Premessa e contesto dello studio

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1 Premessa e contesto dello studio 2 DIIAR, Pomeriggi scientifici, 2/9/7 Il recupero di energia da rifiuti: la pratica e le implicazioni ambientali Valutare lo stato di salute della pratica dell incenerimento come attività di recupero di energia nell ambito di sistemi di gestione integrata dei rifiuti: Incenerimento e raccolta differenziata Incenerimento e produzione totale di rifiuti Incenerimento e polveri sottili (primarie e secondarie) Incenerimento e diossine Incenerimento e BAT Gestione integrata dei rifiuti 3 La migliore tecnologia disponibile 4 Acciaio Alluminio RICICLO Vetro (sostituzione del prodotto primario) RD del 35% Carta Legno RD del 5% COMPOSTAGGIO Plastica (sostituzione di torba e RSU RD del 6% concimi artificiali) Verde e FORSU RD del 6% con DIGESTIONE organico spinto ANAEROBICA (sostituzione di torba e concimi artificiali e calore da caldaia a metano) Residuo indifferenziato Rigamonti, 27 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 (sostituzione di petcoke) TURBINA DEGASATORE AMMONIACA VENTILATORE CORPO ARIA CILINDRICO CONDENSATORE SECONDARIA POMPE ALIMENTO POMPE PRERISCALDATORE ESTRAZIONE ARIA SECONDARIA CONDENSATO FILTRO A MANICHE ELETTROFILTRO SCR SCORIE SCORIE VENTILATORE VENTILATORE RICIRCOLO PRINCIPALE FUMI CENERI DA VENTILATORE PRERISCALDATORI FILTRO A BICARBONATO CARBONE ARIA ARIA PRIMARIA MANICHE PRIMARIA ATTIVO Layout dell impianto di Milano Silla 2 dopo l adeguamento impiantistico del 27

2 Prestazioni misurate 5 Prestazioni misurate % % 2 2 CO NOx SOx Polveri HCl COT Silla Trezzo Sesto Desio Concentrazioni medie annuali di macroinquinanti al camino registrate negli impianti della Provincia di Milano, espresse in termini percentuali rispetto ai limiti del D.Lgs. 33/5; le frecce indicano gli intervalli associati alle BAT Hg Cd Pb Diossine IPA Silla Trezzo Sesto Desio Concentrazioni medie annuali di microinquinanti al camino registrate negli impianti della Provincia di Milano, espresse in termini percentuali rispetto ai limiti del D.Lgs. 33/5; le frecce indicano gli intervalli associati alle BAT Rimozione particolato 7 Rimozione particolato 8 Meccanismi di separazione Meccanismi di separazione Grossolane Cattura per diffusione Cattura per impatto Minima efficienza Impatto diretto Fini/ultrafini Intercettazione diffusionale Impatto inerziale Penetrazione ( - efficienza) Penetrazione totale Dimensione di massima penetrazione Dimensione polveri 2

3 Rimozione particolato 9 In Rimozione polveri fini % Out Numero totale ingresso ESP =, FF =,4 6,2,3,5: ESP 4: FF Penetrazione (-efficienza), %,2,3,5: ESP 4: FF 9% 8% 7% 6% 5% % 3% 2% % riciclo, recupero e altro % discarica % incenerimento Numero totale uscita ESP =,2 5 -,2 6 FF = 6, 3 Efficienze minime tra, µm ed µm ESP = 85,8% - 98,6% FF = 99,54% Yi et al., 26 % % Danimarca Svezia Percentuali di destinazione dei RSU in Europa nel 25 (Eurostat, 27) Svizzera Lussemburgo Francia Belgio Paesi Bassi Germania Austria Portogallo Norvegia Italia Finlandia Regno Unito Spagna Grecia Irlanda percenutale di variazione Portogallo Austria Svezia Finlandia Italia Germania Norvegia Danimarca Paesi Bassi Svizzera Regno Unito Grecia Irlanda Belgio Francia Spagna Lussemburgo smaltimento in discarica incenerimento altro (riciclaggio, compostaggio) Variazione delle destinazioni di RSU tra il 996 e il 25 Relazione tra la percentuale di recupero di materia e di energia in Europa nel 25 3

4 Calabria Svezia Energia venduta nel 25 per tonnellata di rifiuti in ingresso agli impianti in alcuni stati europei 4 kwh/t in Finlandia Danimarca Svezia Norvegia* Austria* Svizzera Germania Francia* Italia Paesi Bassi* Gran Bretagna* Belgio* Portogallo* Spagna* energia elettrica energia termica numero impianti Austria Italia Belgio Danimarca Germania Irlanda Paesi Bassi Portogallo Spagna Situazione negli USA recupero di materia % Relazione tra la percentuale di recupero di materia e di energia negli Stati Uniti, nel 24 impianti operativi nel 24 impianti in progetto entro il 22 Impianti operativi nel 24 e in fase di realizzazione entro il 22 Situazione in Italia 6 % 8% 6% % 2% % Lombardia Friuli Venezia Giulia Sardegna Emilia Romagna Trentino Alto Adige Basilicata Toscana Veneto Umbria Piemonte Puglia Marche Sicilia Valle d'aosta Liguria Lazio Abruzzo Molise Campania compostaggio, riciclo ed altro discarica incenerimento Percentuali regionali di destinazione dei RSU in Italia nel 25 recupero di energia %

5 Situazione in Italia 7 Situazione in Italia 8 Relazione tra recupero di materia e di energia nelle regioni italiane nel 25 Produzione pro-capite di rifiuti urbani nelle aree metropolitane (sono cerchiate le realtà dove è presente un impianto di termovalorizzazione) Quadro normativo 9 Limiti emissivi e valori BAT 2 D.Lgs. 33/5 (recepimento Direttiva 2/76) Incenerimento e coincenerimento Limiti emissivi indipendenti dal tipo di rifiuto trattato Limiti sugli scarichi liquidi BREF sull incenerimento dei rifiuti (Agosto 26) Valori tipici del funzionamento reale Tecnologie e prestazioni Controllo integrato dell inquinamento Polveri -5 HCl HF SO 2 NO x (come NO 2 ) COT CO Gas grezzo 33/5 BAT nd nd < Commenti Valori generalmente conseguibili mediante il ricorso a filtri a tessuto. Un controllo spinto delle polveri consente la simultanea riduzione delle emissioni di metalli Il controllo e l omogeneizzazione dei rifiuti consentono di ridurre le variazioni di concentrazione osservabili nel gas grezzo, che possono dare luogo ad elevati picchi emissivi. I sistemi ad umido presentano generalmente le efficienze di abbattimento più elevate, a fronte di costi maggiori e di rilevanti cross-media impacts (consumo di acqua e produzione di effluenti liquidi). Valori conseguibili in impianti che non utilizzano il sistema SCR. Valori conseguibili mediante l utilizzo di un sistema SCR. L utilizzo di sistemi SCR consente di conseguire un benefico effetto anche nei confronti delle emissioni di inquinanti organici in traccia. Tutte le tecniche di ottimizzazione della combustione consentono di ridurre le emissioni di queste sostanze. I valori emissivi non sono influenzati in modo significativo dalla linea di trattamento degli effluenti. I livelli di CO possono essere più elevati durante le fasi di accensione e spegnimento e per nuove caldaie non ancora operanti a regime. 5

6 Hg Cd + Tl Altri metalli PCDD/F (ngteq/m 3 ) NH 3 IPA (µg/m 3 ) N 2 O Limiti emissivi e valori BAT Gas Commenti grezzo 33/5 BAT Valori conseguibili mediante l utilizzo di reagenti adsorbenti (es. carbone attivo). I valori,3-,5,5,-,2 emissivi sono fortemente dipendenti dai livelli raggiunti nel gas grezzo, generalmente molto variabili in funzione delle caratteristiche del materiale trattato. Valgono considerazioni analoghe al mercurio. Tuttavia la minore volatilità di questi metalli ne,5-5,5,5-,5 permette un migliore abbattimento nell ambito dei sistemi di rimozione del materiale particolato. -25,5 Tecniche di controllo del materiale particolato generalmente permettono la simultanea,5-,5 rimozione di questi metalli. Tecniche di ottimizzazione della combustione permettono di distruggere le PCDD/F contenute nei rifiuti trattati. Un adeguata progettazione della caldaia, unita al controllo della temperatura consentono di ridurre i fenomeni di sintesi de novo. In aggiunta a ciò, tecniche di -,,-, abbattimento basate sull utilizzo di carbone attivo consentono di raggiungere l intervallo indicato. Valori ancora più bassi (,) possono essere raggiunti mediante un ulteriore incremento dei dosaggi di adsorbente, con il conseguente incremento della produzione di residui. La gestione ottimale dei sistemi di abbattimento degli NO x, ed in particolare il dosaggio di nd < reagente, contribuisce a ridurre le emissioni di NH 3. I sistemi ad umido rimuovono l ammoniaca dai fumi trasferendola negli effluenti liquidi. Le tecniche di controllo applicabili alle PCDD/F sono efficaci anche nei confronti degli altri nd microinquinanti organici (IPA, PCB, ecc.). Non si tratta comunque di sostanze di particolare rilevanza per questo tipo di processo. nd Le tecniche di ottimizzazione della combustione e la corretta gestione dei sistemi di controllo degli NO x contribuiscono a ridurre le emissioni di N 2 O. Si osservano concentrazioni più elevate nel caso di forni a letto fluido funzionanti a temperature più basse (inferiori ai 9 C) e nel caso di utilizzo di sistemi SNCR alimentati ad urea. 2 Revisione Direttiva Quadro sui rifiuti COM(25/667) Da smaltimento (D) a recupero (R) E p Efficienza energetica =, ( E f + Ei ) ( E + E ) Ep = 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, (GJ/anno) Ef = alimentazione annua di energia nel sistema con combustibili che contribuiscono alla produzione di vapore (GJ/anno) Ew = energia annua contenuta nei rifiuti trattati calcolata in base al potere calorifico netto più basso dei rifiuti (GJ/anno) Ei = energia annua importata, escluse Ew ed Ef (GJ/anno),97 = fattore corrispondente alle perdite di energia dovute alle ceneri pesanti (scorie) e all irraggiamento. Incenerimento è R se: Ee >=,6 per gli impianti funzionanti e autorizzati in conformità della normativa comunitaria applicabile anteriormente al //29 Ee >=,65 per gli impianti autorizzati dopo il 3/2/28 w f Contributo alla qualità dell aria: diossine Contributo alla qualità dell aria: PM secondario I-TEQ (fg/m3),,,,,83,,246,26, Sito Sito 2 Sito 3 I-TEQ (fg/m3),428,5,352 Sito Sito 2 Sito 3 PM 2.5 Contributo impianto Valori misurati (μg/m 3 n ) NO 3 SO 4 NO 3 SO 4 Inversione senza nebbia Caldo Valori misurati Contributo impianto Valori misurati Contributo impianto I-TEQ (fg/m3),, 52,5 6,8 24,4 I-TEQ (fg/m3),,,8, ,27,3,7,4 Concentrazioni di nitrati e solfati di fondo e valori massimi dovuti all impianto,, Sito Sito 2 Sito 3 PM Sito 3 Sito Sito 2 Sito 3 PM Sito 3 Valori misurati Contributo impianto Valori misurati Contributo impianto Stime diffusive con modello lagrangiano e confronto con dati misurati di qualità dell aria Stime diffusive con modello CALPUFF e confronto con dati misurati di qualità dell aria (Manini e Tarantola, 27) 6

7 . Contributo alla riduzione delle emissioni di gas serra 25 Il rischio associato all emissione residua,e-4 Industriale 26,E-5,E-6,E-7,E-8 Emissioni specifiche di gas serra (kgco 2 eq per kg di rifiuto) per diversi livelli di efficienza degli impianti di recupero energetico e confronto con le emissioni da smaltimento in discarica (FFact, 27),E-9,E-,E- Sito Fondo (urbano) Fondo (rurale) Emissioni impianto (max) Emissioni impianto (media) Sito 2 Sito 3 Sito 4 Rischio individuale associato all esposizione alla sola diossina, sia in termini di valori di fondo che di contributo aggiuntivo delle emissioni dell impianto, per i sei siti considerati Sito 5 Sito 6 vecchio Sito 6 nuovo Il rischio associato all emissione residua 27 Aspetti economici 28,E-4,E-5 Industriale Costo di conferimento del rifiuto al cancello dell impianto (tasse escluse),e-6,e-7,e-8,e-9,e-,e- Fondo (urbano) Fondo (rurale) Emissioni impianto (max) Emissioni impianto (media) Sito Sito 2 Sito 3 Rischio individuale associato all esposizione a diossina e cadmio, sia in termini di valori di fondo che di contributo aggiuntivo delle emissioni dell impianto, per i sei siti considerati Sito 4 Sito 5 7

8 . Questioni aperte 29 Rigidità della pratica dell incenerimento (eventuale ruolo delle biomasse di scarto) Emissione nanopolveri (ricerca Federambiente) Emissioni N 2 O (ricerca AMSA) Incentivi economici? 8