Gassificazione sotterranea del carbone: presto in Wyoming?
Dopo anni di chiacchiere, le cose cominciano a farsi concrete: gli sviluppatori stanno guardando alla pionieristica gassificazione sotterranea del carbone ("UCG") nel Wyoming. Alcuni potrebbero vedere questi progetti come i primi passi per produrre finalmente energia veramente pulita dal carbone, mentre altri potrebbero percepirli come esperimenti inutili e rischiosi. Qual è la verità? Esploriamo le questioni.
Innanzitutto, alcuni fatti spiacevoli. L'uso di combustibili fossili è aumentato drammaticamente in tutto il mondo (il parco di centrali a carbone della Cina, la maggior parte delle quali costruite negli ultimi 10 anni, è ora più del doppio di quello degli Stati Uniti) e sembra destinato a continuare a crescere (solo nell'Asia meridionale ci sono 600 milioni di persone - circa il doppio della popolazione degli Stati Uniti - in attesa di accesso all'elettricità). Anche nel centro dell'Europa, la Germania, nella sua corsa all'abbandono del nucleare, sta considerando di costruire più energia a carbone invece. E negli Stati Uniti, dove l'uso del carbone è leggermente diminuito, un altro combustibile fossile semplice - il gas naturale - ha preso il sopravvento, con un'offerta limitata di energia elettrica. limitato vantaggi in termini di emissioni di gas serra.
Molte persone attente all'ambiente suggeriscono che la civiltà dovrebbe abbandonare completamente i combustibili fossili (e l'energia nucleare). Ma quando gli esperti fanno i matematicascoprono che le proposte di alimentare la civiltà esclusivamente con il sole, il vento e le onde sono proprio quello che sembrano: una vacanza al mare, e purtroppo non una soluzione plausibile alla nostra crisi climatica globale. In California, un recente studio evidenzia la difficoltà di raggiungere anche un obiettivo di riduzione delle emissioni di gas serra del 60% attraverso un'abbondante applicazione di energia rinnovabile, poiché il vento e il sole devono essere integrati dal gas naturale o da qualcos'altro durante i circa due terzi dell'anno in cui non sono disponibili.
In questo contesto, la tecnologia di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) ha un ruolo importante da svolgere nel trattamento delle emissioni di CO2 alla fonte, proprio come i depuratori di zolfo hanno contribuito a ridurre le piogge acide in passato. Sappiamo che la CCS funzionerà con i combustibili fossili per fornire energia per il carico di base, perché i componenti dei sistemi di sistemi CCS sono stati utilizzati su scala commerciale per decenni nell'industria. Purtroppo, però, la CCS attualmente aumenta i costi di utilizzo dei combustibili fossili e i consumatori sono generalmente riluttanti a sostenere questo onere aggiuntivo, soprattutto in tempi di crisi economica. È qui che entra in gioco l'UCG.
La gassificazione del carbone in sotterraneo è il processo di iniezione di aria (o ossigeno) attraverso un pozzo in un filone di carbone profondo per sostenere le reazioni chimiche che convertono il carbone in "syngas" (un combustibile gassoso contenente principalmente idrogeno e monossido di carbonio). Questo syngas viene poi estratto attraverso ulteriori pozzi e può essere utilizzato per alimentare una centrale elettrica. La CCS può essere applicata all'UCG rimuovendo il carbonio dal syngas utilizzando processi convenzionali (per saperne di più qui) e sequestrando la CO2 geologicamente (per saperne di più qui). Tuttavia, nel caso dell'UCG, i costi possono essere significativamente più bassi perché non sono necessarie attrezzature per la movimentazione e il trattamento del carbone, non è necessario costruire un enorme gassificatore in acciaio e il gas grezzo può essere notevolmente più pulito in partenza (alcuni zolfi e un po' di materiale inorganico possono rimanere sotto terra, ad esempio).
Sebbene l'UCG sia una tecnologia nuova, le analisi preliminari di CATF indicano che il costo di produzione di energia elettrica da UCG CON CCS è vicino al costo di produzione di energia elettrica da una centrale a carbone convenzionale senza CCS. La nostra analisi è riassunta nella figura seguente. Se questi costi si dimostreranno veritieri, potrebbe essere una svolta per l'utilizzo della CCS, soprattutto nei paesi in via di sviluppo.
L'UCG presenta anche altri potenziali vantaggi. Il carbone che alimenta il processo non viene estratto, riducendo l'impatto in superficie della fonte energetica. Inoltre, l'impronta spaziale delle operazioni di UCG potrebbe essere significativamente inferiore rispetto all'impronta necessaria per estrarre una quantità equivalente di energia dal metano dei letti di carbone e da tecnologie simili. Inoltre, un progetto UCG può essere un produttore netto di acqua, anziché un consumatore netto, a seconda delle circostanze del singolo progetto. Per questi motivi e per altri ancora, c'è motivo di credere che l'UCG possa essere molto promettente come via economicamente vantaggiosa verso un carbone più pulito.
Tuttavia, l'UCG non è privo di rischi. Dagli anni Cinquanta sono state condotte diverse decine di piccoli esperimenti con l'UCG e in alcuni casi si sono verificati fenomeni di contaminazione delle acque sotterranee e di subsidenza superficiale. Sulla base di questa storia, è probabile che le comunità siano caute riguardo alle proposte di nuovi progetti di UCG nella loro area. Tuttavia, sono importanti alcuni punti: L'UCG non può provocare incendi sotterranei di carbone (a 1.000 piedi o più sotto la superficie, solo l'ossigeno fornito intenzionalmente attraverso un pozzo può sostenere la combustione); se realizzato correttamente, l'UCG non provoca cedimenti superficiali (in parte a causa della profondità); infine, le nuove metodologie e tecnologie operative e di screening del sito metodologie e tecnologie operative promettono un maggiore isolamento del sito (e quindi una maggiore protezione delle acque sotterranee) rispetto alle prove precedenti.
C'è ancora molto da imparare sui progetti pionieristici di UCG nel Wyoming. Molti rischi e benefici dipendono dai dettagli del sito. La trasparenza da parte degli sviluppatori e delle autorità preposte al rilascio dei permessi sarà quasi certamente importante per le comunità locali che valutano i progetti. Ma il quadro generale rimane: se riusciamo a ridurre i costi della CCS, abbiamo maggiori possibilità di prevenire il cambiamento climatico. L'analisi di CATF suggerisce che l'UCG, gestito in modo sicuro, potrebbe essere una parte fondamentale di questo sforzo globale.
