CE Delft study on CO₂ emissions and MARPOL Annex VI compliance options

Nell’attesa, vorrei soffermarmi su un report pubblicato da CE Delft lo scorso agosto. Il report illustra un nuovo studio intitolato “Comparison of CO₂ emissions of MARPOL Annex VI compliance options in 2020”, che chiamerò “studio WtW” in riferimento al suo approccio well-to-wake. Alfa Laval, Wärtsilä e Yara hanno contribuito al finanziamento dello studio, ma la valutazione tecnica è stata condotta esclusivamente da CE Delft, per garantirne l’indipendenza scientifica.

Sappiamo che serve meno energia per “lavare via” lo zolfo dopo la sua ossidazione (combustione) rispetto a rimuoverlo come elemento direttamente dal combustibile. Ma quanta meno energia serve, e cosa significa questo per l’impronta di CO₂? Le risposte dipendono da quale strategia di processo di raffineria si consideri più probabile, sapendo che non tutte le raffinerie utilizzeranno lo stesso processo. È proprio questo che lo studio WtW riflette quando analizza lo scenario dei “fuel conformi”. Per l’aumento di impronta di CO₂ associato ai fuel conformi, lo studio indica un intervallo tra l’1% e il 25%. A prima vista questo range sembra esagerato, quindi analizziamolo meglio.

Il modo meno energivoro per produrre un fuel conforme è trattare un straight-run fuel. Tale trattamento richiede solo una quantità aggiuntiva di idrogeno per il processo di idrodesolforazione (HDS). Per i combustibili allo 0,5% e allo 0,1% di zolfo, questo comporta un aumento dell’impronta di CO₂ rispettivamente dello 0,9%[1] e dell’1,2%.

Il modo più energivoro per ottenere un fuel conforme è sottoporre a trattamento ulteriore un HFO. Ciò richiede più coking, hydrocracking, cracking catalitico o altri processi rispetto a un straight-run fuel. Questi processi aggiuntivi comportano la rottura delle catene di carbonio, con conseguente perdita di energia. Per combustibili allo 0,5% e allo 0,1% di zolfo, l’aumento risultante dell’impronta di CO₂ è del 20,3% e del 26,2% rispettivamente.

Naturalmente, i risultati sopra si basano su raffinerie “di modello” che non esistono nella realtà. Rappresentano due estremi teorici di spesa energetica – una resa per questo processo, una resa per quell’altro – che le raffinerie reali difficilmente replicheranno. Il range non riflette il modo in cui le singole raffinerie sono gestite in pratica, né il maggiore consumo energetico a livello globale connesso all’IMO 2015/2020.[2]

A causa dell’IMO 2015/2020, servono più fuel a basso tenore di zolfo.[3] Supponendo che in precedenza ci fosse un ragionevole equilibrio tra domanda e offerta, ciò richiede uno spostamento di questo equilibrio. Dal lato delle raffinerie si possono adottare varie strategie, e non mi considero un’esperta in questo campo. Tuttavia, mi sembrano naturali le seguenti: se non vuoi modificare la raffineria e hai la possibilità di aumentare la capacità, opterai per processare più greggio per produrre una maggiore quantità di fuel conforme. A livello globale, ciò implicherebbe maggiori volumi di greggio estratto e una maggiore quantità di fuel residuo.

Se, invece, per te come raffinatore è difficile vendere l’ultima parte – o la parte aumentata – del barile, oppure non hai la capacità per un throughput maggiore, potresti dover investire in nuovi/ulteriori impianti di processo. Anche questo sarà associato a un aumento dell’impronta di CO₂, almeno se si fa un confronto corretto tra fuel conforme e l’opzione di un EGCS.

Considerare questi effetti è ovviamente un compito molto complesso, perché è difficile valutare quali cambiamenti siano dovuti esclusivamente all’IMO 2015/2020 – o persino stabilire per quale flusso di prodotto vadano ricalcolati i costi “esterni” e l’impronta di CO₂. Per questo, una valutazione davvero olistica lascia ancora aperti diversi interrogativi.

L’industria della raffinazione (Concawe) riferisce che l’IMO 2015/2020 porterà a un aumento di impronta di CO₂ di circa il 10%, senza considerare l’impronta legata alle installazioni.[4] Lo studio supplementare IMO sulla disponibilità di fuel[5] stima l’aumento al 4,4%, ipotizzando che un certo numero di navi venga gestito con un EGCS a bordo – un’ipotesi che lo studio Concawe non condivide.

Considerando i numeri dello studio WtW e quelli degli studi aggiuntivi citati, è ragionevole ritenere che l’aumento dell’impronta di CO₂, se tutte le navi utilizzassero solo fuel conformi, sarebbe superiore al 4,4%, dato che le cifre di Concawe lo collocano intorno al 10%. È inoltre ragionevole supporre che il valore difficilmente raggiungerà il ~25% del limite superiore dello studio WtW, perché ciò implicherebbe investimenti troppo elevati per le raffinerie. Tuttavia, bisogna considerare che, via via che il greggio diventa una risorsa più scarsa, crescerà la tendenza a desolforare l’HFO, finché questo processo resterà competitivo rispetto alle alternative di fuel net-zero/zero-carbon e alle misure di mercato legate ai GHG.

La strategia iniziale IMO sui GHG[6] parla di “raggiungere il picco delle emissioni GHG il prima possibile”, tenendo conto della crescita prevista del traffico marittimo. Promuovere l’uso degli EGCS aiuterebbe a minimizzare il picco e sarebbe del tutto sensato, poiché alternative di fuel net-zero-carbon e zero-carbon non saranno disponibili su scala globale nei prossimi 5–10 anni.

Ma torniamo allo studio WtW. A questo punto dovrebbe essere chiaro che lo studio va letto così: il processo di desolforazione di un straight-run fuel richiede meno energia rispetto alla desolforazione di un HFO. Da questo punto di vista, lo studio non considera l’impatto globale se tutte le raffinerie del mondo utilizzassero straight-run fuel come risorsa. Allo stesso modo, è improbabile che tutte le raffinerie aggiornino i propri impianti per desolforare esclusivamente HFO. Pertanto, se stai cercando di capire quale impatto avrebbe l’IMO 2015/2020 sull’impronta globale di CO₂ se tutte le navi funzionassero a fuel conformi, non troverai questa risposta nello studio. Troverai però una risposta a quanto aumenterebbe l’impronta globale di CO₂ dovuta all’IMO 2015/2020 se tutte le navi fossero dotate di EGCS.