Il presente Rapporto illustra i risultati ottenuti nelle attività previste nel Progetto GEN21 dalle milestones 2.4.2.1 e 2.4.2.2. Obiettivo comune di tali milestones era l’individuazione dei fattori critici che allo stato attuale limitano la diffusione degli impianti IGCC. Stante la forte integrazione e le parziali sovrapposizioni tra le attività delle citate milestones (una relativa alla sintesi dell’esperienza di esercizio di impianti IGCC a carbone e l’altra focalizzata sulla valutazione di criticità di componenti e sistemi dei medesimi impianti), si è ritenuta più efficace la presentazione congiunta nel presente Rapporto delle attività svolte in entrambe le milestones. Al fine di valutare i livelli di affidabilità e disponibilità raggiunti dagli impianti IGCC alimentati a carbone, è stata condotta un’analisi delle principali esperienze maturate negli ultimi anni con alcuni di essi, raccogliendo informazioni bibliografiche e (nei limiti del possibile), testimonianze dirette relative alle reali prestazioni ottenute ed ai principali problemi riscontrati. Le numerose e diverse problematiche emerse sono descritte ed analizzate cercando anche di correlarle con le caratteristiche di fatto "dimostrative" di alcuni tra gli impianti analizzati. Complessivamente sono stati esaminati 8 impianti, di cui 6 alimentati carbone e 2 (italiani) alimentati con residui pesanti di raffineria. Sulla base dei dati raccolti si evidenzia una situazione piuttosto aperta, in cui convivono anche aspetti contraddittori. Risulta evidente che l’affidabilità degli IGCC non è ancora a livello di tecnologia matura, ma appare chiaramente che questa tecnologia, sia pure con le necessarie migliorie tecnologiche, presenta notevoli potenzialità che riguardano anche l’aspetto ambientale. Negli impianti esaminati l’affidabilità è risultata variabile dal 13% a quasi il 100%, e le ragioni ed i fattori che hanno influenzato tale parametro sono molteplici. Al primo posto sembrano esserci alcune scelte progettuali di base: un impianto ben progettato, basato su singoli componenti di tecnologia collaudata, con le necessarie ridondanze di componenti critici, che utilizza solo combustibili adeguati alle scelte progettuali, ha sicuramente molte più possibilità di funzionare in modo soddisfacente e mantenersi operativo per tempi ragionevoli senza necessità di particolari interventi manutentivi di tipo straordinario. Anche il tipo e la composizione del carbone impiegato sono fattori particolarmente critici sia per il gassificatore che per altre parti dell’impianto, in quanto possono determinare una serie di problemi tra i quali alterazioni metallurgiche, riduzione della vita di alcuni materiali, rotture di componenti e difficoltà nel trattamento delle ceneri. Tra gli altri fattori che influenzano sia l’affidabilità sia la disponibilità degli IGCC figurano anche l’approfondita conoscenza dell’impianto che deriva dall’esperienza di gestione dello stesso.

Per quasi tutti gli impianti esaminati entrambi i parametri sono infatti mediamente migliorati nel corso degli anni, nonostante l’invecchiamento dei componenti. Tra i fattori di rilievo si possono evidenziare anche le eventuali ridondanze dei componenti più critici, ed in particolare il raddoppio della linea di gassificazione oppure la possibilità di continuare a gestire i cicli di generazione operando con integrazioni di gas naturale nel caso di problemi al processo di gassificazione. E’ ovvio che gli impianti che adottano queste ultime soluzioni non dovrebbero, a rigore, essere direttamente confrontati con gli altri, poiché conseguono un innalzamento di affidabilità e disponibilità per mezzo di una sorta di escamotage, ma è altresì ovvio che operare una distinzione tra escamotage ed una corretta scelta progettuale non è banale. Se da un lato i risultati complessivamente ottenuti non lasciano spazio a grandi entusiasmi e non permettono di archiviare la tecnologia IGCC come "collaudata e commerciale", da un altro non è giusto nemmeno stroncarla sulla base delle numerose difficoltà operative verificatesi prevalentemente nei primi anni di esercizio. Nel documento è infine presentata una rassegna dei possibili sviluppi tecnologici recentemente proposti per migliorare le prestazioni degli IGCC sia in termini di efficienza, sia di riduzione dei costi specifici, sia di miglioramento dell’affidabilità. Quest’ultima attività è stata svolta in collaborazione con il Dipartimento di Energetica del Politecnico di Milano, il cui studio (presentato in Allegato) ha analizzato anche le prospettive di sviluppo a medio termine della tecnologia IGCC. Dall’esame delle esperienze accumulate e delle prospettive di sviluppo, si può ritenere che non vi siano sostanziali problematiche tecnologiche ancora irrisolte nel settore degli IGCC, anche alimentati a carbone. Chi sostiene oggi di poter costruire (sulla base delle esperienze acquisite) un IGCC a carbone con elevata probabilità di conseguire un affidabile esercizio commerciale, non può essere facilmente smentito a priori. Non si può però nascondere che il livello di rischio di un investimento per la realizzazione di un IGCC sia ancora relativamente elevato rispetto ad altre tecnologie di impiego del carbone.