Prevenzione e riduzione integrate dell inquinamento (IPPC)

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1 COMMISSIONE EUROPEA DIREZIONE GENERALE CCR CENTRO COMUNE DI RICERCA Istituto di prospettiva tecnologica (Siviglia) Ufficio europeo IPPC Prevenzione e riduzione integrate dell inquinamento (IPPC) Sintesi Documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per i grandi impianti di combustione Maggio 2005

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3 Sintesi Grandi impianti di combustione SINTESI Questa sintesi descrive i risultati più importanti e le principali conclusioni sulle migliori tecniche disponibili (Best Available Techniques - BAT), nonché i livelli di emissione ad esse associati. Pur potendo essere letta e considerata come un documento a sé stante, è pur sempre una sintesi e in quanto tale non presenta tutte le complessità del testo integrale del BREF (ad esempio non riporta le descrizioni dettagliate contenute nelle sezioni relative alle BAT), né pretende di sostituire quest ultimo come strumento ai fini dell adozione delle decisioni sulle BAT. Si raccomanda pertanto di leggere anche la prefazione e l introduzione standard alle varie sezioni relative alle BAT. Allo scambio di informazioni hanno partecipato oltre 60 esperti in rappresentanza degli Stati membri, dell industria e delle organizzazioni ambientaliste. Ambito di applicazione Il presente BREF riguarda, in generale, gli impianti di combustione con potenza termica nominale superiore a 50 MW. Rientrano quindi nel suo ambito di applicazione il settore della produzione di energia elettrica e i settori che utilizzano combustibili convenzionali (disponibili in commercio e conformi alle specifiche) le cui unità di combustione non sono oggetto di altri BREF settoriali. Sono considerati combustibili convenzionali il carbone, la lignite, la biomassa, la torba, i combustibili liquidi e gassosi (compresi l idrogeno e il biogas). Non è preso in considerazione l incenerimento dei rifiuti, mentre è oggetto di esame la cocombustione di rifiuti e di combustibile recuperato nei grandi impianti di combustione. Il BREF riguarda non soltanto l unità di combustione, ma anche le attività a monte e a valle direttamente collegate al processo di combustione. Esulano dal presente BREF gli impianti di combustione che utilizzano come combustibili sottoprodotti o residui di processi industriali o combustibili non vendibili come tali sul mercato, e i processi di combustione che fanno parte integrante di uno specifico processo produttivo. Informazioni trasmesse Per la redazione del BREF sono stati consultati numerosi documenti, rapporti e informazioni trasmessi dagli Stati membri, dall industria, dagli operatori, dalle autorità, dalle imprese fornitrici di apparecchiature industriali e dalle organizzazioni ambientaliste. Altre informazioni sono state ottenute durante visite in loco effettuate in vari Stati membri e tramite comunicazioni personali sulla scelta delle tecnologie e sull esperienza acquisita nell applicazione delle tecniche di riduzione. Struttura del documento In Europa, la produzione di energia elettrica e/o di calore è un settore molto eterogeneo, basato sull utilizzo di vari tipi di combustibili. A seconda dello stato di aggregazione i combustibili si distinguono in solidi, liquidi o gassosi. Il documento è stato pertanto redatto secondo una struttura verticale, combustibile per combustibile; gli aspetti e le tecniche comuni sono descritti nei tre capitoli introduttivi. L industria europea dell energia Nell Unione europea, la produzione di energia elettrica e termica utilizza ogni tipo di fonte energetica disponibile. La scelta del combustibile impiegato in ciascuno Stato membro per la produzione di energia dipende in larga misura dalle risorse disponibili a livello nazionale o locale (carbone, lignite, biomassa, torba, petrolio o gas naturale). Dal 1990 ad oggi, la quantità di energia elettrica prodotta dai combustibili fossili è aumentata di circa il 16% e la domanda è cresciuta del 14% circa. La quantità di energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili (compresa l energia idraulica e la biomassa) ha registrato un incremento superiore alla media, pari a circa il 20%. LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 iii

4 Sintesi Gli impianti di combustione funzionano secondo la domanda e il fabbisogno energetico; ciò vale sia per le grandi centrali elettriche pubbliche sia per gli impianti di combustione industriali che forniscono energia (ad es. elettrica o meccanica), vapore o calore destinati a processi di produzione industriale. Tecnologie utilizzate La produzione di energia elettrica utilizza, in generale, una vasta gamma di tecnologie di combustione. Per i combustibili solidi, le tecniche che utilizzano combustibili polverizzati, la combustione a letto fluido e la combustione a griglia sono tutte considerate BAT nelle condizioni descritte nel presente documento. Per i combustibili liquidi e gassosi, caldaie, motori e turbine a gas costituiscono le BAT nelle condizioni descritte nel presente documento. La scelta del sistema utilizzato in un determinato impianto dipende da fattori economici, tecnici, ambientali e locali, come la disponibilità di combustibili, i requisiti operativi, le condizioni di mercato e i requisiti di rete. L energia elettrica è normalmente ottenuta mediante la produzione di vapore in una caldaia alimentata con il combustibile prescelto. Il vapore è utilizzato per azionare una turbina, che a sua volta mette in moto un generatore, il quale produce l energia elettrica. Il rendimento intrinseco del ciclo del vapore è limitato dalla necessità di condensare il vapore all uscita della turbina. Alcuni combustibili liquidi e gassosi possono essere utilizzati direttamente per azionare le turbine con il gas di combustione o essere impiegati in motori a combustione interna che a loro volta azionano i generatori. Ogni tecnologia offre determinati vantaggi all'operatore, soprattutto per quanto riguarda la capacità di adattamento alle variazioni della domanda energetica. Aspetti ambientali La maggior parte degli impianti di combustione utilizza combustibili e altre materie prime ricavati dalle risorse naturali della Terra, convertendoli in energia utile. I combustibili fossili sono la fonte energetica più diffusa attualmente utilizzata; tuttavia, la loro combustione comporta un impatto sull ambiente nel suo complesso, che talvolta può anche essere significativo. Il processo di combustione genera emissioni in atmosfera (che sono considerate uno dei principali problemi ambientali), nell acqua e nel suolo. Le principali sostanze emesse in atmosfera dalla combustione di combustibili fossili sono l anidride solforosa (SO 2 ), gli ossidi di azoto (NO X ) il monossido di carbonio (CO), il particolato (PM 10 ) e alcuni gas serra come il protossido di azoto (N 2 O) e l anidride carbonica (CO 2 ). Altre sostanze (ad esempio metalli pesanti, composti alogenati e diossine) sono emesse in quantità minori. Condizioni I livelli di emissione associati alle BAT si basano su una media giornaliera in condizioni normali e con tenore di O 2 pari al 6%/3%/15% (rispettivamente per combustibili solidi/combustibili liquidi e gassosi /turbine a gas), ipotesi che rappresenta una situazione di carico tipica. Per i picchi di carico, i periodi di avviamento e di arresto, e in caso di problemi di funzionamento dei sistemi di depurazione dei fumi di combustione, occorre considerare valori di picco anche più elevati per brevi periodi di tempo. Scarico, stoccaggio e movimentazione del combustibile e degli additivi La tabella 1 riassume alcune BAT per prevenire le emissioni durante lo scarico,lo stoccaggio e la movimentazione dei combustibili e degli additivi come la calce, il calcare, l ammoniaca, ecc. iv Maggio 2005 LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL

5 Particolato Inquinamento idrico Prevenzione degli incendi Emissioni fuggitive Uso efficiente delle risorse naturali Rischi per la salute e per la sicurezza derivanti dall ammoniaca Sintesi Grandi impianti di combustione BAT impiego di apparecchiature di carico e scarico che riducano al minimo l altezza di caduta del combustibile nel sito di stoccaggio, per ridurre le emissioni diffuse di polveri (combustibili solidi) nei paesi in cui non si raggiungono temperature di congelamento, impiego di sistemi a spruzzo d acqua per ridurre le emissioni fuggitive di polveri dalle aree di stoccaggio dei combustibili solidi (combustibili solidi) collocazione dei convogliatori in zone sicure e all aperto, sopra il livello del suolo, in modo da evitare danni causati da veicoli o da altre attrezzature (combustibili solidi) impiego di convogliatori chiusi muniti - nei punti di trasferimento - di sistemi di estrazione e filtrazione robusti e ben progettati, per evitare l emissione di polveri (combustibili solidi) razionalizzazione dei sistemi di trasporto per ridurre al minimo la formazione e il trasporto di polveri nel sito (combustibili solidi) utilizzo di norme di buona tecnica per la progettazione e la costruzione; adeguata manutenzione degli impianti (tutti i tipi di combustibile) stoccaggio della calce o del calcare in sili muniti di sistemi di estrazione e filtrazione robusti e ben progettati (tutti i tipi di combustibile) stoccaggio su superfici stagne munite di sistema di drenaggio, raccolta e trattamento delle acque per sedimentazione (combustibili solidi) sistemi di stoccaggio dei combustibili liquidi all interno di bacini impermeabili di capacità sufficiente a contenere il 75% della capacità massima di tutti i serbatoi o almeno il volume massimo del serbatoio più grande. Il contenuto dei serbatoi deve essere indicato e devono essere utilizzati appositi segnali di allarme. Possono essere utilizzati sistemi di controllo automatico per impedire il sovrariempimento dei serbatoi di stoccaggio (combustibili solidi) collocazione delle condutture in zone sicure e all aperto, sopra il livello del suolo, per consentire di rilevare rapidamente le perdite ed evitare danni causati da veicoli e da altre attrezzature. Per le condutture non accessibili, è possibile utilizzare tubi del tipo a doppia parete con controllo automatico dell intercapedine (combustibili liquidi e gassosi) raccolta delle acque di scorrimento superficiale (acque meteoriche) che lavano via le particelle di combustibile dalle aree di stoccaggio e loro trattamento (per sedimentazione o in un impianto di trattamento delle acque reflue) prima dello scarico (combustibili solidi) controllo delle aree di stoccaggio dei combustibili solidi mediante sistemi automatici, per rilevare incendi causati da autocombustione e identificare i punti a rischio (combustibili solidi) utilizzo di sistemi di rilevazione delle fughe di gas combustibili e di sistemi di allarme (combustibili liquidi e gassosi) uso di turbine di espansione per recuperare l energia contenuta nel gas combustibile pressurizzato (gas naturale trasportato in tubi a pressione) (combustibili liquidi e gassosi) preriscaldamento del gas combustibile mediante il calore residuo proveniente dalla caldaia o turbina a gas (combustibili liquidi e gassosi). per la manipolazione e lo stoccaggio dell ammoniaca liquida pura i serbatoi a pressione di capacità superiore a 100 m 3 devono essere interrati e a doppia parete; nella costruzione dei serbatoi di capacità uguale o inferiore a 100 m 3 occorre prevedere un processo di ricottura (tutti i tipi di combustibile) dal punto di vista della sicurezza, l uso di una soluzione acqua-ammoniaca è meno rischioso dello stoccaggio e della manipolazione di ammoniaca liquida pura (tutti i tipi di combustibile). Tabella 1: Alcune BAT per lo stoccaggio e la movimentazione dei combustibili e degli additivi LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 v

6 Sintesi Pretrattamento dei combustibili Per i combustibili solidi, il pretrattamento consiste essenzialmente in operazioni di miscelazione destinate ad ottenere condizioni di combustione stabili e a ridurre i picchi di emissione. Per ridurre la quantità di acqua presente nella torba e nella biomassa è considerata parte della BAT anche l essiccamento del combustibile. Per i combustibili liquidi è considerato BAT l uso di sistemi di pretrattamento come, per esempio, le unità di depurazione dell olio diesel utilizzato nelle turbine e nei motori a gas. Il trattamento dell olio combustibile pesante (HFO) comprende dispositivi quali riscaldatori elettrici o a serpentina di vapore, sistemi di dosaggio disemulsionanti, ecc. Rendimento termico La gestione accorta delle risorse naturali e l uso efficiente dell energia sono due dei principali requisiti stabiliti dalla direttiva IPPC. In questo senso, l efficienza di produzione energetica costituisce un importante indicatore delle emissioni di CO 2, uno dei gas clima-alteranti. Un modo per ridurre le emissioni di CO 2 per unità di energia prodotta è l ottimizzazione del consumo energetico e del processo di produzione dell energia. L incremento del rendimento termico incide sulle condizioni di carico, sui sistemi di raffreddamento, sulle emissioni, sul tipo di combustibile utilizzato e così via. La cogenerazione di elettricità e calore (CHP) è considerata la soluzione più efficace per ridurre le emissioni complessive di CO 2 ed è una scelta adatta per le nuove centrali elettriche quando la domanda locale di calore è sufficientemente elevata da giustificare la costruzione di un impianto CHP, più costoso rispetto ad un impianto più semplice destinato soltanto alla produzione di calore o di energia elettrica. Nelle tabelle da 3 a 5 sono riassunte le conclusioni relative alle BAT per il miglioramento del rendimento degli impianti e i livelli associati. Si noti, a questo proposito, che il rendimento degli impianti alimentati a olio combustibile pesante è considerato simile a quello degli impianti alimentati a carbone. Combustibile Carbone e lignite Carbone Lignite Tecnica combinata Cogenerazione (CHP) PC (DBB e WBB) FBC >41 PFBC >42 PC (DBB) FBC >40 PFBC >42 Rendimento termico netto dell impianto (%) Il miglioramento del rendimento termico effettivamente ottenibile dipende dal singolo impianto, ma a titolo indicativo negli impianti un rendimento del 36* 40% o un miglioramento di oltre tre punti percentuali potrebbero considerarsi associati all impiego della BAT PC: combustione di combustibili polverizzati DBB: caldaia a fondo secco WBB: caldaia a fondo umido FBC: combustione a letto fluido PFBC: combustione a letto fluido pressurizzato * Su questo valore sono emerse alcune opinioni divergenti, esposte nella sezione del testo integrale del BREF Tabella 2: Livelli di rendimento termico associati all applicazione delle BAT negli impianti di combustione alimentati a carbone e a lignite vi Maggio 2005 LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL

7 Combustibile Biomassa Sintesi Grandi impianti di combustione Rendimento termico netto dell impianto (%) Tecnica combinata Grado di utilizzazione del Rendimento elettrico combustibile (CHP) Combustione a griglia Circa Combustione in In funzione della specifica sospensione su griglia >23 (spreader-stoker) applicazione dell impianto FBC (CFBC) >28 30 e della richiesta di energia termica e elettrica Torba FBC (BFBC e CFBC) >28 30 FBC: combustione a letto fluido CFBC: combustione a letto fluido circolante BFBC: combustione a letto fluido bollente CHP: cogenerazione Tabella 3: Livelli di rendimento termico associati all applicazione delle BAT negli impianti di combustione alimentati a torba e biomassa Non è stata raggiunta alcuna conclusione riguardo ai valori di rendimento termico connessi all uso di combustibili liquidi nelle caldaie e nei motori. Tuttavia nelle sezioni relative alle varie BAT sono illustrate alcune tecniche da prendere in considerazione. Tipo di impianto Rendimento elettrico (%) Grado di utilizzazione del combustibile(%) ed Turbina a gas Turbina a gas Motore a gas Motore a gas Motore a gas con HRSG in modalità >38 > CHP Caldaia a gas Caldaia a gas Turbogas a ciclo combinato (CCGT) Ciclo combinato con o senza combustione supplementare (HRSG) per la produzione di sola energia elettrica Ciclo combinato senza combustione supplementare (HRSG) in modalità CHP <38 < Ciclo combinato con combustione <40 < supplementare in modalità CHP HRSG: generatore di vapore a recupero di calore CHP: cogenerazione Tabella 4: Rendimento associato all impiego delle BAT negli impianti di combustione alimentati a gas Emissioni di particolato (polveri) Il particolato (polveri) emesso durante la combustione dei combustibili solidi o liquidi deriva pressoché interamente dalla loro frazione minerale. Nel caso dei combustibili liquidi, in condizioni di combustione sfavorevoli si ha la formazione di fuliggine. La combustione di gas naturale non genera significative emissioni di polveri. In tal caso i livelli di emissione delle polveri sono normalmente ben al di sotto di 5 mg/nm 3 anche senza l applicazione di misure tecniche supplementari. Per la depolverazione dei fumi prodotti dagli impianti di combustione ed, è considerata BAT l uso di un precipitatore elettrostatico o (ESP) o di un filtro a tessuto (FF); quest ultimo permette normalmente di raggiungere livelli di emissione inferiori a 5 mg/nm 3. Cicloni e captatori meccanici di per sé non rappresentano la BAT, ma possono essere utilizzati per la predepurazione lungo il percorso dei fumi di combustione. LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 vii

8 Sintesi Nella tabella 5 sono riassunte le conclusioni relative alle BAT per la depolverazione e i relativi livelli di emissione. Per gli impianti di combustione di potenza superiore a 100 MW th, e soprattutto per quelli con potenza superiore a 300 MW th, i livelli di emissione delle polveri sono inferiori in quanto le tecniche FGD, che figurano tra le BAT per la desolforazione, consentono di ridurre anche il particolato. Potenza (MW th ) Livello di emissione delle polveri (mg/nm 3 ) BAT per conseguire questi livelli Carbone e lignite Biomassa e torba Combustibili liquidi per caldaie * 5 30* * 5 30* ESP o FF * 5 25* * 5 25* > * 5 20* * 5 20* ESP o FF in combinazione con FGD (a umido, semisecco o mediante iniezione di sorbente secco) per la combustione di combustibili polverizzati; ESP o FF per la FBC Legenda: ESP: precipitatore elettrostatico FF: filtro a tessuto FGD: desolforazione dei fumi di combustione FBC: combustione a letto fluido * Su questi valori sono emerse alcune opinioni divergenti, riportate nelle sezioni e del testo integrale del BREF. Tabella 5: BAT per la riduzione delle emissioni di particolato di alcuni impianti di combustione Metalli pesanti L emissione di metalli pesanti deriva dalla loro presenza come componenti naturali nei combustibili fossili. La maggior parte dei metalli pesanti considerati (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, V, Zn) è normalmente emessa sotto forma di composti (ad es. ossidi, cloruri) in associazione con il particolato. Pertanto, la BAT per ridurre le emissioni di metalli pesanti consiste generalmente nell impiego di sistemi di depolverazione ad alta efficienza, come i precipitatori elettrostatici o i filtri a tessuto. Soltanto il mercurio e il selenio sono, almeno parzialmente, presenti nella fase di vapore. Il mercurio presenta una tensione di vapore elevata alle normali temperature di funzionamento dei sistemi di abbattimento, e la sua raccolta da parte dei sistemi di abbattimento del particolato è molto variabile. Utilizzando precipitatori elettrostatici o filtri a tessuto, insieme a tecniche di desolforazione dei fumi di combustione come gli scrubber a umido con calcare, gli scrubber del tipo spray dryer o l iniezione di sorbente secco, il tasso medio di rimozione del mercurio è del 75% (di cui il 50% con i precipitatori elettrostatici e il 50% con le tecniche FGD), e del 90% se si utilizza contemporaneamente una tecnica di riduzione catalitica selettiva a monte. Emissioni di SO 2 Le emissioni di ossidi di zolfo sono dovute essenzialmente allo zolfo presente nel combustibile. Il gas naturale è generalmente considerato privo di zolfo; non altrettanto può dirsi per alcuni gas industriali: in tal caso può essere necessaria la desolforazione dei combustibili gassosi. viii Maggio 2005 LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL

9 Sintesi Grandi impianti di combustione In generale, per gli impianti di combustione alimentati a combustibili solidi o liquidi, si considera BAT l uso di combustibili a basso tenore di zolfo e/o la desolforazione. Tuttavia, negli impianti di potenza superiore a 100 MW th l impiego di combustibili a basso tenore di zolfo, nella maggior parte dei casi, può essere considerato soltanto una misura supplementare di riduzione delle emissioni di SO 2, da abbinare ad altre. Oltre all impiego di combustibili a basso tenore di zolfo, le tecniche considerate BAT sono principalmente la desolforazione mediante lavaggio a umido ( scrubber, tasso di riduzione del 92 98%), e mediante trattamento a semi-secco ( spray dry, tasso di riduzione: 85 92%), la cui quota di mercato è già superiore al 90%. Le tecniche di desolforazione a secco, come l iniezione di sorbente secco, sono utilizzate prevalentemente per gli impianti di potenza termica inferiore a 300 MW th. Il vantaggio dello scrubber a umido è che questa tecnica riduce anche le emissioni di HCl, HF, polveri e metalli pesanti. Dati i costi elevati, il processo a umido non è considerato la migliore tecnica disponibile per gli impianti di potenza inferiore a 100 MW th. Potenza (MW th ) Livello di emissione di SO 2 (mg/nm 3 ) Carbone e lignite Torba Combustibili liquidi per caldaie * * * * * (FBC) (FBC) * * > * (CFBC/ PFBC) * * (CFBC/ PFBC) (FBC) (FBC) (FBC) * * * * BAT per conseguire questi livelli Combustibili a basso tenore di zolfo e/o FGD (a secco) o FGD (a semisecco) o FGD (a umido) (a seconda delle dimensioni dell impianto). Scrubbing con acqua di mare. Tecniche combinate per la riduzione di NO x e SO 2. Iniezione di calce (FBC). Legenda: FBC: Combustione a letto fluido CFBC: Combustione a letto fluido circolante PFBC: Combustione a letto fluido pressurizzato FGD (a umido): Desolforazione dei fumi di combustione a umido FGD(a semi-secco): Desolforazione dei fumi di combustione mediante spray dryer FGD(a secco): Desolforazione dei fumi di combustione mediante iniezione di sorbente secco * Su questi valori sono emerse alcune opinioni divergenti, riportate nelle sezioni e del testo integrale del BREF. Tabella 6: BAT per la riduzione delle emissioni di SO 2 generate da alcuni impianti di combustione Emissioni di NO X I principali ossidi di azoto emessi durante la combustione sono il monossido di azoto (NO) e il biossido di azoto (NO 2 ), noti come NO x. Negli impianti di combustione a carbone polverizzato, la riduzione delle emissioni di NO X mediante il ricorso a misure primarie e secondarie, come la riduzione catalitica selettiva (SCR), è considerata BAT quando il tasso di riduzione del sistema SCR è compreso tra l 80 e il 95%. Il ricorso alla riduzione selettiva catalitica (SCR) o non catalitica (SNCR) presenta l inconveniente di un possibile rilascio in atmosfera di ammoniaca non convertita ( ammonia slip ). Nei piccoli impianti alimentati a combustibili solidi nei quali non si verificano forti LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 ix

10 Sintesi variazioni di carico e la qualità del combustibile è stabile, la tecnica SNCR è anch essa considerata come una delle BAT per la riduzione delle emissioni di NO X. Negli impianti di combustione alimentati a torba e a lignite polverizzate, è considerata BAT la combinazione di varie misure primarie, ad esempio, l impiego di bruciatori avanzati a basse emissioni di NO x insieme ad altre misure quali il ricircolo dei fumi, la combustione a stadi (airstaging), la ricombustione, ecc. Il ricorso a misure primarie tende a generare una combustione incompleta e conseguentemente dà luogo ad un livello più elevato di carbonio incombusto nelle ceneri volanti e a una modesta emissione di monossido di carbonio. Nelle caldaie FBC alimentate a combustibili solidi, la BAT consiste nella riduzione delle emissioni di NO X mediante distribuzione di aria o ricircolo dei fumi di combustione. La combustione a letto fluido bollente genera un livello di emissioni di NOx leggermente differente rispetto alla combustione a letto fluido circolante. Nelle tabelle 8, 9 e 10 sono riassunte le conclusioni relative alle BAT per la riduzione delle emissioni di NO X e i relativi livelli di emissione per i diversi combustibili. Potenza (MW th ) >300 Tecnica di combustione Combustione a griglia Livelli di emissione di NO X associati alle BAT (mg/nm 3 ) Combustibile Carbone e * * lignite PC * * Carbone CFBC e Carbone e PFBC lignite PC * Lignite Possibili BAT per conseguire tali livelli Misure primarie e/o SNCR Combinazione di misure primarie e SNCR o SCR Combinazione di misure primarie PC 90* * Carbone Combinazione di misure primarie insieme a SCR o tecniche combinate PC * Lignite Combinazione di misure primarie BFBC, CFBC e PFBC * Carbone e lignite Combinazione di misure primarie insieme a SNCR PC Carbone Combinazione di misure primarie insieme a SCR o tecniche combinate PC * * Lignite Combinazione di misure primarie BFBC,CFBC e PFBC Carbone e lignite Combinazione di misure primarie Legenda: PC: Combustione di combustibili polverizzati BFBC: Combustione a letto fluido bollente CFBC: Combustione a letto fluido circolante PFBC: Combustione a letto fluido pressurizzato Misure primarie: Misure primarie per ridurre la formazione di NO x SCR: Riduzione selettiva catalitica degli NO x SNCR: Riduzione selettiva non catalitica degli NO x L impiego dell antracite può comportare un livello più elevato di emissioni di NO X a causa delle alte temperature di combustione * Su questi valori sono emerse alcune opinioni divergenti, riportate nella sezione del testo integrale del BREF. Tabella 7: BAT per la riduzione delle emissioni di NO X generate dagli impianti di combustione alimentati a carbone e lignite x Maggio 2005 LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL

11 Sintesi Grandi impianti di combustione Livello di emissione di NO X (mg/nm 3 ) Potenza Biomassa e torba Combustibili liquidi BAT per conseguire (MW th ) questi livelli * Combinazione di * * misure primarie > * * SNCR/ SCR o tecniche combinate Legenda: Misure primarie: misure primarie per la riduzione degli NO x SCR: Riduzione catalitica selettiva degli NO x * Su questi valori sono emerse alcune opinioni divergenti, riportate nella sezione del testo integrale del BREF Tabella 8: BAT per la riduzione delle emissioni di NO X generate dagli impianti di combustione alimentati a torba, biomassa e combustibili liquidi Per le turbine a gas nuove, la BAT è rappresentata dai combustori a premiscelazione con abbattimento degli NO X a secco (Dry Low NO X - DLN). Per le turbine a gas, la BAT consiste invece nell iniezione di acqua e di vapore o nella conversione alla tecnica DLN. Per gli impianti che utilizzano motori fissi alimentati a gas, la tecnica a combustione magra costituisce la BAT allo stesso titolo della tecnica DLN utilizzata nelle turbine a gas. Nella maggior parte delle turbine a gas e dei motori a gas si considera BAT anche la SCR. Nel caso degli impianti l installazione di un sistema SCR in una centrale turbogas a ciclo combinato è tecnicamente possibile ma non è giustificata dal punto di vista economico perché il generatore di vapore a recupero non dispone dello spazio necessario in quanto non previsto nel progetto iniziale. Tipo di impianto Livelli di emissione associati alle BAT (mg/nm 3 ) NO x CO Teno re di O 2 (%) Possibili BAT per conseguire questi livelli Turbine a gas Turbine a gas nuove Combustori DLN o SCR DLN per le turbine a Installazione di combustori DLN (se gas disponibili per il tipo di turbina considerato) Turbine a gas 50 90* Iniezione di acqua e di vapore o SCR Motori a gas Motori a gas 20 75* * 15 Combustione magra o SCR e catalizzatore ossidante per il monossido di carbonio Motori a gas con HRSG in modalità CHP 20 75* * 15 Motori a gas * Combustione magra o SCR e catalizzatore ossidante per il monossido di carbonio Regolazione per ottenere un basso livello di emissioni di NO x Caldaie a gas Caldaie a gas nuove * Bruciatori a basse emissioni di NO x o Caldaie a gas * SCR o SNCR CCGT CCGT senza combustione supplementare (HRSG) CCGT senza combustione supplementare (HRSG) Combustori DLN o SCR 20 90* Combustori DLN o iniezione di acqua e vapore o SCR LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 xi

12 Sintesi CCGT con combustione supplementare CCGT con combustione supplementare * Dipende dal singolo impianto Dipende dal singolo impianto Combustori DLN e bruciatori a basse emissioni di NO x per la parte caldaia o SCR o SNCR Combustori DLN o iniezione di acqua e vapore e bruciatori a basse emissioni di NO x per la parte caldaia o SCR o SNCR SCR: riduzione selettiva catalitica degli NO x SNCR: riduzione selettiva non catalitica degli NO x DLN: Dry Low NO X HRSG: generatore di vapore a recupero di calore CHP: cogenerazione CCGT: turbogas a ciclo combinato * Su questi valori sono emerse alcune opinioni divergenti, riportate nella sezione del testo integrale del BREF. Tabella 9: BAT per la riduzione delle emissioni di NO X e CO provenienti dagli impianti di combustione alimentati a gas Emissioni di CO Il monossido di carbonio (CO) è sempre presente come prodotto intermedio del processo di combustione. La BAT per ridurre al minimo le emissioni di CO è la combustione completa, associata ad una corretta progettazione della camera di combustione, all impiego di tecniche ad alta efficienza di monitoraggio e controllo di processo, nonché alla manutenzione del sistema di combustione. Nelle sezioni relative alle BAT del testo integrale del BREF sono indicati alcuni livelli di emissione associati all utilizzo delle BAT per i diversi tipi di combustibile; questa sintesi si limita a riportare i livelli relativi agli impianti di combustione alimentati a gas. Inquinamento idrico Oltre a produrre inquinamento atmosferico, i grandi impianti di combustione sono anche responsabili dello scarico di notevoli quantità di effluenti liquidi (acque di raffreddamento e acque reflue) nei fiumi, nei laghi e nell ambiente marino. Tutte le acque di scorrimento superficiale (acque meteoriche) che lavano via le particelle di combustibile dalle aree di stoccaggio devono essere raccolte e trattate (per sedimentazione) prima dello scarico. In una centrale elettrica è inevitabile che piccole quantità di acqua (di lavaggio) siano occasionalmente contaminate da idrocarburi. I pozzi di separazione costituiscono la BAT per evitare danni all ambiente. La conclusione relativa alla BAT per la desolforazione a umido è connessa all utilizzazione di un impianto di trattamento delle acque reflue, impianto che comporta vari trattamenti chimici per rimuovere i metalli pesanti e ridurre la quantità di materiali solidi immessi in acqua. Il trattamento delle acque comporta l adeguamento del livello del ph, la precipitazione dei metalli pesanti e la rimozione dei materiali solidi. Il testo integrale del BREF riporta alcuni livelli di emissione. Rifiuti e residui Il settore presta già da tempo molta attenzione all utilizzo dei residui e dei sottoprodotti della combustione invece del semplice conferimento in discarica. L utilizzo e il riutilizzo costituiscono quindi la migliore alternativa disponibile e sono perciò da preferire. Per vari sottoprodotti, come le ceneri, esistono molte possibilità di impiego, ciascuna delle quali è soggetta a criteri particolari che non è stato possibile esaminare integralmente nel presente BREF. I criteri di qualità sono normalmente collegati alle proprietà strutturali del residuo e al contenuto di sostanze nocive (quantità di combustibile incombusto, solubilità dei metalli pesanti ecc.). Il prodotto finale della depurazione a umido è il gesso, che nella maggior parte dei paesi dell UE risulta essere un prodotto commerciale. Il prodotto può essere venduto e utilizzato al xii Maggio 2005 LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL

13 Sintesi Grandi impianti di combustione posto del gesso naturale. La maggior parte del gesso prodotto nelle centrali elettriche è impiegato nel settore della produzione del cartongesso. La purezza del gesso limita la quantità di calcare che può essere immessa nel processo. Co-combustione dei rifiuti e del combustibile di recupero I grandi impianti di combustione progettati e gestiti secondo le BAT applicano tecniche e misure efficaci per la rimozione di polveri (e -parzialmente- metalli pesanti), SO 2 NO x, HCl, HF e altri inquinanti, nonché tecniche per prevenire la contaminazione delle acque e del suolo. In linea generale, queste tecniche possono essere giudicate sufficienti e sono quindi considerate anche come BAT per la co-combustione dei combustibili secondari. Tale deduzione si basa sulle conclusioni relative alle BAT e più concretamente sui livelli di emissione associati all impiego delle BAT definiti nei capitoli dedicati a ciascun tipo di combustibile. Una maggiore immissione di inquinanti nel sistema di combustione può essere compensata, entro certi limiti, dall adattamento del sistema di depurazione dei fumi o da una limitazione della percentuale di combustibile secondario che può essere sottoposto a co-combustione. Per quanto riguarda gli effetti della co-combustione sulla qualità dei residui, il principale problema connesso alla BAT è il mantenimento, ai fini del riciclaggio, della qualità del gesso, delle ceneri, delle scorie e di altri residui e sottoprodotti allo stesso livello che si avrebbe in assenza di co-combustione del combustibile secondario. Se la co-combustione comporta un aumento significativo del volume di sottoprodotti o residui da smaltire, o un maggiore inquinamento da metalli (ad es. Cd, Cr, Pb) o diossine, occorre adottare misure supplementari per evitare questo effetto. Grado di consenso Complessivamente, il presente documento è stato accolto piuttosto favorevolmente dai membri del TWG. Tuttavia l industria e due Stati membri non hanno approvato integralmente la bozza finale, esprimendo opinioni divergenti su alcune delle conclusioni esposte nel documento, soprattutto per quanto concerne i livelli di rendimento e di emissione associati alla BAT per il carbone e la lignite e i combustibili liquidi e gassosi, nonché riguardo all'uso della SCR, per motivi di carattere economico. L obiezione mossa è che gli intervalli indicati come livelli di emissione associati all impiego delle BAT sono in generale troppo bassi sia per le centrali elettriche nuove che per quelle. Occorre tuttavia notare che i limiti superiori dei livelli di emissione associati alle BAT, soprattutto per gli impianti, sono simili ai valori limite di emissione attualmente in vigore in alcuni Stati membri dell UE. Parte dell industria ha espresso un opinione specifica sul grado di considerazione, nel presente documento, delle esperienze e delle condizioni di tutti i grandi impianti di combustione. Ciò conferma l opinione dei membri del TWG secondo cui i livelli di emissione associati alle BAT sono ragionevoli e dimostra che tali livelli sono già conseguiti da un discreto numero di impianti in Europa. Tramite i suoi programmi di RST, la Comunità europea promuove e sostiene una serie di progetti riguardanti le tecnologie pulite, le strategie di gestione e le tecnologie emergenti di trattamento e riciclo degli effluenti. Tali progetti possono fornire un utile contributo alle future revisioni del BREF. Si invitano pertanto i lettori a comunicare all Ufficio europeo IPPC (European Integrated Pollution Prevention and Control Bureau - EIPPCB) i risultati di eventuali ricerche rilevanti ai fini del presente documento (cfr. anche la prefazione). LF/EIPPCB/LCP_BREF_FINAL Maggio 2005 xiii