L IMPATTO DELLE EMISSIONI NEL PROCESSO DI TERMODISTRUZIONE DEGLI RSU Prof. Michele Giugliano

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1 TERMOVALORIZZAZIONE DEGLI RSU: LE RAGIONI DEL SI LE RAGIONI DEL NO ENNA, 13 GIUGNO 2009 L IMPATTO DELLE EMISSIONI NEL PROCESSO DI TERMODISTRUZIONE DEGLI RSU Prof. DIIAR Sezione Ambientale del Politecnico di Milano Stato del recupero di energia dai rifiuti residui della raccolta differenziata in Europa (2006) Numero di impianti WTE(~420) Milioni di tonnellate trattate per anno (anche in cementifici) 1

2 EU-27 Quote percentuali dei trattamenti (Eurostat,2006) Riciclo Termoutilizzo Discarica RSU LA GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI RD del 35% RD del 50% RD del 60% RD del 60% con organico spinto Acciaio Alluminio Vetro Carta Legno Plastica Verde e FORSU RICICLO (sostituzione del prodotto primario) COMPOSTAGGIO (sostituzione di torba e concimi artificiali) DIGESTIONE ANAEROBICA (sostituzione di torba e concimi artificiali e calore da caldaia a metano) Residuo indifferenziato IMPIANTO DEDICATO: TAGLIA GRANDE SOLA sostituzione di centrale elettrica mix PRODUZIONE DI E. ELETTRICA Italia / carbone / gas ciclo combinato TAGLIA GRANDE COGENERATIVO sostituzione di caldaia a metano e centrale elettrica mix Italia / TAGLIA PICCOLA COGENERATIVO carbone / gas ciclo combinato CEMENTIFICIO IMPIANTO NON DEDICATO: cementificio, centrale (sostituzione termoelettrica di petcoke) in sostituzione parziale di petcoke e carbone 2

3 EU - ENERGIA DA TERMOUTILIZZO DEI RIFIUTI, 2006 ENERGIA DA RIFIUTI NEL 2006 IN TWh EU - ENERGIA DA TERMOUTILIZZO DEI RIFIUTI, 2020 ENERGIA DA RIFIUTI NEL 2020 IN TWh 3

4 EU-27 Sviluppo della produzione di energia da rifiuti TWh) 1TWh = 1 miliardo di kwh LA QUESTIONE AMBIENTALE MICROINQUINANTI (diossine ed elementi tossici in tracce) PARTICELLE ULTRAFINI E NANOPARTICOLATO 4

5 Inquinanti BAT (IPPC, 2006) BAT aggiornate NH 3 mg m -3 < CO Polveri totali 1-5 0,5-1 HCl HF <1 0,5-1 N 2 O 1-2 COT ,5-2 NO X (come NO 2 ) SO ,5-1 Cd µg m Hg Elementi tossici PCDD/PCDF ng l-teq/m 3 n 0,01-0,1 IPA ng l-teq/m 3 n 0,01-0,05 1-2,5 IL PROBLEMA DIOSSINE 2,3,7,8-TCDD OCDD 135 ISOMERI DI PCDD+ 75 ISOMERI DI PCDF 5

6 Fattori di emissione di diossina in confronto Attività Inceneritore a norma (2005) Inceneritore BAT Combustione di legna non trattata Combustione incontrollata di biomasse Combustione incontrollata di rifiuti Combustione industriale oli pesanti Combustione industriale oli leggeri/gas Cementificio combustibili convenzionali Forno ad arco per acciaio Fusione secondaria alluminio Fusione secondaria piombo Fattore di emissione I-TEQ 0,6 µg I-TEQ t -1 RSU 0,005-0,15 µg I-TEQ t -1 RSU 1-30 µg I-TEQ t -1 legna 5-30 µg I-TEQ t -1 biomassa µg I-TEQ t -1 rifiuti 0,1 µg I-TEQ t -1 olio 0,02 µg I-TEQ t -1 olio 0,15-5 µg I-TEQ t -1 clinker 4,5 µg I-TEQ t -1 acciaio µg I-TEQ t -1 Al 0,5-80 µg I-TEQ t -1 Pb INVENTARIO DELLE EMISSIONI DI DIOSSINE IN LOMBARDIA 4,4% 42,5% Microinquinanti 0,1% 0,3% 0,2% 11,5% 1,8% 0,7% 0,4% 0,2% 5,6% 0,02% 3,6% 28,7% - Produzione acciaio - forni ad arc 42,5% - Fusione secondaria Al 4,4% - Autoveicoli diesel 11,5% - Combustione residenziale legno 1,8% - Forni per produzione cemento 0,2% - Autoveicoli - benzina con Pb 0,3% - Combustine industriale olio 0,1% - Combustione di gas da discarica 0,7% - Fonderie di Fe 0,4% - Fusione secondaria Pb 0,2% - Incenerimento rifiuti tossici 5,6% - Incenerimento rifiuti 28,7% 3,6% - Altre fonti 6

7 DIOSSINE : contributi ai valori di fondo nell area di un grande inceneritore (fg m -3 ) 1000 I-TEQ (fg/m3) , ,01 0, , , ,001 Sito 1 Sito 2 Sito 3 Valori misurati Contributo impianto IMPIANTI Parigi 7

8 IMPIANTI VIENNA LA QUESTIONE DELLE NANOPARTICELLE Traslocazione in organi extrapolmonari (?) Ultrafini < 0,1 µm Nanoparticelle < 0,05 µm Organi interessati Michele dal Giugliano PM fine e ultrafine 8

9 COMPOSIZIONE PM FINE ED ULTRAFINE ATMOSFERICO 0,5% ossidi di metalli in traccia 14,0% Na Cl 0,6% altro 7,5% EC 8,7% Cass et al., 2003 NH 4 3,7% SO 4 8,2% NO 3 6,8% C è attenzione tossicologica per formazioni di biossido di titanio, nanoformazioni di carbonio, metalli di transizione (Fe, Co, Zn, Cu) composti organici 50,0% APPARATO PER LA MISURA DELL ULTRAFINE ELPI 9

10 APPARATO PER LA MISURA DELL ULTRAFINE Separazione PM 10 e PM 2.5 (cicloni) ELPI ELECTRICAL LOW PRESSURE IMPACTOR Camera di ELPI Sistema di e raffreddamento con aria secca e pura 1) Carica delle particelle 2) Separazione inerziale 3) Conteggio da 0, µm da segnali elettrici EMISSIONE DI ULTRAFINE E NANOPARTICOLATO DA INCENERITORI Concentrazione (particelle cm -3 ) Brescia Aria ambiente Bassa Media freddo Alta n.d. caldo 10

11 EMISSIONE DI ULTRAFINE E NANOPARTICOLATO DA INCENERITORI NANOPARTICELLA nm Concentrazione (particelle cm -3 ) ULTRAFINE 100 nm FINE 2000 nm Milano nm Aria ambiente Bassa Media Alta caldo freddo EMISSIONE DI ULTRAFINE E NANOPARTICOLATO DA CALDAIA A LEGNA Concentrazione (particelle cm -3 ) Pellet Aria ambiente Bassa Media freddo Alta > l.ril. caldo 11

12 EMISSIONE DI ULTRAFINE E NANOPARTICOLATO DA CALDAIA A GASOLIO Gasolio Concentrazione (particelle cm -3 ) Aria ambiente Bassa Media freddo Alta caldo NUMERO DI PARTICELLE ULTRAFINI IN AREE URBANE LOMBARDE per cm 3 di aria AREE DI TRAFFICO TRAFFICO per cm 3 di aria FONDO URBANO FONDO URBANO ~ 90% del numero totale < 10nm Concentrazione in numero per centimetro cubo 12

13 CONCLUSIONI/1 L attivita di incenerimento, che ha acquisito lo status di recupero di energia, e ben inserita nei sistemi integrati europei Le tecnologie attuali allineano l inceneritore a normali combustioni e ad altri processi industriali L emissione di diossine in impianti moderni è inferiore a quella di molte combustioni convenzionali e puo essere inferiore o confrontabile con il quantitativo in ingresso con i rifiuti (bilanci di massa) CONCLUSIONI/2 Rischi per la salute trascurabili (de minimis) per impianti con la migliore tecnologia (Dalle analisi di rischio per diossine Cd, Pb, Hg) Questione nanoparticelle: non esistono allo stato attuale evidenze di ordine emissivo e sanitario per bandire o limitare la pratica del recupero di energia in sistemi integrati 13

14 CONCLUSIONI/3 PROSPETTIVE DI MIGLIORAMENTI controllo spinto degli ossidi di azoto (catalizzatori a freddo) e dei gas acidi detossificazione dei residui distruzione delle diossine con trattamenti catalitici e non trasferimento nei residui rimozione spinta di metalli dai rifiuti vetrificazione in sede di combustione (gassificazione) 14