Analisi di rischio per la fattibilità di uno stoccaggio geologico di anidride carbonica

The storage of carbon dioxide in deep saline aquifers is generally considered one of the most effective measures to mitigate the greenhouse effect. The technique consists of the injection into aquifers at depths greater than 800m of the carbon dioxide emitted by power plants, after capture and compression up to the conditions of supercritical fluid. The aquifer is capped by a geological seal, constituted by a low-permeability formation. The tightness of the seal may be compromised by the fracturing or reactivation of existing faults, as a consequence of the high pore pressures generated by the injection of the massive quantities of carbon dioxide. For the feasibility of the storage it is therefore required the evaluation of the risk of leakage through these discrete structures. At a preliminary stage the evaluation can be performed through a risk analysis, by using the excess of pressures calculated by means of a simplified model of two-phase transport in a porous medium and the criteria for the fracturing of the rock and reactivation of ubiquitous faults. In the framework of a Monte Carlo procedure, the parameters of the criteria vary according to predifened probability density functions. The note reports the results of an application of the risk analysis to an unstructured sedimentary basin in Piedmont, Italy. The amount of carbon dioxide to be stored is produced by a close power plant. Albeit using rough parameters, the stochastic analysis indicates the geological conditions for which the risk of leakage is limited to an acceptable percentage and may orient towards further specic investigations aimed at refining the assessment of feasibility and finding the optimal location of the injection.

Lo stoccaggio di anidride carbonica in acquiferi salini profondi è una delle misure ritenute generalmente più efficaci per la mitigazione dell'effetto serra. La tecnica prevede che l'anidride carbonica emessa dalle centrali termoelettriche, dopo cattura e compressione sino alle condizioni di fluido supercritico, sia iniettata in una formazione geologica acquifera a profondità superiori agli 800 m, limitata superiormente da una formazione geologica poco permeabile che funga da sigillo. La tenuta del sigillo può essere compromessa a seguito di fratturazioni indotte o riattivazioni di faglie esistenti per effetto degli elevati valori di pressione interstiziali generati con l'iniezione di quantità massive di anidiride carbonica. La valutazione della fattibilità dello stoccaggio richiede quindi la stima dei rischi di veicolazione del gas in queste strutture discrete. In una fase preliminare tale stima può essere effettuata tramite una analisi di rischio, utilizzando le sovrapressioni calcolate con un modello semplicato di trasporto bifase in un mezzo poroso congiuntamente con i criteri per la fratturazione della roccia del sigillo e per la riattivazione di faglie ubique nel contesto di una procedura Monte Carlo, dove i parametri dei criteri variano conformemente a predefinite distribuzioni di sensità di probabilità. Nella nota si riportano i risultati di un'applicazione dell'analisi di rischio per la fattibilità dello stoccaggio in un acquifero non strutturato del bacino sedimentario Alessandrino. La quantità di anidride carbonica ipotizzata da stoccare è quella prodotta dalla centrale termoelettrica di Chivasso. Sia pure utilizzando parametri orientativi e non suffragati da indagini, l'analisi stocastica indica le condizioni geologiche per le quali il rischio di fuoriuscita risulti contenuto in una percentuale accettabile. Sulla base di questa indicazione si possono orientare i necessari accertamenti per perfezionare la stima della fattibilità e collocare in modo ottimale l'impianto di iniezione.