La gestione dei rifiuti urbani tra riciclo, valorizzazione energetica e smaltimento in discarica...

La gestione dei rifiuti urbani tra riciclo, valorizzazione

energetica e smaltimento in discarica

Ermanno Barni – ENEA

XVIII settimana della cultura scientifica

c.r. Casaccia 6 marzo 2008

Problema o risorsa: le tappe

•Equilibrio (naturale riassorbimento)•La rivoluzione industriale•Dopoguerra (legame diretto al PIL, crescita, superamento della capacità di naturale riassorbimento e conseguente inquinamento)•Oggi (problema ambientale planetario - necessità di modifica dei sistemi gestionali nel senso del recupero)•Domani (necessità di modifica dei modelli di produzione-consumo)

rivoluzioneindustriale

società contadina

società industriale

contesto ruraleassenza di rifiuti

contesto urbanoscarsità di rifiuti

contesto urbano/ruraleprevalenza dell’umido preval. del secco e

prodotti industriali di sintesi

Crescita dei rifiuti industriali

Sversamento sul suolo Discarica Discaricacontrollata

Incenerimento (recupero

energetico)

Riciclaggio

Gerarchia delle priorità

Riduzione di quantità e pericolosità

Riciclo e recupero materiali

Recupero di energia

Smaltimento in sicurezza

PrevenzionePrevenzione•obiettivi e strumenti ancora da definire•risultati quantitativamente poco significativi

Gestione•strumenti maturi (sistemi integrati)•buoni e affermati risultati

Nell’ambito della gestione invece nell’ultimo decennio si registrano significativi cambiamenti in atto nei paesi economicamente più avanzati.

Gestione rifiuti urbaniMedia UE Discarica 54% Recupero 27%Incen. 19%

Danimarca

Italia

Grecia/Irlanda

11 3950

90

65 8 27

Un sistema di gestione dei rifiuti urbani può essere realizzato con logiche e modalità tecniche diverse.

Un sistema è evidentemente tanto migliore quanto più alta è la percentuale di materiali riciclati o recuperati e quanto più bassa è la frazione che viene smaltita in discarica.

Esistono dei limiti, essenzialmente economici ma anche ambientali, al recupero di materiali ed energia; analogamente, permane comunque la necessità di discariche per i residui delle operazioni di trattamento e recupero.

RURaccolta differenziata

dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo

Raccolte differenziate

Trattamenti(selezione)

Raccolta del rifiuto indifferenziato

Eventualipretrattamenti

di selezione

Incenerimento conrecupero energetico

Elementi caratterizzanti e limiti intriseci

Impatto ambientale estremamente positivo a livelloterritoriale ampio, riduzione degli impatti anche

a livello locale ma necessità di nuove localizzazioniimpiantistiche, tra cui i termovalorizzatori

Crescita dei costi diretti, della complessitàe della capacità di gestione del sistema pubblico

Presenza non marginale di discariche (30-50%in peso, anche se con volumi e impatti ridotti)

COMPOSIZIONE RU E OPZIONI DI GESTIONE

Frazione Composizione(% p)

Riciclabile Compostabile Combustibile

Carta e cartone 24 Si Si SiOrganico 31 -- Si SiPlastiche pesanti 7,8 Si -- SiPlastiche leggere 5,2 Si -- SiVetro 7,0 Si -- --Metalli ferrosi 2,4 Si -- --Metalli non ferrosi 0,6 Si -- --Legno 4,6 Si Si SiTessili 1,6 Si -- SiVari combustibili 0,8 -- -- SiVari inerti 2,0 -- -- --Sottovaglio 13,0 -- -- Si(1)

TOTALE 100 53,2 59,6 81,5

1) 50%


dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo





di selezione


35 65

3,5 32

35

3,5

Flussi relativi a sistema integratocon mix di cicli di gestione dell’indiff.to


dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo





di selezione


60 40

6 19

25

6

Flussi relativi a sistema integratocon mix di cicli di gestione dell’indiff.to

Il ciclo tecnologico di gestione della frazione indifferenziata del rifiuto urbano può essere realizzato in diversi modi, cui corrispondono elementi di impatto e sostenibilità differenti.

Anche se quantificabili, essi non sono facilmente confrontabili tra loro per dar luogo ad una “scala di valori” universalmente accettata e condivisa.

Non deve pertanto sorprendere la notevole differenziazione che si riscontra, tanto a livello nazionale che internazionale, nelle varie situazioni ed ambiti territoriali, anche avanzati.

Cicli applicati in Italia per la valorizzazione energetica dell’indifferenziato residuale

combustione del rifiuto indifferenziato “tal quale”;

combustione della sua sola frazione secca;

produzione e combustione di CDR da selezione meccanica;

produzione e combustione di CDR da bioessiccazione.

IncenerimentoIncenerimento

Discarica

Recupero energetico da RU: incenerimento del “tal quale”

Ceneri e scorie27

100

SelezionemeccanicaSelezionemeccanica

Incenerimento(inceneritori o

impianti industriali)



BiostabilizzazioneBiostabilizzazione

CDR

Frazione organica Residui

Ceneri e scorie

Discarica

Recupero energetico da RU: : CDR da selezione meccanica

35

10

35

5





Trattamentobiologico

Trattamentobiologico

SelezionemeccanicaSelezionemeccanica

CDR

Discarica

Ceneri e scorie

Residui

Recupero energetico da RU: : CDR da bioessiccamento

15

55

10

Emissioni in atmosfera ed energia prodotta

Indifferenziato combusto (%)

Fumi per tonn. di

indiff. Nm3

Fumi per tonn.

combusta Nm3

Energia elett.

prodotta KWh

Combustione “tal quale” 100 4.700 4.700 560

Combustione fraz. secca 55 3.600 6.545 470

Combustione CDR 33 2.400 7.270 350

Produzione di residui

Scorie/ceneri kg

Scarti da discarica kg

FOS kg

Combustione “tal quale” 200/70 0 0

Combustione fraz.ne secca 60/35 90 190

Combustione CDR 34/17 240 230

Scorie, ceneri e scarti (kg)

Totale comprensivo di

FOS (kg)

Combustione “tal quale” 270 270

Combustione fraz.ne secca

185 375

Combustione CDR 291 521

Fabbisogno di discarica


dell’umido

Compostaggio

DiscaricaSistema

produttivo





60 40

6 12

18

6

Flussi relativi a sistema integratocon waste to energy dell’indiff.to

La valenza ambientaledel recupero di energia da rifiuti

Contributo alla riduzione delle emissionidi gas serra

L’nceneritore come “emettitore nullo”in termini di impatto globale

Da molti anni tutte le realizzazioni impiantistiche (non solo ambientali) sono oggetto di contestazioni da parte delle popolazioni interessate e, anche se meno frequentemente, dalle amministrazioni locali.

Sugli impianti di incenerimento si focalizza in genere il massimo del dissenso.

Tali contestazioni sono oggi fondamentalmente strumentali, essendo superati, negli impianti moderni, i problemi ambientali tipici di questa fase del ciclo di gestione dei rifiuti.

Stoccaggio/pretrattamenti

Combustione Recuperoenergetico

Trattamentofumi

Conferimentorifiuti

Presenzaimpianto

Viabilità

Emissioni

Scorie Inquin.termico

Ceneri

Emissionial camino

Fanghi

Scarichiidrici

Termovalorizzazione – fattori di impatto



Trattamentofumi

Conferimentorifiuti

Presenzaimpianto

Viabilità

Emissioni


Ceneri

Emissionial camino

Fanghi

Scarichiidrici

Fattori di impatto aspecifici



Trattamentofumi

Conferimentorifiuti

Presenzaimpianto

Viabilità

Emissioni


Ceneri

Emissionial camino

Fanghi

Scarichiidrici

Fattori di impatto minori o delocalizzati

Situazione attuale (1) Situazione futura (2)

InquinanteInceneritore RU

CentraleTermoelettrica Inceneritore RU Centrale Termoelettrica

mg/Nm3 g/kWhe mg/Nm3 g/kWhe mg/Nm3 g/kWhe mg/Nm3 g/kWhe

Polveri 9,2 0,08 -- 0,2 10 0,09 50 0.13

SO2 78 0,69 -- 3,5 100 0,9 400 1,08

NOx 230 2,0 -- 1,6 200 1,8 200 0,54

CO 14 0,124 35 0,09 14-50 0,12-0,44 35-250 0,1-0,67

(1) I dati relativi all’incenerimento sono ricavati in base ai valori medi di emissione di un campione sufficientemente rappresentativo della realtàitaliana. I fattori delle centrali termoelettriche sono ripresi dal Rapporto Ambientale 1997 dell’ENEL, ad esclusione del CO.

(2) I fattori di emissioni sono stati stimati in base ai limiti normativi e pertanto vanno intesi come valori massimi. Per le centrali si è assunto il mix dicombustibili impiegato per la produzione di energia in centrali termoelettriche (ENEL, Rapporto ambientale 2000)

EMISSIONI DI UN IMPIANTO DI RECUPERO ENERGETICO E DI UNA CENTRALE TERMOELETTRICA

Emissioni lorde:

Emissione di CO2 fossile (1) 294

Emissioni di N2O (2) 31

Trasporto (3) 25

A) Totale 350 Emissioni evitate:

Produzione energia elettrica (4) 394

Riciclo materiali ferrosi (5) 34

B) Totale 428 Emissioni nette= A - B -78

(1) Si è assunto un contenuto di carbonio nel rifiuto indifferenziato pari al 23%, di cui i 2/3 provenienti da fonti rinnovabili.

(2) Si è assunto un fattore di emissione pari a 0,1 kg di N2O/t di RU combusto. Il potere riscaldante globale (GWP) del N2O è pari a 310 volte quello della CO2, su un orizzonte temporale di 100 anni.

(3) Si è assunto un fattore di emissione pari a 20 kg CO2 / tRU per il trasporto dei rifiuti e dei residui di trattamento.

(4) Rendimento di conversione medio in energia elettrica assunto per il recupero energetico: 22 %. Le emissioni evitate da fonti fossili sono state valutate sulla base del fattore medio di emissione di una centrale termoelettrica, pari a circa 700 g di CO2/kWhe prodotto (ENEL, Rapporto ambientale 2000).

(5) Si è assunto un recupero di circa 15 kg di materiali ferrosi / tRU combusto.

EMISSIONI DI GAS SERRA DA COMBUSTIONE RU (KgCO2/tRU )

Relazione tra bacino di utenza e ciclo tecnologico

Con l’attuale produzione pro-capite media ed RD al 35%

Bacino minimo:

•285.000 abitanti con il ciclo “combustione del tal quale”

•500.000 abitanti con il ciclo “combustione CDR”

Taglia minima di riferimento: 100.000 t/anno

…. tra i fattori che condizionano le scelte, oltre a quelli ambientali

TMB50.000 t/a

Perdite diprocesso

10

materiali

2

FOS alriutilizzo 3 Scarti

10-20

discarica

“CDR” 15-25

Co incenerimentocon rifiuti speciali

Produzionecombustibili

derivati

FOS 10

Ipotesi di ciclo di gestione dell’indifferenziatoper flussi medio-bassi

Tecnologie innovativedi rec.ro

energetico

energiaBioreattore

Parametri significativi per l’impatto globale

Parametri significativi per l’impatto locale

(emissioni)

(emissioni)

mg/Nm3

g/m3

g/t g/kWh

g/h

(immissioni)

ImmissioniConcentrazione di inquinanti in aria a livello del suolo

Valori tipici per i moderni impianti

NOx media annua 0,1-5 g/m3

max base oraria 5-10 g/m3

PCDD/PCDF media annua 0,5x10-6ng/m3TE

La gestione dei rifiuti urbani tra riciclo, valorizzazione energetica e smaltimento in discarica...

Documents

Transcript of La gestione dei rifiuti urbani tra riciclo, valorizzazione energetica e smaltimento in discarica...