CCC/287

DR IAN BARNES

Giugno 2018

Dalla pubblicazione del rapporto tecnico della IEA “Technology Roadmap – High Efficiency, Low Emissions Coal-Fired Power Generation” (IEA, 2012), che ha preso in esame il retrofitting di grandi, più efficienti e più recenti impianti a carbone, non è più in discussione il fatto che le tecnologie, conosciute con l’acronimo HELE (High Efficiency, Low Emission) rappresentino la via maestra per gli Stati che intendono espandere la capacità di generazione elettrica da carbone. La figura 1 mostra l’impatto dell’impiego di tali tecnologie sulla riduzione delle emissioni di CO₂.

[caption id="attachment_8859" align="alignnone" width="300"] Figura 1. Riduzione delle emissioni di CO2 da impianti di generazione elettrica a polverino di carbone (IEA, 2012).[/caption]

Il report in esame focalizza la sua attenzione sul ruolo delle tecnologie HELE nella riduzione delle emissioni degli impianti di generazione elettrica alimentati a carbone. L'obiettivo del report è fornire una panoramica di queste tecnologie in diversi paesi “carbone-dipendenti”. In particolare lo studio prende in considerazione le più “piccole”, ma sempre in maggiore espansione, economie del sud-est asiatico: Bangladesh, Indonesia, Malesia, Filippine, Tailandia e Vietnam. Sebbene il numero di persone nell’associazione delle nazioni del sud-est asiatico (ASEAN) senza accesso all’elettricità sia diminuito di due terzi a partire dal 2000, il 20% della popolazione non ha tuttora accesso all’elettricità, con il 45% della popolazione dipendente da combustibili solidi come legno e carbonella per la cottura dei cibi. In questi paesi si prevede che il carbone costituisca ancora un’importante risorsa all’interno del mix energetico, contribuendo alla maggiore richiesta di elettricità ad un prezzo competitivo. In questo scenario si capisce come le tecnologie HELE possono contribuire alla riduzione delle emissioni senza compromettere l’obiettivo di crescita primario. La metodologia messa a punto e impiegata per l’ottenimento di scenari energetici in questi paesi è riportata in forma di schema a blocchi nella figura 2 e descritta nel dettaglio da Barnes (2014).

[caption id="attachment_8860" align="alignnone" width="300"] Figura 2. Metodologia impiegata nello studio (Barnes, 2014).[/caption]

Le tecnologie di generazione comprendono processi supercritici (SC), ultrasupercritici (USC) e ultrasupercritici avanzati (AUSC); esse sono preferite rispetto alle tecnologie subcritiche per diversi motivi, tra i quali:

• generano elettricità più efficientemente operando a temperature e pressioni più elevate;
• malgrado il capitale iniziale è maggiore, sono richieste quantità minori di carbone per unità di elettricità prodotta, consentendo risparmi significativi lungo la vita dell’impianto;
• costruendo una nuova unità SC o USC, questa porta ad una riduzione di emissioni di CO₂ del 13 e 19%, rispettivamente; una riduzione fino al 40% è ottenibile se un’unità HELE rimpiazzasse un impianto obsoleto.
• gli impianti dotati di tecnologie HELE sono più efficienti all’aumentare della taglia dell’impianto (800 MWe o più).

Di seguito sono riassunti i punti chiave risultanti da tale studio in relazione alle varie nazioni prese in considerazione.

Paese povero e altamente e densamente popolato, la priorità del Bangladesh è accelerare l’accesso a fonti di generazione elettrica a buon mercato. Per fronteggiare il declino di fonti energetiche primarie, innanzitutto del gas naturale, il governo del paese si è impegnato per aumentare in maniera massiva gli impianti di combustione a carbone. Tutti gli impianti futuri saranno basati sulla tecnologia ultrasupercritica, che darà a questo paese un’ampia flotta di tecnologie HELE per molti anni.

L’Indonesia rappresenta una delle più grandi economie dei paesi del sud est asiatico e punta su progetti di urbanizzazione sempre più estesi; conseguentemente la domanda è destinata ad aumentare. L’Indonesia sembra puntare sul carbone con impianti subcritici e supercritici e potrebbe beneficiare notevolmente delle tecnologie HELE. D’altra parte, la complessa geografia del paese potrebbe limitare la taglia degli impianti di generazione elettrica che rendono le tecnologie HELE meno adatte.

La Malesia è la terza più grande economia del sud-est asiatico ed il terzo maggiore consumatore di energia elettrica della regione. In Malesia l’uso del carbone è destinato a crescere, dato il suo utilizzo già maturo. Il paese si sta impegnando attraverso l’utilizzo di tecnologie più efficienti, includendo nuove unità USC. Questo potrebbe portare ad una transizione verso l’uso delle tecnologie HELE.

L’economia delle Filippine è in rapida crescita e nel 2016 è stata quella più veloce nel sud‑est asiatico. Il conseguente aumento della domanda elettrica sarà coperto inizialmente dal gas naturale ma potrebbe essere sorpassato dall’uso del carbone intorno al 2030, nonostante la contrapposizione locale alla costruzione di nuovi impianti a carbone sia forte. Il rimpiazzamento delle vecchie unità con quelle dotate di tecnologie HELE consentirebbe la produzione di energia elettrica con emissioni di CO₂ nettamente inferiori. Così come per l’Indonesia, anche le Filippine sono caratterizzate da una geografia complicata (circa 7000 isole) con conseguenti limiti in termini di taglia degli impianti.

Sebbene la Tailandia rappresenti la seconda più grande economia del sud‑est asiatico, la crescita e la domanda energetica risulta più contenuta rispetto a quella degli altri paesi. Il carbone continua a rappresentare il principale attore nella generazione elettrica futura e nonostante il governo abbia preso un notevole impegno sulle energie rinnovabili, il carbone è ritenuto di vitale importanza per soddisfare la domanda futura di fabbisogno elettrico. Recentemente la capacità aggiuntiva è stata limitata all’installazione di unità supercritiche.

Il Vietnam è un paese con una velocità di crescita impressionante e con un notevole sviluppo tecnologico del settore industriale. Al momento anche in Vietnam il carbone è importante, ma un recente ritorno di interesse al nucleare potrebbe relegare il carbone a un ruolo secondario. La disponibilità di una sufficiente capacità di generazione elettrica dislocata lungo il paese fa capire che solo quando questi impianti saranno smantellati o “modernizzati” e quando il fabbisogno energetico crescerà (dal 2035 in poi), diverse unità a tecnologia AUSC potranno essere introdotte con conseguente riduzione delle emissioni di CO₂.

Nonostante gli impegni siglati durante l’accordo di Parigi, nella maggior parte di questi paesi del sud-est asiatico il carbone continua ad essere di fondamentale importanza, perché relativamente economico e ampiamente disponibile. Per i paesi con significative disponibilità di carbone come l’Indonesia, l’utilizzo di impianti a carbone assume valenze strategiche. È stato inoltre dimostrato che la progressiva diffusione delle tecnologie HELE apporterebbe significativi benefici in termini di efficienze più elevate e minori emissioni di CO₂ e di altri inquinanti. D’altra parte, si evince che non tutti i paesi citati hanno optato per l’uso delle tecnologie HELE più avanzate e se diverse unità con tecnologie meno efficienti vengono installate oggigiorno o nel futuro prossimo, restano vincolate per decenni. Le capacità attualmente installate o quelle previste a breve termine sono riportate in figura 3. La diffusione delle tecnologie HELE è fondamentale per far sì che lo sfruttamento del carbone non comprometta gli obiettivi globali in tema di salvaguardia e protezione del clima e dell'ambiente. MMureddu

[caption id="attachment_8861" align="alignnone" width="300"] Figura 3. Capacità degli impianti a combustione di carbone con ciclo a vapore nei paesi oggetto del presente studio (fonte WEPP, World Electric Power Plants Database).[/caption]