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 pove-ro di risorse minerali, fatto col quale conviviamo da molto tempo e che tende ad essere sempre più criti-co 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 i-droelettrica, la geotermia).

Ciononostante, oggi la mag-gior parte dell’energia, com-presa quella che serve per produrre l’elettricità, si ottiene in Italia da combustibili fossili. Più che il carbone, usiamo enormi quantitativi di gas na-turale e di petrolio e, almeno per i prossimi vent’anni, è dif-ficile che la situazione possa cambiare in modo radicale. In questo quadro la funzione della produzione nazionale di idrocarburi ha un ruolo com-plementare ma indubbiamente importante, perché contribui-sce ad un’irrinunciabile obiet-tivo della politica energetica nazionale: garantire sicurez-za, flessibilità e continuità de-gli approvvigionamenti di e-nergia.

Ecco l’importanza di individua-re e sfruttare giacimenti di pe-trolio 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

Diga del Vajont

Produzione Gas negli anni 1985-2006

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5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006

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Terraferma Mare

Produzione Olio negli anni 1985-2006

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1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006

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Terraferma Mare

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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 pro-spiciente. Purtroppo, dal 1994 la produzione è andata sempre diminuendo per il naturale declino pro-duttivo dei vecchi campi e per le difficoltà incontrate dalle nuove attività di ricerca, particolar-mente nell’Adriatico. Nel frattempo i nostri consumi aumentano sempre più, dato che, dove pos-sibile, 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 na-zionale 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 Basi-licata, 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 e-normi 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 (indu-stria, 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 pri-vati, etc.). Dovremo cercare di usare sempre “meglio” l’energia, ri-

ducendo 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 “alterna-tive” a quelle dei combustibili fossili, come quella solare o eoli-ca, ma le difficoltà (occupazione di vaste aree con aerogene-ratori o pannelli fotovoltaici, impatto ambientale) ed i costi oc-correnti non consentiranno, nel futuro prossimo, di evitare la nostra dipendenza da gas e petrolio. E’ molto probabile addirittura che nei prossimi venti anni con-sumeremo ancora più gas mentre ridurremo solo leggermente il consumo di petrolio.

1 Si cercherà cioè di ridurre l’”intensità energetica” del Paese (rapporto fra l’energia consumata e PIL)

Aerogeneratore

Pannelli fotovoltaici sul tetto

3

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 quanti-tativi 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 ri-serve conosciute che possono coprire i consumi attuali solo per 40 anni, inoltre i consumi mon-diali 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 sot-tosuolo 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 so-lito il prezzo del petrolio scende (e allora la ricerca langue), viceversa quando so-no scarse (e allora la ricerca ferve). Dato che la ricerca petrolifera richiede vari anni, questo è uno dei motivi princi-pali dei cicli nel prezzo del petrolio. In questa corsa ad inseguimento fra con-sumi e riserve si studiano tecniche sem-pre più sofisticate per trovare il petrolio ed estrarne il massimo possibile dai gia-

cimenti 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 pro-prietari dei terreni sotto cui vi sono i giacimenti, ma allo Stato. Questo affida a compagnie spe-cializzate 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, ver-sando 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 profon-

di. 4 Compensando i casi in cui non trova niente.

4

Dato che abbiamo bisogno di una produzione naziona-le per evitare di dipendere totalmente dalle importa-zioni, 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 gia-cimenti 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 vali-de).

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 ricosti-tuire le riserve impoverite dai quantitativi che man ma-

no si estraggono. Breve storia degli idrocarburi naturali (petrolio, bitume, asfalto)

Il petrolio è una miscela naturale di idro-carburi allo stato liquido, accompagnati da idrocarburi gassosi o solidi come i bi-tumi e gli asfalti, nonché da acqua salata.

5 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…

Aree marine di pertinenza italiana

Manifestazione superficiale di petrolio in mare

Manifestazione superficiale di petrolio a terra

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Un po’ come per tutti i minerali che l’uomo utilizza, la cono-scenza 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-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, rag-giunta la profondità di poco più di 20 metri, il pozzo cominciò a riempirsi di petrolio, fornen-done 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 pre-sto chiamato “oro nero”. Da allora, il consumo di petrolio è cresciuto a dismisura nel mondo. 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 spo-destato per molti usi anche il carbone. La ricerca petrolifera La crescente domanda ha imposto la necessità di tro-vare e produrre quantità sempre maggiori di petrolio, stimolando la ricerca con pozzi molto profondi.

6 Infatti, se all’aria, tende ad evaporare la parte più leggera e resta eventualmente la parte più bituminosa.

“Col.” Drake

Antico campo petrolifero

Il petrolio occupa I pori delle rocce

6

Alla fine del XIX secolo, quando si co-minciò capire che il petrolio non era con-tenuto in cavità o laghi sotterranei, ma fra i pori delle rocce, lo studio della geologia iniziò ad essere uno strumento essenzia-le per la ricerca del petrolio a maggiori profondità.

Nel 1885 si sviluppò la cosiddetta Teoria dell'anticlinale, osservando che i pozzi perforati sui culmini delle pieghe anticli-nali erano produttivi a gas e petrolio, mentre quelli ubicati sui loro fianchi pro-ducevano acqua salata. 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 ta-lune rocce sedimentarie (rocce madri). 2. Questi idrocarburi hanno “migrato” verso la superficie attraverso rocce per-meabili.

7 Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di coper-

tura, 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 conso-lida 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.

Esempi di trappole7

I fluidi presenti nel sottosuolo (gas, olio,

ed acqua), si dispongono secondo la loro densità

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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 impedi-to 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 con-servazione. Per trovare un giacimento bisogna quindi individuare, con studi geologici, una for-mazione rocciosa profonda dove può es-servi stata la formazione di idrocarburi. Ma non basta: è essenziale che gli idro-carburi possano essere stati trattenuti nel sottosuolo, perciò lungo il loro percorso devono aver incontrare una barriera im-permeabile che ne ostacola il movimento (“trappola”). Un grande aiuto per individuare l’esistenza di queste condizioni viene dal-la geofisica, che riesce a ricostruire l’andamento degli strati delle rocce senza dover ricorrere a perforazioni, che sono sempre molto costose (dell’ordine di mi-lioni di euro), facendo una specie di “e-cografia” del sottosuolo.

9 Per trappola si intende ogni assetto o situazione degli strati di una roccia serbatoio, in relazione alla roccia di coper-

tura, tale da determinare le condizioni adatte per un accumulo di idrocarburi.

Esempi di trappole9

Schema di un impianto di perforazione a terra

8

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 mo-derne 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 rimpiaz-zata 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.

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 appa-recchiature 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… 11

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.

Impianto di perforazione (derrick), impianti e labotatori accessori

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La produzione petrolifera Una ricerca positiva si conclude con la “valutazione” del giaci-mento, cioè con la sua delimitazione e valutazione della quanti-tà estraibile (riserve estraibili), sono perciò di solito necessari

vari altri pozzi. Si arriva così a valutare il quantitativo di petrolio estraibi-le e la produzione giornaliera possibile in funzione della po-rosità della roccia serbatoio (percentuale dei vuoti nell'unità di volume della roccia), della sua permeabilità (intercomuni-cazione fra i pori della roccia) e delle caratteristiche del petrolio (viscosità). Quindi si procede allo svilup-po del giacimento, adattando

alla produzione i poz-zi già fatti per la ricer-ca e/o perforando nuovi pozzi (di svilup-po), in modo da dre-nare tutto il giaci-mento nel modo mi-gliore. In alcuni pozzi il pe-trolio viene alla su-perficie spontanea-mente, talora anche

in modo violento, spinto dalla pressione del gas che di solito oc-cupa 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 aumen-tare questa percentuale, si usano tecniche come l'iniezione di acqua per favorire il drenaggio dei pozzi. 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,

Piattaforma galleggiante di per-

forazione a mare

Permeabilità della roccia serba-toio

Piattaforme marine di ricerca e produzione

Dispositivo di sicurezza per la

produzione

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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, ga-solio, kerosene, etc.).