LA FRAZIONE RESIDUA DEI RIFIUTI URBANI: CONFRONTO TRA TECNOLOGIE E MODALITÀ DI GESTIONE
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1 LA FRAZIONE RESIDUA DEI RIFIUTI URBANI: CONFRONTO TRA TECNOLOGIE E MODALITÀ DI GESTIONE
2 IL SISTEMA BEA DI GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI RIFIUTO URBANO RESIDUO FRAZIONI DIFFERENZIATE R E C U P E R O E N E R G I Elettricità Calore Elettricità Calore TERMOVALORIZZAZIONE Biogas A Ceneri Scorie a recupero Umide Residui Secche (mono e multi) TRATTAMENTO BIOLOGICO (aerobico o anaerobico) Residui SELEZIONE MECCANICA (TMB) Plastica Metalli Vetro Carta Compost Residui R E C U P E R O M A T E R I A DISCARICA
3 SCHEMI ALTERNATIVI DI GESTIONE DEL RUR SCENARIO 1 schema BEA SCENARIO 2 TMB+ recupero di energia RUR RUR TMB recupero metalli calore en. elettrica scorie a recupero di materia TERMOVALORIZZATORE ceneri RECUPERO DI ENERGIA (WTE o co-combustione) residui ceneri Frazione alto PCI calore en. elettrica scorie a recupero di materia DISCARICA
4 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.
5 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.
6 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.
7 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!
8 I TMB IN ITALIA Capacità di trattamento impianti TMB in Italia divisi per Regione: Fonte: Rapporto Rifiuti Urbani ISPRA 19 giugno 2013
9 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!! 100% RUR input TMB IN ITALIA 1% recupero metalli 3% recupero energia cocombustione in centrali o cementifici 20% perdite processo 60% discarica Fonte: elaborazione dati ISPRA % recupero energia termovalorizzatori
10 I TMB IN GERMANIA I trattamenti TMB in Germania: 45 impianti in funzione pretrattano 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.
11 I TMB IN GERMANIA 100% RUR input TMB IN GERMANIA 17% perdite processo 22% frazioni a discarica 3% recupero metalli Fonte: Further Development and Capability of Mechanical Biological Waste Treatment M. Balhar, In Proceedings of Waste to Resource 2013 Symposium. 58% a recupero energetico 70% in termovalorizzatori 22% cementifici 8% centrali a carbone
12 LA CO-COMBUSTIONE È UNA ALTERNATIVA? Limiti alle emissioni per impianti industriali definiti dal D.Lgs 133/2005: Dlgs 152/06 Dlgs 133/05 Cementificio combustibili Co-combustione in Termovalorizzatori Termovalorizzatore convenzionali cementificio BEA Spa (2012) Polveri totali mg/m 3 n ,9 TOC " ,9 HCl " ,8 HF " ,39 SO2 " ,8 NOx " (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/m 3 n 10 0,1 0,1 0,01 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.
13 POTENZIALITÀ CO-COMBUSTIONE Potenzialità di co-combustione in Italia all anno: Cementifici: (10% sostituzione combustibile) t/a Centrali termo-elettriche: (10% sostituzione combustibile) t/a Potenzialità Co-Combustione totale: Potenzialità produttiva TMB in Italia: Produzione reale di CSS in Italia: t/a t/a t/a 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.
14 I TMB CONVENGONO? L analisi dei flussi di massa riporta chiaramente i TMB come impianti di pretrattamento 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.
15 I TMB SONO UNA TECNOLOGIA PULITA? Gli impianti TMB producono emissioni in atmosfera: COV, NH 3, H 2 S; 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.
16 I TMB SONO ECOLOGICI? SCENARIO 1 INCENERIMENTO DIRETTO RUR Trasporto WTE SCENARIO 2 MTB+ RECUPERO ENERGIA RUR Trasporto MBT Trasporto Trasporto REC. ENERGIA (WTE o cocombustione) Trasporto DISCARICA DISCARICA
17 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.
18 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
19 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;
20 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 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); Immaginiamo che tutto il 35% selezionato venga venduto senza difficoltà.
21 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
22 I TMB DEGLI ALTRI IL CASO REGGIO EMILIA
23 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) 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) Entrata in funzione Gennaio 1976 Prevista a Luglio
25 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
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