• STORIE

Verso il gas naturale liquefatto

Dagli appennini fiorentini al mondo intero

A Pietramala, una piccola cittadina nascosta nelle colline tra Bologna e Firenze, un attento osservatore potrà ritrovare una targa con queste parole: "Qui Alessandro Volta nel 1778 fece i primi esperimenti con l'aria che brucia". E’ proprio a Pietramala, infatti, che Volta caratterizzò l’aria infiammabile nativa delle paludi che aveva raccolto ad Angera, sul Lago Maggiore, due anni prima. “L’aria che brucia” non era nient’altro che quello che oggi conosciamo come gas naturale, con il quale ci scaldiamo e cuciniamo tutti i giorni. 

Dopo quasi due secoli dai primi esperimenti di Volta, le perforazioni volute da Enrico Mattei presso Lodi portano Eni, nel giugno del 1959, alla scoperta del primo giacimento profondo dell’Europa occidentale.

Metano e gas naturale

Il gas rimane ancora oggi un elemento fondamentale nel sostegno alla transizione energetica, ma anche per il rafforzamento della sicurezza di approvvigionamento di energia. Il gas sarà sempre più prevalente nel mix produttivo Eni, arrivando a costituire il 60% della produzione di idrocarburi nel 2030 e oltre il 90% nel 2050, in un contesto in cui la produzione complessiva di idrocarburi crescerà fino al 2026 per poi stabilizzarsi fino al 2030.

Per aprire nuovi orizzonti al mercato del gas, sono decisivi i progetti che prevedono la trasformazione del gas naturale in liquido: il GNL. Questo può essere trasportato in tutto il mondo colmando le distanze fra luoghi di produzione e luoghi di consumo e svincolando anche l’Italia da un mercato dettato dal percorso dei gasdotti. Recenti sviluppi tecnologici e investimenti mirati stanno dando origine ad una vera e propria rivoluzione energetica basata sul Gas Naturale Liquefatto, o GNL.

Ma i primi usi documentati del gas naturale – citati nell’enciclopedia Tiangong Kaiwu pubblicata nel 1637 - sono avvenuti nella provincia di Sichuan in Cina oltre tre secoli prima della nostra era: le popolazioni che vivevano in prossimità delle paludi avevano notato che il gas che permeava naturalmente dal fondale e gorgogliava fra le acque salate era combustibile. Così lo incanalarono per portarlo sulla riva con tubazioni realizzate con canne di bambù. Qui il gas veniva bruciato per bollire l’acqua della stessa palude all’interno di grandi recipienti. Si ricavava, così, sale puro: una delle principali ricchezze dell’epoca.

Composizione molecolare media del gas naturale (varia di alcuni punti % da giacimento a giacimento)

 

 

Il metano è presente nel gas naturale in percentuale variabile dall’82% di quello nordafricano ad oltre il 99% di quello italiano o dell’Alaska. Il resto è costituito principalmente da idrocarburi leggeri (etano, propano, butano), anidride carbonica ed azoto. Ha un potere calorifico (PCS=55 MJ/kg) decisamente più elevato rispetto al petrolio (circa 48 MJ/kg) e anche rispetto ai principali combustibili ottenuti da questo (PCS benzina = 46 MJ/kg, PCS gasolio = 47 MJ/kg). Questo significa che contiene ed è in grado di sviluppare maggiore energia, a parità di peso, rispetto agli altri combustibili fossili.

Produzione mondiale di gas naturale 2021 (da World Energy Outlook IEA 2022)

Gas e gasdotti

Il motivo per cui il gas naturale è stato in passato considerato un combustibile povero deriva però dal fatto che a temperatura ambiente si trova – appunto - allo stato gassoso; può essere liquefatto solo portandolo a temperature inferiori a -161.4 °C a pressione ambiente. Allo stato di gas, infatti, la sua densità è solo la metà di quella dell’aria e il suo potere calorifico crolla a circa 36 MJ per metro cubo.

A causa della sua bassa densità, non è economicamente conveniente trasportarlo tal quale a bordo di navi o autocisterne: le dimensioni dei serbatoi, rapportate al peso del gas contenuto, rendono il costo di trasporto eccessivo rispetto a quello di carbone, petrolio e derivati, comodamente stoccabili e movimentabili in grandi quantità a bordo di mezzi di trasporto adatti. Per questo, il gas viene normalmente movimentato grazie a catene continue di tubi di grosse dimensioni lungo i quali vengono costruite, a intervalli opportuni, delle stazioni di compressione che spingono avanti il gas ristabilendone periodicamente la pressione adatta: i gasdotti. E’ chiaro che i costi - ed i rischi di interruzione lungo la rete - aumentano linearmente con la distanza che separa il luogo di estrazione del gas dal luogo dove verrà utilizzato.

Produzione mondiale di gas naturale 2021 (da World Energy Outlook IEA 2022)

 

Proprio a causa degli alti costi di trasporto connessi, il gas naturale era destinato ad un mercato strettamente regionale. Fino all’inizio degli anni novanta del secolo scorso, il commercio internazionale di gas era in larga misura limitato alle principali reti di gasdotti europei, russi e nordamericani. Un commercio di GNL di modeste dimensioni, basato su tecniche ancora poco sviluppate di compressione e rigassificazione, riforniva i mercati dell’Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE) nell’Asia orientale, in Europa e in Nordamerica. Tuttavia, vi era una scarsa interazione tra i diversi mercati regionali: l’idea di un “mercato mondiale del gas”, analogo al florido “mercato mondiale del petrolio” era quasi inconcepibile. Ma negli anni questa realtà si è profondamente modificata. Con lo sviluppo della tecnologia a ciclo combinato alimentato a gas naturale (Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) il gas è diventato un combustibile chiave per la produzione di energia elettrica, stimolando l’interesse mondiale per l’acquisto di forniture di metano sia per il consumo diretto sotto forma di GNL negli impianti termoelettrici sia - tramite rigassificazione - per le reti di distribuzione e di consumo tradizionali dedicate al gas naturale.

Questo ha permesso alle regioni povere di gas di diventare importatori e ha offerto l’opportunità ai tradizionali paesi fornitori del Nordamerica e dell’Europa di guardare più lontano per soddisfare il crescente fabbisogno mondiale. 

L'autore: Luca Longo

Chimico industriale specializzato in chimica teorica. È stato ricercatore per 30 anni prima di passare alla comunicazione scientifica di Eni.



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