Interviste

Carbone e nuove tecnologie: il tema dell'anidride carbonica

Intervista a Giuseppe Girardi Responsabile della Divisione Impianti e Processi Energetici del Dipartimento Energia dell'ENEA

23 Set - 12:44

La parola carbone nell’era di internet fa forse pensare all’800 di Dickens, alle locomotive a vapore, a una tecnologia scoppiettante e desueta che la modernità ha cancellato. Niente di più sbagliato: ancora oggi dal carbone deriva il 41% dell’energia elettrica mondiale. Nel 2006 circa 7,4 trilioni di kilowattora sono stati prodotti dal carbone. La crescente attenzione per l’ambiente pone però nuove sfide. Ne parliamo con un esperto, l’ingegnere Giuseppe Girardi cura il progetto Carbone pulito per L’Enea e partecipa come rappresentante dell’Italia a importanti forum internazionali di ricerca e sviluppo industriale come la piattaforma tecnologica europea ZEP (Zero Emission Plant) e il CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum).

Produrre energia dal carbone è vantaggioso, però molti criticano gli impatti ambientali delle centrali. In passato erano all’origine delle piogge acide e le polveri sottili emesse sono dannose per la salute dell’uomo. L’anidride carbonica, poi, non è un gas tossico, ma favorisce il surriscaldamento del pianeta. Quali sono i pericoli e i progressi fatti in questo campo?

Il diossido di zolfo, l’ossido di azoto, le polveri pm10 e ultrasottili, i metalli pesanti sono - insieme all’anidride carbonica - le principali emissioni delle centrali. Oggi però la situazione è radicalmente cambiata, in meglio, rispetto al recente passato. L’Italia è all’avanguardia in Europa e ha una normativa più restrittiva degli altri paesi. I composti di azoto e zolfo bruciavano una volta con le piogge acide le foreste tedesche, ma oggi queste emissioni sono ormai drasticamente ridotte.

Un discorso a parte va fatto per le polveri sottili: le polveri con diametro pari o superiore ai 10 millesimi di millimetro (le PM10) già oggi possono essere ridotte a livelli bassissimi, non esiste però ancora una norma europea sulle polveri più piccole, le cosiddette “nanopolveri”, potenzialmente più pericolose e difficili da controllare. Bisogna però contestualizzare queste osservazioni evidenziando, per esempio, che anche il metano produce nanopolveri e che le auto complessivamente sono consistenti fonti di emissioni.

Il Protocollo di Kyoto ha messo all’indice i gas serra e quindi in primis l’anidride carbonica. Si pongono dunque nuove sfide anche per il carbone.

Sì questo è uno dei problemi più complessi che l’industria sta affrontando. Lo spiego in parole semplici. Bruciando un combustibile contenente carbonio (petrolio, gas o carbone) si produce inevitabilmente anidride carbonica: quindi la generazione di energia da fonti fossili comporta automaticamente la produzione di grandi quantità di anidride carbonica, finora immessa in atmosfera.
Si deve precisare, però, che si parlava di carbone pulito ben prima di Kyoto, quando nacquero tecnologie per la limitazione delle emissioni di macro e micro inquinanti. Oggi il problema delle emissioni di CO2 ha allargato – forse impropriamente – anche a questo aspetto il termine anglosassone “clean coal”. In pratica oggi si vuole separare la CO2 dal processo di produzione di energia ed evitare di immetterla in atmosfera, confinandola in modo opportuno: più propriamente per la CO2 si parla di tecnologie CCS (Carbon Capture and Storage)

Partiamo dalla separazione.

Ci sono sostanzialmente tre metodi, applicabili alle centrali alimentate con i vari combustibili, principalmente carbone e anche gas. Il primo prevede la cattura dell’anidride carbonica dai gas combusti, quindi al termine del ciclo. Abbiamo il vantaggio di non dovere rifare necessariamente tutta la centrale, ma si tratta comunque di procedimenti costosi e molto complessi.

E il secondo metodo?

È quello della combustione con ossigeno. Il carbone è immesso in forma polverizzata nella caldaia e non brucia con aria, ma con ossigeno. In questo modo cresce enormemente la concentrazione di CO2 nei gas combusti ed è più semplice “catturarla”.

Ci sono altri sistemi?

Sì, esiste una terza strada (la più promettente nel medio-lungo periodo) che consiste nel costruire delle centrali in grado di catturare la CO2 prima della combustione. Nel caso del carbone, il combustibile è prima gassificato e trasformato in syngas (gas di sintesi) che viene successivamente trattato con processi di purificazione e diviso in due flussi gassosi: un gas ad alta concentrazione di idrogeno destinato alla combustione e anidride carbonica.