Questa soluzione può rappresentare una possibile alternativa al petrolio per i trasporti moderni, e a quali costi? Domande a cui risponde il Dott. Matteo Neri, Direttore settore Energia & Utilities Sia Conseil Italia.

La liquefazione del carbone è un processo che risale all’inizio del XX secolo, ma che è stato azzerato durante gli anni ’90 per via dei bassi prezzi e dell’abbondanza delle riserve di petrolio greggio e di gas naturale. Soltanto qualche Paese, tra cui la Germania durante la Seconda Guerra Mondiale(2) e il Sudafrica, a partire dagli anni ’60, hanno liquefatto il carbone su larga scala.

Carburante alternativo al petrolio? A quale costo?
Con un prezzo del barile del petrolio attorno ai 25 US $ fino al 2003, il CTL a 45 US $ non aveva alcun interesse economico. Ma oggi, il carbone sta per diventare la migliore opzione per garantire la sicurezza energetica di un Paese e contrastare il costo elevato del petrolio.

In Cina, il numero dei proprietari di automobili è nettamente aumentato in questi ultimi anni e dovrebbe raggiungere i 250 milioni entro il 2025 con un tasso di penetrazione di 150 vetture per mille abitanti, contro le 770 automobili per mille abitanti del Nord America.

Per la Cina, la necessità di fornire le infrastrutture ed i carburanti rappresenta quindi una considerevole sfida. Il CTL può quindi giocare un ruolo cruciale, come in tutti i Paesi che possiedono grandi riserve di carbone.

Numerosi progetti di liquefazione sono in corso
Il Sudafrica è la prova che il carbone liquefatto funziona su larga scala. Presente su questo mercato dal 1955, la produzione ha raggiunto, attualmente, circa i 7 milioni di tonnellate Mt) per anno di carburante e di prodotti chimici. Sasol, società sudafricana di riferimento nel settore del CTL, sta costruendo attualmente in Cina due stabilimenti per il carbone liquido, con una spesa di 6 miliardi di dollari l’uno. L’azienda pubblica Shenhua Group, che ha avviato nel 2007 la produzione nel primo stabilimento di CTL cinese, avrebbe speso circa 7,5 miliardi di dollari.

Se i vecchi stabilimenti di CTL, come quelli del Sudafrica, sono grandi inquinatori, la maggior parte delle nuove infrastrutture sono dei modelli in materia di ecologia. Grazie al confinamento del CO2, una vettura alimentata a carbone liquido sarà del 30% più pulita rispetto ad una a benzina. Esiste, quindi, un futuro certo per il CTL, ma quali sono i mercati potenziali che gli assicureranno questo avvenire?

La Cina
La Cina è il secondo maggior consumatore di petrolio del mondo. Attualmente, importa circa 3 milioni di barili al giorno. Ogni aumento di un dollaro del barile, appesantisce la fattura energetica di 1,2 miliardi di US $. Ciò ha spinto la Cina a sviluppare sostituti del petrolio con le proprie capacità interne. La costruzione di un impianto di CTL di 50.000 barili al giorno di capacità è stata lanciata nel 2007 nel Nord della Cina.

Shenhua Group ha firmato un accordo con le società Shanghai Huayuan Group e Shanghai Electric Group. Tutte e tre hanno investito 100 milioni di yuan (circa 10 milioni di euro) nello studio della liquefazione del carbone, per ottenere derivati petroliferi. L’obiettivo è quello di produrre, nel 2008, 5 milioni di tonnellate di carburante, partendo da 10 milioni di tonnellate di carbone.

Gli Stati Uniti
Gli Stati Uniti rappresentano i maggiori consumatori e importatori di petrolio del mondo; sono, perciò, particolarmente vulnerabili alle forti crescite dei prezzi del greggio. Tuttavia, dispongono del 27% delle riserve mondiali accertate di carbone, il che lascia prevedere un futuro sicuro per le tecnologie CTL.

Nel complesso, nove Stati pensano seriamente di impegnarsi nel carbone liquido. Nel Montana si sta costruendo uno stabilimento di CTL, con una capacità di 22.000 barili al giorno di gasolio sintetico, lo stesso avviene in Wyoming, dove si dovrebbe produrre, a partire dal 2009, 11.000 barili al giorno. In Alaska, è allo studio un terzo progetto nato da un accordo tra lo Stato e Chinese Petroleum Corp, con l’obiettivo di 80.000 barili al giorno, nei pressi della miniera di Beluga, per un costo di 5 miliardi di dollari. Altri progetti sarebbero in corso in Pennsylvania ed in Arizona.

La costruzione di impianti CTL sono allo studio anche in Germania, India, e Australia, paesi che possiedono grande riserve di carbone e poco petrolio.

Secondo gli analisti di SIA-CONSEIL, in un mondo dove tutto, compresa la politica, si gioca sull’economia e dove l’economia ha un bisogno incontestabile di energia, si prospetta un futuro roseo per il carbone. La produzione mondiale del carbone liquefatto dovrebbe passare dagli attuali 15.000 barili al giorno a 600.000 nel 2020, per raggiungere 1,8 milioni di barili quotidiani nel 2030. Nella sola Cina, la filiera CTL raccoglie oggi circa 25 miliardi di dollari di investimenti.



Box : Quali tecnologie per la liquefazione del carbone ?

Le tecnologie CTL possono essere classificate in due categorie, entrambe di origine tedesca

La prima è una liquefazione indiretta(1), un processo messo a punto negli anni ’20, dai premi nobel Franz Fischer e Hans Tropsch che consente di produrre synthol, una miscela di alcol, aldeidi, acidi grassi ed idrocarburi, partendo da un gas sintetico d’idrogeno e di ossido di carbonio.

Questo processo è detto indiretto per l’utilizzo di questo gas intermedio, ottenuto per degradazione della struttura del carbone in seguito alla sua gassificazione con vapore ed ossigeno. La reazione di questo gas su un catalizzatore F-T appropriato permette poi di ottenere idrocarburi liquidi, essenzialmente paraffine.

I prodotti ottenuti sono di alta qualità e, in particolare, un gasolio esente di zolfo e di compositi aromatici. La sua combustione in una vettura dei nostri giorni permette una considerevole riduzione delle emissioni di particolato e di inquinanti.

La seconda tecnologia è la liquefazione diretta(2), derivato dalle ricerche di Friedrich Bergius. 12 stabilimenti di liquefazione diretta erano in funzione in Germania al momento della Seconda Guerra Mondiale.

La maggior parte dei processi diretti di liquefazione del carbone che sono stati utilizzati negli anni ’80 sono miglioramenti del metodo originale di Bergius: il carbone è triturato prima di essere immerso in un olio pesante di riciclaggio derivato dal carbone, per formare una pasta carbone/olio. Questa pasta, che contiene dal 30% al 50% di carbone, è poi riscaldata fino a 450 °C per circa un’ora in un’atmosfera di idrogeno a pressione compresa tra 13.900 e 20.900 kPa. Diversi catalizzatori sono, a questo punto, utilizzati per migliorare la percentuale di conversione in prodotti liquidi.

Due tonnellate di carbone consentono così di ottenere una tonnellata di derivati liquidi. Alcuni procedimenti sono stati perfezionati per diversi tipi di carbone, dalle ligniti di qualità più bassa ai carboni bituminosi ad alto tenore di materie volatili.


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Dott. Francesco Tabeni
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