Valutazione strategica a scala regionale

Il primo step operativo necessario per la definizione di un sito di stoccaggio è rappresentato da una fase preliminare di valutazione strategica a livello regionale. In questo livello di valutazione viene realizzato uno screening preliminare su vaste aree geografiche in

modo da determinare l’esistenza di idonei bacini di stoccaggio della CO2 all'interno di un

paese prima di programmare ulteriori costose indagini di dettaglio. Secondo la metodologia proposta dal CO2CRC, 2008 la valutazione strategica prevede:

una identificazione preliminare di bacini di stoccaggio costituiti da arenarie, calcari

e/o depositi carboniferi;

una successiva analisi delle caratteristiche dei bacini precedentemente identificati

sulla base di criteri geologici, geografici ed industriali. Un’esempio di approccio metodologico può essere rappresentato da quello proposto da Bachu (Bachu, 2003) che include criteri legati ad aspetti tettonici, geologici, strutturali, idrologici ed idrogeologici; e

una conclusiva fase di ranking su base qualitativa e/o quantitativa dei siti

precedentemente identificati.

A tale proposito, in Fig. III.4 è riportata la scala dei criteri che possono essere utilizzati

per valutare l'idoneità dei bacini sedimentari allo stoccaggio geologico della CO2 sviluppata

da Bachu e modificata dal CO2CRC (CO2CRC, 2008): l’utilizzo di tale metodologia consente il confronto ed il ranking sia in termini qualitativi che quantitativi di differenti bacini di stoccaggio. I criteri individuati prendono in considerazione tutti i parametri che influenzano la capacità di storage, la fattibilità tecnico-economica e la sicurezza del contenimento: per ogni criterio, le classi di valutazione vengono ordinate dalla condizione meno favorevole (a cui è attribuito il valore numerico 1) a quella più favorevole (a cui viene assegnato il valore 5).

Con riferimento alla Fig. III.4:

La sismicità di un bacino, com’è ovvio, rappresenta un parametro di fondamentale

importanza per ciò che concerne la sicurezza del contenimento della CO2. Le aree

sismiche possono essere soggette a terremoti di elevata magnitudo con un elevato rischio associato di perdite e/o di fughe incontrollate. I dati sismici sono

comunemente a disposizione degli enti geologici nazionali e devono essere esaminati preventivamente; qualora non fossero disponibili i dati storici è possibile valutarne la situazione sismica mediante uno studio approfondito delle attuali caratteristiche tettoniche. Bachu (Bachu, 2003) sottolinea che le aree attive dal punto di vista sismico non rappresentano necessariamente aree che devono essere eliminate dalla valutazione, ma piuttosto suggerisce che gli step di caratterizzazione di dettaglio siano programmati in maniera da definire l’entità dei processi sismici presenti e, soprattutto, il loro potenziale impatto sul progetto di stoccaggio.

La presenza di faglie rappresenta un fattore di estrema importanza sia per quanto

concerne l’influenza che tali discontinuità strutturali esercitano sulle caratteristiche di tenuta del bacino, sia per ciò che riguarda la sua capacità complessiva rendendo, di fatto, il bacino suddiviso in settori più o meno vasti.

Le caratteristiche idrogeologiche offrono delle importanti informazioni sul potenziale

di cattura idrodinamico all'interno del bacino in corso di valutazione.

La presenza di anomalie geotermiche sui processi di stoccaggio della CO2 è stata

discussa nel Capitolo II. Le condizioni geotermiche di un bacino influiscono

fortemente il volume di storage influenzando sia la densità della CO2 che la cinetica

dei processo di adsorbimento.

Le caratteristiche delle rocce di cap rock rappresentano un requisito fondamentale

per l’identificazione di aree idonee allo stoccaggio geologico di CO2. I serbatoi

geologico (specificamente il volume dei pori al loro interno) offre il volume di storage mentre le formazioni di cap rock, per le loro caratteristiche di bassa permeabilità, garantiscono il contenimento verticale dei gas iniettati. Le caratteristiche litologiche e stratigratiche delle formazioni incassanti sono fondamentali per quanto concerne la tenuta e, dunque, la qualità del serbatoio. Per la maggior parte dei bacini sono, di solito, disponibili degli studi stratigrafici e/o cronostratigrafici che consentono valutazioni sulla presenza, dimensione ed ubicazione di strati impermeabili in grado di garantire una valida chiusura del serbatoio. A questo proposito Bachu (Bachu, 2003) sottolinea che valori di bassa permeabilità relativa non siano un criterio sufficiente per escludere a priori la fattibilità all’interno di un bacino di stoccaggio seppure tale caratteristica determini un aumento dei costi necessari per la perforazione di un numero maggiore di pozzi verticali e/o il ricorso a pozzi orizzontali.

Grazie alla loro capacità di adsorbire elevate quantitativi di gas, i depositi carboniferi

rappresentano un’eccellente alternativa per la realizzazione dello stoccaggio geologico. In generale i corpi carboniferi a profondità minori possono avere maggiore permeabilità (solitamente compresa tra 1÷10 mD) e consentire, quindi, la realizzazione dell’iniezione a costi inferiori rispetto ai giacimenti profondi.

Il rango del carbone rappresenta un criterio di notevole importanza per la

valutazione di carboni per lo stoccaggio di CO2 essendo un efficace indicatore della

capacità di assorbimento (e quindi del potenziale di stoccaggio del carbone) e del suo contenuto di gas (cfr. Capitolo II). L’elevato rango di un carbone, tuttavia, esercita un’influenza negativa sulla permeabilità e dunque sull’entità del tasso di iniezione realizzabile.

La presenza di orizzonti evaporitici, solitamente, rappresenta la soluzione ottimale

per quanto riguarda la chiusura stagna del serbatoio geologico.

Il potenziale di idrocarburi offre un indicatore molto importante di idoneità di

un’area per CO2 storage: infatti se il serbatoio geologico è in grado di contenere e

produrre olio e/o gas, è probabile che le rocce saranno in grado di imprigionare la

CO2 ed impedire la sua risalita verso la superficie.

Le informazioni relative alla maturità dell’industria estrattiva all’interno della

regione rappresentano un’importante fonte conoscitiva delle caratteristiche dell’area

stessa in relazione ai fini del progetto di CO2 storage. Inoltre, nelle aree mature, la

maggior parte degli idrocarburi e/o del carbone presente sono già stati valutati e sfruttati riducendo l’eventuale pericolo di deterioramento delle georisorse presenti. Un’ulteriore vantaggio delle aree in cui sono già presenti delle attività estrattive evolute è rappresentato dal fatto che, solitamente, sono già dotate di un elevato numero di infrastrutture e servizi che possono essere sfruttati riducendo i costi iniziali di investimento.

L’ubicazione onshore o offshore del bacino fornisce dei parametri valutativi

economici di estrema importanza: in generale è altamente probabile che sia economicamente e tecnicamente più vantaggioso realizzare un sito di iniezione di

CO2 a terra piuttosto che in mare aperto; mentre invece evidenti motivazioni legate

ad aspetti normativi e/o alla public acceptance possono rendere preferibile la soluzione off-shore.

Le condizioni climatiche influiscono sulla temperatura superficiale media (e quindi

anche sulle condizioni geotermiche profonde) e possono influenzare sia la profondità della falda freatica e che le condizioni di sviluppo e di lavoro del sito di stoccaggio.

Allo stesso modo l’accessibilità e la disponibilità di infrastrutture riflettono la

fattibilità tecnica e la facilità di sviluppo futuro.