L`Italia, l`energia, il petrolio ed i gas

Ministero dello Sviluppo Economico
Dipartimento per la Competitività
Direzione Generale per l’Energia e le Risorse Minerarie
Ufficio Nazionale Minerario per gli Idrocarburi e la Geotermia (UNMIG)
L’Italia, l’energia, il petrolio ed il gas
Nei libri di geografia l’Italia è definito un Paese povero di risorse minerali, fatto col quale conviviamo da
molto tempo e che tende ad essere sempre più critico man mano che la popolazione ed i suoi consumi
crescono. Soprattutto per l’energia, l’Italia dipende
dunque molto dall’estero e perciò, rispetto agli altri
Paesi europei, abbiamo sempre cercato di ridurre i
consumi di energia e di valorizzare al massimo altre
risorse di cui disponiamo (per esempio l’energia idroelettrica, la geotermia).
Ecco l’importanza di individuare e sfruttare giacimenti di petrolio e gas in Italia, lavoro che
negli ultimi 50 anni ha dato
buoni risultati, anche se non
molto noti. L’Italia è piccola, la
sua morfologia e geologia
creano molte difficoltà nella
ricerca, ma siamo arrivati a
Produzione Gas negli anni 1985-2006
Terraferm a
Mare
25.000
Milioni Smc
20.000
15.000
10.000
5.000
0
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
Produzione Olio negli anni 1985-2006
Terraferm a
Mare
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
Migliaia Tonn
Ciononostante, oggi la maggior parte dell’energia, compresa quella che serve per
produrre l’elettricità, si ottiene
in Italia da combustibili fossili.
Più che il carbone, usiamo
enormi quantitativi di gas naturale e di petrolio e, almeno
per i prossimi vent’anni, è difficile che la situazione possa
cambiare in modo radicale.
In questo quadro la funzione
della produzione nazionale di
idrocarburi ha un ruolo complementare ma indubbiamente
importante, perché contribuisce ad un’irrinunciabile obiettivo della politica energetica
nazionale: garantire sicurezza, flessibilità e continuità degli approvvigionamenti di energia.
Diga del Vajont
1.000
0
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
produrre oltre 20 miliardi di mc di gas naturale nel 1994.
La maggior parte dei giacimenti di gas italiani è nella pianura padana e nel mare Adriatico prospiciente.
Purtroppo, dal 1994 la produzione è andata sempre diminuendo per il naturale declino produttivo dei vecchi campi e per le difficoltà incontrate dalle nuove attività di ricerca, particolarmente nell’Adriatico. Nel frattempo i nostri consumi aumentano sempre più, dato che, dove possibile, preferiamo, per motivi ecologici, il gas al carbone ed al petrolio.
Possiamo prevedere che i consumi di gas, già attualmente intorno agli 80 miliardi di mc/anno
raggiungeranno almeno i 92-95 miliardi di mc/anno nel 2010, di fronte ad una produzione nazionale che scenderà a circa 8 miliardi di mc/anno.
Di petrolio siamo sicuramente più poveri che non di gas: da sempre infatti lo importiamo quasi
tutto dall’estero. Però, grazie anche al ritrovamento di giacimenti di grandi dimensioni in Basilicata, stiamo producendo quasi 6 milioni di tonnellate di petrolio all’anno e probabilmente nei
prossimi anni produrremo anche qualcosa di più. Certo, questa produzione, raffrontata agli enormi consumi che abbiamo (circa 90 milioni di tonnellate all’anno), non è molto, ma non per
questo è il caso di trascurarla…
Il futuro prossimo energetico in Italia
Nei prossimi anni prevediamo che i nostri consumi di energia
aumenteranno ancora e la cosa è un buon indice, perché
l’energia serve principalmente per la produzione dei beni (industria, agricoltura), da cui dipende la ricchezza totale del Paese
(il cosiddetto P.I.L., Prodotto
Interno Lordo), oltre che per
migliorare la qualità della vita
dei cittadini (riscaldamento,
condizionamento, trasporti privati, etc.).
Dovremo cercare di usare
Pannelli fotovoltaici sul tetto
sempre “meglio” l’energia, riducendo gli sprechi, migliorando il rendimento delle macchine
ed indirizzando la produzione preferibilmente verso beni che
richiedono meno energia per essere fabbricati1, ma la relazione
che c’è fra consumi di energia e ricchezza di un Paese resta
sempre valida.
Cercheremo anche di utilizzare sempre di più energie “alternative” a quelle dei combustibili fossili, come quella solare o eolica, ma le difficoltà (occupazione di vaste aree con aerogeneratori o pannelli fotovoltaici, impatto ambientale) ed i costi occorrenti non consentiranno, nel futuro prossimo, di evitare la
nostra dipendenza da gas e petrolio.
E’ molto probabile addirittura che nei prossimi venti anni consumeremo ancora più gas mentre ridurremo solo leggermente il
Aerogeneratore
consumo di petrolio.
1
Si cercherà cioè di ridurre l’”intensità energetica” del Paese (rapporto fra l’energia consumata e PIL)
2
Ma il petrolio finirà ….
Oltre ai problemi dell’inquinamento e dell’effetto serra, un motivo importante per cercare altri
modi per generare energia è che i combustibili fossili non sono risorse rinnovabili. Il loro
quantitativo immagazzinato nel sottosuolo è cioè limitato e, continuando con estrazioni di quantitativi sempre maggiori, è inevitabile un esaurimento.
Poiché per gas e carbone vi sono riserve conosciute che, ai consumi attuali, garantiscono per
centinaia di anni ancora, la preoccupazione è maggiore per il petrolio; attualmente si hanno riserve conosciute che possono coprire i consumi attuali solo per 40 anni, inoltre i consumi mondiali sono in forte aumento ...
Però non si può concludere con questo che il petrolio è molto prossimo ad una fine, se non altro
perché finora è sempre accaduto che, quando si credeva che fossimo vicini ad un esaurimento,
sono state fatte, in luoghi o con tecniche diverse, nuovi ritrovamenti2…
E’ dunque molto importante conoscere dove e quanto petrolio abbiamo già riconosciuto nel sottosuolo ed è pronto per essere estratto: le “riserve petrolifere”.
Queste, oltre alle richieste del mercato,
condizionano molto il prezzo del petrolio:
quando le riserve sono abbondanti di solito il prezzo del petrolio scende (e allora
la ricerca langue), viceversa quando sono scarse (e allora la ricerca ferve).
Dato che la ricerca petrolifera richiede
vari anni, questo è uno dei motivi principali dei cicli nel prezzo del petrolio.
In questa corsa ad inseguimento fra consumi e riserve si studiano tecniche sempre più sofisticate per trovare il petrolio
ed estrarne il massimo possibile dai giacimenti trovati.
Nella ricerca si sono fatti progressi enormi: mentre prima i pozzi di ricerca molto spesso erano
sterili, oggi, grazie soprattutto agli sviluppi delle tecniche geofisiche, la media si aggira attorno
ad 1 positivo su 33.
Petrolio e gas sono di proprietà pubblica
In Italia, come ormai in quasi tutti i Paesi del mondo, petrolio e gas non appartengono ai proprietari dei terreni sotto cui vi sono i giacimenti, ma allo Stato. Questo affida a compagnie specializzate il compito di cercarli (in terra e nel mare di pertinenza italiana), compensando i notevoli
costi della ricerca con i guadagni derivanti dalla vendita di parte del petrolio (parte rimane invece
di proprietà dello Stato ed è la cosiddetta royalty).
Quello che si propone è quindi molto simile ad un gioco d’azzardo: la compagnia petrolifera fa
ricerche spendendo grossi capitali ma, se trova petrolio o gas, li recupera ampiamente4, versando allo Stato solo una parte dei ricavi provenienti dalla vendita del petrolio.
2
Per esempio, oltre trent’anni fa, in molti ritenevano che il petrolio si sarebbe esaurito in dieci anni, cosa che non è
affatto accaduta …
3
Questo è tanto più importante se consideriamo che ora si cercano giacimenti più difficili da individuare e più profondi.
4
Compensando i casi in cui non trova niente.
3
Dato che abbiamo bisogno di una produzione nazionale per evitare di dipendere totalmente dalle importazioni, le royalties richieste dalla legge non sono molto
alte e così vari operatori trovano interessante fare le
ricerche in Italia5.
Si spiegano così anche i buoni risultati ottenuti finora.
Le conoscenze acquisite per individuare e sfruttare i
“difficili” giacimenti italiani sono state utili per trattare
situazioni analoghe in altri posti, prima trascurati.
Dunque l’Italia si può considerare pure una specie di
palestra tecnica per la ricerca e lo sfruttamento di giacimenti difficili, oltre che per una conduzione migliore
per i lavoratori e l’ambiente (ed anche queste tecniche
si possono esportare, per esempio, in Paesi in via di
sviluppo dove si adottano spesso tecniche meno valide).
Aree marine di pertinenza italiana
Infine è il caso di notare che, mentre il guadagno delle
compagnie avviene durante l’estrazione, per i cittadini
(e quindi per l’amministrazione pubblica) è essenziale
che continui la ricerca, con la quale si possono ricostituire le riserve impoverite dai quantitativi che man ma-
no si estraggono.
Breve storia degli idrocarburi naturali (petrolio, bitume, asfalto)
Manifestazione superficiale di petrolio a terra
Il petrolio è una miscela naturale di idrocarburi allo stato liquido, accompagnati
da idrocarburi gassosi o solidi come i bitumi e gli asfalti, nonché da acqua salata.
5
Manifestazione superficiale di petrolio in mare
Naturalmente, nei Paesi dove è più facile trovare il petrolio (per esempio quelli del Golfo Persico), le condizioni in
caso di “vincita” non sono altrettanto buone…
4
Un po’ come per tutti i minerali che l’uomo utilizza, la conoscenza e l’uso degli idrocarburi naturali risalgono all’antichità
grazie allo sfruttamento delle manifestazioni superficiali
(spontanea venuta a giorno, in terra e in mare, del petrolio).
Il petrolio o il bitume sono stati usati, nel passato, soprattutto
per:
- impermeabilizzare gli scafi delle navi e le cisterne per la
raccolta dell’acqua;
- asfaltare le strade;
- illuminare abitazioni e borghi;
- scopi bellici (fuoco greco);
- scopi medicinali (malattie della pelle, ecc.).
Ma la disponibilità era limitata ai (rarissimi) casi6 in cui si trova“Col.” Drake
va in superficie.
La nascita dell’industria petrolifera come la
consideriamo ora si fa risalire al 1859 quando
il “colonnello Drake” perforò in Pennsylvania, in
una zona dove vi erano delle manifestazioni
superficiali, il primo pozzo a scopo petrolifero.
Dopo tre mesi di perforazione a percussione,
effettuata con una macchina a vapore, raggiunta la profondità di poco più di 20 metri, il
pozzo cominciò a riempirsi di petrolio, fornendone circa 25 barili al giorno (1 barile è
pari a circa 159 litri). Nella zona vennero allora
perforati oltre 500 pozzi in due anni e cominciò
così lo sfruttamento industriale del petrolio,
che, grazie, ai guadagni che garantiva fu presto chiamato “oro nero”.
Da allora, il consumo di petrolio è cresciuto a
dismisura nel mondo.
Antico campo petrolifero
Presentandosi liquido, dal petrolio si ricavano
infatti facilmente molti prodotti diversi, adatti a
diversi usi (GPL, benzina, kerosene, gasolio, olio
combustibile, bitume, etc.), e, per la maggiore facilità
di trasporto e immagazzinamento, il petrolio ha spodestato per molti usi anche il carbone.
La ricerca petrolifera
La crescente domanda ha imposto la necessità di trovare e produrre quantità sempre maggiori di petrolio,
stimolando la ricerca con pozzi molto profondi.
Il petrolio occupa I pori delle rocce
6
Infatti, se all’aria, tende ad evaporare la parte più leggera e resta eventualmente la parte più bituminosa.
5
Alla fine del XIX secolo, quando si cominciò capire che il petrolio non era contenuto in cavità o laghi sotterranei, ma fra
i pori delle rocce, lo studio della geologia
iniziò ad essere uno strumento essenziale per la ricerca del petrolio a maggiori
profondità.
I fluidi presenti nel sottosuolo (gas, olio,
ed acqua), si dispongono secondo la loro
densità
Nel 1885 si sviluppò la cosiddetta Teoria
dell'anticlinale, osservando che i pozzi
perforati sui culmini delle pieghe anticlinali erano produttivi a gas e petrolio,
mentre quelli ubicati sui loro fianchi producevano acqua salata.
Esempi di trappole
Oggi siamo arrivati alla conclusione che
si ha la presenza di un giacimento (cioè
di un accumulo di idrocarburi liquidi e/o
gassosi economicamente sfruttabile)
quando:
1. Nel bacino si sono formati idrocarburi8
(sia liquidi, sia gassosi) nel sottosuolo,
dalla sostanza organica contenuta in talune rocce sedimentarie (rocce madri).
2. Questi idrocarburi hanno “migrato”
verso la superficie attraverso rocce permeabili.
7
7
Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di copertura, tale da determinare le condizioni adatte per un accumulo di idrocarburi.
8
Naftogenesi: occorre che il fondo del bacino sprofondi e che quindi la melma organica che si deposita sul fondo sia
seppellita dai sedimenti che si accumulano continuamente. Questa materia organica, approfondendosi si consolida e raggiunge temperature sempre più elevate, fino a quando, restando ad un tempo sufficiente tra i 60 ed i 150
°C, corrispondenti a profondità comprese tra i 2000 e i 7500 m si generano idrocarburi.
6
3. Una parte di loro si è accumulata in rocce porose e permeabili (rocce serbatoio) rimanendo
intrappolata fino ad oggi10, in quanto una roccia impermeabile (roccia di copertura) ne ha impedito un’ulteriore migrazione.
Il petrolio è dunque il frutto di una serie di
processi naturali, che si sviluppano in
tempi molto lunghi per fasi successive:
origine, migrazione, accumulo e conservazione.
Per trovare un giacimento bisogna quindi
individuare, con studi geologici, una formazione rocciosa profonda dove può esservi stata la formazione di idrocarburi.
Ma non basta: è essenziale che gli idrocarburi possano essere stati trattenuti nel
sottosuolo, perciò lungo il loro percorso
devono aver incontrare una barriera impermeabile che ne ostacola il movimento
(“trappola”).
Un grande aiuto per individuare
l’esistenza di queste condizioni viene dalla geofisica, che riesce a ricostruire
l’andamento degli strati delle rocce senza
dover ricorrere a perforazioni, che sono
sempre molto costose (dell’ordine di milioni di euro), facendo una specie di “ecografia” del sottosuolo.
Esempi di trappole
9
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Schema di un impianto di perforazione a terra
Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di copertura, tale da determinare le condizioni adatte per un accumulo di idrocarburi.
7
Naturalmente, una volta individuata una possibile trappola, non è detto che il giacimento esista
davvero, ma può valere la pena di tentare ed allora si procede con un pozzo di ricerca che mira
all’obiettivo…
E’ oggi possibile scegliere con una certa libertà11 l’ubicazione del pozzo in quanto, con le moderne tecniche di perforazione si possono fare dei pozzi deviati, guidandoli verso l’obiettivo. La
profondità dei pozzi ed il fatto che il petrolio occupa la porosità delle rocce (dove viene rimpiazzata dall’acqua sottostante man mano che si estrae il petrolio) consente, in molti casi, di cercare
ed estrarre il petrolio senza grandi interferenze con quanto avviene in superficie.
Impianto di perforazione (derrick), impianti e labotatori accessori
E’ possibile anche fare perforazioni di ricerca in mare, usando delle apposite piattaforme.
Naturalmente, in questo caso, la perforazione, di per sé sempre molto costosa12 per la continua
esecuzione di analisi per caratterizzare le formazioni geologiche attraversate e per tutte le apparecchiature necessarie a prevenire incidenti, comporta l’uso di piattaforme e tecnologie ancora
più costose.
L'esplorazione petrolifera è dunque un'attività dagli esiti incerti, che richiede grandi capitali ma
che, quando risulta positiva, può dare grandi guadagni.
10
La parte che è permeata dal sottosuolo fino alla superficie … si è persa evaporando all’aria ed ossidandosi…
Questo è importante per esempio quando si lavora in aree, come accade spesso in Italia, densamente popolate o
con vincoli archeologici, ambientali, etc.
12
Da 1.500 a 4.000 €/m.
11
8
La produzione petrolifera
Una ricerca positiva si conclude con la “valutazione” del giacimento, cioè con la sua delimitazione e valutazione della quantità estraibile (riserve estraibili), sono perciò di solito necessari
vari altri pozzi.
Si arriva così a valutare il
quantitativo di petrolio estraibile e la produzione giornaliera
possibile in funzione della porosità della roccia serbatoio
(percentuale dei vuoti nell'unità
di volume della roccia), della
sua permeabilità (intercomunicazione fra i pori della roccia) e
delle caratteristiche del petrolio
(viscosità).
Permeabilità della roccia serbaQuindi si procede allo sviluptoio
po del giacimento, adattando
alla produzione i pozzi già fatti per la ricerca e/o perforando
nuovi pozzi (di sviluppo), in modo da drenare tutto il giacimento nel modo migliore.
In alcuni pozzi il petrolio viene alla suPiattaforme marine di ricerca e produzione
perficie
spontaneamente, talora anche
in modo violento, spinto dalla pressione del gas che di solito occupa la porzione più alta del giacimento; molto spesso invece,
soprattutto nel caso di giacimenti maturi, occorre pomparlo.
Non è generalmente possibile recuperare più del 30-40% del
petrolio presente nei pori della roccia serbatoio e, per aumentare questa percentuale, si usano tecniche come l'iniezione di
acqua per favorire il drenaggio dei pozzi.
Piattaforma galleggiante di perforazione a mare
Dispositivo di sicurezza per la
produzione
Per il gas la percentuale di recupero è invece sempre molto
maggiore (dell’ordine del 70-80%).
In caso di produzione di solo gas, questo si separa il gas dall’acqua e dall’idrogeno solforato in
vicinanza dei pozzi di estrazione ed, essendo direttamente utilizzabile, lo si può immettere, per
esempio, in una rete di metanodotti.
Trattandosi di una miscela di diversi idrocarburi, per essere utilizzabile il greggio estratto deve
invece subire un processo di raffinazione, ma anch’esso, prima di essere inviato in raffineria,
9
viene liberato dall'acqua, dall’idrogeno solforato in una centrale di trattamento vicino ai pozzi di
estrazione.
Finisce qui la parte mineraria (upstream) per iniziare quella relativa alle lavorazioni successive
del petrolio (downstream), che portano alla produzione di tutti i prodotti petroliferi (benzina, gasolio, kerosene, etc.).
10