Le possibilità e i vincoli nel recupero “dell’energia del freddo” a livello degli impianti di rigassificazione del gas naturale liquefatto
di Giorgio Dispenza
L’Unione Europea guarda al Gnl (Gas naturale liquefatto) per poter ridurre la propria dipendenza dal gas russo e diversificare le forniture di energia. L’accordo con gli Stati Uniti prevede che in Europa arrivino 15 miliardi di metri cubi in più entro quest’anno e 50 miliardi di metri cubi addizionali l’anno entro il 2030. Se si pensa alle instabilità geopolitiche, che attualmente danno luogo a pressanti riflessioni, ed alle concrete prospettive di incisive variazioni dei prezzi di approvvigionamento, si intuisce che le diversificazioni degli approvvigionamenti delle fonti energetiche per area geografica di provenienza è oggi un fatto strategico di vitale importanza per le varie nazioni e in modo particolare per il nostro Paese che è fortemente dipendente dall’estero.
Per poter trasportare il gas naturale con le navi metaniere occorre liquefarlo. Ciò avviene con una liquefazione a bocca di pozzo o in taluni siti nei posti di imbarco ove il gas arriva via pipeline. Al terminale di arrivo occorre procedere alla gassificazione perché sia possibile la spedizione a mezzo di pipeline e rete di distribuzione alle utenze finali. La liquefazione del gas naturale nei siti di produzione richiede l’uso di fonti energetiche in cospicue quantità. Viene usato come fonte energetica lo stesso gas naturale o anche altri prodotti che derivano dalla sua trasformazione negli impianti di liquefazione. È quindi opportuno provvedere al recupero almeno di una parte dell’energia impegnata per il processo predetto. Ciò anche in vista dei prevedibili incisivi aumenti dei prezzi di approvvigionamento. Le varie possibilità variano col tipo di processo scelto per la rigassificazione.
Uno schema generale di possibili applicazioni, a carattere diffuso, con riferimento ai processi tecnologici occorrenti, è riportato nello schema sotto riportato. Lo schema mostra varie possibilità di utilizzazione del freddo disponibile con la rigassificazione, comprese alcune applicazioni di interesse della Criogenia. Il freddo disponibile nel processo di rigassificazione si può sfruttare alle più basse temperature per ridurre i fabbisogni energetici per la liquefazione dell’aria per ottenere: azoto liquido, ossigeno liquido, argon liquido. Si può procedere alla liquefazione della CO2 ed alla produzione di CO2 allo stato solido (ghiaccio secco).
Le possibilità di recupero “dell’energia del freddo” negli impianti ha però un forte vincolo con il sito in cui il freddo è disponibile. Gli impianti di utilizzazione debbono, infatti, essere attigui all’impianto di rigassificazione. È quindi prevedibile, generalmente, un efflusso dei prodotti commerciali e dei beni trattati col freddo verso gli utilizzatori, soprattutto col trasporto via ruota. Ma il più forte vincolo è rappresentato dalla necessità della presenza degli utilizzatori nelle adiacenze del sito di rigassificazione. Debbono, altresì, rispettarsi complesse regole per ottenere le necessarie garanzie ai fini della sicurezza.
La disponibilità del freddo nel sito, potrebbe, comunque, favorire la nascita di insediamenti caratterizzati dalla necessità di freddo (impianti afferenti al settore terziario come Ipermercati, catene che servono Società di Catering etc.). Alcuni impianti del genere sono stati proposti in Giappone per le così dette “Smart Cities”. Ma occorre risolvere ancora molti problemi, perché i terminali di rigassificazione debbono avere attorno delle zone di sicurezza e non si hanno fluidi frigovettori adatti al trasferimento del freddo dagli impianti di rigassificazione alle utenze finali. Si spera oggi molto, ad esempio, nell’uso dei nanofluidi.
Occorre dunque sperare nell’innovazione tecnologica. Le applicazioni consuete riguardano, pertanto, dei processi industriali che vengono integrati nel medesimo processo di rigassificazione (produzione di ossigeno ed azoto, produzione di CO2 liquida e Ghiaccio secco). Le applicazioni consuete, attualmente, riguardano, pertanto, dei processi industriali che vengono integrati nel medesimo processo di rigassificazione. Si possono produrre prodotti petrolchimici con distillazioni frazionate di interesse criogenico, quando il processo di rigassificazione avviene in seno ad impianti di Base-Load. Tali impianti consentono di produrre come co-prodotto dell’energia elettrica con impianti turbo-gas inseriti nel processo. L’energia elettrica prodotta è utilizzata nel processo ed il surplus può essere venduto, vettoriando l’energia in rete. E’ evidente che tale opzione si prospetta come assai allettante e vantaggiosa.
Infine si può produrre energia elettrica, nei semplici impianti di rigassificazione facendo ricorso a speciali cicli combinati i quali hanno un ciclo di bottom che può operare a temperature criogeniche a mezzo dell’elio o anche dell’azoto (anche se quest’ultimo fluido consente di avere dei cicli tecnologici con impianti meno compatti e che operano con un più elevato rating di pressione). Ciò è di grande interesse per il nostro Paese, poiché, nel contesto dell’U.E., gli impianti di rigassificazione avrebbero una forte valenza strategica e gli altri Paesi Membri della Unione Europea dovrebbero erogare all’Italia delle congrue compensazioni economiche per compensare il disagio dovuto all’impatto di carattere ambientale.
Occorre, poi, tenere conto che la concentrazione attorno all’attuale sito, già attrezzato, renderebbe più facile la gestione di sistemi, anche complessi, per il contenimento degli effetti di impatto ambientale dei processi industriali di rigassificazione. Il sito diverrebbe un’isola omogenea in cui sono ubicati gli impianti di rigassificazione che addurrebbero il gas alle reti della U.E. attraverso le dorsali gasiere che ad esse portano nel contesto dell’attuale sistema (ovviamente con gli opportuni potenziamenti). Il traffico delle navi metaniere graverebbe sui porti e gli attracchi a loro dedicati, mentre il trasporto via tubo del gas effluente dagli impianti, ripristinati congruamente i siti in cui ricadono le pipeline, darebbe un assai contenuto impatto ambientale. L’energia elettrica prodotta recuperando “l’energia del freddo” disponibile nella rigassificazione ridurrebbe l’inquinamento termico dell’ambiente (in tal caso si tratta di un carico termico dovuto al reject del freddo nell’acqua di mare).
