata al 90% da Enel e per il 10% da imprenditori. Tra quattro o cinque anni sarà in grado di ricevere il gas che prima arriverà dalla Nigeria.

Il fabbisogno complessivo nazionale si aggira ormai attorno ai 90 miliardi di m³, mentre la produzione interna supera attualmente di poco i 10 miliardi di m³. Va evidenziato che mentre la richiesta al consumo cresce mediamente del 6-7% all’anno, la produzione nazionale diminuisce costantemente: nel 1994 superava i 20 miliardi di m³ e copriva il 42% del fabbisogno.

La quota maggiore del metano importato (circa il 40%) viene bruciata per produrre elettricità. E pensare che solo pochi anni fa era il settore industriale il maggiore consumatore di questo combustibile, seguito dal settore civile-agricolo. La situazione è velocemente cambiata, tanto che ora in Italia esso rappresenta più del 50% dei combustibili fossili trasformati in elettricità e se ne auspica l’incremento.

Ciò è avvenuto sotto la forte spinta dell’opinione pubblica, facilmente conquistata e convinta da semplicistiche parole d’ordine, da tempo bandiere di ambienti eco-ambientalisti, ma anche a causa dei consistenti interessi economici di molti produttori d’energia: le centrali elettriche a turbogas possono essere realizzate in tempi molti brevi, con difficoltà burocratiche, costi e personale nettamente inferiori rispetto alle altre.

Ha significativamente contribuito anche l’impegno a rispettare le indicazioni del “Protocollo di Kyoto”, che ad ogni Paese firmatario assegna una quota complessiva di anidride carbonica da immettere in atmosfera, senza distinguere in alcun modo le fonti di provenienza. Pur trattandosi di un obiettivo condivisibile, si sono create involontariamente alcune gravi distorsioni come, appunto, la crescita dei consumi di metano per produrre elettricità (uno dei sistemi più “facili” per ridurre le emissioni di CO₂) o il mercato, non sempre limpido, dei “certificati verdi” che si possono acquistare, anche a livello internazionale, da chi per qualunque motivo riesce a produrre meno anidride carbonica del consentito.

Ora, dopo aver ricordato che sino alla metà degli anni ‘80 la Comunità Europea scoraggiava esplicitamente l’uso del metano nell’industria termoelettrica (la direttiva fu ritirata per pressioni ambientaliste), esaminiamo perché il metano non dovrebbe mai superare i cancelli di una centrale elettrica.

In generale, qualunque sia il combustibile utilizzato in una centrale termoelettrica tradizionale, solo il 35-40% della sua energia si “trasferisce” nell’elettricità prodotta; il resto viene irrimediabilmente perso nelle varie trasformazioni del ciclo produttivo (generazione del calore, trasformazione dell’acqua in vapore, funzionamento della turbina e dell’alternatore, condensazione del vapore, trasformazione dell’energia elettrica, ecc.)

Lo schema di (fig. 3) mostra come le perdite relative alle conversioni del combustibile in calore e poi in energia elettrica possono arrivare fino al 65%. Nelle centrali più moderne alcuni miglioramenti sono stati raggiunti ma l’ordine di grandezza permane, determinato da leggi fisiche riguardanti la meccanica e la termodinamica.

Non si può trascurare che la maggior parte delle centrali termolettriche, realizzate negli ultimi anni, sono state pensate, progettate e costruite per scopi particolari: copertura delle “punte” dei consumi di elettricità. L’elettricità immessa in rete é identica in qualsiasi momento, ma quella immessa nei momenti di “punta” della richiesta, cioè quando tutti i tipi di consumatori (industria, commercio, trasporti, settore civile, ecc.) chiedono contemporaneamente energia, è particolarmente pregiata e spunta i prezzi più alti nel mercato elettrico.

Se ci riferiamo all’energia elettrica prodotta da una centrale turbogas, il dato del rendimento scende nettamente e può oscillare tra un quarto e un quinto. Aumenta invece a oltre il 50% nel caso che l’elettricità venga prodotta in un impianto a “ciclo combinato”, grazie al collegamento dei due diversi cicli termodinamici, quello del turbogas e quello della centrale a vapore. Fortunatamente sono questi gli impianti che in Italia utilizzano la maggior parte del gas. Va ricordato che il gas utilizzato nelle abitazioni, negli edifici pubblici e nelle aziende artigianali per usi termici diretti (cottura dei cibi, riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, piccoli processi di fusione, lavorazioni fini, ecc.) ha rendimenti di norma superiori al 90%, così come avviene nella fase della sola generazione di calore che si realizza nella caldaia delle centrali termoelettriche.

Nell’impiego diretto in usi finali, il potenziale energetico di un metro cubo di gas utilizzato per generare calore viene sfruttato quasi completamente. In misura quindi più che doppia di quando viene usato per alimentare una centrale elettrica. In una centrale infatti, dopo la generazione di calore, l’energia subisce numerose altre trasformazioni (e perdite) prima di essere impiegata come energia elettrica nell’uso finale.

Ciò dovrebbe far molto riflettere, tenendo anche presente che il metano è il combustibile più adatto a un uso meno intensivo e altamente distribuito sul territorio, in quanto intrinsecamente meno inquinante: non richiede alcuna particolare tecnologia di trattamento ed è piuttosto facile da trasportare. Anche in una centrale elettrica l’impatto ambientale del gas è inferiore a quello degli altri combustibili fossili ma, considerato che le riserve mondiali di gas presentano una durata di poco superiore a quelle del petrolio, risulta inaccettabile sprecarne spensieratamente un’enorme quantità. Scelta più intelligente e razionale sarebbe conservarlo più a lungo nel tempo, destinandolo a impieghi meno massivi e più diffusi nella struttura civile e artigianale, in particolare in campo farmaceutico, dove l’impiego del metano sembra del tutto privo di sostituti.

Si sfrutterebbero così molto meglio le  sue potenzialità energetiche e chimiche.

Pare più ragionevole produrre elettricità con combustibili fossili meno pregiati e dotare gli impianti di efficaci sistemi di abbattimento e cattura degli inquinanti, piuttosto che esaurire anzitempo un combustibile che presenta caratteristiche ineguagliabili. Il gas può essere usato in micro impianti diffusi sul territorio con basso impatto ambientale ed elevati rendimenti. Il suo impiego oculato può garantire efficacemente la preparazione dei cibi e il riscaldamento degli ambienti per un tempo molto lungo, in attesa che si consolidi la lunga e difficile transizione all’elettricità decentrata da fotovoltaico ed eolico.

O forse non è ancora giunto il momento di considerare indispensabile usare al meglio tutte le risorse energetiche disponibili, da vecchie e nuove fonti?  E, magari conservare più a lungo possibile il metano affinché i nostri figli e nipoti possano averne ancora a disposizione per gli usi che il carbone non può soddisfare?

Sarebbe quindi opportuno ripensare velocemente ad un uso più intelligente del metano, preziosissimo combustibile, ed investire in ricerca e tecnologia per ridurre l’impatto degli altri combustibili fossili a livelli simili a quelli del gas: le centrali elettriche, sistemi concentrati e complessi ad alta intensità energetica, giustificano agevolmente l’impiego di enormi risorse per salvaguardare l’ambiente.

La centrale “A.Palladio” di Fusina, da questo punto di vista, rappresenta un esempio clamoroso.

Nata con le usuali caratteristiche di un “progetto fine anni ‘60″, l’apparato del suo “settore fumi” fu gradualmente migliorato, restando però al di sotto delle più stringenti esigenze ambientali emerse già negli anni ‘80, tanto che nella seconda metà di quel decennio dovette abbandonare completamente la combustione del carbone.

A tale proposito va ricordato che in quel periodo era stata a lungo discussa ed esaminata, ai livelli più elevati di una importante forza politica, una dettagliata proposta per chiedere alla proprietà dell’impianto di investire diverse centinaia di miliardi di lire per introdurre subito le tecnologie, già da tempo applicate con successo in Germania, capaci di “pulire” i fumi e ridurre drasticamente l’immissione di inquinanti in atmosfera.

Proprio nella fase conclusiva la proposta fu abbandonata, sacrificandola alle “superiori esigenze” politiche che puntavano ad un importante accordo con i movimenti ambientalisti, ormai lanciati nello schierare i veneziani, soprattutto i cittadini di Marghera, sulla pretesa di un passaggio a metano da subito e senza alternative, come poi in effetti accadde.

Dopo qualche anno fu la proprietà a prendere autonomamente la decisione di investire 600-700 miliardi di lire, realizzando un nuovo complesso sistema di depurazione dei fumi che permise la ripresa, nei primi anni ‘90, della combustione del carbone, nel pieno rispetto delle più stringenti prescrizioni legislative.

Nel tempo gli investimenti, sempre nell’ordine di decine se non centinaia di milioni di euro, si sono susseguiti, tanto che ora questo impianto si colloca ai vertici assoluti nel rispetto dell’ambiente per impianti alimentati a carbone, con immissioni in atmosfera che – fatta salva l’anidride carbonica – sono paragonabili a quelle di una centrale funzionante a metano.

In effetti, la combustione del carbone produce comunque maggiori quantità di CO₂ rispetto a quella del metano ma, ricordando il preoccupante quadro generale delle risorse energetiche disponibili per l’umanità e la situazione particolarmente delicata e critica degli approvvigionamenti del gas in Italia, proprio questo aspetto potrebbe essere individuato come punto di partenza di una nuova sfida: la cattura e il confinamento definitivo dell’anidride carbonica.

Esiste qualche impianto sperimentale in funzione al mondo; le idee sono già abbastanza chiare e gli aspetti tecnologici non sono insuperabili, anche se persistono problemi di varia natura.

Su questo punto, arduo ma altamente risolutivo, andrebbero concentrate le attenzioni, le risorse, la ricerca e l’impegno ambientalista: si tratta evidentemente di un obiettivo alto, che rifugge da semplificazioni e dalla facile acquisizione del consenso, ma è l’unico che può dare risposte positive sul fronte del rispetto ambientale e della massima efficienza nell’utilizzo delle ultime risorse di energia fossile disponibili sul pianeta.

Ammesso e non concesso che ciò basti e non sia invece necessario cominciare, da subito, a cambiare radicalmente la stessa concezione su cui si basa l’organizzazione delle società più avanzate: abbandonare l’utopia della crescita costante e ridefinire le regole di convivenza attorno ad un obiettivo condiviso di decrescita.

Non tanto e non solo per evitare l’aggravarsi dei problemi ambientali ma perché le quantità di energia, complessivamente disponibili in natura, non sembrano più in grado di soddisfare, in tempi brevi, la crescente richiesta dell’umanità.

Ma questa è ben altra storia.

Mirco Rossi