Incenerimento e recupero energetico: i nuovi criteri di classificazione anche con riferimento ai piani locali

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1 Incenerimento e recupero energetico: i nuovi criteri di classificazione anche con riferimento ai piani locali Giuseppe Mininni Cnr Istituto di Ricerca Sulle Acque Area della Ricerca Roma 1 via Salaria km 29, Monterotondo (Roma) mininni@irsa.cnr.it

2 La presente disciplina su incenerimento e coincenerimento D.Lgs. 152/06 e s.m.i. (D.Lgs. 16 gennaio 2008, n.4); D.M. 5 febbraio 1998 e s.m.i. (D.M. 5 aprile 2006, n. 186); D.Lgs. 133/05.

3 Art. 208 D.Lgs. 152/06 (Autorizzazione unica per i nuovi impianti di smaltimento e di recupero) I soggetti che intendono realizzare e gestire nuovi impianti di smaltimento o di recupero di rifiuti, anche pericolosi, devono presentare apposita domanda alla regione competente per territorio. Qualora l impianto sia soggetto a VIA, alla domanda deve essere allegata la comunicazione del progetto all autorità competente ai predetti fini. Continua ad applicarsi la disciplina IPPC per gli impianti che vi ricadono (D.Lgs. 59/05). Si tratta degli impianti per l eliminazione o il recupero di rifiuti pericolosi; Impianti d incenerimento di rifiuti urbani; Impianti per l eliminazione di rifiuti non pericolosi di potenzialità superiore a 50 t/d; Discariche che ricevono più di 10 t/d di rifiuti con capacità superiore a tonnellate.

4 Art. 214 (Procedure semplificate) Per accedere alle procedure semplificate devono essere garantiti: un elevato livello di protezione ambientale; controlli efficaci. Lo stesso articolo prevede che con decreto del Ministro dell ambiente e della tutela del territorio e del mare di concerto con gli altri ministri interessati siano emanate le norme specifiche per le attività di recupero in procedura semplificata. Fino all emanazione del decreto continua ad applicarsi il D.M. 5 febbraio 1998 e s.m.i.

5 Art. 216 D.Lgs. 152/06 (Operazioni di recupero) L esercizio delle operazioni di recupero può essere intrapreso decorsi 90 giorni dalla comunicazione di inizio attività alla provincia territorialmente competente. La comunicazione deve essere rinnovata ogni 5 anni. Per le attività di recupero dei rifiuti urbani normalmente non si applicano le procedure semplificate, ad eccezione della produzione di compost di qualità e di CDR. La disciplina ordinaria continua ad applicarsi nel caso che i rifiuti non siano destinati in modo effettivo ed oggettivo al recupero.

6 Ulteriori prescrizioni delle attività di recupero energetico Devono essere utilizzati combustibili da rifiuti urbani oppure rifiuti speciali individuati per frazioni omogenee; Le concentrazioni limite alle emissioni non devono essere superiori a quelle stabilite per gli impianti di incenerimento e coincenerimento dei rifiuti (D.Lgs. 11 maggio 2005, n. 133); Deve essere garantita la produzione di una quota minima di trasformazione del potere calorifico dei rifiuti in energia utile calcolata su base annuale; Devono essere precisati il tipo, la quantità, le caratteristiche e il ciclo di provenienza dei rifiuti da recuperare, le caratteristiche degli impianti anche in relazione all esercizio, e tutte le caratteristiche delle emissioni sia in atmosfera sia nelle acque.

7 Perché procedure semplificate per produzione e uso di CDR? Nuovi impianti di produzione e/o utilizzazione di CDR. È richiesta un autorizzazione unica (approvazione progettuale e autorizzazione alla gestione). In questo caso le procedure semplificate non sembra che semplifichino sostanzialmente le procedure amministrative. Impianti esistenti di produzione e/o utilizzazione di CDR approvati con la preesistente disciplina (Decreto Ronchi) ma per i quali manca l autorizzazione alla gestione; Impianti di produzione e/o utilizzazione di CDR che devono rinnovare l autorizzazione alla gestione. Impianti di potenza o cementifici dove utilizzare CDR come combustibile accessorio (coincenerimento);

8 D.M. 5 febbraio 1998 e s.m.i Principi generali Le attività di recupero non devono costituire un pericolo per la salute e recare pregiudizio per l ambiente; Il recupero di materia deve consentire di ottenere materie prime e materie prime secondarie con caratteristiche merceologiche conformi a quelle della normativa tecnica di settore ed esse non devono presentare caratteristiche di pericolo superiori a quelle dei prodotti e materie ottenuti da materie prime vergini; I prodotti recuperati non effettivamente destinati al riutilizzo continuano a essere sottoposti alla disciplina sui rifiuti. Per il recupero energetico deve essere garantita la trasformazione di almeno una quota parte di energia termica dei rifiuti in energia termica pari al 75% su base annua o in alternativa in energia elettrica, sempre calcolata su base annua, secondo la seguente relazione: Efficienza = 16 + Potenza elettrica (MW) 5 variabile dal 16 (impianti con potenza elettrica<5mw) al 27% (per impianti con potenza elettrica resa 55 MW). Qualora non possa essere garantito tale rendimento, devono essere adottati cicli cogenerativi di recupero di energia elettrica e di calore con un rendimento complessivo non inferiore al 65% su base annua.

9 Origine del CDR La produzione di CDR con procedure semplificate è consentita utilizzando: a) rifiuti solidi urbani; b) rifiuti plastici e di gomma ( , , , , ), c) imballaggi e rifiuti di carta e cartone ( , ), d) imballaggi in legno ( ), e) imballaggi in materiali compositi ( ), f) imballaggi in materiali misti ( ), g) pneumatici fuori uso ( ), h) legno ( ), i) parte di rifiuti urbani e simili non compostata ( ), j) CDR ( ), k) altri rifiuti compresi materiali misti prodotti dal trattamento meccanico dei rifiuti ( ), l) altri rifiuti non biodegradabili ( ), m) rifiuti urbani non differenziati ( ). È esclusa la produzione di CDR dalle frazioni derivanti da raccolta differenziata.

10 Operazioni di produzione di CDR La produzione di CDR deve essere ottenuta attraverso cicli di lavorazione (selezione, triturazione, vagliatura e/o trattamento fisico meccanico di presso estrusione, eventuali trattamenti d essiccamento, addensamento e pellettizzazione) che ne garantiscano un adeguato potere calorifico, ne riducano la presenza di materiale metallico, vetri, inerti, materiale putrescibile, contenuto di umidità e di sostanze pericolose, in particolare ai fini della combustione.

11 Caratteristiche del CDR Parametro Potere calorifico inferiore Umidità Ceneri Cloro totale Zolfo Piombo Cromo Rame Manganese Nichel Arsenico Cadmio + Mercurio Cadmio Mercurio Unità di misura kj/kg t.q. % massa t.q. % massa s.s. % massa t.q. % massa t.q. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. mg/kg s.s. CDR qualità normale CDR qualità elevata Min Min Valori massimi ,9 0,7 0,6 0,

12 Utilizzazione del CDR Il recupero energetico può essere effettuato in alternativa: a) In impianti dedicati al recupero energetico dei rifiuti aventi una potenza termica nominale non inferiore a 10 MW, equivalenti a 2,4 t/h (57,6 t/d) per rifiuti con potere calorifico inferiore di kj/kg b) in impianti industriali di coincenerimento con potenza termica nominale non inferiore a 20 MW. Gli impianti devono essere provvisti di: a) bruciatore pilota a combustibile gassoso o liquido (non richiesto nei forni industriali); b) alimentazione automatica del combustibile; c) regolazione automatica del rapporto aria/combustibile anche nelle fasi di avviamento (non richiesto nei forni industriali); d) controllo in continuo di ossigeno, monossido di carbonio, polveri, ossidi di azoto, biossido di zolfo, acido cloridrico,. acido fluoridrico, temperatura nell effluente gassoso; e) controllo in continuo di TOC e temperatura in camera di combustione. Devono inoltre essere garantiti i seguenti requisiti minimi operativi in tutte le condizioni d esercizio: a) temperatura minima dei gas nella camera di combustione di 850 C, raggiunta anche in prossimità della parete interna; b) tempo di permanenza minimo dei gas nella camera di combustione di 2 s; c) il rispetto dei valori limite alle emissioni, riferiti a un tenore di ossigeno nei fumi anidri dell 11% in volume.

13 Valori limite alle emissioni Parametro Ossidi d azoto (NOx) (valore medio campionamento di 24 h) Zn (valore medio campionamento di 1 h) Idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sommatoria di Benz(a)antracene, Dibenz(a,h)antracene, Benzo(b)fluorantene, Benzo(j)fluorantene, Benzo(k)fluorantene, Benzo(a)pirene, Dibenzo(a,e)pirene, Dibenzo(a,h)pirene, Dibenzo(a,i)pirene, Dibenzo(a,l)pirene, Indeno (1,2,3 cd)pirene (valore medio campionamento di 8 h) PCDD+PCDF (TE) (valore medio campionamento di 8 h) Valore limite (mg/m 3 ) ,01 0,1 ng/nm 3

14 Polvere totale Parametro Monossido di carbonio (CO) Sostanze organiche sotto forma di gas e vapori, espresse come carbonio organico totale (COT) Cloruro di idrogeno (HCl) Fluoruro di idrogeno (HF) Biossido di zolfo (SO 2 ) Cadmio + Tallio (valore medio campionamento di 1 h) Mercurio (valore medio campionamento di 1 h) Antimonio + Arsenico + Piombo + Cromo + Cobalto + Rame + Manganese + Nichel + Vanadio + Stagno (valore medio campionamento di 1 h) Media giornaliera se non altrimenti indicato ,05 0,05 0,5 Valore limite (mg/m 3 ) Valore medio su 30 minuti percentile delle medie su 30 minuti in un periodo di un anno

15 La nuova direttiva 2008/98 Nei considerata la direttiva stabilisce che: deve essere chiarito quando l incenerimento dei rifiuti solidi urbani è efficiente dal punto di vista energetico e può essere considerato un operazione di recupero; Gli Stati membri dovrebbero sostenere l uso di materiali riciclati (come la carta riciclata) in linea con la gerarchia dei rifiuti e con l obiettivo di realizzare una società del riciclaggio e non dovrebbero promuovere, laddove possibile, lo smaltimento in discarica o l incenerimento di detti materiali riciclati. Art. 23: Le autorizzazioni concernenti l incenerimento o il coincenerimento con recupero di energia sono subordinate alla condizione che il recupero avvenga con un livello elevato di efficienza energetica. Art. 38: Se necessario, l applicazione della formula per gli impianti di incenerimento di cui all allegato II, codice R1, è specificata. È possibile considerare le condizioni climatiche locali, ad esempio la rigidità del clima e il bisogno di riscaldamento nella misura in cui influenzano i quantitativi di energia che possono essere tecnicamente usati o prodotti sotto forma di energia elettrica, termica, raffreddamento o vapore.

16 Operazione di recupero R1 E Gli impianti di incenerimento dei rifiuti solidi urbani sono compresi solo se la loro efficienza energetica è uguale o superiore a: p 0,97 0,60 per gli impianti funzionanti e autorizzati in conformità della normativa comunitaria applicabile anteriormente al 1 gennaio 2009, 0,65 per gli impianti autorizzati dopo il 31 dicembre ( E f + E i ) ( E + E ) w f Efficienza energetica E p = 0, 97 (Ef + E i ) (E w + E f ) E p =energia annua prodotta sotto forma di energia termica o elettrica. È calcolata moltiplicando l energia sotto forma di elettricità per 2,6 e l energia termica prodotta per uso commerciale per 1,1 (GJ/anno) E f = alimentazione annua di energia nel sistema con combustibili che contribuiscono alla produzione di vapore (GJ/anno) E w =energia annua contenuta nei rifiuti trattati calcolata in base al potere calorifico netto dei rifiuti (GJ/anno) E i = energia annua importata, escluse E w ed E f (GJ/anno) 0,97 = fattore corrispondente alle perdite di energia dovute alle ceneri pesanti (scorie) e alle radiazioni.

17 Conclusioni 1. Le procedure semplificate per l utilizzazione di CDR, cui si è fatto ampio ricorso, potrebbero ridursi progressivamente con l avvio di nuovi impianti che richiedono la concessione di un autorizzazione unica (art. 208). 2. Gli impianti esistenti di produzione e utilizzazione di CDR continueranno a utilizzare le procedure semplificate fino alla scadenza delle comunicazioni, che devono essere rinnovate ogni 5 anni. 3. Attualmente la disciplina inquadra le operazioni di recupero di energia (R1) o di incenerimento (D10) in funzione dell obiettivo principale dell operazione. 4. La nuova direttiva 2008/98 prescrive che ai fini del recupero devono essere conseguiti livelli elevati di efficienza energetica, specificando come essa debba calcolarsi. I valori da conseguire sono comunque in linea con quelli prescritti per adire alle procedure semplificate (D.M. 5 febbraio 1998 e s.m.i.). 5. Per garantire un elevata efficienza energetica di un impianto è opportuno chiarire che: a) La portata dei fumi deve essere minimizzata; b) Il tenore di umidità dei fumi deve essere minimizzato; c) Devono essere limitati il più possibile le operazioni di spegnimento e start-up del forno; d) La temperatura dei fumi all uscita della caldaia deve essere minimizzata cosa che è possibile solo quando i fumi siano esenti da composti che condensando potrebbero determinare una corrosione accelerata dei materiali costituenti la caldaia.

18 Conclusioni 6. Il raggiungimento delle condizioni suddette è favorito da: a) Operazioni di gassificazione dei rifiuti (minimizzazione della portata di effluenti gassosi); b) Utilizzazione di CDR di alta qualità (basso tenore di umidità nonché di cloro e zolfo che nelle reazioni di combustione producono composti acidi); c) Operazioni in impianti di taglia sufficientemente elevata da garantire l esercizio in continuo, praticamente per tutto l anno (ad eccezione degli inevitabili periodi di manutenzione ordinaria e straordinaria). Devono essere assolutamente evitati lo spegnimento e la riaccensione settimanale. 7. La direttiva europea non prescrive che ai fini dell attribuzione di recupero energetico ad un operazione di trattamento termico dei rifiuti si debba passare attraverso la produzione di CDR. 8. È bene non dimenticare che la produzione di CDR comporta quasi sempre la produzione di FOS, che non può trovare utilizzazione agronomica, almeno in procedura semplificata. L utilizzazione o lo smaltimento della FOS appaiono oggi molto problematiche anche alla luce del recepimento assai restrittivo della disciplina sulle discariche. 9. È indispensabile una chiara analisi delle scelte fino ad oggi fatte e riesaminarle avendo presenti due alternative: a) Confermiamo le scelte verso la produzione di CDR ma deve essere riformulato il D.M. 3 agosto 2005; b) Abbandoniamo l impostazione classica degli impianti di trattamento meccanico-biologico dei rifiuti massimizzando la produzione di CDR ai fini della riduzione globale del conferimento dei residui del trattamento in discarica.

19 Conclusioni 10. Gli impianti di trattamento termico dei rifiuti si suddivideranno in due categorie principali: a)impianti di serie A di nuova generazione che recuperano energia; b)impianti di serie B che non recuperano energia che inevitabilmente porteranno il marchio d infamia come vecchi impianti d incenerimento.

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