ENCICLOPEDIADEGLI

IDROCARBURI

ISTITUTO DELLA

ENCICLOPEDIA ITALIANAFONDATA DA GIOVANNI TRECCANI

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FONDATA DA GIOVANNI TRECCANI S.p.A.

2005

Fotolito e stampaMARCHESI GRAFICHE EDITORIALI S.p.A.

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PRESIDENTERoberto Poli

AMMINISTRATORE DELEGATOPaolo Scaroni

AMMINISTRATORIAlberto Clô, Renzo Costi, Dario Fruscio, Marco Pinto, Marco Reboa,

Mario Resca, Pierluigi Scibetta

ISTITUTO DELLA ENCICLOPEDIA ITALIANA

PRESIDENTEFrancesco Paolo Casavola

CONSIGLIO DI AMMINISTRAZIONE

VICEPRESIDENTECesare Geronzi

Roberto Artoni, Marcello De Cecco, Giuseppe de Vergottini, Giovanni Fiori,Ademaro Lanzara, Federico Pepe, Riccardo Perissich, Vincenzo Pontolillo, Giovanni

Puglisi, Giuseppe Vacca

AMMINISTRATORE DELEGATOFrancesco Tatò

CONSIGLIO SCIENTIFICOCarlo Azeglio Ciampi, Francesco Cossiga, Oscar Luigi Scalfaro, Giovanni Conso,Rita Levi-Montalcini; Mario Agrimi, Adriano Alippi, Girolamo Arnaldi, BaccioBaccetti, Giuseppe Franco Bassani, Mario Beccari, Giuseppe Bedeschi, GiampioBracchi, Pietro Calissano, Luciano Canfora, Mario Caravale, Sergio Carrà, EnricoCastelnuovo, Francesco Clementi, Piero Coda, Umberto Colombo, Adele BenedettaCraveri, Francesco D’Agostino, Giuseppe Dalla Torre, Nino Dazzi, Antonio Fazio,Domenico Fisichella, Giuseppe Galasso, Paolo Galluzzi, Emma Giammattei, AntonioGiuliano, Gherardo Gnoli, Augusto Graziani, Tullio Gregory, Maurizio Iaccarino,Carlo Jean, Fiorella Kostoris Padoa Schioppa, Luigi Labruna, Lucio Lanfranchi,Carlo Maria Ossola, Giorgio Parisi, Sandro Petruccioli, Giovanni PuglieseCarratelli, Gian Tommaso Scarascia Mugnozza, Pietro Scoppola, Salvatore Settis,

Francesco Sicilia, Fulvio Tessitore, Edoardo Vesentini, Vera Zamagni

COLLEGIO SINDACALEGianfranco Graziadei, Presidente; Mario Perrone, Saverio Signori

Luciano Pagliaro, Delegato della Corte dei Conti

Presentazioni

Gli idrocarburi sono stati nel ventesimo secolo e rimarranno nei prossimi decenni la fonte energeticadi gran lunga più importante, motore dello sviluppo economico e industriale, fattore determinantedell’organizzazione sociale, materia prima strategica al cui destino si sono strettamente intrecciatialleanze, conflitti, questioni geopolitiche e di sicurezza.

Nessun altro settore dell’economia presenta livelli paragonabili di complessità e di incertezzaed è in grado di giocare un ruolo altrettanto rilevante sullo scacchiere internazionale. Conoscere ilmondo degli idrocarburi, la loro storia, le caratteristiche tecniche e le prospettive costituisce unachiave di lettura indispensabile per la comprensione dei sistemi internazionali attuali e del lorosviluppo futuro.

L’Enciclopedia degli Idrocarburi dell’Eni nasce con lo scopo di offrire al lettore, specialista enon, una visione chiara e dettagliata di questo settore, affrontando gli aspetti relativi alle vicendestoriche, le conoscenze scientifiche, gli elementi e le interrelazioni attraverso cui si articola la catenadel valore dell’industria oil and gas, gli sviluppi tecnologici in atto e prevedibili, gli aspetti economicie giuridici che ne influenzano le prospettive.

La prima edizione di quest’opera fu voluta da Enrico Mattei – fondatore e primo presidentedell’Eni, allora E.N.I. (Ente Nazionale Idrocarburi) – che, introducendo nel 1962 l’Enciclopedia delPetrolio e del Gas Naturale, ne sottolineava i caratteri di innovatività tecnico-scientifica, di necessitàstrategica e di urgenza ideale.

Innovatività scientifica, in quanto prima raccolta approfondita e sistematica di monografie nelcampo degli studi sulla ricerca e sulla utilizzazione degli idrocarburi nei vari settori industriali e dellecognizioni tecnologiche alla base dell’industria petrolifera.

Necessità strategica per un paese – l’Italia di allora, «comparsa per ultima sulla scena petroliferamondiale» – nel quale l’Eni radicava profondamente la propria missione di contribuire allo sviluppoeconomico nazionale, operando attivamente a livello internazionale.

Urgenza ideale, infine, per l’esigenza di illustrare le «intraprese e le figure degli uomini che allavalorizzazione di questa sostanza hanno dedicato le loro migliori energie» e per concretizzare lavocazione alla diffusione delle conoscenze in quanto obiettivo connaturato al successo industriale.

Nei cinquant’anni della sua storia, iniziata all’indomani della fine della Seconda Guerra Mondialein un’Italia povera di materie prime, l’Eni è diventata una delle principali compagnie internazionalidel petrolio e del gas del mondo, oggi presente in circa settanta paesi dove opera in modo responsabileverso i propri stakeholder, investendo nelle persone e nella loro valorizzazione, partecipando allosviluppo sostenibile attraverso l’integrazione dei temi sociali e ambientali nel processo di crescita.

XIII

Guardando indietro alle fasi di inizio delle attività, appaiono nelle loro reali dimensioni la misuradel percorso compiuto dall’Eni e la sua capacità di affrontare con successo le numerose sfide chehanno costellato tale cammino. Il patrimonio tecnologico, imprenditoriale e culturale costruito sinoa oggi costituisce un requisito indispensabile per affrontare con successo le nuove, complesse prospettivedel futuro.

All’inizio del nuovo millennio, il sistema energetico appare oscillare tra due estremi. Da un latol’emergere di tematiche innovative e nuovi protagonisti, che prefigurano sviluppi radicalmente diversirispetto al passato; dall’altro il riproporsi di problematiche irrisolte che hanno periodicamente costellatola storia degli idrocarburi.

Guardando ai fenomeni nuovi, lo scenario che si prospetta nell’evoluzione del sistema economicoappare caratterizzato da una costante crescita della domanda di energia, con tassi di incremento eprovenienze geografiche profondamente diversi rispetto al passato. La strategia dell’industria oil andgas nei prossimi decenni è dominata da due elementi: il primo, tradizionale, è rendere disponibili aimercati quantità crescenti di idrocarburi; il secondo, nuovo, è operare in linea con la forte richiestadi qualità ambientale.

Verso questi obiettivi convergono i radicali progressi delle scienze e la rapidità dell’innovazionetecnologica, la pervasività della nuova dimensione informatica e della comunicazione, l’entrata ingioco di fonti energetiche alternative, il cui sviluppo viene valutato soprattutto in base alla necessitàe all’urgenza di conseguire una elevata compatibilità ambientale.

Accanto a questi elementi fortemente innovativi, lo scenario energetico internazionale vede ilriemergere di paure e problemi irrisolti che hanno accompagnato tutta la storia dell’industria petroliferae che, generando atteggiamenti e reazioni di conservazione, possono offuscare la comprensione delnuovo e lo sviluppo delle sue opportunità. È il caso dei timori relativi all’esaurimento delle risorse,del ritorno da parte di alcuni Stati alla ricerca dell’autosufficienza energetica, del ruolo crucialegiocato dal petrolio nelle aspirazioni e nell’instabilità di ampie regioni del nostro pianeta.

Il sovrapporsi di vecchio e nuovo rischia di ingenerare, nel dibattito culturale come nelle politichepubbliche e nelle scelte aziendali, viscosità di valutazione delle opportunità e di rallentare la capacitàdi rispondere positivamente alla domanda di energia, così come si presenta in questo secolo perprovenienza, quantità e qualità.

Le compagnie, in particolare, si trovano a fronteggiare una situazione in cui convivono e siinfluenzano reciprocamente scarsità di buone opportunità d’investimento nell’upstream, incertezzadegli scenari, forte competitività in tutti i settori della filiera oil and gas, processi di liberalizzazionedei mercati, crescente regolamentazione ambientale.

Per vincere tali sfide è indispensabile una riflessione sulle strategie da perseguire e sulle nuovemodalità di generazione del valore in un settore in cui – più che in qualsiasi altro business – il tradizionaledilemma tra crescita e redditività è reso più critico, in misura superiore oggi rispetto al secolo appenatrascorso, dall’intensità dei capitali richiesti dai nuovi investimenti e dalla durata dei progetti.

Altrettanto importante è che questi temi strategici e questi dilemmi siano al centro delle riflessionidei decisori pubblici, delle istituzioni finanziarie, delle organizzazioni sociali sulla base di una culturacondivisa, di un insieme di informazioni aggiornate, serie ed esaurienti, capaci di dar conto delleinterrelazioni nuove che si stanno determinando tra energia, sviluppo e ambiente. Per questo motivol’Eni ha dato vita a questa nuova Enciclopedia degli Idrocarburi, per offrire a un ampio pubblicointernazionale tutti gli elementi conoscitivi indispensabili a comprendere le potenzialità e le sfide diun settore decisivo per lo sviluppo equilibrato delle nostre economie e delle nostre società.

Con questa iniziativa culturale l’Eni si è posta in una direttrice sia di continuità con l’intuizionee l’opera editoriale promossa da Enrico Mattei, sia di rinnovata prospettiva.

XIV

Per l’Eni oggi, in continuità con il passato, resta prioritario mantenere attivi i canali di comunicazionecon tutte le realtà e i soggetti esterni, individuali e sociali, che dal suo operato derivano servizi, prodotti,ricchezza, ma anche opinioni, stimoli e reazioni in quanto cittadini e istituzioni.

Al tempo stesso, per l’Eni continua a essere connaturato al proprio stile di impresa l’obiettivo difornire un modello di lettura trasparente del proprio modo di operare sui fronti della scienza, dellatecnologia e del mercato. Presentare in modo articolato e rigoroso il bagaglio delle conoscenze legateagli idrocarburi e all’energia costituisce una ulteriore manifestazione della politica dell’Eni di diffusionedella cultura e della conoscenza connessa con il successo economico. Se da un lato infatti ricerca einnovazione pervadono e sostengono tutte le attività industriali, dall’altro formazione e addestramentoper la valorizzazione delle risorse umane interne ed esterne costituiscono elementi indispensabiliperché l’impresa consegua pienamente la propria missione.

L’inevitabile evoluzione di impostazione dell’opera si coglie invece nel fatto che concepire all’iniziodel nuovo millennio un progetto di enciclopedia, per quanto settoriale, significa accettare la sfida dimettere a sistema contenuti e prospettive in rapidissimo cambiamento, confidando di raggiungere unobiettivo di completezza.

Il progetto, certamente ambizioso, è stato affrontato non tanto operando – come in passato – persemplice accumulazione di voci e concetti quanto attraverso una mappatura delle trasversalità einterconnessioni di temi complessi, al cui interno grandi sintesi concettuali e tematiche organicamentecollegate possono trovare la propria specifica declinazione.

Il tratto più innovativo dell’Enciclopedia degli Idrocarburi è la pervasività, in tutti i volumi e icapitoli in cui si articola l’opera, della questione della sostenibilità ambientale. Lungi dall’essere unaproblematica separata e aggiuntiva, la tutela della salute, della sicurezza e dell’ambiente è consideratae trattata come una modalità intrinseca del sapere e dell’operare dell’Eni in questo settore.

Ciò a cui si mira è far emergere un corpus di saperi aggiornato e pienamente rappresentativo dellamolteplice natura – tecnologica, industriale, economica e geopolitica – degli idrocarburi nel contestodelle nuove tematiche globali che intrecciano energia e ambiente e che sono destinate a influenzarein maniera sempre più radicale lo sviluppo del settore, dei sistemi produttivi, delle economie e dellesocietà nelle diverse aree del mondo.

Questo sapere è offerto a tutti i soggetti interessati, sia nel campo specifico, sia nella società,perché ne possano trarre informazioni, conoscenza, spunti di riflessione e di consapevolezza.

Roberto Poli Paolo ScaroniPresidente dell’Eni Amministratore Delegato dell’Eni

XV

Istituto della Enciclopedia Italiana

L’Istituto della Enciclopedia Italiana e l’Eni presentano una nuova edizione della Enciclopedia degliIdrocarburi, che nel 1962 fu voluta con il titolo di Enciclopedia del Petrolio e del Gas Naturale daEnrico Mattei, fondatore e primo presidente dell’Ente Nazionale Idrocarburi.

La distanza nel tempo ha visto crescere la rilevanza di un’opera tematica su questo settorecruciale della vita del mondo contemporaneo. Tutto il complesso e articolato apparato della produzioneindustriale, dei trasporti, delle comunicazioni, delle tecnologie onnipresenti nell’esistenza quotidianadelle popolazioni viventi in ogni continente, e in modo particolarmente intenso nelle società affluenti,si alimenta della energia sintetizzata nella endiadi oil and gas.

Il benessere e lo straordinario progresso scientifico e materiale di cui gode l’odierna condizioneumana sono tuttavia insidiati da più ordini di preoccupazioni. Il primo è quello della preservazionedella qualità dell’ambiente nei confronti di ogni possibile effetto inquinante dei processi di produzionee di utilizzazione degli idrocarburi. Il secondo trova origine nella previsione dell’esaurimento dellerisorse petrolifere. Il terzo tocca gli equilibri geopolitici relativi alle aree contenenti questa risorsa.Il quarto riguarda la necessità di provvedersi di energie alternative.

Sono interpellate dunque la scienza, la politica, l’economia. Ma né i gruppi che investono risorsefinanziarie in processi produttivi, che più globalizzati di questi attinenti all’energia oil and gasnon si saprebbe immaginare, né i movimenti politici che governano gli Stati e le organizzazioniinternazionali degli Stati, né le comunità scientifiche e il management industriale sono in gradociascuno per suo conto di elaborare una strategia adeguata a fronteggiare tali vere e proprie causedi preoccupazione collettiva, che sono all’attenzione delle opinioni pubbliche più informate econsapevoli in questo nuovo millennio.

Abbiamo ritenuto perciò di rispondere alle tante questioni, che confluiscono nella serie dipreoccupazioni esposte, con le armi della informazione scientificamente rigorosa e delle valutazionirazionali.

Siamo certi che Eni ed Enciclopedia Italiana incontreranno la gratitudine di quanti, per professioneo per responsabilità istituzionale, dovranno maturare scelte in materia energetica, decisive per il nostrofuturo immediato e per quello delle generazioni venture.

Francesco Paolo CasavolaPresidente dell’Istituto della Enciclopedia Italiana

XVII

Prefazione

In occasione del 50° anniversario della sua costituzione, l’Eni ha assunto l’iniziativa di realizzare l’Enciclopediadegli Idrocarburi, in collaborazione con l’Istituto della Enciclopedia Italiana Treccani.

Le motivazioni alla base di una tale opera si fondano sulla consapevolezza della centralità del ruolo degliidrocarburi nello sviluppo economico, nelle relazioni internazionali e nelle prospettive tecnologiche.

L’esigenza di definire la centralità dell’industria del petrolio, intesa come attività massimamente strategica,ispira sicuramente questa enciclopedia e si rispecchia in modo nitido nella sua impostazione.

Il progresso, di cui gli idrocarburi sono stati motore e simbolo, non può però essere in alcun modo disgiuntodalla qualità dei processi di produzione e di trasformazione degli idrocarburi e quindi dall’analisi e dallasoluzione delle problematiche connesse alla salute, alla sicurezza e all’ambiente. L’intreccio strettissimo trasostenibilità dello sviluppo e innovazione tecnologica trova il suo puntuale riscontro nella struttura dell’opera.

La riflessione sulla scelta dei destinatari potenziali della nuova Enciclopedia ha inoltre contribuito a chiarireil corretto approccio ai temi da trattare.

Definire il pubblico di riferimento permette di calibrare il livello di approfondimento tecnico e scientifico.L’esigenza principale da soddisfare è stata quella di realizzare un prodotto destinato al mondo dell’economia,della finanza, della politica e della scienza, con elevate qualità tecnico-scientifiche ma, nel contempo, conpeculiari caratteristiche, in quanto strumento di diffusione della cultura.

L’organizzazione scelta per l’Enciclopedia degli Idrocarburi è quella tematica. Questo approccio superal’inevitabile frammentarietà propria di una impostazione alfabetica e permette anche, coerentemente conl’obiettivo dell’opera, di affiancare ad argomenti tecnico-scientifici temi di carattere più generale, per esempioquelli di natura prettamente economica o relativi alle normative internazionali e alla contrattualistica.

L’opera si occupa anche di temi non direttamente connessi con l’industria dell’olio e del gas, ma che conessa possono trovare una via di integrazione. Proprio in questa chiave, le problematiche più dibattute (peresempio il nucleare e le fonti rinnovabili) sono state affrontate mettendo a confronto diverse opinioni e puntandoovviamente sul prestigio e sull’autorevolezza delle posizioni espresse.

L’Enciclopedia degli Idrocarburi è costituita da cinque volumi, ciascuno con circa 800 pagine di testoillustrato. L’opera viene pubblicata in due versioni linguistiche originali, italiana e inglese.

I primi quattro volumi hanno un’impostazione tematica e contengono la raccolta sistematica delle conoscenzerelative all’industria degli idrocarburi. I contributi, affidati ai più autorevoli specialisti di ogni parte del mondo,hanno un forte taglio interdisciplinare così da accentuare la connotazione formativa e critica oltre che informativa.Sono inoltre dotati di un ricco corredo iconografico, di un’ampia bibliografia specifica e, in molti casi, di unaletteratura generale necessaria per l’approfondimento degli argomenti.

L’Enciclopedia è completata da un quinto volume destinato a orientare il lettore nel suo percorso attraversogli altri quattro a contenuto tematico.

XXI

In estrema sintesi, il piano dell’opera si presenta così strutturato.Il primo volume, dopo una parte introduttiva sulla geologia del petrolio (origine e formazione degli

idrocarburi, caratteristiche geologiche degli accumuli e altre informazioni ancora), descrive le attività diesplorazione, di perforazione e completamento dei pozzi, di studio e sviluppo dei giacimenti, di produzione etrasporto degli idrocarburi, di stoccaggio del gas naturale.

Il secondo volume è dedicato all’analisi della struttura delle raffinerie, alla caratterizzazione dei principaliprodotti derivati, alla descrizione delle operazioni di raffinazione (processi di distillazione, processi per migliorarela qualità dei carburanti, processi di conversione termica e catalitica, ecc.), all’ottenimento dei prodotti di base(building blocks da gas naturale, olefine, aromatici), alla produzione di intermedi per la petrolchimica, aimateriali polimerici. Nel corso della trattazione sono approfondite le problematiche di tutela dell’ambiente,della sicurezza e della salute connesse con le attività di downstream. Il volume mette in evidenza sia il fortegrado d’integrazione fra i vari settori, sia la grande innovazione di prodotto e di processo intervenuta nei cicliproduttivi negli ultimi decenni.

Il terzo volume illustra le tecnologie in evoluzione e gli scenari possibili, fornendo un ampio e approfonditopanorama sulle attività di sviluppo mirate a una molteplicità di obiettivi: produzione di idrocarburi da fontipetrolifere non convenzionali (greggi pesanti, sabbie e scisti bituminosi, gas idrati), produzione di idrocarburida fonti fossili alternative (dalla liquefazione del carbone alla conversione del gas naturale in frazioni liquide),ottimizzazione del fattore di recupero dei giacimenti, gestione dello zolfo e dell’acqua coprodotti con il greggio,vettori energetici e uso dell’idrogeno, impiego di tecnologie avanzate per la generazione di energia elettrica(cogenerazione industriale, generazione distribuita e ad alta efficienza, energia da celle a combustibile, energiada fonti rinnovabili, ecc.), prospettive di sviluppo di una autotrazione sostenibile (produzione di carburanti ecombustibili più ecocompatibili, adozione della trazione elettrica o ibrida), separazione, confinamento,biofissazione del CO2, sviluppo di tecniche di monitoraggio ambientale.

Il quarto volume analizza dapprima la consistenza e la dislocazione geografica delle riserve e delle risorse.Vengono quindi esaminati – anche in termini di contesto geopolitico e di scenari prospettici – i principali aspettieconomici connessi con l’industria degli idrocarburi: i fondamentali economici del petrolio e del gas naturale,le politiche pubbliche, le forme di mercato e le politiche di prezzo, gli attori principali (le imprese petrolifere,gli Stati produttori e quelli consumatori, gli organismi internazionali, ecc.), le strategie delle imprese, il quadromacroeconomico, la trasformazione dell’industria del gas dal monopolio alla concorrenza, la gestionedell’incertezza e del rischio, la questione ambientale. Viene poi analizzata la normativa giuridica internazionaleconnessa con l’esplorazione e lo sfruttamento degli idrocarburi, tenendo conto anche degli aspetti correlati conla prevenzione dell’inquinamento, così come le principali regolamentazioni nazionali. Il volume è completatoda una appendice dedicata ad alcuni aspetti di particolare significato per lo sviluppo dell’industria degliidrocarburi (schede degli Stati più significativi dal punto di vista petrolifero; analisi delle scoperte che hannoconsentito sostanziali progressi nelle scienze e nelle tecnologie degli idrocarburi; cronologia dei principalieventi storici che hanno influenzato il mondo del petrolio).

Il quinto volume risulta suddiviso in due parti. La prima presenta una struttura tematica e fornisce ifondamenti chimico-fisici che sono alla base della scienza degli idrocarburi: natura e caratteristiche degliidrocarburi, equilibri fisici e chimici, superfici e sistemi dispersi, moto dei fluidi, cinetica e catalisi, scambiotermico, processi di separazione, reattori chimici, fondamenti dei processi di polimerizzazione, automazionee controllo, combustione, detonazione ed esplosioni, analisi dei sistemi e modellistica matematica, proprietàdei materiali. La seconda parte ha un ordinamento alfabetico, proprio di un dizionario enciclopedico, e contienele voci destinate a fornire al lettore i necessari strumenti di conoscenza della ricchissima terminologia tecnicausata nell’industria petrolifera.

Mario Beccari Ugo RomanoDirettori della Enciclopedia degli Idrocarburi

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