I progetti CCS dell’Enel

Pietro Barbucci

Enel Ricerca

Workshop ENEA “Carbone: Obiettivo Zero Emission”

Rome, 12 Dicembre 2007

2

Cattura e sequestro della CO2 (CCS)Perché

Enel condivide la posizione espressa dalle istituzioni europee e dalla

piattaforma tecnologica Zero Emission Fossil Fuel Power Plants:

I combustibili fossili continueranno ad avere un ruolo preminente nella

generazione elettrica nei prossimi decenni

Il contributo del carbone è essenziale per la sicurezza delle forniture

Solo l’implementazione delle tecnologie CCS permetterà di continuare

ad usare i combustibili fossili nel rispetto degli obiettivi di riduzione di

gas serra in atmosfera

3

In Italia Enel ha in programma di costruire

impianti a carbone per un totale di 5000

MWe sostituendo gli attuali impianti ad olio

e gas ormai obsoleti

Caratteristiche di un impianto a carbone

pulito:

» η = 45%

» bassissime emissioni

» sistema di movimentazione del

carbone completamente chiuso

Impianto di Torrevaldaliga Nord 3 unità, 2000 MWe

Prima unità in servizio: Autunno 2008

Questi investimenti devono essere

salvaguardati in uno scenario di limitazione

delle emissioni di CO2 necessità di

tecnologie CCS retrofittabili

Cattura e sequestro della CO2 (CCS)Perché

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Cattura post-combustione

Cattura pre-combustione

Combustibile

AriaCaldaia Separazione CO2

N2, O2, H2O

Combustibile Separazione CO2

Trattamento e compressione

della CO2

H2

Aria

TG

CO2

CO2

Cattura mediante combustione in ossigeno

CombustibileCO2, (H2O)

Trasporto al sito di stoccaggio

Ricircolo (CO2, H2O)

N2, O2, H2O

Fumi

O2

Gassificazione + gas shift

H2, CO2

O2

Caldaia

Cattura e sequestro della CO2 (CCS)Come

5

Per questo motivo Enel ha deciso di essere protagonista nello sviluppo

delle tecnologie CCS attraverso:

Il lancio di due progetti dimostrativi nelle aree della catturacattura postpost--

combustione combustione e della combustione in ossigeno combustione in ossigeno applicate alla

generazione da carbone

Lo sviluppo della conoscenza e la ricerca di cooperazioni nell’area delle

tecnologie di cattura pre-combustione

Cattura e sequestro della CO2 (CCS)Come

6

I progetti CCS dell’Enel

» Enel CCS1

Progetto dimostrativo di cattura post-combustione e stoccaggio

» Enel CCS2

Progetto dimostrativo di combustione in ossigeno del carbone

» Produzione di elettricità da idrogeno e IGCC a emissioni zero

7

Progetto dimostrativo di cattura

post-combustione e stoccaggio

Enel CCS1

8

Obiettivo

Realizzare entro il 2012,

presso una grande unità

alimentata a carbone, un

impianto dimostrativo per la

cattura post-combustione e lo

stoccaggio geologico della CO2

Enel CCS1Enel CCS1

Progetto dimostrativo di cattura post-combustione e stoccaggio

9

Programma temporale

Progettazione - costruzione Esercizio

Enel CCS1Enel CCS1

Progetto dimostrativo di cattura post-combustione e stoccaggio

Progettazione - costruzione Esercizio

10Enel CCS1Enel CCS1

Fase 2 – Impianto pilota di cattura della CO2

Centrale termoelettrica

di Brindisi

4 unità x 660 MWeSito

dell’impianto di cattura della

CO2

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Gas in ingresso Flussi di processo

700-800 t/hAcqua di raffreddamento

6,5 t/hVapore a bassa pressione

50 t/hPortata soluzione MEA (20%,w)

2,25 t/hCO2 rimossa

10.000 Nm3/hPortata gas (umido)

< 2 mg/Nm3Particolato

< 1 ppmvSO3

< 40 mg/Nm3NO2

< 30 mg/Nm3SO2

50 °C (max)Temperatura

Fase 2 – Impianto pilota di cattura della CO2

Specifiche di impianto

Enel CCS1Enel CCS1

12

Lay-out dell’impianto

Obiettivi

Dic 08Completamento impianto

Mar 08Inizio lavori

Dic 07Assegnazione ordine

Ott 07Scadenza offerte

Giu 07Stesura specifica

Fase 2 –Impianto pilota di cattura della CO2

Enel CCS1Enel CCS1

13

L’Italia ha teoricamente un notevole

potenziale ai fini del sequestro

geologico in acquiferi salini profondi

Sono in corso studi per valutare in

dettaglio il potenziale di stoccaggio

nelle aree A, B e C, che sono le aree

circostanti i possibili siti per

l’impianto dimostrativo di cattura di

post-combustione. Gli studi sono

condotti da INGV, da OGS e da altri

Istituti italiani con specifiche

competenze nel settore

Fase 3 – Scelta del sito di stoccaggio geologico

Enel CCS1Enel CCS1

A

B

C

14

Pozzo MATILDE 1

Profilo geologico

Enel CCS1Enel CCS1

Fase 3 – Scelta del sito di stoccaggio geologicoStudio del sito Alto Lazio (area A)

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Dati di impianto

30-50 %% gas trattati

Da decidereSito di stoccaggio

Acquiferi salini profondiTipologia del sito distoccaggio

85%% CO2 catturata

1-1,5 Mt/yCO2 sequestrata

Cattura post-combustione con ammine

Tecnologia cattura CO2

SC PCCTecnologia caldaia

Carbone bituminosoCombustibile

660 MWePotenza elettrica

RetrofitTipologia impianto

Enel CCS1Enel CCS1

Enel candiderà questo progetto per

l’“European Flagship Programme”

Fase 5 – Impianto dimostrativo di post-combustione

16

Enel CCS2

Progetto dimostrativo di combustione in

ossigeno del carbone

17

Obiettivo

Costruire entro il 2012 un

piccolo (35-70 MWe) impianto

alimentato a carbone con

emissioni zero, basato su una

tecnologia di ossi-combustione

pressurizzata già sperimentata

su scala pilota

Enel CCS2Enel CCS2

Progetto dimostrativo di combustione in ossigeno

18Enel CCS2Enel CCS2

Programma temporale

Decisione

Progettazione - costruzione Esercizio

Progettazione - costruzione Esercizio

Questo progetto è sviluppato nell’ambito di un Accordo tra Enel, ITEA e ENEA.

Progetto dimostrativo di combustione in ossigeno

19Enel CCS2Enel CCS2

Progettazione

preliminare del combustore in piena

scala

Decisione sull’investimento

della fase 3Dicembre 2007

I risultati finora ottenuti sono buoni.

Ci si attende una decisione positiva

Prove su reattore pilota Isotherm da 5 MWth

Impianto ITEA di Gioia del Colle

Simulazione numerica combustore

Progetto dimostrativo di combustione in ossigenoFasi 1 e 2

20

Dati di impiantoObiettivi

Potenza termica 48 MWt

Pressione 10 bar

Combustibile miscela acqua - carbone

Caldaia pressurizzata di nuova

progettazione

Ossigeno stoccaggio criogenico/VSA

Portata ossigeno 400 t/d purezza @ 90%

Generazione vapore 55 t/h @ 240 bar - 600°C

Ore di esercizio/anno 3000 h

Decisione di Dic 07investimento

Autorizzazioni Lug 08

Apertura cantiere Sett 08

Inizio montaggi Lug 09

Commissioning Apr 10

Enel CCS2Enel CCS2

Progetto dimostrativo di combustione in ossigenoFase 3 – Impianto dimostrativo del combustore in piena scala

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ReattoreISOTHERM

CaldaiaPressurizzata

Trattamento Fumi

A.S.U.

Stoccaggio Ossigeno

Soffiantedi ricircolo

Impianto Preparazione

C.W.F.

Gasolio

Stazione Raccolta

Ceneri

C.W.F.

Sala Manovra

Progetto dimostrativo di combustione in ossigenoFase 3 – Impianto dimostrativo del combustore in piena scala

Enel CCS2Enel CCS2

22

Sito impianto pilota

Progetto dimostrativo di combustione in ossigenoFase 3 – Impianto dimostrativo del combustore in piena scala

Centrale termoelettrica

di Brindisi

4 unità x 660 MWe

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Produzione di elettricità da idrogeno

e

IGCC a emissioni zero

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Produzione di elettricità da idrogenoL’impianto a idrogeno di Fusina

Area petrolchimica

Impianto Fusina

Condotto H2

Ordine turbina Mar 07

Prove di combustione Sett 07

Inizio lavori Dic 07

Completamento impianto Dic 09

Impianto a ciclo combinato da 12 MWe alimentato con idrogeno

prodotto da industrie petrolchimiche

Obiettivi

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Enel GEM - AT Ricerca

Test Rig

Vista della camera di combustione

Prova del combustore presso la stazione sperimentale di Sesta

Produzione di elettricità da idrogenoL’impianto a idrogeno di Fusina

26

Enel GEM - AT Ricerca

Emissioni di ossidi di azoto con iniezione di vapore

Risultati del primo test sul combustore

Produzione di elettricità da idrogenoL’impianto a idrogeno di Fusina

0

100

200

300

400

500

600

700

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

NO

x[p

pm@

15%

O2]

0

100

200

300

400

500

600

700

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0Vapore/Combustibile "GN" [kg/kg]

NO

x[p

pm@

15%

O2]

IDROGENO

GAS NATURALE

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Enel è partner dei seguenti progetti:

DYNAMIS, progetto finanziato dal 6° Programma Quadro per lo

studio di pre-ingegnerizzazione di un impianto IGCC a emissioni

zero

DECARBit, proposta in fase di negoziazione nell’ambito del 7° PQ,

per lo sviluppo di tecniche avanzate di cattura pre-combustione

Enel sta valutando possibili collaborazioni per la dimostrazione della

tecnologia IGCC a emissioni zero.

In particolare, Enel e Endesa eseguiranno uno studio di fattibilità per

trasformare l’impianto di Puertollano in un impianto dimostrativo

ZEIGCC

IGCC a emissioni zeroIniziative Enel

28

Grazie per l’attenzione