Produrre energia da gas naturale: un contributo “pulito” alla copertura del fabbisogno energetico? Nel consumo energetico primario globale il gas naturale è, con una quota percentuale pari a 21, la fonte energetica più importante dopo petrolio e carbone. E’ considerato un combustibile fossile sostenibile e “pulito” poiché, in confronto a petrolio e carbone causa minori emissioni di biossido di carbonio CO2 ed in fase di combustione rilascia minori quantità di sostanze nocive. Dalle varie previsioni si evince che, nei prossimi anni e decenni, la quota complessiva di gas naturale nel mix energetico globale continuerà ad aumentare. Se dal 2011 al 2035 petrolio e carbone registreranno a livello mondiale un tasso di crescita annuale medio rispettivamente dello 0,5 e 0,7%, il gas naturale registrerà un incremento dell’1,6%. In base alle stime dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), la quota di gas nel fabbisogno energetico primario aumenterà dal 21% dell’anno 2011 al 24% nel 2035.
grafico 1
La forte crescita è dovuta all’eco-compatibilità del gas naturale, all’ampia disponibilità in tutto il mondo e alle consistenti riserve/risorse. In confronto a petrolio e carbone, il gas naturale è il combustibile che nel processo di combustione emette la minor quantità di biossido di carbonio (CO2). Essendo quest’ultimo uno dei maggiori responsabili del surriscaldamento terrestre è assolutamente necessario intervenire per limitarne le quantità. Rispetto a petrolio e carbone, nel processo di combustione del gas naturale si producono anche minori emissioni di altre sostanze nocive tipo diossido di zolfo, particolato carbonioso ed altre particelle. Nel 2011 il carbone ha emesso il maggior quantitativo di CO2 (44%), seguito da petrolio (35%) e gas naturale (20%). Paragonato al gas, il carbone emette il doppio delle quantità di CO2. Se si vogliono raggiungere gli
obiettivi fissati a livello politico per la difesa del clima, è dunque importante incrementare ulteriormente il consumo di gas naturale e diminuire quello legato a carbone e petrolio.
grafico 2
Il gas naturale è composto in massima parte da metano. Se in fase di estrazione il metano entra direttamente nell’atmosfera produce gas serra e contribuisce in maniera importante al mutamento del clima. Questo fenomeno si riscontra nel gas flaring, ad esempio, una pratica consistente nella combustione del gas che genera una fiamma sopra le torri petrolifere. Il gas in eccesso estratto insieme al petrolio, viene bruciato perché risulterebbe troppo costoso costruire infrastrutture adeguate per trasportarlo nei luoghi di consumo. Sebbene i Paesi che estraggono gas naturale tentino di utilizzare, per quanto possibile, il gas in eccesso, nel 2011 è stato incendiato ben il 3,6% del consumo mondiale di gas. La Russia e la Nigeria figurano tra i Paesi che dispongono delle maggiori quantità inutilizzate di gas che entra in atmosfera o viene incendiato.
gas „flaring“ A differenza del petrolio, nella produzione di energia la disponibilità di gas naturale non sarà limitata dallo stato delle scorte e da un fabbisogno che è in costante crescita. I successi dello sfruttamento dei giacimenti di gas naturale non convenzionali - il gas di scisto soprattutto negli Stati Uniti ad esempio - hanno decisamente migliorato la situazione dell’offerta in tutto il mondo. Vi sono riserve di gas in tutti i continenti e in moltissimi Paesi anche se distribuite in maniera non omogenea.
Nella produzione di gas naturale al primo posto figurano gli Stati Uniti con una quota percentuale pari a 20, seguiti da Russia, Qatar, Iran e Canada. Gli Stati Uniti guidano la classifica anche nell’utilizzo con una quota percentuale pari a 20,9 davanti a Russia, Iran, Cina e Giappone. I cinque maggiori Paesi esportatori sono la Russia, il Qatar, la Norvegia, il Canada e l’Algeria. Per quel che concerne le importazioni al primo posto figura il Giappone con il 12% davanti a Germania, Stati Uniti, Italia e Corea del Sud (tabella 1). Grazie al costante aumento della produzione di gas di scisto, entro il 2020 gli Stati Uniti si trasformeranno da Paese importatore a Paese esportatore.
tabella 1
Il consumo di gas continuerà ad aumentare in tutte le aree in particolare nei Paesi non OCSE grazie ad una crescita economica importante e alla conseguente industrializzazione, all’aumento della richiesta di elettricità, allo sfruttamento di risorse locali. Tra il 2012 e il 2035 l’Asia registrerà l’incremento medio annuo maggiore (3,4%) in seguito all’aumento del consumo di energia in Cina e in India. Infatti, entro il 2035 in India l’utilizzo di gas triplicherà e in Cina addirittura quadruplicherà. Aumenti consistenti si verificheranno anche in Africa (3,2%), in Medio Oriente (3%), Sudamerica e in Centroamerica (2,8%). In Nordamerica, in Europa e nella Comunità degli Stati Indipendenti C.S.I. l’incremento dell’efficienza energetica e il modesto aumento della popolazione porteranno a tassi di crescita moderati: con tutta probabilità in media tra lo 0,8 e lo 0,9%.
grafico 3
Consumo mondiale di gas naturale per area geografica (Mill. toe*)
crescita media annua 2012-2035
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
3.4% 3.2% 3.0% 0.9% 2.8% 0.8%
2012 Nordamerica
2015
2020
Sudamerica & America Centrale
Fonte: BP World Energy Outlook 2014
2025
Europa & Paesi CSI
2030 Medio Oriente
2035 Africa
Asia & Pacifico
* toe = tonnellate equivalenti di petrolio
Se si prendono in considerazione i vari settori, il quadro si presenta in maniera molto differenziata. La crescita più consistente si registra nel settore dei trasporti con il 6,8% nel periodo compreso tra il 2012 e il 2035: il livello rimane, comunque, molto basso. Attualmente in tutto il mondo si stimano 17,7 milioni di autovetture alimentate a gas il che corrisponde alla modesta quota dell’1,7 di tutta la flotta dei veicoli esistenti al mondo che supera il miliardo. La IEA ritiene che questa percentuale potrebbe aumentare al 4,8% entro il 2035. Due terzi dei veicoli alimentati a gas circolano in Paesi non OCSE e sono utilizzati soprattutto in Asia e in America Latina. Nell’ambito dei Paesi OCSE un numero apprezzabile di veicoli alimentati a gas circola solo in Italia e in Corea del Sud. Attualmente è possibile realizzare dal gas prodotti tipo benzina, diesel e altri prodotti petroliferi nonostante il processo di lavorazione sia molto complicato e costoso. Ricercatori americani stanno lavorando ad un processo di produzione più economico. All’inizio di marzo 2014 la Shell ha lanciato sul mercato un nuovo olio motore ricavato dal gas. Queste invenzioni contribuiscono a diminuire la dipendenza dal petrolio e di conseguenza le emissioni di CO2. Nel settore della produzione industriale ed elettrica nel periodo compreso tra il 2012 e il 2035 i tassi di crescita medi annuali ammontano rispettivamente all’1,9 e 1,8%; nell’industria chimica il gas funge da materia prima nella produzione, tra l’altro, di plastica, ammoniaca e concimi azotati. Il gas svolge un ruolo di primaria importanza anche nell’industria siderurgica. Il gas naturale utilizzato nella produzione di elettricità rilascia la metà delle emissioni rispetto al carbone e non produce emissioni di biossido di zolfo. A medio e lungo termine in tutti i Paesi OCSE il gas sostituirà il carbone nella produzione di energia elettrica. Le centrali a gas si distinguono per il loro elevato grado di efficienza e per l’elevato potenziale soprattutto se impiegate in combinazione con energie rinnovabili tipo l’eolica. Anche le centrali termoelettriche a ciclo combinato raggiungono un elevatissimo grado di efficienza grazie al loro funzionamento che può essere
fisicamente interpretato come l'accoppiamento di due centrali più semplici: una centrale a gas e una centrale termoelettrica tradizionale.
grafico 4
Consumo mondiale di gas naturale suddiviso per settore (milioni di toe*) 5000
crescita media annua: 2012-2035
4500 4000
1.5 %
3500 3000 1.9%
2500 2000 1500
1.8%
1000 500
6.8%
0 2012 trasporto
2015
2020 settore elettricità
Fonte: BP World Energy Outlook 2014
2025 industria
2030
2035 altri settori
* toe = tonnellate equivalenti di petrolio
A differenza del petrolio, per il gas non vi è un mercato mondiale, ma solo mercati regionali che funzionano indipendentemente uno dall’altro. I tre mercati principali sono il Nordamerica, l’Europa e l’Asia. Negli anni passati nel mercato del gas degli Stati Uniti vi è stato un pesante crollo dei prezzi dovuto all’incremento della produzione di gas di scisto. Nel 2013 in Europa i prezzi del gas erano tre volte superiori a quelli degli Stati Uniti e in Giappone addirittura quattro volte più elevati. Il mercato americano è liberalizzato e i prezzi si basano sul suo andamento. In Europa e in Asia una parte consistente dei prezzi del gas è fissata in contratti di fornitura a lungo termine laddove i prezzi sono parzialmente abbinati al prezzo del petrolio. L’incremento degli scambi commerciali di gas naturale liquefatto (GNL) contribuisce ad una maggiore differenziazione, mentre a lungo nonché medio termine tale incremento porterà ad una globalizzazione del mercato del gas con conseguente costante diminuzione delle differenze di prezzo nei singoli mercati.
nave metaniera
Il gas naturale si trasporta attraverso gasdotti oppure, trasformato in gas naturale liquefatto (GNL), in speciali navi metaniere. Nel primo caso il gas mantiene il proprio stato nonostante la forte compressione cui è sottoposto per ridurne il volume ed aumentarne l’efficienza nel trasporto, mentre nel secondo caso viene raffreddato ad una temperatura di -164°C e liquefatto sotto pressione atmosferica in modo tale che il volume originario si riduca di un 600°. Trasportato in speciali container, una volta arrivato a destinazione, su piattaforme dedicate il gas viene riportato allo stato originario prima di essere immesso nei gasdotti di distribuzione. Attualmente il più grande esportatore di gas naturale liquefatto è il Qatar seguito dall’Australia e dalla Malesia. L’illustrazione n° 1 indica le principali reti di trasporto del gas naturale nel mondo.
illustrazione 1
Grazie alla costruzione di nuovi gasdotti e all’incremento del commercio di GNL, nei prossimi anni e decenni le importazioni e le esportazioni di gas aumenteranno in maniera determinante in tutte le aree del mondo. Consistenti aumenti verranno registrati in particolare nell’area asiatica: in Cina, ad esempio, entro il 2035 le importazioni triplicheranno. Si stima che, entro il 2030, le importazioni e le esportazioni aumenteranno in tutto il mondo mediamente del 3,7%, il commercio di GNL aumenterà del 4,3% mentre il gas trasportato in gasdotti del 3%. Nelle importazioni complessive di gas, nel 2011 la quota percentuale del GNL era pari a 26, nel 2012 è aumentata al 32 e nel 2035 si prevede raggiunga il 46. Nei prossimi decenni il gas svolgerà un ruolo sempre più importante nel fabbisogno energetico globale. Grazie alla disponibilità diffusa in tutto il mondo, alle consistenti scorte e ai costi molto competitivi il consumo di gas è destinato ad un aumento più elevato rispetto a quello di petrolio e carbone. La crescente tendenza nelle esportazioni di GNL migliorerà ulteriormente la flessibilità
del mercato del gas e di conseguenza la competitività nei confronti di petrolio e carbone. Inoltre, grazie all’incremento del mercato di GNL, sarà maggiormente garantita la sicurezza nell’approvvigionamento energetico poiché diminuirà la dipendenza da quei pochi fornitori di gas presenti attualmente in Europa (importazioni dalla Russia).
grafico 5
Esportazioni mondiali di gas (miliardi di metri cubi)
2500
previsione pipeline
GNL
2000 1500 1000 500
328 189 143 411
74%
533
706 74%
46%
1.134
54%
32%
26%
26%
966
68%
0 2001
2005
2012
2035
Fonte: BP Statistical Review of the World Energy & BP Energy Outlook
Rispetto a petrolio e carbone il gas naturale produce minori emissioni di CO2 e nel processo di combustione la percentuale di altre sostanze nocive tipo biossido di zolfo e particolato carbonioso sono nettamente minori. Anche per questo motivo il gas svolge un ruolo determinante nel raggiungimento degli obiettivi che la politica si è prefissa nella difesa del clima. Il gas naturale viene considerato il mezzo con cui attuare la svolta nel settore energetico impiegando energie rinnovabili a discapito delle fonti energetiche fossili.
Monika Psenner – esperta in energie