Gas Naturale Liquefatto e Rigassificatori: cosa sono e come funzionano

22.04.2022

 di Alberto Bertucco e Giuseppe Maschio

Per emanciparsi dal gas russo, l’Europa mira ad aumentare l’importazione di Gas Naturale Liquefatto, soprattutto dagli Stati Uniti. Come viene ottenuto il Gas Naturale Liquefatto?
Quando si parla di GNL si deve innanzitutto capire che GNL è cosa diversa dal GPL: entrambi sono miscele liquide di idrocarburi, ma il primo è un liquido criogenico (a temperatura molto bassa, 162°C sotto zero, ma a pressione atmosferica), che viene liquefatto soltanto per il trasporto, e viene gassificato prima della distribuzione. Il GPL è invece un liquido sotto pressione (10-15 atmosfere circa), che passa allo stato gassoso nel momento dell’utilizzo. Anche la composizione di queste due fonti di energia fossile è diversa.

Il GNL è costituito in massima parte da metano (col 5% circa di idrocarburi più pesanti) e si ottiene dal Gas Naturale (NG) per liquefazione diretta. Dopo uno step di purificazione (dal metano si tolgono la CO2 e l’H2S), il NG viene compresso, raffreddato e decompresso con un processo a più stadi piuttosto energivoro: circa 3 MJ/kg di GNL.
La densità del GNL è circa 600 volte superiore a quella del metano gassoso a 1 atmosfera. Il GNL ha una densità energetica per unità di volume molto elevata (ma solo metà rispetto alla benzina). Può quindi essere conveniente trasportare metano nella forma GNL e convertirlo allo stato di gas dopo l’arrivo a destinazione: una nave metaniera porta l’equivalente di 160 milioni di metri cubi di metano.

Che impatto ambientale ha la filiera del GNL?

Il processo di produzione di GNL da metano gassoso ha due impatti principali sull’ambiente: l’energia necessaria per il processo di liquefazione (circa il 6% dell’energia disponibile nel NG) e le perdite di metano in atmosfera che si verificano nelle fasi di liquefazione e rigassificazione. Ma si devono tenere in considerazione almeno altri due impatti nella filiera a monte della liquefazione: da un lato le emissioni di metano e CO2 atmosferica causati dalle operazioni di estrazione, accumulo e distribuzione del metano gassoso che deve essere sottoposto al processo di liquefazione criogenica, dall’altro le modalità di estrazione del gas naturale dal sottosuolo: in questo caso, ad esempio, l’estrazione attraverso tecnologie di fracking come quelle usate negli Stati Uniti comporta enormi consumi di acqua e danni consistenti alla geomorfologia del sito di estrazione. Per quanto riguarda il rilascio di gas climalteranti in atmosfera, un esteso ed accurato studio statistico del 2016 ha dimostrato che viene emesso l’equivalente di 1 kg circa di CO2 fossile per kg di GNL prodotto, di cui un terzo è dovuto alle operazioni richieste per passare da NG a GNL. 

Come funzionano i rigassificatori che servono a rendere gassoso il GNL?

I rigassificatori ricevono il GNL dalle navi metaniere che lo trasportano come gas liquefatto criogenico (-162°C). Esso viene trasferito, allo stato liquido, dalla nave ad un serbatoio di stoccaggio all’interno del rigassificatore, dove mantiene le medesime condizioni fisiche di trasporto. Successivamente viene inviato ad un vaporizzatore in cui per riscaldamento si effettua la gassificazione con l’espansione del gas, che torna allo stato gassoso naturale. La variazione di temperatura avviene in genere tramite lo scambio termico in fasci tubieri tra gas liquido e acqua di mare, che cede il proprio calore al gas; la pressione invece viene ridotta tramite l’espansione del gas in appositi serbatoi. A questo punto il gas può essere immesso nella rete di distribuzione nazionale.