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CCC/274

Mercato emergente delle tecnologie di controllo delle emissioni

Dr L L Sloss

Febbraio 2017

Le tecnologie di controllo delle emissioni inquinanti sono sempre più fondamentali, a livello internazionale, nelle centrali elettriche a carbone a seguito delle restrizioni imposte dalla legislazione del settore. Tuttavia una legislazione stringente non necessariamente garantisce l’applicazione e la vendita delle più moderne apparecchiature. I fattori politici, economici e geografici hanno un effetto significativo sul potenziale mercato di queste tecnologie. La valutazione del mercato in ogni regione deve considerare le sfide tecniche da affrontare, tra cui l’elevata efficienza di abbattimento per gli impianti a carbone ad alto contenuto di ceneri, e anche fattori come la disponibilità di acqua, l’ingombro e i materiali da costruzione. Altre problematiche riguardano le variazioni regionali delle leggi di licenza, la certificazione dell’apparecchiatura così come le potenziali barriere burocratiche.

Le tecnologie emergenti

La legislazione sulle emissioni tende a influenzare il mercato delle tecnologie del controllo. La Figura 1 mostra i cambiamenti che si sono verificati nelle centrali elettriche a carbone negli Stati Uniti a seguito dell’ emanazione della legge Mercury and Air Toxics. Sebbene alcuni impianti fossero già conformi alla norma grazie alle caratteristiche del carbone o alle configurazioni di impianto esistenti, quasi 88 GW di capacità di impianto hanno dovuto investire in nuovi sistemi di controllo, in particolare con l’utilizzo di nuovi sorbenti e sistemi ossidanti sviluppati ad hoc per favorire questa nuova nicchia di mercato.

Figura 1. Cambiamenti nella capacità del carbone degli Stati Uniti, da Dicembre 2014 a Aprile 2016.

I limiti di emissione sono sempre più stringenti sebbene quelli per il particolato e gli ossidi di zolfo e di azoto siano comuni nella maggior parte delle regioni sviluppate, e nella maggior parte delle centrali siano già installati sistemi di controllo per garantire il rispetto della normativa vigente. Per alcuni impianti i limiti più stringenti comportano un potenziamento dei sistemi di controllo o la sostituzione di quelli più vecchi con altri più avanzati, fra cui i sistemi di controllo multi-inquinanti. Ad oggi sono disponibili nuove tecnologie più compatte e performanti che possono controllare simultaneamente le emissioni di diversi inquinanti a un costo complessivo e con consumo energetico più bassi. La Cina sta attualmente introducendo limiti di emissione molto bassi in modo da allineare i livelli di emissione delle centrali a carbone con quelle a gas; questo avviene con l’installazione in serie di diversi sistemi di controllo avanzati così come lo sviluppo di nuovi sistemi di controllo multi-inquinanti, ad esempio i filtri a tessuto con aggiunta di sorbente e i precipitatori elettrostatici umidi. La Cina sta gettando le basi per diventare un importante esportatore di sistemi di controllo avanzati di inquinamento a livello internazionale. Tuttavia, la scala del settore elettrico in Cina è così vasta che in alcune regioni sono ingenti le importazioni dall’estero.

Le regioni di sviluppo del mercato emergente

Nei paesi sviluppati, i limiti di emissione sono apparsi nel tempo in modo piuttosto frammentario; inizialmente sono stati stabiliti i requisiti di controllo del particolato e successivamente introdotti i limiti per l’emissione di SO2 e NOx. Solo di recente sono stati stabiliti i limiti di emissione del mercurio. Di conseguenza si sono sviluppate tecnologie per una sola tipologia di inquinante alla volta installate individualmente su impianti più vecchi. Le regioni emergenti così come i Paesi dell’Europa dell’Est e dell’Asia, sono in grado di soddisfare i requisiti di controllo delle emissioni e, a differenza delle regioni sviluppate, stanno adottando un approccio simultaneo per l’abbattimento delle emissioni dei principali inquinanti. Così facendo si viene a creare un nuovo mercato che favorisce la combinazione di tecnologie di controllo multi-inquinanti soprattutto nelle regioni vincolate dallo spazio disponibile e dalle riserve di acqua. Inoltre, molte tecnologie standard di controllo delle emissioni come i precipitatori elettrostatici umidi e i sistemi di riduzione catalitica selettiva sono stati progettati e commercializzati per i carboni con basso contenuto di ceneri. Regioni come l’India e il Sudafrica utilizzano soprattutto carboni con alto contenuto di ceneri e necessitano di nuove tecnologie di controllo per fronteggiare l’alto carico inquinante con una richiesta minima di acqua. La Polonia, la Romania, la Bulgaria e la Turchia mostrano grandi potenziali di sviluppo nel mercato delle emissioni, così come molti paesi dell’Asia.

Spesso la legislazione vigente non garantisce un mercato per le tecnologie di controllo, soprattutto per ragioni legate alla politica energetica del paese. Per esempio, sebbene l’Unione Europea possa essere vista come un potenziale mercato per le future tecnologie di controllo avanzato, i Paesi come la Francia, la Germania, i Paesi Bassi, l’Austria e la Finlandia hanno pianificato una graduale uscita dal carbone proprio a causa dei costi legati ai limiti di emissione stringenti. Altre regioni derogano o evitano l’installazione per motivi di costo e di età dell’impianto. L’india che ha approvato nuovi limiti di emissione per l’SOe NOx ha gettato le basi per un potenziale mercato dei sistemi di controllo.

Le sfide

Attualmente esistono diverse sfide associate ai mercati delle emissioni tra cui:

  • standardizzazione e certificazione: è più conveniente progettare un’apparecchiatura per essere conforme a standard internazionali e con prestazioni applicabili alle tecnologie usate in diverse regioni;
  • carboni, configurazioni d’impianto, materiali e competenze disponibili variano da regione a regione e pertanto i progetti delle apparecchiature di controllo devono essere flessibili;
  • mantenimento dei diritti di proprietà intellettuale;
  • i governi spesso adottano politiche di “build at home” che danno la priorità e favoriscono i fornitori locali e nazionali rispetto a quelli internazionali;
  • i finanziamenti e i sistemi di finanziamento favoriscono spesso i fornitori locali o quelli che sono già presenti in una regione.

Il report esamina in modo più dettagliato ciascuna di queste sfide fornendo indicazioni sulle potenziali soluzioni.