LA FRAZIONE RESIDUA DEI RIFIUTI

URBANI:

CONFRONTO TRA TECNOLOGIE E

MODALITÀ DI GESTIONE

IL SISTEMA BEA DI GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI

SELEZIONE

MECCANICA

(TMB)

DISCARICA

R

E

C

U

P

E

R

O

M

A

T

E

R

I

A

Carta

Plastica

Vetro

Metalli

FRAZIONI

DIFFERENZIATE

TRATTAMENTO

BIOLOGICO

(aerobico o

anaerobico)

Compost

Umide Secche (mono e multi)

TERMOVALORIZZAZIONE

RIFIUTO URBANO

RESIDUO

Residui Residui

R

E

C

U

P

E

R

O

E

N

E

R

G

I

A

Ceneri Scorie a recupero

Elettricità

Calore Residui

Elettricità

Calore

Biogas

SCHEMI ALTERNATIVI DI GESTIONE DEL RUR

scorie a recupero di

materia

RUR

TERMOVALORIZZATORE

DISCARICA

calore

en. elettrica

ceneri

RUR

TMB

RECUPERO DI

ENERGIA (WTE

o co-combustione)

Frazione alto PCI

residui ceneri

calore

en. elettrica

recupero metalli

SCENARIO 1

schema BEA

SCENARIO 2

TMB+ recupero di energia

scorie a recupero di

materia

LA GESTIONE DEL RIFIUTO URBANO RESIDUO (RUR)

In un sistema di gestione dei rifiuti urbani le tre tipologie

di trattamento (Trattamento Meccanico Biologico,

trattamenti termici, discarica) si integrano tra loro.

Quello che distingue i possibili scenari di gestione

è il livello a cui le tre tecnologie vengono applicate

e come vengono tra loro connesse.

LA GESTIONE DEL RIFIUTO URBANO RESIDUO (RUR)

Nel bacino BEA (e in tutta la Lombardia), il TMB si utilizza per

selezionare e rendere riciclabile la frazione secca da raccolta

differenziata o per produrre Combustibile Solido Secondario e non per

recuperare materia dal Rifiuto Urbano Residuo.

Si opera solo un trattamento meccanico (selezione, triturazione) e non il

trattamento biologico (compostaggio) del RUR in quanto la frazione

umida viene raccolta in maniera differenziata.

DEFINIZIONE

Gli impianti TMB operano pre-trattamenti di diverso genere che

combinano trattamenti meccanici (triturazione e selezione) e biologici

(compostaggio) allo scopo di:

separare frazioni riciclabili ancora presenti;

produrre una frazione secca ad elevato contenuto energetico da

inviare a recupero di energia in impianti di termovalorizzazione,

co-combustione in centrale termo-elettrica o in cementifici.

ORIGINI

In origine (anni „80-„90) gli impianti TMB erano concepiti per migliorare la

qualità del rifiuto solido urbano tal quale prima del conferimento in discarica.

Scopo:

stabilizzazione della sostanza organica putrescibile;

diminuzione della quantità di rifiuto per evaporazione dell‟acqua contenuta.

Opzione che non prevedeva recupero di materia né di energia!

I TMB IN ITALIA

Fonte: Rapporto Rifiuti Urbani 2013- ISPRA 19 giugno 2013

Capacità di trattamento impianti TMB in Italia divisi per Regione:

I TMB IN ITALIA

I trattamenti TMB in Italia:

quantità pre-trattate: 9,3

milioni ton RUR all‟anno;

Direttiva discariche -> divieto

di conferire in discarica rifiuto

non pre-trattato;

solo 16% del RUR viene

utilizzato in

termovalorizzatori, il 3% in

co-combustione;

gran parte della frazione ad

elevato contenuto energetico è

conferita in discarica!!

TMB IN

ITALIA

100% RUR

input

20% perdite

processo

60% discarica

1% recupero

metalli

3% recupero energia co-

combustione in centrali

o cementifici

16% recupero

energia

termovalorizzatori Fonte: elaborazione dati ISPRA 2010

I TMB IN GERMANIA

I trattamenti TMB in Germania:

45 impianti in funzione pre-

trattano 6 milioni ton RUR

all‟anno

2005 Landifill Ban -> Divieto di

conferire in discarica rifiuto non

pre-trattato e con TOC >5%

TMB diffusi nelle regioni

storicamente legate a

conferimento in discarica

Fonte: ”Further Development and Capability of Mechanical Biological Waste Treatment” M. Balhar, In Proceedings of

Waste to Resource 2013 Symposium.

I TMB IN GERMANIA

TMB IN

GERMANIA

100% RUR

input

17% perdite

processo

22% frazioni

a discarica

3% recupero metalli

58% a recupero energetico

70% in termovalorizzatori

22% cementifici

8% centrali a carbone

Fonte: ”Further Development and Capability of

Mechanical Biological Waste Treatment” M. Balhar, In

Proceedings of Waste to Resource 2013 Symposium.

LA CO-COMBUSTIONE È UNA ALTERNATIVA?

Limiti alle emissioni per impianti industriali definiti dal D.Lgs 133/2005:

necessari adeguamenti degli impianti;

problemi con emissioni di Hg -> cementifici e centrali termoelettriche concepite per

massimizzare rese energetiche e produttive non per smaltimento sicuro rifiuti;

contenuto Cl -> criticità per corrosioni e influenza su cemento prodotto.

Dlgs 152/06 Dlgs 133/05

Cementificio combustibili

convenzionali Co-combustione in

cementificio Termovalorizzatori

Termovalorizzatore

BEA Spa (2012)

Polveri totali mg/m3n 50 30 10 1,9

TOC " - 10 10 0,9

HCl " - 10 10 2,8

HF " - 1 1 0,39 SO2 " 600 50 50 2,8

NOx " 1800-3000 800 (500 nuovi) 400 (200 nuovi) 139

Cd+Ti " - 0,05 0,05 0,002 Hg " - 0,05 0,05 0,001

Metalli " 5 0,5 0,5 0,03

PCDD/F ng/m3n 10 0,1 0,1 0,01

POTENZIALITÀ CO-COMBUSTIONE

Fonte: «Rapporto Potenzialità e benefici dell‟impiego dei combustibili secondari in industria» Nomisma

Energia srl - potenzialità CSS stimate sulla base dei dati di produzione di cemento del 2009.

Potenzialità di co-combustione in Italia all‟anno:

Cementifici:

(10% sostituzione combustibile) 450.000 t/a

Centrali termo-elettriche:

(10% sostituzione combustibile) 2.400.000 t/a

Potenzialità Co-Combustione totale: 2.850.000 t/a

Potenzialità produttiva TMB in Italia: 5.400.000 t/a

Produzione reale di CSS in Italia: 1.094.908 t/a

I TMB CONVENGONO?

L‟analisi dei flussi di massa riporta chiaramente i TMB come impianti di pre-

trattamento prima del recupero energetico e non come un sistema di

recupero di materia.

Aggiungere una fase di trattamento in un sistema comporta aggravi

economici, energetici e gestionali.

Produrre Combustibile Solido Secondario comporta una perdita di circa il 25%

del contenuto energetico del RUR*

Conviene aggiungere un trattamento TMB prima del recupero energetico?

* Fonte: C.A. Velis, J. Cooper “ Are Solid Recovered Fuels Resource-Efficent ?” Waste Management & Research 31, 2013.

I TMB SONO UNA TECNOLOGIA PULITA?

Gli impianti TMB producono emissioni in atmosfera:

COV, NH3, H2S;

polveri;

bioaerosols e odori.

In Austria e Germania i limiti alle emissioni da impianti TMB sono

equiparati ai limiti da WTE. Necessari trattamenti emissioni con:

Biofiltri;

RTO- trattamento termico rigenerativo;

depolveratori – filtrazione.

Per impianti TMB con digestione anaerobica in fase liquida è necessario il

trattamento delle acque di processo.

In Italia le emissioni dei TMB non sono normate.

I TMB SONO ECOLOGICI? SCENARIO 1

INCENERIMENTO

DIRETTO

SCENARIO 2

MTB+

RECUPERO ENERGIA

DISCARICA

RUR

WTE

DISCARICA

RUR

MBT

REC. ENERGIA

(WTE o co-

combustione)

Trasporto

Trasporto

Trasporto

Trasporto

Trasporto

I TMB SONO ENERGETICAMENTE EFFICIENTI?

Incenerimento diretto migliori prestazioni che TMB+WTE -> 15-30% energia in più

risparmiata

Le differenze -> Energia consumata nel processo di produzione del CSS dal RUR

Fonte: Rielaborazione dati da C. Cimpan, H. Wenzel J“ Energy Implications of Mechanical and Mechanical-Biological

Treatment Compared to Direct Waste-to -Energy” Waste Management 33, 2013.

I TMB SONO ENERGETICAMENTE EFFICIENTI?

TMB+CC prestazioni energetiche vicine a WTE diretto;

le maggiori efficienze di recupero di energia della centrale termo-elettrica

vengono annullate da consumi e perdite energetiche del processo di

produzione CSS.

Fonte: Rielaborazione da “Energy and Environmental Balances of Energy Recovery from Municipal Solid Waste with or without RDF

Production” Consonni S. et al., in Proceedings of Venice 2006 Symposium

I TMB SONO ECONOMICI? – IL CASO BEA

o Immaginiamo di trattare in un TMB tutto il RUR attualmente gestito da

BEA (ricordiamo che detto quantitativo non basta da solo a far reggere i

conti di un TMB, servono almeno il doppio delle tonnellate);

o Dalle analisi merceologiche condotte da CONAI nel dicembre 2012 risulta

ancora presente nel RUR avviato a termovalorizzazione a Desio il 44% di

frazioni teoricamente valorizzabili dal punto di vista merceologico;

I TMB SONO ECONOMICI? – IL CASO BEA

o Immaginiamo ora che un impianto TMB progettato per la valorizzazione delle

frazioni recuperabili in termini di materia (e non per la produzione di CDR) sia

immediatamente disponibile a Desio (quindi senza aggravi nei costi di

trasporto dalla raccolta stradale all‟impianto di trattamento);

o Immaginiamo ancora che questo impianto abbia un rendimento dell‟80% (cioè

riesca a selezionare effettivamente l‟80% di ciò che è teoricamente disponibile

– percentuali che si raggiungono solo negli impianti di selezione delle raccolte

differenziate – vedi SERUSO);

o Immaginiamo che tutto il 35% selezionato venga venduto senza difficoltà.

I TMB SONO ECONOMICI? - IL CASO BEA

COSTI RICAVI

Selezione del RUR 90 €/t

Trasporto a destino 10 €/t

Smaltimento finale 80 €/t X 65%

Totale costi 152 €/t

Vendita carta selezionata 65 €/t X 26,0%

vendita plastica selezionata 200 €/t X 7,5%

vendita ferro selezionato 80 €/t X 1,5%

vendita alluminio selezionato 600 €/t X 0,5%

Totale ricavi 35,8 €/t

Costo finale TMB: 152€/t – 35,8 €/t = 116,20 €/t

Tariffa attuale BEA: 95,00 €/t

I TMB DEGLI ALTRI – IL CASO REGGIO EMILIA

IL TMB ITALIANO E IL RECUPERO DI MATERIA

23

24

Nome

BEA SpA

Iren SpA

Ubicazione

Desio (termovalorizzatore)

Reggio Emilia (TMB)

Investimento

25 milioni di Euro

56 milioni di Euro

Potenzialità (t/a)

88.000

150.000

Rifiuti trattati

Rifiuto urbano residuo

Rifiuto urbano residuo

a recupero di materia

21% (scorie)

16,9%

a recupero energetico

79%

21,6%

a discarica

0%

49,6%

Tariffa di ingresso (€/ton)

90

130-150

Entrata in funzione

Gennaio 1976

Prevista a Luglio 2015

CONCLUSIONI

«I materiali selezionati da un TMB, materiali

costosi da produrre, possono anche divenire

costosi da smaltire se il mercato di utilizzo non è

adeguatamente sviluppato. Senza un mercato, gli

aspetti positivi del sistema TMB sono annullati. Un

aspetto critico che le amministrazioni locali

devono considerare nella scelta delle strategie di

gestione del RUR è l’esistenza di un mercato per i

prodotti ottenuti».

Fonte: «How Green is Mechanical Biological Treatment? » Read Adam, Godley Andrew, Waste

Management World 12, April 2011