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Studio di benchmarking impianto « Waste to Energy» di S.Zeno Leonardo Tognotti Università di Pisa Arezzo, 12 Aprile 2014

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Studio di benchmarking

impianto «Waste to Energy»

di S.Zeno

Leonardo Tognotti

Università di Pisa

Arezzo, 12 Aprile 2014

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Obiettivi dello studio:

• Fare il punto sullo stato dell’impianto e confronto con le

tecnologie attualmente utilizzate nel Waste to Energy (WtE) in

Italia ed in Europa

• Valutare la rispondenza dell’impianto verso il soddisfacimento

delle attuali tendenze normative nazionali e comunitarie in

materia di incenerimento e recupero energetico

• Valutare la rispondenza dell’impianto alle esigenze di

trattamento dei rifiuti previste dalla pianificazione

• Individuare possibili interventi di miglioramento tecnologico e

valutare la vita utile residua dell’impianto

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Sommario

1. Il quadro di riferimento italiano ed europeo: tecnologie e taglie degli

impianti

2. Scenario normativo e programmatico e tendenze future – Normativa comunitaria e nazionale sui rifiuti

– L’IPPC e la Direttiva «Industrial emission»

– Normativa sul recupero energetico

– Pianificazione ATO Sud Toscana

3. L’impianto di incenerimento rifiuti di Arezzo- S.Zeno – Caratteristiche generali

– Dati riepilogativi

– Analisi critica della caratteristiche tecniche dell’impianto di S. Zeno in relazione allo

scenario di riferimento

4. Conclusioni

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1. Il quadro di riferimento

italiano ed europeo

Tecnologie e taglie degli impianti

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Fonti

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La situazione europea In Europa sono attivi al 2012

398 impianti, in 18 nazioni.

In alcune situazioni, sono inseriti in

contesti urbani (Vienna, Parigi,

Londra, Copenaghen.)

In Olanda (in particolare ad

Amsterdam) sorgono alcuni fra i più

grandi inceneritori d'Europa, che

permettono di smaltire fino a un

milione e mezzo di tonnellate di

rifiuti all'anno (~33% del totale).

% di smaltimento: Svezia (circa il

45% del rifiuto viene incenerito),

Svizzera (~100%), Danimarca

(~50%) Germania (~35%);

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La situazione europea

• Nei paesi dove l’incenerimento è più utilizzato, sono elevate le

percentuali di recupero di materia e compostaggio e minime le

percentuali di ricorso alle discariche

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L’incenerimento dei rifiuti urbani e

CSS in Italia nel 2012

Nel 2012 gli impianti di incenerimento per rifiuti urbani,

frazione secca (FS) e CSS operativi sul territorio

nazionale, sono 45

I rifiuti complessivamente inviati ad incenerimento sono

circa 5,5 milioni di tonnellate, di cui quasi 2,6 milioni di

RU indifferenziati, oltre 1,9 milioni di tonnellate di frazione

secca, quasi 553 mila tonnellate di CSS e 431 mila

tonnellate di rifiuti speciali. I rifiuti speciali pericolosi, di

cui quasi la metà di origine sanitaria, ammontano a oltre

54 mila tonnellate.

Nel 2012 il 17% dei rifiuti urbani prodotti viene incenerito.

Il maggior quantitativo di rifiuti urbani è incenerito nel

nord Italia (67,6% del totale nazionale: la Lombardia

presenta la percentuale più alta (44%), seguita dall’Emilia

Romagna (31,1%), dal Friuli Venezia Giulia (27,3%),

dalla Campania (23,1%), dalla Sardegna (17,7%), dal

Trentino Alto Adige (12,3%), dal Veneto (11,7%), dalla

Toscana e dal Lazio (10,8%).

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Impianti in Toscana

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Località Anno

avviamento Linee t/h t/giorno t/anno MWt MWe Tecnologia Depurazione fumi

Arezzo 2000 1 5,0 120 42.000 14,5 2,9 MG SNCR+SD+FF

Livorno 1974/03 2 7,5 180 54.000 31,2 6,7 MGWC SNCR+DA+FF

Montale Agliana (PT) 1978/01 2 5,0 120 43.800 15,7 0,8 RK SNCR+EP+DA+FF

Ospedaletto (PI) 1980/02 2 10,0 240 62.000 20,5 4,4 MG MG

SNCR+CY+DA+FF+FGC

SNCR+DA+FF

Poggibonsi (SI) 1977/08 3 9,5 228 67.000 34,9 9,9

MG

MG

MGWC

SNCR+DA+FF

SNCR+DA+FF

CY+DA+FF+SCR

Attualmente 8 linee sono griglie, 2 RK (Montale)

Taglie tutte tra 100 e 300 t/giorno

Impianti non più operativi: Castelnuovo, Falascaia, Rufina

L’impianto di San Zeno (griglia raffreddata ad aria, taglia 120 t/g) si

colloca nella categoria più ricorrente in Italia

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Taglie e tecnologie (Italia)

• La capacità media nominale di trattamento

risulta di poco superiore alle 400 t/g,

corrispondenti a circa 135.000 t/a.

• 24 sono gli impianti con capacità compresa

tra 100 e 300 t/g, 17 sono quelli con

capacità compresa tra 300 e 600 t/g, 3 gli

impianti che hanno una capacità inferiore a

100 t/g e 6 quelli che hanno una capacità

superiore a 600 t/g.

• L’82% degli impianti (per capacità di

trattamento) adotta sistemi a griglia mobile,

di cui il 23% dei quali utilizza griglie

raffreddate ad acqua.

10 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

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Le iniziative più recenti in Italia

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Fonte ENEA (2012):

Taglie superiori a 60.000 t/a, le griglie sono raffreddate ad acqua (MGWC), letti fluidi (BFB) e

gassificatori (G) per CSS

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Nuovi inceneritori

in Europa

Esempi: • Isseane, Paris, (2007) 460000 t/a, griglie aq,

teleriscaldamento, 600 M€

• Zistersdorf, Au, (2009) 130000 t/a, griglia raffreddate ad acqua

(aq), 90 M€,

• EVI Europark, Germania-Olanda (2008) 365000 t/a, griglie aq,

200 M€

• Riverside Belvedere, London (2011) 585000 t/a, griglie aq,

teleriscaldamento, 400 M€

• KA3 Oslo. Norway (2011) 150000 t/a, griglie aq,

teleriscaldamento, 350 M€

• Torswik, Svezia, (2006) 160000 t/a, griglie aq, teleriscaldamento,

• Vantaa Finland, (2015) 320000 t/a, griglia a q,

teleriscaldamento, 250 M€

• Klaipeda, LT, (2013) 230000 t/a, griglia aq, teleriscaldamento

130 M€

• Costi medi: 0,60-1,1 M€ / (kton/a))

Caratteristiche :

• Potenzialità superiori a

100.000 t/anno

• Griglie raffreddate ad

acqua, sistemi a caldaia

integrata, elevati

rendimenti

• Integrazione con il

territorio

(cogenerazione)

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Conclusioni sulla evoluzione delle

tecnologie e costi

• Negli ultimi anni si sono fatti inceneritori «grandi»: potenzialità superiori a 100.000

t/anno, in genere 2 linee (grossa incidenza della taglia sui costi investimento e

sugli autoconsumi)

• Quasi tutte griglie raffreddate ad acqua, con sistemi a caldaia integrata

• Sistemi cogenerativi in Nord Europa (teleriscaldamento), in genere solo energia

elettrica in Italia (per ragioni climatiche )

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Esistono comunque motivi di incertezza sulle taglie dei

nuovi impianti e sui tempi necessari alla loro

realizzazione.

- pianificazioni effettuate con ipotesi di crescita di

produzione di rifiuti mentre negli ultimi anni si è avuta

una chiara tendenza alla riduzione.

- obiettivi di Raccolta Differenziata

- rifiuti speciali nella pianificazione sul recupero

energetico.

“Currently there is an overcapacity of incineration in some Europe

an countries that generates an increasing

volume of waste being shipped”

Germania (problema di sovradimensionamenti in alcuni

casi!!)

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2. Scenario normativo e

programmatico

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2. Scenario normativo e programmatico e

tendenze per i prossimi anni

Normativa comunitaria e nazionale sui rifiuti

- L’IPPC e la Direttiva «Industrial emission»

Normativa sul recupero energetico

Pianificazione ATO Sud Toscana

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La realizzazione e l’esercizio degli impianti

Il recupero energetico da rifiuti in Italia è regolato dal DLgs 11 maggio 2005 n. 133 di

recepimento della direttiva 2000/76/CE del 28 dicembre 2000 sull’incenerimento dei rifiuti.

Il decreto legislativo disciplina:

• le procedure per il rilascio delle autorizzazioni alla costruzione e all’esercizio degli impianti di

incenerimento e di co-incenerimento;

• i valori limite delle emissioni di inquinanti provenienti dai suddetti impianti;

• i metodi di campionamento, di analisi e di valutazione delle emissioni;

• i criteri e le norme tecniche generali riguardanti le caratteristiche costruttive e funzionali,

nonché le condizioni di esercizio degli impianti;

• i criteri temporali di adeguamento degli impianti esistenti alle nuove disposizioni.

16 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Gli impianti di incenerimento di rifiuti devono rispettare, oltre al DLgs 133/2005, una serie di

prescrizioni tecnico-amministrative ai sensi del DLgs 18 febbraio 2005, n. 59 di attuazione integrale

della direttiva 96/61/CE (“Direttiva IPPC”), relativa alla prevenzione e riduzione integrate

dell’inquinamento, ora modiicato dal D. Lgs. 128/2010, in rif. al D. Lgs. 152/2006 e s.m.i ed alla

L.R. Toscana n. 61/2003 “Norme in materia di autorizzazione integrata ambientale”.

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L’AIA e le migliori tecniche disponibili

17 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

L’impianto è autorizzato dalla

Provincia di Arezzo con

l’Autorizzazione Integrata

Ambientale (AIA) n. 126/EC del

18-08-2009 (come modificata ed

integrata dai successivi

provvedimenti dirigenziali n.

57/EC – 71/EC - 121/EC –

182/EC dell’anno 2010, 51/EC

dell’anno 2012, 103/EC – 139/EC

dell’anno 2013)

174 pag/allegati

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Il BRef della Commissione Europea

Ai fini della minimizzazione

dell’impatto ambientale tali impianti

sono tenuti all’adozione delle

migliori tecniche disponibili (MTD),

meglio conosciute con l’acronimo in-

glese di BAT (“Best Available

Techniques”).

Le BAT da impiegare per gli impianti

di incenerimento sono state

individuate a livello europeo da uno

specifico documento, il cosiddetto

“BRef” (Best Availaible Techniques

Reference document on Waste

Incineration), pubblicato dalla

Commissione Europea nell’agosto

2006.

18 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

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La Direttiva IED ed il «Sevilla process»

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La direttiva sulle emissioni industriali (IED)

Alcuni aspetti specifici per il settore Incenerimento dei rifiuti

• La direttiva IED ha incorporato sia l'ex IPPC che le direttive sul Waste

Incineration.

• Alcuni ELV ( i massimi) già fissati nella direttiva nell'allegato VI (uguali ai

precedenti)

• Grande quantità di dati disponibili ( > 400 impianti)

• Crescita significativa nel settore e tipi di impianto di incenerimento dal 2006.

• Alto livello di interesse pubblico in molti Stati membri

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• Il processo di aggiornamento del BREF inizia quest’anno e si stimano tre anni per

avere le BAT-AELs pubblicate sulla Gazzetta Europea.

• Nei prossimi due anni gli operatori saranno invitati a fornire i dati di gestione e le

autorizzazioni.

• I nuovi ELVs associati alle BAT saranno definiti sulla base delle prestazioni degli

impianti europei e saranno espressi come intervalli <X-Y

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Valori limite di emissione degli impianti di

incenerimento (mg/Nm3)

N Inquinante 24 ore 30 minuti

(A) (B) (6)

1 Polveri 10 30 10

2 COT 10 20 10

3 HCl 10 60 10

4 HF 1 4 2

5 SO2 50 200 50

6 NOx 200 400 200

7 CO 50 (7) 100 (8)

8 Cd+Tl (3) 0,05

9 Hg (3) 0,05

10 Metalli (3) (4) 0,5

11 PCDD/DF (5)

ng/m3 (I-TEQ) 0,1

12 IPA(5) 0,01

• Valori misurati in continuo per i parametri

1-7, campionamento periodico per i

parametri 8-12

• (3)Valori medi di un periodo di

campionamento di 1 ora

• (4) Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V

• (5)Valori medi di un periodo di

campionamento di 8 ore

• In caso di non totale rispetto del limite di

colonna (A) almeno il 97% dei valori medi

nel corso dell’anno non deve superare il

limite di colonna (B)

• Il 97% dei valori medi giornalieri nel corso

dell’anno non deve superare tale valore

• In caso di non totale rispetto di tale valore

in un periodo di 24 ore, il 95% dei valori

medi su 10 minuti non deve superare il

valore di 150 mg/m3

21 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Questi valori sono in prospettiva soggetti a diminuzioni non sostanziali: il

prossimo step è la redazione dell’ aggiornamento del BREF previsto nel 2017

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2. Scenario normativo e programmatico e

tendenze per i prossimi anni

Normativa comunitaria e nazionale sui rifiuti

- L’IPPC e la Direttiva «Industrial emission»

Normativa sul recupero energetico

Pianificazione ATO Sud Toscana

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Recupero di Energia

Il recupero energetico, anche se non prioritario

rispetto a quello di materia, è stato indicato

come necessario dalla normativa europea e

nazionale, ai fini dell'attuazione di un sistema

sostenibile di gestione dei rifiuti, in quanto

consente il risparmio di combustibili fossili e

riduce il quantitativo di rifiuti da avviare in

discarica.

La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede

il ricorso alla discarica solo come forma

residuale di smaltimento, per quei rifiuti per i

quali non sia più possibile un ulteriore

recupero.

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Incenerimento

• sterilizzazione

• riduzione volume (10-30 volte)

• inertizzazione dei residui a discarica

Termoutilizzazione

• recupero di energia

• riduzione impatto del ciclo di vita

Allegato II alla direttiva 2008/98/CE del 19

novembre 2008 (“Direttiva quadro sui rifiuti -

GUCE del 22 novembre 2008 e recepita in

Italia dal DLgs 205/2010):

L'attività di recupero energetico si

concretizza in:

“utilizzazione principale come combustibile o

come altro mezzo per produrre energia”,

includendo in tali attività l'utilizzo dei rifiuti come

combustibile normale o accessorio in impianti

industriali volti alla produzione di energia o di

materiali (utilizzo di Combustibile da Rifiuti

“CDR” (ora CSS) presso centrali elettriche o

cementifici, di scarti legnosi e vegetali presso

impianti a biomasse, di fanghi e altre frazioni

organiche presso digestori anaerobici, etc.);

“incenerimento a terra”, ovvero in specifici

impianti di incenerimento dove l’eliminazione del

rifiuto tramite combustione, è associata al

recupero di energia (termica ed elettrica).

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Il recupero di energia La termovalorizzazione dei rifiuti solidi

urbani costituisce operazione di

recupero se consegue un’efficienza

energetica (R1) pari a:

• 0,60 in impianti funzionanti

autorizzati in conformità della

normativa comunitaria applicabile

anteriormente al 1° gennaio 2009;

• 0,65 in impianti autorizzati dopo il

31 dicembre 2008.

Questa distinzione assume particolare

rilevanza poiché consentirebbe di classificare,

su basi tecniche, l’incenerimento dei RU

come operazione di recupero dal punto di

vista legale, con tutte le implicazioni di

carattere operativo-gestionale e normativo

che tale differente classificazione comporta.

• EP energia annua prodotta sotto forma di

energia termica o elettrica;

• EF alimentazione annua di energia nel sistema

con combustibili che contribuiscono alla

produzione di vapore;

• EW energia annua contenuta nei rifiuti trattati

calcolata in base al potere calorifico netto dei

rifiuti;

• EI energia annua importata, escluse EW ed EF;

• 0,97 fattore corrispondente alle perdite di

energia dovute alle ceneri pesanti (scorie) e alle

perdite per irraggiamento.

Tutte le energie sono espresse in termini di Ep

energia primaria, moltiplicando:

- energia elettrica per un fattore 2,6 (rendimento

38,5%)

- energia termica per un fattore 1,1 (rendimento

90,9%)

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2. Scenario normativo e programmatico e

tendenze per i prossimi anni

Normativa comunitaria e nazionale sui rifiuti

- L’IPPC e la Direttiva «Industrial emission»

Normativa sul recupero energetico

Pianificazione ATO Sud Toscana

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Piano interprovinciale ATO Toscana Sud:

novembre 2013

Dalla bozza di piano (adottato dai consigli provinciali AR;SI,GR in attesa di

pubblicazione sul BURT)

• «Si conferma un fabbisogno di incenerimento per rifiuto residuo ad Arezzo (con

fabbisogno stimato di circa 42.000 t/a) e per quota parte degli scarti di raccolta

differenziata (fino a circa 13.000 t/a), con una potenzialità massima di 55.000 t/a;

• la determinazione della potenzialità effettiva dell'impianto, comunque

nell'intervallo tra 42.000 - 55.000 t/a, sarà effettuata dall'Autorità per il servizio di

gestione integrata dei rifiuti nel Piano di Ambito considerando, sia sotto il profilo

ambientale, che sotto quello tecnico ed economico, la fattibilità, in via di

preferenza, di un repowering dell'attuale impianto, che assicuri un miglioramento

delle prestazioni ambientali e dell'efficienza tecnica ed energetica;

• in alternativa, dovrà essere considerata la fattibilità di un nuovo impianto, da

realizzarsi sempre presso l’area dell’attuale sito di San Zeno, in Comune di

Arezzo, purché sia garantita l'efficienza tecnica e ambientale del recupero

energetico e un miglioramento delle prestazioni ambientali complessive;» -

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Studio benchmarking impianto

S.Zeno

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Questioni sulla pianificazione

1. L’impianto attuale è in grado di trattare 55000 ton/anno

di cui fino a 13000 ton/anno da scarti della raccolta

differenziata ?

2. Cosa significa «repowering dell'attuale impianto, che

assicuri un miglioramento delle prestazioni ambientali e

dell'efficienza tecnica ed energetica» ?

Aspetti correlati

3. Quale sarà il PCI del rifiuto ?

4. Quale sarà l’ «R1»?

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Studio benchmarking impianto S.Zeno

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3. L’impianto di incenerimento

rifiuti di San Zeno

• Caratteristiche generali

• Dati riepilogativi

• Analisi critica della caratteristiche tecniche dell’impianto di S. Zeno in

relazione allo scenario di riferimento

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L’impianto integrato di San Zeno

• L’impianto integrato di San Zeno svolge il servizio di smaltimento dei rifiuti urbani e

assimilati del bacino aretino attraverso i processi di selezione, compostaggio e

incenerimento con recupero di energia elettrica.

• L’impianto è stato costruito nel 1999 ed è entrato in regolare esercizio nel 2000

• Dall’anno 2004, la gestione dell’impianto di smaltimento dei rifiuti di San Zeno è certificata

conforme ai requisiti della norma UNI EN ISO 9001 per la qualità e alla norma UNI EN ISO

14001 per la gestione ambientale . E’ in fase di certificazione OSHAS 18000 ed EMAS

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Studio benchmarking impianto S.Zeno

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L’impianto di Arezzo S.Zeno: sezioni

• La linea di incenerimento con

produzione di energia elettrica è

dotata di una potenzialità nominale,

ovvero di una capacità di

trattamento teorica, pari a 120 ton/g

L’impianto è costituito dalle

seguenti sezioni:

• ricevimento e selezione

meccanica dei rifiuti urbani

indifferenziati;

• combustione della frazione

seleziona a più alto potere

calorifico;

• ciclo termico e recupero

energetico;

• trattamento dei fumi di

combustione;

• stabilizzazione della frazione

organica da RSU;

• compostaggio dei rifiuti

compostabili derivanti dalle

raccolte differenziate.

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Studio benchmarking impianto S.Zeno

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La sezione di incenerimento Camera di combustione del tipo a

griglia mobile, tre moduli

(essiccamento, accensione,

combustione).

Il flusso termico di progetto del forno è di

12,5 Gcal/h (14,5 MWt) cui corrisponde

una quantità di rifiuto di 120 t/g (5 t/h)

I residui solidi di combustione (scorie)

vengono raccolti ed estinti nella

sottostante vasca di spegnimento.

La camera di post-combustione ha la

funzione di completare l’ossidazione dei

composti incombusti volatili. I fumi

estratti dalla camera primaria, ad una

temperatura di circa 1000-1100°C,

transitano nella camera di post-

combustione dimensionata in modo da

un tempo di permanenza maggiore di 2

secondi.

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La caldaia

Nella caldaia posta a valle del forno si

producono circa 15 t/h di vapore

surriscaldato a 380°C e alla pressione di

40 bar.

Dalla caldaia il vapore è inviato ad una

turbina multistadio collegata ad un

alternatore sincrono trifase a (3200 kVA)

per una potenza elettrica ai morsetti

massima di 2,9 MW.

Un trasformatore eleva la tensione

dell’energia elettrica prodotta

dall’alternatore a 15 kV, in parte per la

vendita ad Enel, in parte per il fabbisogno

energetico dell’intero impianto (selezione,

incenerimento, compostaggio)

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Il sistema di depurazione dei fumi

Iniezione di urea (SNCR) a valle della camera di post

combustione

In una finestra compresa fra 850°C e 950°C viene iniettata

una soluzione acquosa di urea che provoca la riduzione degli

ossidi di azoto (NOx) con formazione di azoto, acqua ed

anidride carbonica.

Reattore evaporativo a semisecco

La neutralizzazione dei gas acidi (HCl, HF) e il

raffreddamento complessivo dei fumi avviene ad opera di

latte di calce atomizzato

Venturi-iniezione di carbone attivo

All’uscita del reattore evaporativo i fumi raffreddati entrano

nel condotto Venturi, in cui i microinquinanti organici (PCDD-

PCDF) ed i metalli pesanti (Hg, Cd, etc) vengono adsorbiti

dal carbone attivo in polvere

Filtro a maniche

Il filtro separa il particolato ed i reagenti solidi. Il filtro a celle

filtranti in PTFE rivestito in ryton è stato dimensionato con

velocità di filtrazione relativamente modesta per ottenere

buoni rendimenti di separazione delle polveri (0,9 m/min). Il

filtro agisce come reattore di accumulo dei reagenti (calce,

carbone attivo) sulle maniche.

33

Page 34: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Dati ultimi 4 anni: input al processo

34

INPUT AL PROCESSO 2010 2011 2012 2013

RIFIUTO IN INGRESSO

Rifiuto urbano conferito t 78.077,32 73.723,04 72.975,55 73.349,29

INCENERIMENTO

RSU termovalorizzato (ton) 37.929,98 38.123,38 39.029,36 39.073,15

CONSUMI RISORSE E ENERGIA

Acqua di falda (pozzo) m3 19.477 18.972 16.665 10.663

Acqua potabile m3 7.066 5.165 4.332 7.347

Gasolio per riscald. forno kg 33.239 15.070 30.955 28.714

Energia Elettrica MWh 7.902,87 7.579,59 7.450,82 7.498,73

REAGENTI PER TRATTAMENTO FUMI E

ACQUE CICLO TERMICO

Calce idrata kg 605.940 555.750 628.830 598.970

Carboni attivi kg 18.400 19.000 18.460 16.060

Urea kg 433.159 182.590 217.900 219.860

Acido cloridrico kg 11.630 7.160 4.840 5.100

Soda caustica kg 11.720 8.290 5.780 6.500

Negli ultimi 5 anni si sono avviate ad incenerimento circa 38000

tonnellate di rifiuti all’anno

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35

OUTPUT DI PROCESSO 2010 2011 2012 2013 INCENERIMENTO

Ceneri pesanti e scorie t 7.840,50 7.594,38 7.888,12 9.020,44 Residui filtrazione fumi t 1.379,30 1.324,14 1.407,16 1.404,58

PRODUZIONE RISORSE E ENERGIA

Energia elettrica MWh 17.490,10 18.126,50 17.986,50 17.649,90

EMISSIONI ( totale annuo)

IN ARIA

Polveri t 0,54 0,58 0,45 0,54

HCl t 1,26 1,27 1,24 1,19

NOx t 43,76 42,12 44,11 41,98

SOx t 1,53 1,74 2,05 1,58

CO t 0,67 0,84 0,68 0,75

Portata fumi media (Nm3//h) 33.214 31.760 31.713 32.284

REFLUI

Scarichi in fognatura m3 1.403 683 689 1.469

Dati ultimi 4 anni: output

Negli ultimi 5 anni si sono immessi in rete circa 10.000 MWh

all’anno al netto degli autoconsumi

Circa 4400 utenze/ circa 10000 abitanti

Page 36: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Il bilancio energetico per l’impianto • L’impianto di S. Zeno produce energia elettrica. Per il riscaldamento del forno viene utilizzato

il gasolio, in fase di avviamento o spegnimento dell’impianto, che avviene di regola circa una

volta all’anno per la manutenzione programmata.

• L’energia eccedente i consumi interni di autosostentamento dell’impianto viene immessa

nella rete elettrica esterna tramite le apparecchiature di scambio in parallelo con la rete

ENEL, per un totale netto di circa 10 milioni di kWh/anno di energia ceduta

36

ENERGIA ELETTRICA U.M. 2010 2011 2012 2013

Energia prodotta MWh

17.490,10

18.126,50

17.986,50

17.649,90

Energia consumata

(prod.interna) MWh

7.486,04

7.407,87

7.234,03

7.121,03

Energia consumata (acquistata) MWh

416,83

171,72

216,79

377,70

Energia elettrica consumata

totale MWh

7.902,87

7.579,59

7.450,82

7.498,73

GASOLIO

Gasolio riscaldamento forno kg

33.239

15.070

30.955

28.714

Gasolio macchine operatrici kg 23.655 22.825 21.165

18.260

Questi dati sono utilizzati per la valutazione del coefficiente

«R1» (normativa sul recupero energetico)

Page 37: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

La situazione dell’impianto di San Zeno

La formula, così come messa a

punto, risulta penalizzante nei

confronti di gran parte del parco

impiantistico nazionale,

caratterizzato da un gran numero

d’impianti di taglia ridotta nei quali è

predominante, anche per ragioni

geo-climatiche, la produzione di

energia elettrica come forma

primaria di recupero;

37

Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Nella situazione di San Zeno, si

ottiene, dall’analisi dei dati degli

ultimi anni, un R1 nell’intervallo

0,38-0,42.

Nota:

Anche se si aumentasse il

rendimento elettrico (attuale circa

16%) introducendo tecnologie che

forniscono prestazioni

energetiche superiori (od un

repowering) si dovrebbe

introdurre un sistema di

cogenerazione per l’utilizzo di

energia termica sul territorio per

soddisfare il criterio R1

Relazione Uni PG

Page 38: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Analisi critica delle caratteristiche tecniche dell’impianto

di S.Zeno in relazione allo scenario di riferimento

• Descrizione dettagliata sezioni e confronto con le

BAT

• Analisi critica di componenti e prestazioni (*) Uni

PG

• Situazione rispetto ai trend normativi e alla

pianificazione

• Ipotesi di miglioramento (*) Uni PG

38

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Ricezione rifiuti:

accettazione

• I rifiuti vengono pesati all’ingresso in

impianto.

• La stazione di pesatura è gestita in

automatico:

– lettura mediante telecamera della

targa autoveicolo,

– l’autista inserisce, in un pannello

operatore raggiungibile dalla cabina

dell’autoveicolo, tipologia di rifiuto e

provenienza.

• Il sistema in automatico registra tutti

i dati. La stessa procedura viene

utilizzata per i rifiuti in uscita

dall’impianto

E’ la tecnologia più avanzata

in fatto di accettazione e presa

in carico dei rifiuti.

E’ compatibile con il sistema

di controllo della tracciabilità

dei rifiuti (SISTRI)

39 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 40: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Fabbricato di

ricezione rifiuti:

fosse

• Le fosse di ricezione sono suddivise in due

settori:

– settore per la ricezione del rifiuto

indifferenziato,

– settore per la ricezione del sopravaglio

(parte combustibile del rifiuto) in uscita

dalla linea di selezione meccanica.

• La sezione della fossa di ricezione rifiuti esistente

dedicata al rifiuto combustibile ottenuto dal

trattamento dei rifiuti solidi urbani nel reparto di

selezione meccanica, ha una capacità di stoccaggio

di 3.000 m3 circa, equivalenti a circa 1.500

tonnellate di rifiuto.

• Per alimentare il termovalorizzatore è necessario

disporre di un quantitativo giornaliero di rifiuto

trattato di 120/140 tonnellate, quindi le fosse attuali

sono in grado di contenere un quantitativo di rifiuto

sufficiente a mantenere in attività il

termovalorizzatore per oltre 7 giorni consecutivi

Nelle “Linee Guida delle

migliori tecnologie disponibili»

per gli impianti di

incenerimento”, al paragrafo

D.1.1 si prevede che la

capacità di stoccaggio della

fossa sia sufficiente a

garantire un’autonomia

gestionale fino a 3-4 giorni.

La capacità delle attuali fosse

è sufficiente anche in

prospettiva di piano.

40 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 41: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Fabbricato di

ricezione rifiuti:

sistema di

ventilazione

• Il fabbricato è completamente coperto,

tamponato, dotato di sistema di aspirazione

(.. ricambi/ora). L’aria aspirata viene inviata

ad un biofiltro. Le portelle di scarico degli

scivoli funzionano in automatico e rimangono

aperte per il tempo strettamente necessario.

• Per quanto l’aria delle fosse abbia un carico

odorigeno nettamente inferiore a quello di un

impianto di compostaggio, per il

dimensionamento del biofiltro si sono usati i

parametri ritenuti obbligatori per la filtrazione

d’aria da compostaggio, quindi

particolarmente cautelativi per il caso in

esame-

il fabbricato è costantemente

in depressione, anche durante

fermo della linea di

incenerimento.

Emissioni odorigene limitate e

controllate

41 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 42: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Alimentazione

rifiuti:

carroponte

• Il carroponte è stato sostituito nel 2012

– portata: 12 ton,

– classe di lavoro M8, H8, ai sensi della norma

UNI 9465.

• Funzionamento in semiautomatico

• Con l’attuale carico di lavoro, pari ad oltre

120.000 t annue di rifiuto movimentato, la vita

attesa è di circa 15 anni

• È possibile installare un carroponte di scorta

al precedente in caso di emergenze

- Le classi H8 M8 sono le classi di

lavoro più gravose esistenti,

pertanto il carroponte si pone

qualitativamente al top della sua

categoria.

La presenza del ciclo

semiautomatico riduce l’usura del

carroponte, lo stress fisico

dell’operatore, il consumo

energetico ed aumenta la

produttività della macchina

42 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 43: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Camera di

combustione:

griglie

• Le griglie sono raffreddate ad aria.

• La movimentazione delle griglie è

proporzionale, cioè è possibile

regolare la velocità di traslazione e

la lunghezza della corsa dei barrotti.

• Le griglie possono muoversi

secondo due modalità differenti:

on/off, oppure in modo

proporzionale.

Le griglie hanno un avanzamento

proporzionale, in linea con i sistemi

di ultima generazione

Domande:

1. L’attuale configurazione

è in grado di far fronte

ai requisiti di piano?

2. Può essere

conveniente sostituire il

sistema con griglie

raffreddate ad acqua ?

43 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 44: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Camera di

combustione:

griglie

Le griglie, nella configurazione

attuale, dopo la sostituzione,

sono in grado di trattare fino a 7

t/h con PCI 2500 e in condizioni

di massimo carico

Per la tipologia di rifiuto che si

andrà ad incenerire, anche

nelle proiezioni di piano, non

sono necessarie le griglie

raffreddate ad acqua (* studio

Uni PG)

• Costi di investimento e

esercizio elevati.

44 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 45: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Camera di

combustione:

caldaia

• La camera di combustione è del tipo

adiabatico, cioè pareti ricoperte da

refrattario (ad eccezione di una

porzione contenuta di superficie

radiante collegata al generatore di

vapore posto in coda al forno)

Negli ultimi anni si è diffusa la

tecnologia della caldaia integrata.

Gli impianti nuovi non vengono più

realizzati con la tecnologia di San

Zeno, ma ancora molti sono quelli

in funzione

Pro:

Maggiore rendimento energetico

Contro:

Costi di gestione più elevati

Cambiare tecnologia significa

demolire e ricostruire tutto il

sistema di combustione, la parte

più costosa dell’intero impianto

(*studio Uni PG)

45 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 46: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Camera di

combustione:

alimentazione aria

• L’aria viene alimentata in due

correnti:

– aria primaria (aria comburente), che

viene iniettata da sotto le griglie

– aria secondaria (aria di

raffreddamento), che viene iniettata

dal tetto e dalle pareti della camera

di combustione, sopra la fiamma e a

valle della zona di combustione

• Tutte le correnti vengono misurate

in pressione e portata.

Anche i forni più moderni hanno lo

stesso metodo di iniezione delle

arie (primaria e secondaria).

Per ridurre gli NOX si può

realizzare il ricircolo dei gas di

combustione: una quota, pari al

massimo la 30 % dei gas, viene

prelevata dopo il filtro a maniche e

riusata in forno. Serve anche per

ridurre le portate al camino, e

ridurre i consumi energetici

46 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 47: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Camera di post-

combustione:

• La camera di post-combustione, è

di tipo tradizionale, adiabatica

• Essa garantisce un tempo di

permanenza superiore ai 2 secondi

dei gas di combustione ad una

temperatura maggiore di 850 °C

dopo l’ultima immissione di aria in

forno per la completa ossidazione

di incombusti e microinquinanti

organici

• I volumi della camera sono tali da

garantire una portata massima dei

gas di 36.000 Nmc/h. La portata

media è di circa 32.000 Nmc/h.

Conforme alla normativa

Cosa succede con l’aumento

previsto dal piano?

C’è ancora margine di aumento di

portata fumi

(*) Uni PG

47 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 48: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Sistema di

abbattimento NOx

in caldaia

• Si utilizza il sistema SNCR (Selective Non

Catalytic Reduction), che implica l’iniezione di

urea in una determinata posizione in modo da

soddisfare i requisiti di temperatura e durata

delle reazioni di riduzione degli NOx. • In una finestra termica compresa fra 800°C e 950°C apposite lance

iniettano nel flusso dei fumi una soluzione acquosa di urea che

provoca una scomposizione (denitrificazione) degli ossidi di azoto con

formazione di azoto, acqua ed anidride carbonica

Attualmente i limiti del

133/2013 sono ampiamente

rispettati.

Lo slip di ammoniaca è

molto contenuto

In linea con le BAT, che

prevedono due metodi per

ridurre gli NOx (questo è uno

dei due)

Sono possibili interventi di

miglioramento per garantire

eventuali diminuzioni dei limiti

di emissione nei prossimi anni:

48 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 49: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Sistema di

gestione del

processo di

combustione

• Il processo di combustione del rifiuto è regolato da

un numero molto ampio di variabili: temperature in

camere di combustione e post-combustione, portate

aria primaria e secondaria, portata del rifiuto, grado

di umidità dello stesso, contenuto di ossigeno in

camera di combustione e post-combustione,

pressione nel forno, concentrazione degli inquinanti,

ecc.

• Il controllo contemporaneo di tutte queste variabili da parte

di un operatore può essere difficoltoso e potrebbe accadere,

in alcuni casi, che alcuni parametri rimangano fuori controllo

(calo dell’attenzione, altre attività da svolgere, anomalie da

gestire, ecc.).

• E’ installato un software che gestisce il

processo di combustione in modo

semiautomatico: l’operatore inserisce alcuni

parametri chiave (produzione di vapore,

concentrazioni ammessa di ciascun inquinante,

ecc.), ed il sistema regola automaticamente tutti gli

altri parametri (portata fumi, portata rifiuto,

temperature, ecc.). In qualsiasi momento (anomalie,

ecc.) l’operatore può riprendere il pieno controllo del

forno disattivando il software in pochi secondi.

In linea con gli impianti dell’ultima

generazione

Aumenta la produttività, impedisce che

per una disattenzione umana alcuni

parametri possano essere fuori controllo.

Aumenta pertanto il grado di

affidabilità del termovalorizzatore,

anche rispetto ai limiti emissivi..

Si ha un miglioramento della

combustione che, come conseguenza,

oltre ad un miglior rendimento

energetico, comporta una minor

produzione di CO, COT e

microinquinanti organici

49 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 50: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Generatore di vapore:

lavaggio superfici di

scambio termico

• Le superfici di scambio termico dei generatori vapore

dei termovalorizzatori tendono a rivestirsi di uno strato

di materiale polverulento che si ispessisce con

l’aumentare delle ore di funzionamento (fouling) Tale

strato deve essere periodicamente rimosso perché

determina una forte riduzione del rendimento energetico

ed un incremento delle temperature in ingresso ai

sistemi di trattamento fumi (a valle della caldaia) che

potrebbero comportare una minor efficienza degli stessi

(maggior consumo di reagenti, oppure incremento delle

concentrazioni di inquinanti).

• Tale fenomeno è evidente soprattutto sul corpo

radiante. La pulizia fino a poco tempo fa veniva

eseguita manualmente (lance ad acqua ed aria ad alta

pressione introdotte attraverso le portelle da personale

munito di idonei DPI

• Nel 2013 la caldaia è stata dotata di un sistema

automatico di lavaggio del corpo radiante: È stato

installato sul tetto della caldaia un sistema “a doccia”,

uno per ogni canale del corpo radiante che in maniera

assolutamente automatica, si introduce periodicamente

all’interno della caldaia e con un getto rotante di acqua

ed aria ad alta pressione rimuove le polveri adese alle

pareti

È una tecnologia perfezionata

negli ultimi anni, la migliore

presente sul mercato

50 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 51: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Generatore di vapore:

protezione superfici

di scambio termico

• Il lato fumi della caldaia viene protetto

mediante il rivestimento con leghe

speciali anti-corrosione: e’ stato

installato un rivestimento del primo e

secondo canale del corpo radiante e dei

primi due surriscaldatori con lega

metallica Inconel 625, sul lato fiamma

• Il rivestimento protegge dalla corrosione

acida e dalla erosione per abrasione da

polveri volatili. In tal modo le parti in

pressione soggette a scambio termico

non sono soggette ad usura. Il

generatore di vapore viene sottoposto

dagli enti di controllo alle verifiche di

legge che hanno sempre verificato

l’ottimo stato della caldaia

Tecnica di ultima generazione

Le superfici di scambio si

mantengono in buono stato ed

efficienti nel tempo

51 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 52: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Generatore di

vapore: gestione

ciclo termico

• Come nei generatori di vapore di taglia

superiore, sono installate valvole di

attemperamento del vapore surriscaldato in

linea. Scopo dell’attemperamento è regolare

la temperatura del vapore surriscaldato. – La regolazione del vapore surriscaldato in ogni fase permette di

impedire aumenti indesiderati del vapore in linea (che potrebbe

provocare un incremento delle temperatura “di pelle” dei tubi con

conseguente indebolimento del materiale ai vari fenomeni di

usura). Inoltre permette di inviare in turbina il vapore sempre alla

temperatura di progetto, evitando surriscaldamenti della pale di

turbina o fenomeni di pitting.

• Il lato acqua viene protetto, oltre che dal

degasaggio, anche dall’uso di additivi che

neutralizzano i componenti che potrebbero

creare consumo anomalo della caldaia. Oltre

ad un banco di campionamento e

monitoraggio in continuo dello stato

dell’acqua di caldaia, vengono eseguite

analisi dagli operatori con cadenza

giornaliera.

In linea con le installazioni più

avanzate

52 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 53: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Gestione ciclo di

produzione

energia elettrica

• La turbina, l’alternatore e tutte le

apparecchiature accessorie sono

sottoposte ad un programma di

manutenzione: tale programma prevede

ogni anno l’esecuzione di determinate

attività, anche differenti da quelle svolte

l’anno precedente.

• Annualmente si svolge un’indagine

endoscopica sull’ultimo stadio, quello più

soggetto ad usura. Dopo 13 anni di attività

il suo stato è ottimo

Turbine ed alternatore, se

soggetti a manutenzioni

preventive costanti, hanno

lunga durata.

E’ ragionevole stimare altri

15 anni di servizio

53 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 54: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

I dati sulle emissioni in atmosfera Le emissioni al camino sono oggetto di monitoraggio in continuo tramite Sistema di

Monitoraggio Emissioni (SME), e di analisi dei fumi (almeno tre misure annuali)

mediante laboratori specializzati- il protocollo d’intesa siglato con ARPAT per il

monitoraggio delle emissioni

La concentrazione degli inquinanti emessi al camino è valutata come media delle

concentrazioni orarie nell’arco dell’anno;

54

CONTROLLO EMISSIONI – SME (Sistema di monitoraggio Emissioni in continuo)

Parametro Valori limite

di legge

Unità di

misura

2009 2010 2011 2012 2013

CO 50 mg/Nm3 1,9 2,5 3,2 2,6 2,9

CO2 - mg/ Nm3 6,0 6,2 5,6 6,2 6,0

NOx 200 mg/ Nm3 157,3 162,9 159,8 167,5 162,9

SOx 50 mg/ Nm3 4,0 5,7 6,6 7,78 6,12

HCl 10 mg/ Nm3 4,9 4,7 4,8 4,7 4,6

COT 10 mg/ Nm3 1,8 2,3 3,2 2,3 2,5

Polveri totali 10 mg/ Nm3 1,7 2,0 2,2 1,7 2,1

O2 - %V 14,2 14,1 15,0 14,2 14,3

Umidità Fumi - %V 16,0 16,4 14,3 16,0 15,9

T. Fumi - C 144,9 141,5 136,3 144,7 140,0

Portata Fumi - Nm3/h 31.120 33.214 31.760 31713 32284

CONTROLLO EMISSIONI Analisi fumi laboratori specializzati

Parametro Valori limite

di legge

Unità di

misura

2009 2010 2011 2012 2013

HF 1 mg/ Nm3 0,077 0,137 0,233 0,1700 0,0517

(Cd + TI) Cadmio + Tallio 0,05 mg/ Nm3 0,0024 0,0042 0,0020 0,0027 0,0077

Metalli 0,5 mg/ Nm3 0,0860 0,1260 0,0667 0,0795 0,1067

Hg (mercurio) 0,05 mg/ Nm3 0,0003 0,0030 0,0017 0,0007 0,0010

IPA 0,01 mg/ Nm3 0,0001 0,0002 0,0006 0,00004 0,0000

5

PCDD + PCDF (TE) 0,1 ng/ Nm3 0,0167 0,0063 0,0027 0,0030 0,0060

Page 55: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Rapporto fra gli inquinanti ed i limiti di legge

55

Non si sono mai registrati superamenti dei limiti emissivi dal

2000 ad oggi

Gli inquinanti emessi, in termini di concentrazione, sono molto

al di sotto dei limiti imposti dalla normativa.

Page 56: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Trattamento

emissioni gassose

• Reattore evaporativo a semisecco

• Venturi-iniezione di carbone attivo

• Filtri a maniche

Esistono numerosi impianti che

utilizzano lo stesso schema in Italia ed

Europa (circa il 15%)

L’attuale tendenza è quella del

multistadio a secco con doppia

filtrazione

56 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Sistema abbondantemente in

grado di rispettare i limiti

normativi attuali

E’ in grado di soddisfare le

ipotesi di piano?

E’ in grado di adeguarsi ad

eventuali trend di riduzione dei

ELVs ?

Page 57: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Trattamento emissioni

gassose:

reattore a semi-secco

• Tecnologia consolidata che

comporta minori consumi di

reagenti rispetto ai sistemi a secco

• Tutto il sistema di preparazione di

iniezione e atomizzazione del latte

di calce è ridondato.

• Per alcuni componenti, più sensibili, sono

stati previsti maggiori margini (ad esempio

sono a disposizione tre atomizzatori)

Il sistema garantisce ottime

prestazione nell’abbattimento

degli acidi, anche nelle ipotesi

di piano

Nel caso di abbassamento dei

limiti su HCl ed HF si può

pensare ad un multistadio

(aggiunta di un ulteriore

modulo a secco)

57 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 58: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Trattamento emissioni

gassose:

iniezione carboni attivi

e filtro a maniche

• I carboni attivi vengono iniettati

mediante aria compressa prima del

filtro a maniche, in modo che

concorrano alla formazione del

pannello (cake) filtrante sulle

maniche.

• Il sistema di iniezione è stato completamente

ridondato. Se uno non funziona, l’altro

interviene.

Il sistema garantisce ottime

prestazioni nell’abbattimento

di microinquinanti organici ed

inorganici, e del particolato

fine

58 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 59: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Trattamento emissioni

gassose:

iniezione carboni attivi

e filtro a maniche

• Il filtro è sovradimensionato: sta

lavorando a circa il 60 % della sua

potenzialità, quindi non è mai stato

sottoposto a stress – Velocità attuale di filtrazione circa 1 m/min, il

progetto prevede una velocità dei fumi

ammissibile di 1,8 m/min

• Le attuali maniche sopportano fino a 220 °C

di temperatura, a fronte di T di esercizio di

130-150 °C e garantiscono polveri < 3

mg/Nmch.

• Meccanismi di separazione molto efficienti

per particolato fine (metalli volatili)

Il sistema garantisce ottime

prestazioni nell’abbattimento

di polveri e microinquinanti

organici ed inorganici

Vi sono margini per

aumentare le portate di

fumi da trattare, nelle

previsioni di piano

È allo studio la sostituzione con

maniche che garantiscono polveri

< 1 mg/Nmc e l’azione catalitica

sulle reazioni di rimozione dei

PCDD-PCDF

59 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

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Trattamento emissioni

gassose:

iniezione carboni attivi

e filtro a maniche

• Sistema di riscaldamento del filtro

durante i periodi di fermo impianto

• Una fase critica per la durata e l’efficienza del

filtro sono i periodi di fermo impianto, durante

i quali le polveri residue all’interno del filtro e

sulle maniche filtranti producono condensa

acida che provoca la corrosione di tutte le

strutture.

• Per evitare tale fenomeno è stato installato

un sistema di termoresistenze e ventilazione

per mantenere in temperatura tutto il filtro

Il sistema garantisce la durata

e la continuità delle

performance

60 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 61: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Linea trattamento

emissioni gassose:

estrattore di coda

• L’estrattore di coda è il ventilatore che mantiene in

costante depressione tutta la linea di termovalorizzazione.

Garantisce la produzione e soprattutto, finche è in azione,

non vi possono essere emissioni fuggitive. Inoltre evita il

ritorno di fiamma in tramoggia e conseguente probabile

innesco di incendio in fossa

• Gli inverter di regolazione dell’estrattore sono stati

ridondati (due inverter da 415 kW cadauno)

• Estrattore di emergenza sotto motore endotermico e

Installazione di estrattore secondario nel 2014

• Nel caso in cui l’estrattore principale si fermi (guasto alla

macchina, o black-out), entra automaticamente in

funzione un estrattore di emergenza, in grado di portare a

spegnimento l’intero impianto senza provocare emissioni

fuggitive

• L’importanza di mantenere in depressione la linea di

incenerimento è tale da giustificare l’installazione di un

altro ventilatore, di potenza inferiore al principale (per

questo motivo denominato secondario) che permette di

mantenere in funzione l’impianto ad un carico termico pari

al 70/75 % del carico nominale fino alla riparazione del

guasto.

Il sistema è affidabile e

previene dannaggiamenti o

situazioni di pericolo

all’impianto e emissioni

fuggitive

61 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 62: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Linea trattamento

emissioni gassose:

configurazione a

regime

È allo studio l’installazione di un

SCR. (da valutare se nella forma

tradizionale (catalizzatore separato

con iniezione di urea o

ammoniaca), oppure nella forma di

maniche filtranti catalitiche

(brevetto GORE, sempre con

iniezione di ammoniaca o

utilizzando lo slip di urea del

SNCR).

Entrambe le soluzioni (maniche o

reattore catalitico) possono essere

introdotte nel sistema di

trattamento gas dell’attuale

termovalorizzatore

62 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

• Approccio integrato nel trattamento

degli effluenti (pre-durante-dopo)

• sistema a semi-secco (+ secco) per

il controllo dei gas acidi/tossici in

traccia

• depolverazione con filtri a tessuto

• sistemi catalitici per la conversione

simultanea ad alta efficienza di

NOx/organici in traccia (PCCD/F)

Page 63: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Sistema di

monitoraggio

emissioni (SME)

• L’attuale sistema, costituito da uno FTIR, da

un Multi-Fid e da un opacimetro, è in buone

condizioni:

• E’ sottoposto a calibrazione e manutenzione

programmata con cadenza semestrale.

• I vari componenti sono stati sostituiti con la

cadenza prevista dalla casa costruttrice.

• È in fase di revisione il protocollo di gestione

concordato fra AISA IMPIANTI e ARPAT

Sistema affidabile e verificato dagli

organi di controllo

Può essere introdotto il sistema di

verifica QAL 3 previsto dalla norma

UNI EN 1813 (auto calibrazione

periodica )

Può essere introdotto il sistema di

monitoraggio in continuo del

mercurio

63 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

Page 64: Studio di benchmarking impianto «Waste to Energy» · La gestione integrata dei rifiuti, infatti, prevede il ricorso alla discarica solo come forma residuale di smaltimento, per

Supervisione e

gestione dei

processi

(DCS)

• Sull’intero impianto (non solo sul termovalorizzatore,

ma anche sulla selezione e sul compostaggio e su tutti i

servizi ausiliari), è installato un sistema di controllo

centralizzato che permette di controllare, verificare lo

stato e gestire in remoto l’apparecchiatura. Tale

sistema, in gergo tecnico definito DCS (digital control

system), inizialmente gestiva solo le macchine

principali, lasciando le altre ad un controllo locale.

Nell’arco degli anni tutte le macchine che interessano la

produzione e il trattamento ed il controllo delle

emissioni sono state collegate a DCS e sono stati

eliminati i PLC locali che non garantivano lo stesso

livello di affidamento.

• Inoltre è stata svolta una costante azione di

aggiornamento sia della parte software (up-grade ogni

3-4 anni) che nella parte hardware (sostituzione delle

CPU con schede meno costose ma di maggiore

memoria e più moderne, installazione di ridondanza

sulle CPU, alimentatori, UPS, doppio anello di

distribuzione delle informazioni in ingresso e uscita al

sistema in profibus) in modo che di fronte a qualsiasi

guasto il sistema continui a funzionare, almeno

parzialmente, e contemporaneamente localizzi il guasto

al fine di poter intervenire in tempi rapidi.

Il sistema (ABB) è di ultima

generazione.

Ultimo up-grade e revisione

della parte hardware: ottobre

2013.

64 Studio benchmarking impianto

S.Zeno

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Considerazioni conclusive (1)

L’impianto allo stato attuale di livello tecnologico e gestionale

(ISO-EMAS) dà garanzie:

• di affidabilità rispetto agli attuali flussi; presenta dei margini di

ulteriore trattamento (fino a 55 Kton rifiuti all’anno per un

minimo di 7800 h/anno, con un potere calorifico 2300-2500)

(*)Uni PG

• ambientali : rispetto dei limiti normativi entro larghi margini e

possibilità di miglioramento in prospettiva di ELVs più restrittivi

(IED e Bref in gestazione )

• di sicurezza: le tecniche e le procedure adottate sono in grado

di garantire ambienti di lavoro sicuri, con rischi molto limitati

per risorse umane e infrastrutturali.

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Considerazioni conclusive (2)

Sul fronte del trattamento emissioni

• l’impianto può far fronte all’ampliamento previsto dal piano senza

particolari problemi di processo e di componenti (*) Uni PG.

• e’ in grado di soddisfare eventuali riduzioni dei limiti emissivi che la

nuova Direttiva sulle Emissioni Industriali può introdurre con il

processo di revisione del BRef su Waste Incineration previsto per il

2015.

• può essere introdotto di un sistema di abbattimento catalitico di

NOx (e microinquinanti organici) per rendere il processo ridondante

(l’azienda si sta già muovendo in questa direzione) e può essere

introdotta una ulteriore sezione a secco per i gas acidi.

Sulla base di un’analisi dettagliata delle tecniche impiegate (il concetto di

BAT definisce tecniche sia le tecnologie adottate, sia il modo con cui esse

sono gestite e mantenute) la vita tecnologica residua dell’impianto, con il

programma di manutenzione puntuale e capillare già in atto, può ritenersi

di almeno altri 15 anni.

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Considerazioni conclusive (3)

Non sembrano necessari, sulla base dello scenario normativo e

programmatico, investimenti ingenti, in quanto non si ritiene determinante

e conveniente la sostituzione del sistema griglie/caldaia allo scopo sia di

soddisfare le esigenze di recupero energetico spinto, sia per far fronte ad

un improbabile aumento significativo del potere calorifico dei rifiuti

conferiti all’impianto. (*) Uni PG

Obsolescenza: Lenta ma continua e progressiva perdita di efficienza, di

funzionalità, di valore; in particolare invecchiamento tecnologico

L’impianto non si può definire obsoleto, sia come concezione generale

che come componenti.

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Considerazioni conclusive (4)

Si può porre la questione di «che cosa manca» all’attuale impianto per

essere in linea con gli impianti di nuova generazione

L’impianto nasce di piccola taglia: quando è stato costruito, non era

pensabile di dotarlo di tecnologie quali quelle attuali (applicabili ad impianti

di taglia notevolmente superiore a causa di forti effetti di economia di

scala).

Il sistema di combustione e recupero energetico quindi non è in linea con

le attuali tendenze di efficienza energetica, (*) UniPG

Vista la taglia medio bassa del sistema non è possibile raggiungere le

efficienze energetiche previste dalla UE per potersi definire impianto che

attua il recupero energetico con la sola produzione di energia elettrica, a

meno di non pensare ad un sistema cogenerativo (*) Uni PG

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Riferimenti

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Studio benchmarking impianto S.Zeno

• Autorizzazione Integrata Ambientale N.126/EC Provincia di Arezzo del

18/8/2009, N.139 EC del 22/8/2013

• Dati tecnici su impianto S.Zeno, AISA 2013

• Dublix engineering: Arezzo WTE plant, Design Review , Agosto 2013

• Proposta piano interprovinciale, Ato Sud Toscana , novembre 2013

• Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on the Best

Available Techniques for Waste Incineration, August 2006

• Rapporto sul recupero energetico da rifiuti urbani in Italia – ENEA

Federambiente, 2012

• Rapporto Rifiuti Urbani 2013, ISPRA

• A decade of Waste-to-Energy in Europe (2001-2010/11), CEWEP, 2012

• CEWEP Energy Report III , (Status 2007-2010) Results of Specific Data for

Energy, R1 Plant Efficiency Factor and NCV of 314 European Waste-to-Energy

(WtE) Plants

• Energy from Waste. A guide to the debate , 2013, DEFRA, UK