La Rivista dei Combustibili e dell Industria Chimica

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1 volume 63 - n. 1 La Rivista dei Combustibili e dell Industria Chimica a cura della Stazione Sperimentale per i Combustibili Ricerca & Sviluppo per il rispetto dell ambiente

2 La Rivista dei Combustibili e dell Industria Chimica a cura della Stazione Sperimentale per i Combustibili Stazione Sperimentale per i Combustibili (SSC) e Mettler Toledo organizzano il corso: La calorimetria differenziale a scansione (DSC) per lo studio e la valutazione di sostanze instabili e reattive che si terrà il prossimo 27 maggio dalle ore 9:30 alle ore 17:00 presso la sede della SSC a San Donato Milanese in Viale A. De Gasperi, 3. In questo corso, tenuto da specialisti della SSC, verranno illustrati i principi di misura della tecnica e la sua applicazione nelle indagini riguardanti la sicurezza in ambiente chimico. Con l aiuto di esempi pratici verranno illustrate le procedure di preparazione del campione, i parametri che influenzano il risultato della prova e la valutazione dei risultati. È prevista una visita ai laboratori con dimostrazioni pratiche. Programma La temperatura di decomposizione e la sensibilità degli strumenti di misura Introduzione alla calorimetria differenziale a scansione La strumentazione Influenza dell atmosfera Influenza del crogiolo Influenza della velocità di riscaldamento Colazione di lavoro presso la SSC Elaborazioni cinetiche Interpretazione dei dati Dimostrazione pratica in laboratorio Dr. Paolo Cardillo Direttore Scientifico Per ulteriori informazioni: Dott.ssa Lucia Gigante Stazione Sperimentale per i Combustibili Viale A. De Gasperi, SAN DONATO MILANESE (MI) tel. 02/ fax 02/ gigante@ssc.it -

3 Volume 63 Fascicolo 1 Anno 2009 SOMMARIO La Rivista dei Combustibili e dell Industria Chimica a cura della Stazione Sperimentale per i Combustibili ATTIVITÀ SSC Studi & Ricerche Aspetti tecnologici ed ambientali della combustione di biomasse di S. Marengo, F. Hugony, S. Bertagna, G. Migliavacca, A. Mascherpa, A. Maggioni, C. Morreale pag. 2 Le tecnologie di retrofitting per la riduzione dell emissione di particolato dagli autoveicoli Stato dell arte (progetto Parfil PLG1) di F. Avella, D. Faedo pag. 8 ATTIVITÀ SSC Normazione Grandi manovre nelle norme tecniche dei combustibili autotrazione di P. Tittarelli pag. 10 Contributo della SSC alla 2 nd International Conference on Biofuels Standards di D. Faedo pag. 13 Armonizzazione dei parametri della qualità del Gas Naturale a livello Europeo di G. Migliavacca pag. 16 NOTIZIE dalla SSC La nuova collaborazione tra la SSC e l Istituto Mario Negri di S. Bertagna pag visitatori in crescita di T. Zerlia pag. 17 DALLE ISTITUZIONI Evoluzione della normativa comunitaria nel campo dei combustibili di L. Carratù, G. Gasparrini pag. 18 DAL MONDO ACCADEMICO Utilizzo di combustibili alternativi nei forni da cemento. Influenza sulle emissioni atmosferiche: l esperienza italiana di M. Del Borghi, C. Strazza, A. Del Borghi pag. 27 NOTIZIE Emission trading: il servizio per le imprese di F. Hugony, I. Potena pag. 41 Investire in energie rinnovabili di I. Potena pag. 44 RECEN SITI pag. 47 LIBRI pag. 48 AGGIORNAMENTO LEGISLATIVO (GENNAIO-MARZO 2009) pag. 49 Volume 63 - fascicolo n

4 ssc attività - studi & ricerche Aspetti tecnologici ed ambientali della combustione di biomasse S. Marengo, F. Hugony, S. Bertagna, G. Migliavacca, A. Mascherpa, A. Maggioni, C. Morreale Stazione sperimentale per i Combustibili Viale A. De Gasperi, San Donato Milanese (MI) Tel ; Fax ; migliavacca@ssc.it RIASSUNTO SUMMARY In questo lavoro di ricerca, svolto presso la SSC, sono state indagate le modalità di combustione di alcuni apparecchi di piccola e media potenza alimentati con diversi combustibili. Sono state determinate le fasi transitorie e stazionarie di ciascun sistema attraverso il monitoraggio continuo dei parametri di combustione, delle emissioni di inquinanti gassosi e del particolato. Per ciascun inquinante sono stati in seguito determinati i fattori di emissione totali, distinguendo i contributi delle due fasi. INTRODUZIONE In this work has been carried out the characterisation of some combustion systems fed with different fuels. Stationary and transient phases has been defined for each device through the continuous monitoring of combustion parameters, gaseous pollutants and particulate matter emissions. Total emission factors has been determined taking into account the contributions of the two phases of combustion. L utilizzo delle biomasse nelle apparecchiature per il riscaldamento domestico ha avuto una consistente crescita all interno del panorama europeo negli ultimi tempi. Ciò è avvenuto sia a causa dell incremento del prezzo dei combustibili fossili, sia grazie alla maggiore attenzione verso i problemi legati al riscaldamento globale del pianeta, che ha avuto come conseguenza la definizione di incentivi per la produzione di energia da fonti rinnovabili sia a livello europeo che regionale. Il livello tecnologico degli apparecchi a biomassa disponibili attualmente sul mercato risulta essere piuttosto alto con delle buone prestazioni in termini di efficienza energetica, tuttavia è da tenere in considerazione il fatto che l aumento nell utilizzo di questo combustibile per la produzione di energia, se da un lato comporta dei significativi miglioramenti in termini di abbattimento delle emissioni di CO 2, dall altro può avere un significativo impatto sull ambiente a causa delle emissioni più o meno consistenti di altre tipologie di inquinanti gassosi e di particolato. Tali emissioni hanno un incidenza diversa in relazione alle caratteristiche del territorio dove si 2 La Rivista dei Combustibili

5 ssc verificano [1, 2] quindi risulta importante quantificarne l impatto effettivo, sono inoltre fortemente dipendenti dalle modalità di utilizzo e gestione degli apparecchi stessi, in particolare quelli domestici, per cui è utile e significativo approfondire e caratterizzare le emissioni durante le diverse fasi della combustione. Durante le indagini sperimentali svolte presso la Stazione Sperimentale per i Combustibili (SSC) è stato perseguito quest ultimo obiettivo mediante lo studio sistematico dei cicli di combustione per diversi apparecchi di riscaldamento domestico di taglia medio-piccola alimentati con diversi combustibili quali gasolio, gas naturale, olio combustibile, pellet e legna da ardere. Ciò a portato alla definizione della fase transitoria e della fase stazionaria per ciascuna tipologia di apparecchio e, mediante una procedura di analisi appositamente realizzata, sono stati quantificati i fattori di emissione delle principali specie di inquinanti (CO, COV, NOx e PM) in ciascuna fase di gestione dell impianto. APPARATO SPERIMENTALE Figura 1 Schema dell apparato sperimentale per lo studio di caldaie a media potenza Per quanto riguarda gli apparecchi a media potenza, sono state prese in esame due caldaie, una da 75 e l altra da 150 kw alimentate con combustibili liquidi e gassosi tradizionali e una caldaia da 100 kw alimentata a pellet. Quest ultima è rappresentativa dei moderni sistemi di combustione a biomassa attualmente in commercio, comprende un sistema di ricircolo dei gas ed essendo dotata di un alto livello di automatizzazione delle operazioni di carico del combustibile e combustione, consente un buon controllo dell intero processo e di conseguenza è possibile mantenere le emissioni di inquinanti su livelli abbastanza bassi durante le varie fasi di lavoro. In Figura 1 è rappresentato uno degli impianti predisposti per le analisi. Figura 2 Schema dell impianto utilizzato per lo studio di caminetti e stufe Volume 63 - fascicolo n

6 ssc attività - studi & ricerche RISULTATI Per quanto riguarda le apparecchiature domestiche di piccola taglia sono stati impiegati due diversi apparati di misura. Il primo è costituito da un banco prova standard per caldaie a gas di piccola taglia (< 35 kw), mentre gli apparecchi a biomassa sono stati analizzati in un impianto appositamente predisposto, rappresentato in Figura 2. I dispositivi che sono stati presi in esame in questo lavoro sono: una stufa automatica a pellet (8.2 kw), una stufa tradizionale (6.5 kw) e un caminetto chiuso (11 kw). Mentre gli ultimi due sistemi sono rappresentativi dei dispositivi maggiormente diffusi in Lombardia, la stufa automatica a pellet costituisce un esempio dei moderni sistemi disponibili sul mercato. Il monitoraggio di ciascuna fase del processo di combustione è condotto mediante misure dei principali effluenti gassosi attraverso analizzatori in continuo di O 2, CO, CO 2, NO, NO 2,SO 2 e VOC, e mediante la misura della concentrazione istantanea di particolato aerodisperso effettuata con un misuratore di tipo ottico Sick/Maihak FW 100 operante in continuo con elevata frequenza di acquisizione (tempo minimo di risposta 0.1 s). La determinazione della misura in massa del particolato è stata effettuata attraverso il metodo gravimetrico secondo lo standard in uso [3]. Fasi transitorie per apparecchi a combustibili liquidi e gassosi Lo studio delle fasi di combustione di sistemi alimentati con combustibili liquidi e gassosi ha evidenziato una forte differenza tra i fattori di emissione ottenuti nella fase stazionaria e quelli nella fase transitoria, in particolare per alcuni inquinanti quali CO e VOC. Questa differenza dipende in modo consistente dalle modalità di conduzione dell apparecchio. In Figura 3 è rappresentato l andamento delle concentrazioni di CO e VOC durante lo spegnimento e l accensione dell impianto, ovvero nella fase transitoria. Figura 3 Tipico andamento di CO e VOC nelle fasi di accensione e spegnimento di calaie a gas e gasolio Confronto apparecchi a biomassa Automatici La breve fase transitoria di accensione, nei sistemi di riscaldamento automatici, apporta un contributo trascurabile al computo delle emissioni totali, poiché questi impianti possono restare operativi per lunghi periodi (giorni o mesi a seconda delle dimensioni) in condizioni di quasi stazionarietà. Tuttavia confrontando la fase stazionaria dei sistemi a biomassa con quella dei sistemi alimentati a combustibili liquidi e gassosi, si vede come le oscillazioni nell andamento delle emissioni di inquinanti siano più marcate nel primo caso rispetto al secondo. Questo si verifica a causa del periodico caricamento di combustibile solido negli apparecchi a biomassa, che determina delle perturbazioni nel sistema che si ripercuotono sulla qualità della combustione e quindi sulle emissioni. Nel caso della stufa a pellet, le fluttuazioni, nonostante siano ampie, risultano piuttosto regolari lungo il periodo di utilizzo, quindi il valore medio di inquinanti emessi, si mantiene comunque costante. Anche per quanto riguarda la caldaia da 100 kw, di tecnologia più moderna, si possono notare dei picchi di emissione anomali durante il funzionamento dell apparecchio (Figura 4), nonostante sia dotata di un sistema di controllo automatico dei parametri più efficiente rispetto alla stufa. 4 La Rivista dei Combustibili

7 ssc Tuttavia, la regolarità dell andamento è mantenuta sul lungo periodo. Manuali In Figura 5 è rappresentato l andamento tipico dei principali inquinanti gassosi e del particolato emessi durante la prima ora di accensione di un caminetto chiuso alimentato con ceppi di legno di faggio. Si può notare come l emissione di particolato sia molto marcata nella fase iniziale di accensione, così come quella dei VOC. Un andamento simile si presenta anche nel caso della stufa tradizionale evidenziando come per gli apparecchi manuali (caratterizzati da periodi di utilizzo piuttosto brevi, 6-14 ore), rispetto al caso dei sistemi automatici, risulti molto importante e abbia una forte influenza sulle concentrazioni totali la fase transitoria. Inoltre l uso dei sistemi manuali dipende fortemente dalle personali abitudini di ciascun utilizzatore, in particolare per quanto riguarda il rifornimento del combustibile e la riaccensione del sistema, che possono essere più o meno frequenti a seconda dei casi, ma comunque rendono il processo di combustione molto discontinuo. Figura 4 Andamento delle emissioni di CO e VOC per la caldaia automatica a biomassa Fattori di emissione I fattori di emissione sono stati calcolati per tutti gli inquinanti monitorati sulla base del potere calorifico inferiore del combustibile in uso. I contributi al fattore di emissione totale sono dati dalle due fasi di combustione prese in esame in questo lavoro: stazionaria e transitoria. Per calcolare i fattori di emissione sono state fatte alcune considerazioni sui cicli di combustione delle diverse tipologie di apparecchio, sulla base delle numerose prove svolte: Per le caldaie a gas e a combustibili liquidi è stato ipotizzato un ciclo (20 minuti accesa, 10 minuti spenta) Per le caldaie automatiche a biomassa sono state considerate solo condizioni stazionarie Per gli apparecchi manuali a biomassa è stata considerata la prima ora di funzionamento dopo l accensione a freddo In Figura 6 sono riportati i grafici dei fattori di emissione di CO, VOC e particolato suddivisi nei contributi stazionario e transitorio. Si può notare la forte differenza tra i fattori di emissione dei dispositivi manuali rispetto a tutti gli altri. I fattori di emissione di CO e VOC degli apparecchi a gas naturale e a gasolio risulta- Figura 5 Andamento delle emissioni di CO, VOC e PM durante l accensione a freddo del caminetto chiuso Volume 63 - fascicolo n

8 ssc attività - studi & ricerche Figura 6 fattori di emissione per i diversi apparecchi: a) CO, b) VOC, c) PM no alti considerando anche il contributo della fase transitoria; la caldaia automatica a pellet presenta invece fattori di emissione piuttosto bassi rispetto a quelli delle caldaie alimentate con combustibili tradizionali, tranne per quanto riguarda il particolato. CONCLUSIONI Lo studio sperimentale condotto presso la SSC ha preso in esame svariate tipologie di apparecchi di riscaldamento di diverse potenze e alimentati da vari combustibili liquidi, solidi e gassosi. Il lavoro presenta un confronto dettagliato delle performance ambientali dei sistemi attualmente disponibili sul mercato e in uso su scala medio-piccola. L aspetto più significativo di questo lavoro è l analisi delle diverse fasi della combustione e la valutazione dei fattori di emissione di ciascuna. Dai risultati è evidente che le fasi transitorie della combustione possono dare un importante contributo alle emissioni complessive delle diverse specie inquinanti, e il loro contributo in generale dipende dalle modalità di utilizzo dell apparecchio. Anche il livello tecnologico dell apparecchio e il combustibile utilizzato influenzano l impatto ambientale del sistema di riscaldamento. Risulta quindi che, per una corretta politica ambientale finalizzata al contenimento delle emissioni inquinanti provenienti dal riscaldamento domestico, è importante tenere in considerazione una dettagliata valutazione delle emissioni in funzione dell influenza su di esse delle diverse fasi di combustione (controllabili attraverso una corret- 6 La Rivista dei Combustibili

9 ssc ta gestione dell impianto), oltre all influenza dei combustibili impiegati e dell avanzamento tecnologico dell impianto, nell ottica di una gestione integrata e proficua. Alla luce dei risultati sperimentali ottenuti e delle conoscenze acquisite in materia di combustione di biomasse, la SSC ha intenzione di proporre per il triennio un progetto che ha lo scopo di favorire la diffusione e l uso intelligente di impianti di riscaldamento di taglia medio-piccola (dagli 8 ai 1000 kw) alimentati a biomassa. Il lavoro viene proposto nell ambito del programma europeo Intelligent Energy ( e prevede una collaborazione tra istituti scientifici, aziende private ed enti pubblici di vari stati europei al fine di elaborare una serie di documenti tecnici in grado di identificare le BAT (Best Available Technologies) per gli impianti di riscaldamento a biomasse nel settore civile, con particolare attenzione alle emissioni atmosferiche da essi provocate e alla loro sostenibilità economica. Successivamente, attraverso corsi e workshop, il progetto si prefigge di raggiungere utilizzatori finali e professionisti del settore, così da creare maggiore sensibilizzazione e diffondere le conoscenze sul tema per contribuire all ottimizzazione dell efficienza energetica e dell impatto ambientale di questi apparecchi attraverso procedure più responsabili di scelta e gestione di tali impianti. [1] G. Migliavacca, S. Bertagna, F. Hugony, A. Mascherpa, S. Marengo (2006), Experimentation on heating fuels: influence of unsteady burning condition on pollutant emissions Riv. Dei Combustibili, 60, 6 pagg [2] E. Angelino, S. Marengo (2007), Approfondimento dei fattori di emissione di sistemi di combustione a legna, Rapporto ARPA Lombardia sulla Convenzione n 696/05 con la Provincia di Milano. [3] UNI EN (2003), Stationary source emissions - Determination of low range mass concentration of dust - Manual gravimetric method. PROGETTI FUTURI BIBLIOGRAFIA Volume 63 - fascicolo n

10 ssc I motori diesel trovano una grande diffusione nella propulsione di autoveicoli di piccole, medie e grandi dimensioni e di autoveicoli non road. Sebbene i motori diesel costituiscano la categoria di propulsori a combustione interna maggiormente apprezzata per le sue elevate prestazioni e per i consumi di combustibile ridotti, essi presentano lo svantaggio di emettere quantità significative di materiale particolato e di ossidi di azoto, oltre che quantità più modeste di altri inquinanti. Nonostante i progressi tecnologici sui motori diesel siano stati notevoli nel corso degli ultimi dieci anni e abbiano portato a una sensibile riduzione dell emissione del particolato (dal limite di 140 mg/km delle autovetture e degli autoveicoli commerciali leggeri Euro 1 al valore di 25 mg/km di quelli omologati Euro 4, fino al limite previsto di 5mg/km per l Euro 5), gli autoveicoli diesel costituiscono ancora una delle principali fonti di emissione del particolato nell atmosfera dei grandi centri urbani. Gli effetti negativi sull ambiente sono risultati sempre più marcati come conseguenza del forte incremento del trasporto merci su gomma, oltre che dell aumento sensibile delle immatricolazioni delle autovetture con motore diesel. L analisi dimensionale ha indicato che il particolato generato dalla combustione nei motori diesel si presenta in massima parte come particolato fine e ultrafine. Infatti, oltre il 95 % dell emissione espressa in numero di particelle/km percorso presenta un diametro Dp (aerodinamico o di mobilità elettrica, in dipendenza del tipo di strumentazione adottata) inferiore a 1?m, così piccolo che le particelle inalate possono raggiungere e depositarsi nelle vie più profonde dell apparato respiratorio attraverso i bronchi. Bisogna inoltre sottolineare come la struttura chimica del particolato diesel è alquanto complessa: esso è costituito da nuclei di materiale carbonioso sui quali sono adsorbiti idrocarburi, tra i quali gli IPA, i nitro-ipa e altre sostanze organiche, acqua, solfati e materiali inorganici generati dall usura delle parti metalliche del motore. Va da sé che il particolato emesso dagli autoveicoli diesel, e soprattutto il contenimento del suo impatto ambientale, è diventato un argomento di primario interesse. Nel corso di oltre quindici anni sono stati studiati, realizzati e proposti sul mercato internazionale numerosi sistemi di filtrazione da applicare sia nella produzione in serie dei nuovi autoveicoli che come retrofit a quelli già in circolazione. L interesse nasce dal fatto che l applicazione di questi sistemi può costituire un potente ed efficace espediente da mettere in atto per contenere l impatto sulla qualità dell aria. Alle tecnologie di abbattimento del particolato (DPF) emesso dagli autoveicoli diesel, la Stazione sperimentale per i Combustibili, nell ambito del progetto PARFIL Il Particolato Atmosferico Fine nella Regione Lombardia, ha dedicato uno stuattività - studi & ricerche Disponibile sul sito della Stazione sperimentale per i Combustibili un rapporto sui filtri antiparticolato per gli autoveicoli diesel Le tecnologie di retrofitting per la riduzione dell emissione di particolato degli autoveicoli Stato dell arte (Progetto PARFIL PLG1) F. Avella D. Faedo 8 La Rivista dei Combustibili

11 ssc dio che viene ora reso disponibile come rapporto e pubblicato sul sito dell Istituto ( alla pagina Documentazione online. Si tratta di un indagine bibliografica riguardante lo stato dell arte delle tecnologie di filtrazione dei gas di scarico già disponibili sul mercato internazionale da impiegare come retrofit per ridurre l emissione del particolato degli autoveicoli diesel in circolazione. Il rapporto è stato suddiviso in tre argomenti principali. Nel primo, intitolato Caratteristiche costruttive e funzionali dei filtri antiparticolato, dopo aver presentato tipologie, costituzione e funzionamento dei filtri proposti dal mercato, vengono esaminati i processi per la loro rigenerazione e viene discusso il concetto di efficienza di abbattimento dell emissione del particolato. Nel secondo argomento affrontato, Problematiche nell impiego dei filtri antiparticolato, vengono esaminate le condizioni operative che potrebbero pregiudicare l efficace funzionamento del filtro e viene presentata una documentata rassegna di progetti sperimentali ed esperienze di campo. In Selezione dei sistemi commerciali di abbattimento del particolato emesso dagli autoveicoli diesel, capitolo che chiude il rapporto e nel quale viene riportata una breve descrizione, sotto forma di scheda tecnica, di alcune trappole presenti sul mercato, l attenzione viene focalizzata sulle caratteristiche dei sistemi di filtrazione, approvati dal VERT e riportati nella VERT Filter List, da adottare come retrofit per gli autoveicoli diesel. In definitiva, l obiettivo di questo rapporto è quello di fornire alle autorità interessate e agli studiosi dei problemi ambientali un quadro di carattere generale sui numerosi sistemi proposti recentemente sul mercato per l abbattimento del particolato emesso dagli autoveicoli diesel. La documentazione raccolta indica che molti dei sistemi proposti sono stati sufficientemente testati da enti super partes secondo criteri di valutazione severi, come è stato dimostrato in campagne sperimentali di lunga durata svolte all estero, sia in Europa (Svizzera, Svezia) che negli Stati Uniti. Questi progetti sperimentali, infatti, sono stati eseguiti con l intento di assicurare alle autorità governative locali di adottare i sistemi di riduzione del particolato tecnologicamente più affidabili tra quelli disponibili (sotto entrambi gli aspetti tecnico ed economico) per adeguare intere flotte di autoveicoli per il trasporto pubblico e di merci. Il documento completo è scaricabile dal sito all indirizzo: Il PARFIL ( è un progetto triennale di ricerca sulla formazione e sulla distribuzione del PM10 nelle aree critiche della Regione Lombardia, parzialmente finanziato con fondi del MATT, dell APAT, della Regione Lombardia, della Provincia e del Comune di Milano. I principali obiettivi del Progetto, in cui sono coinvolti Dipartimenti dell Università di Milano ed Enti di ricerca qualificati, tra cui l ARPA Lombardia e la Stazione Sperimentale per i Combustibili, riguardano la raccolta e l elaborazione dei dati di particolato atmosferico rilevati nella Regione Lombardia con metodologie convenzionali e non (via satellite), la valutazione dei fattori di emissione delle principali fonti, la caratterizzazione chimico-fisica del particolato fine atmosferico e lo sviluppo di modelli previsionali della concentrazione di particolato nell aria. Esso costituisce il naturale proseguimento del Progetto PUMI (Particolato Fine nell Atmosfera Urbana Milanese) [Rivista dei Combustibili N. 3-4, 60 (2006) p ]. Volume 63 - fascicolo n

12 ssc attività - normazione Grandi manovre nelle norme tecniche dei combustibili autotrazione Paolo Tittarelli Le norme tecniche europee hanno subito, stanno subendo, e subiranno una serie di aggiornamenti in questi anni. Nel 2004 sono state pubblicate le norme EN 228 Benzina, EN 590 Combustibile diesel ed EN 2589 Gas di petrolio liquefatto (GPL). Nello stesso anno è stata anche pubblicata la norma EN FAME (biodiesel) da usare come combustibile puro o in miscela con il gasolio. Le norme, dopo il regolare periodo di cinque anni, sono state sottoposte a revisione per adattarle alle nuove esigenze (nuovi requisiti, nuovi metodi di prova). Una ulteriore spinta alla revisione di queste norme è stata la progressiva introduzione di componenti di origine biologica (bioetanolo e biodiesel). Nella seconda parte del 2008 e nei primi mesi del 2009 sono state quindi pubblicate revisioni di alcune queste norme. Ulteriori revisioni più profonde, in grado di soddisfare i mandati della Commissione Europea al CEN/TC19 Prodotti petroliferi e la nuova direttiva europea sui combustibili, più semplicemente definita direttiva fuels, sono in corso o in fase di avviamento. 10 La Rivista dei Combustibili

13 ssc Accanto alle norme tecniche pubblicate nel 2004, va aggiunta la norma EN 15376, completata alla fine del 2007, che specifica i requisiti dell etanolo da impiegare come componente della benzina, e la proposta di norma pren Combustibile etanolobenzina all 85% di etanolo da impiegare degli autoveicoli del tipo flex fuels, in grado cioè di impiegare come combustibile sia questa miscela sia la benzina EN 228. Una notevole mole di lavoro impegnerà quindi il CEN/TC19 attraverso i suoi gruppi di lavoro nei prossimi anni per aggiornare tutte le norme tecniche sopra citate. Vediamo in dettaglio l attività svolta e in corso. EN 228 Benzina EN 228 Benzina - -Il WG21 è incaricato di aggiornare questa norma tecnica. La norma pubblicata nel 2004 è stata rivista e aggiornata in alcuni dettagli nel 2008: La norma edizione 2008 definisce ancora i requisiti della benzina con un contenuto massimo di etanolo del 5% in volume. E stata eliminata la benzina di grado regolare. Sono stati aggiornati inoltre alcuni metodi di prova. Tra l altro, il metodo ASTM D1319:95 a dopo lunghi anni di onorato servizio è stato sostituito dal metodo EN 15553, molto simile e basato sull equivalente metodo IP, ed è stato anche sostituito come metodo di riferimento in caso di disputa dal metodo EN che si basa su una tecnica analitica più moderna e che presenta dati di precisione decisamente migliori. La pubblicazione della direttiva fuels prevista nei prossimi mesi ha comunque avviato un ulteriore programma di revisione della norma EN 228, poiché è richiesta l estensione a un massimo del 10% di etanolo. Vanno quindi modificati i limiti previsti per i componenti ossigenati con la sola eccezione del metanolo. La direttiva permette l impiego di manganese come manganese metilciclopentadienil-tricarbonile (MMT) fino a un massimo di 6 mg/l con una successiva riduzione a 2 mg/l a partire dal Va quindi inserito questo nuovo requisito e sviluppato un metodo di prova adeguato. La estensione al 10% di etanolo comunque presenta problemi per gli autoveicoli prodotti in anni passati legati alla compatibilità di alcune parti dell autoveicolo all etanolo. La nuova EN 228 presenterà quindi due casi specifici, quello relativo alla benzina con un contenuto di etanolo superiore a 5 e fino a 10%, e quello relativo alla benzina tradizionale con un contenuto di etanolo fino al 5% da impiegare negli autoveicoli più vecchi. Naturalmente l introduzione della nuova EN 228 richiederà l introduzione di nuovi erogatori alle stazioni di servizio e quindi una nuova logistica per a gestione e distribuzione dei due tipi di benzina agli utenti finali. EN 590 Combustibile diesel - E stata completata la revisione della norma, che verrà pubblicata nel prossimo mese di maggio. La nuova norma, a differenza di quella riguardante la benzina, ha subito cambiamenti anche rilevanti sia nei requisiti che nei metodi. Innanzitutto il combustibile diesel può contenere ora fino a un massimo del 7% in volume di biodiesel. L estensione del contenuto di biodiesel da 5% a 7% ha comunque richiesto l introduzione di un nuovo requisito riguardante la stabilità all ossidazione del prodotto, poiché il metodo di prova da tempo adottato non offriva un adeguata valutazione della stabilità in presenza di contenuti di biodiesel vicini al 7%. E stato quindi sviluppato e pubblicato un nuovo metodo di prova EN basato sulla procedura già adottata per la verifica della stabilità all ossidazione del biodiesel puro, ed è stato definito il limite minimo al di sotto del quale il combustibile viene definito instabile. Un ulteriore evoluzione dei metodi di prova specificati nella EN 590 ha riguardato l introduzione del metodo EN per la misura del numero di cetano derivato. Questo numero di cetano non viene misurato con un motore ma con uno strumento che misura il ritardo di accensione correlandolo al numero di cetano. EN 590 Combustibile diesel Volume 63 - fascicolo n

14 ssc attività - normazione EN 589 GPL EN Biodiesel EN La Commissione ha dato mandato alcuni anni fa al CEN di sviluppare una norma tecnica per il combustibile diesel che preveda la presenza di un massimo del 10 % di biodiesel. Dopo aver pubblicato l EN 590 al 7% di biodiesel, Il WG24 responsabile di questa norma tecnica dovrà definire una norma ancor più aggiornata per estendere l uso del biodiesel in miscela. EN 589 GPL - La nuova norma pubblicata nel 2008 si discosta dalla precedente per l introduzione di nuovi metodi di prova in sostituzione di metodi ritenuti obsoleti. Ne rimangono inalterate le caratteristiche essenziali. EN Biodiesel - Anche questa norma, che definisce le proprietà del biodiesel da usare puro o in miscela con la componente petrolifera nella EN 590, ha subito una revisione preliminare che ha toccato solo alcuni requisiti, vale a dire il contenuto massimo di fosforo ridotto da 10 a 4 mg/kg, e il punto di infiammabilità abbassato a 101 C. E stato inoltre introdotto il metodo di prova pren per la misura del contenuto di esteri metilici di acidi grassi polinsaturi (presenti nel biodiesel ottenuto da oli di pesce). Come per benzina e combustibile diesel, si sta ora discutendo di una revisione più profonda che toccherà un numero più elevato di requisiti. pren15293 EN La norma è stata completata verso la fine del 2007, ed è stata sviluppata per definire la qualità dell etanolo da impiegare nella benzina fino a un massimo del 5 %. Con l estensione al 10%, è stato necessario rivedere alcuni requisiti e di ridurre alcuni limiti previsti per gli inquinanti più dannosi. La norma quindi è in fase di revisione parziale. Si sta discutendo comunque anche una revisione più profonda per consentire l impiego dell etanolo (naturalmente quello di origine biologica) a qualsiasi percentuale; in questo caso vanno ulteriormente ristretti i limiti per le caratteristiche più dannose. pren La bozza di norma è giunta in dirittura d arrivo. Verrà tra breve distribuita per l inchiesta pubblica e, se la votazione sarà positiva, passerà al voto formale e quindi alla pubblicazione. Si prevede comunque che la norma non potrà essere disponibile in forma ufficiale prima di due anni. I punti salienti della norma riguardano la qualità della benzina impiegata nella miscela. Il prodotto petrolifero sarà il componente base prima dell aggiunta degli ossigenati denominato BOB (Blendstock before Oxygenate Blending). Numerosi requisiti della norma tecnica riguarderanno l etanolo che costituisce il principale componente. La maggiore difficoltà incontrata nel definire questi requisiti ha riguardato il contenuto minimo di etanolo nelle classi climatiche. E infatti necessario garantire una corretta guidabilità del combustibile in termini di corretta accensione in tutte le condizioni climatiche, che si ottiene con un adeguato contenuto di prodotto petrolifero nella miscela in funzione di ciascuna classe climatica prevista. Si può quindi affermare che l attività dei gruppi di lavoro del CEN/TC19 sarà intensificata nei prossimi anni per aggiornare la norme tecniche e renderle adeguate alle esigenze di un sempre maggiore impiego di biocomponenti. Nei prossimi numeri esamineremo nel dettaglio ciascuna di queste norme tecniche e i relativi metodi di prova. 12 La Rivista dei Combustibili

15 attività - normazione ssc Contributo della SSC alla 2 nd International Conference on Biofuels Standards Standards and Measurements for Biofuels: Facilitating Global Trade March 2009, Brussels Davide Faedo Negli ultimi anni in Europa, sotto la spinta della Direttiva 2003/30/CE sulla promozione dei biocombustibili, si sta assistendo ad un costante aumento della produzione e dell utilizzo dei biofuels nel settore dei trasporti, con il duplice obiettivo di diminuire le emissioni di gas ad effetto serra e di rendere l Europa meno dipendente dai combustibili fossili. Poiché la diffusione di questi prodotti, essenzialmente biodiesel e bioetanolo, è globale e non locale (basti pensare alla diffusione dell etanolo in Brasile), recentemente è nata la necessità di verificare se le differenze presenti nelle specifiche tecniche di questi prodotti siano un freno alla loro libera circolazione. E nato quindi un accordo tripartito tra Unione Europea, Stati Uniti e Brasile, che ha dato il via a una prima conferenza nel febbraio del 2007 e a due task forces, una relativa al biodiesel e una al bioetanolo, il cui lavoro ha permesso la stesura di un libro bianco uscito a gennaio I tre attori insieme a Cina, Sud- Africa e India hanno poi dato vita a marzo 2007 al International Biofuels Forum, con l obiettivo di promuovere l uso sostenibile e la produzione di biofuels nel mondo La seconda conferenza, organizzata a marzo 2009 dalla Direzione Generale Trasporti Energia (DG TREN) della Commissione Europea in collaborazione con il NIST e con Volume 63 - fascicolo n

16 ssc attività - normazione Tabella II Classificazione delle diverse specifiche del bioetanolo INMETRO, ha voluto fare il punto sui risultati raggiunti dopo la pubblicazione del libro bianco. Le due task forces hanno confrontato le specifiche e i metodi di prova americani, europei e brasiliani, e classificato i parametri dei due biofuels in tre categorie: Categoria A: parametri simili Categoria B: parametri che presentano differenze significative riguardo i limiti e i metodi di prova utilizzati, ma che possono essere allineate con un lavoro di armonizzazione Categoria C: parametri che presentano fondamentali differenze e di cui non è prevedibile a breve termine un allineamento. Nonostante non si siano trovate differenze tali impedire il commercio di questi prodotti, si sono comunque evidenziati alcuni ostacoli da superare. La classificazione messa a punto dalla task force sul biodiesel mette in evidenza un certo numero di parametri in categoria B e C (Tabella I); questo risultato riflette alcune fondamentali differenze esistenti a livello regionale nella diffusione dei motori light duty e heavy duty, ai diversi limiti di emissione, alle diverse materie prime utilizzate. Inoltre in Brasile e negli Stati Uniti gli standard sono applicabili per due tipologie di prodotti, il FAME (fatty acid methyl esters) e il FAEE (fatty acid ethyl esters), e per entrambi si prevede il solo utilizzo in miscela, mentre in Europa la specifica è relativa al solo FAME da utilizzarsi sia come prodotto puro che in miscela. Category A similar Category B significant differences Category C fundamental differences color ethanol content water content appearance acidity density phosphorus content sulfate content phe sulfur content gum / evaporation residue copper content chloride content iron content sodium content electrolytic conductivity Fonte: White Paper on Internationally compatible biofuels standards Tabella I Classificazione delle diverse specifiche del biodiesel Per il bioetanolo (Tabella II), non c è alcun impedimento di natura tecnica che ne impedisca il commercio, in quanto la maggior parte dei metodi e dei limiti di specifica sono in categoria A: questo è dovuto al fatto che il bioetanolo, a differenza del biodiesel, è un singolo composto chimico, e che le diverse specifiche derivano tutte da quella Brasiliana. L unico caratteristica che potrebbe creare problemi di esportazione è il limite sul contenuto d acqua, molto più stringente in Europa rispetto agli Stati Uniti e al Brasile. Il limite europeo nasce dalla necessità di proteggere il motore in caso di separazione di fase: l etanolo è infatti igroscopico e può collezionare acqua sia dal sistema di distribuzione che dall ambiente esterno: in certe condizioni si può verificare la separazione dell etanolo dall acqua. Tuttavia eventuali problemi di esportazione potranno essere risolti implementando in fase di produzione processi di essiccazione addizionale. In linea generale la posizione del CEN, espressa da B.Saunders e J.Woldendorp, è di demandare all ISO/TC 28/SC7 (Liquid Biofuels), il cui primo meeting si è tenuto a gennaio 2009 a Rio de Janeiro, Category A similar Category B significant differences Category C fundamental differences sulfated ash total glycerol content sulfur content alkali and alkaline earth phosphorus content cold climate operability metal content free glycerol content carbon residue cetane number copper strip corrosion ester content oxidation stability distillation temperature mono, di-, tri-acylglycerides methanol & ethanol content flash point Density acid number total contamination kinematic viscosity water content & sediment iodine number linolenic acid content polyunsaturated methyl ester Fonte: White Paper on Internationally compatible biofuels standards qualsiasi ulteriore armonizzazione dei metodi e delle specifiche. P. Tittarelli, responsabile dell attività di normazione tecnica SSC, nella sua relazione ISO, CEN e ASTM cooperative work in support of biofuel, ha del resto sottolineato come l ISO eviterà di iniziare a lavorare in contesti tecnici dove altre organizzazioni 14 La Rivista dei Combustibili

17 ssc (ASTM, EN, ) sono già attivamente all opera; tuttavia il sottocomitato SC7 distribuirà agli enti di normazione nazionali un questionario per accertarsi dell eventuale presenza di gap analitici nei metodi di prova attualmente utilizzati. E stato inoltre ricordato come sia l ASTM che il CEN hanno già sviluppato metodi di prova per verificare il rispetto dello specifiche di biodiesel e bioetanolo. Inoltre i tre enti (ISO, ASTM, CEN) hanno già integrato all interno delle proprie norme nel campo dei biofuels l esperienza altrui; ne sono un esempio i metodi per la determinazione dello zolfo, sviluppati in ambito ISO e poi recepiti dal CEN. Un certo risalto è stato dato all opportunità di ampliare l accordo includendo non solo paesi in cui si è sviluppato il mercato dei biofuels, ma anche i paesi produttori. In particolare è stato sottolineato come alcuni paesi appartenenti all APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation), produttori di biodiesel da olio di Palma e di Jathropa, e cioè Malesia e Indonesia rispettivamente, possono produrre a costi inferiori rispetto ai tradizionali biodiesel europei e americano che hanno come origine la soia e la colza. Poiché tuttavia alcune caratteristiche del biodiesel da olio di palma sono lontani dall ideale, specialmente per le proprietà a freddo, sono necessari standard di qualità che ne permettano la sua miscelazione, altrimenti il commercio di questo prodotto sarebbe impossibile. D altro canto alcune modifiche alle specifiche del biodiesel europee (EN 14214) e americane (ASTM D6751), come per esempio il numero di iodio, sono indispensabile per permettere la diffusione di alcuni biodiesel prodotti dai paesi APEC. Rappresentanti del NIST e dell INMETRO hanno evidenziato la collaborazione tra i due istituti al fine di sviluppare materiali di riferimento certificati e metodi di misura di riferimento: questi ultimi hanno lo scopo di definire un impronta chimica che permetta la distinzione tra i diversi biodiesel (utilizzando la tecnica ESI-MS, spettrometria di massa con ionizzazione per elettrospray) e, per l etanolo, permetta di distinguerne la provenienza bio (con metodi radiometrici). Per il biodiesel inoltre sono stati messi a punto due materiali di riferimento, uno di origine vegetale (SRM 2772) e uno animale (SRM 2773), mentre è ancora in corso la preparazione di uno standard di bioetanolo. Per approfondire: I documenti della 1 a conferenza energy/renewables/ events/2007_02_27_ biofuels_standards_ en.htm I documenti della 2 a conferenza energy/renewables/ events/2009_03_19_ biofuels_standards_ en.htm Il libro bianco sulla compatibilità mondiale dei biofuels energy/renewables/ biofuels/doc/standard/ white_paper_icbs_ final.pdf Volume 63 - fascicolo n

18 ssc attività - normazione Armonizzazione dei parametri della qualità del Gas Naturale a livello Europeo Gabriele Migliavacca Il 16 gennaio 2007 la Commissione Europea ha pubblicato il Mandato M/400 con il quale si dà incarico al CEN di definire degli standard, di validità europea, per i parametri di qualità del gas naturale distribuito nell Unione. L obiettivo consiste nell individuare un unica categoria, dai limiti molto ampi, entro la quale far convergere tutti i tipi di gas attualmente distribuiti in Europa, ed altri, dalle caratteristiche differenti, di possibile futura estrazione e importazione. Il Mandato fa riferimento alla Direttiva 2003/55/EC per la creazione di un competitivo mercato unico europeo del gas. La procedura prevista si articola in diverse fasi: analisi concernente la situazione attuale delle apparecchiature a gas, per uso domestico e civile, nei diversi paesi europei. Esecuzione di prove di compatibilità delle medesime apparecchiature con i nuovi standard in via di definizione. valutazione del rapporto costi-benefici dell operazione stesura di una nuova norma che definisca gli standard europei per il Gas Naturale A tal fine, su proposta e sotto la supervisione dell Ente di Normazione Francese AFNOR, è stato costituito, all inizio del 2007, un Gruppo di Lavoro CEN (BT WG 197) incaricato di monitorare tutte le attività definite dalla Fase 1 del Mandato M/400. Si sono innanzitutto definiti i limiti di azione del GdL, il quale è incaricato di occuparsi esclusivamente della fase 1 definita nel Mandato, quella cioè relativa all analisi del panorama europeo in termini di utilizzo del gas per usi domestici e di diffusione delle differenti tipologie di apparecchiature, nonché alla verifica degli effetti dell armonizzazione delle caratteristiche del gas, distribuito a livello europeo, sul medesimo parco di apparecchiature, attraverso un opportuno programma di test. In particolare le nuove caratteristiche comuni, da prendersi a riferimento, sono definite da un indice di Wobbe che copra l intero intervallo previsto per il Gruppo H, senza più distinzioni e restrizioni a livello nazionale. In base al Mandato sono da prendersi in considerazione soltanto le apparecchiature prodotte dopo l introduzione della direttiva sulle apparecchiature a gas (GAD), mentre la gestione degli eventuali problemi rappresentati dal parco di apparecchiature antecedenti l entrata in vigore di tale normativa è da considerarsi di competenza esclusiva dei singoli Stati Membri. Una ampia fase di test di laboratorio è stata prevista per valutare l impatto di di tale prevista variazione dei parametri di qualità del gas sulle apparecchiature domestiche, considerando queste le più sensibili in termini di sicurezza in quanto direttamente gestite dall utente in generale senza una costante supervisione di personale specializzato in grado di valutare il corretto funzionamento degli apparecchi ed eventualmente intervenire. Per l esecuzione di questa fase sperimentale si è indetta una gara a livello europeo aperta a consorzi fra laboratori e industrie del settore, gara che si è concluso a ottobre 2007 con la selezione del Consorzio Gasqual. Il programma è finanziato dalla Commissione Europea, che ha posto un limite temporale di due anni per il completamento dei lavori della fase 1. Il Programma, ufficialmente iniziati a gennaio 2009, è ora nella sua fase iniziale e si svilupperà con notevole intensità nel corso del biennio A ciascuno Stato Membro dell Unione sarà chiesto di collaborare, attraverso gli operatori del settore e le rispettive associazioni di categoria, allo svolgimento dei compiti definiti nel Mandato, fornendo tutte le informazioni possibili riguardo alla composizione del parco di apparecchiature esistenti e riguardo alle procedure comunemente applicate, in ciascun paese, in fase di certificazione, installazione e manutenzione delle apparecchiature stesse. 16 La Rivista dei Combustibili

19 notizie dalla ssc ssc LA NUOVA COLLABORAZIONE TRA LA STAZIONE SPERIMENTALE PER I COMBUSTIBILI E L ISTITUTO MARIO NEGRI Alla fine del 2008 è stata firmata una convenzione fra la Stazione sperimentale per i Combustibili e l Istituto Farmacologico Mario Negri di Milano, organizzazione scientifica che opera nel campo della ricerca biomedica. L Istituito Mario Negri, diretto sin dalla sua nascita dal Prof. Silvio Garattini, è impegnato in diversi settori fra i quali i più noti sono la lotta contro il cancro, le malattie nervose e mentali, le malattie del cuore e dei vasi sanguigni, le malattie renali, le malattie rare, gli effetti tossici delle sostanze che inquinano l ambiente, l epidemiologia. Soprattutto in riferimento a questi ultimi campi di indagine, la collaborazione tra i due enti è nata allo scopo di sfruttare le numerose sinergie riscontrate fra il Laboratorio Combustione e Ambiente di SSC ed il Dipartimento Ambiente & Salute del Mario Negri, sia riguardo le attività svolte sia riguardo le strutture operative di monitoraggio ambientale. In particolare, la finalità principale è quella di coordinare le attività delle due strutture operative, sfruttando le migliori peculiarità di ciascuna di esse, per fornire un prodotto scientifico d eccellenza, non solo nelle attività di ricerca ma anche nelle attività di monitoraggio e controllo dell inquinamento nei vari comparti ambientali prodotto da diverse fonti e della qualità dell aria. Silvia Bertagna Volume 63 - fascicolo n VISITATORI IN CRESCITA Nel corso del 2008 è stato avviato il quinto consistente aggiornamento del sito per adeguarlo - in termini di architettura, contenuti e ipertesti - alle progressive modifiche della struttura organizzativa interna. Sotto l aspetto divulgativo, il numero di visitatori (sessioni di visita) ha avuto un incremento di circa il 10% rispetto al Di questi, circa il 44% è rappresentato da utenti fidelizzati (che consultano il sito ssc per via diretta, quelli cioè che già conoscono l indirizzo del sito SSC. L incremento del dato medio di visite è stato del 15% circa rispetto al Riscontro positivo sta ottenendo la nuova sezione dedicata alla Documentazione on line creata ad hoc per dare visibilità all informazione non strutturata (non commerciale) dell Istituto (studi, indagini, rapporti tecnici e presentazioni a convegni, articoli,...) che può rappresentare un vero e proprio valore aggiunto per la comprensione e la valorizzazione dell attività istituzionale SSC. Il monitoraggio degli accessi ai documenti on-line (PDF), che risente ovviamente del carattere di attualità dei singoli argomenti e delle specificità tematiche SSC, ha registrato da 1750 a 950 accessi circa per i 5 file più consultati che sono stati: GNL: domanda, costi e criticità Indagine preliminare (2006), Panorama dei principali processi di conversione: bioenergia e bioprodotti (2005); Il coke di petrolio come fonte di energia: valutazione critica (2003); Analisi Comparativa di combustibili per riscaldamento civile: indagine bibliografica (2006); Analisi Comparativa di combustibili per riscaldamento civile: misure sperimentali (2006). L accesso aperto (on-line) ai documenti tecnicoscientifici (non commerciali) può dare un contributo da parte di SSC al complesso processo di informazione/comunicazione sui temi dell energia in corso nel paese. Tale politica è inoltre in linea con le finalità del progetto strategico della Commissione europea in materia di ricerca scientifica che, partendo dalla constatazione che le ricadute socio-economiche e i progressi della ricerca si basano sui lavori precedenti e sulla possibilità dei ricercatori di avere accesso e condividere pubblicazioni scientifiche e dati di ricerca, ha avviato un processo strategico di accessibilità aperta, immediata e gratuita dell informazione scientifica tramite Internet, fatta salva agli autori l adeguata attribuzione della paternità intellettuale. Tiziana Zerlia 17

20 Evoluzione della normativa comunitaria nel campo dei combustibili Livia Carratù, Giuliana Gasparrini* Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare Via Cristoforo Colombo Roma Tel ; Fax ; gasparrini.giuliana@minambiente.it dalle istituzioni INTRODUZIONE La Francia, alla fine della sua presidenza, segna due importanti goals per quel che riguarda la normativa europea dei combustibili per autotrazione. A dicembre è stata infatti adottata in prima lettura la proposta di direttiva emendante la direttiva 98/70/CE concernente le specifiche dei combustibili commercializzati sul territorio comunitario. Questa proposta era stata presentata dalla Commissione europea nel gennaio 2007 ed è stata oggetto di ampi dibattiti in sede di Consiglio ambiente per ben due anni. La principale novità della proposta è rappresentata dall inserimento nella direttiva di un obbligo, a carico dei soggetti che immettono sul mercato i combustibili per autotrazione, di monitorare, nonché ridurre, le emissioni di gas serra legate al ciclo di vita di questi ultimi. Parallelamente e congiuntamente a questa direttiva è stata adottata sempre in prima lettura la proposta di direttiva FER emendante la direttiva 2003/30/CE sulla promozione delle energie rinnovabili, presentata dalla Commissione europea, insieme a tutto il pacchetto clima-energia, nel gennaio In particolare, questa ultima direttiva stabilisce target nazionali obbligatori al 2020 per l utilizzo di energia da fonti rinnovabili (per l Italia 17% rispetto al consumo energetico finale totale), nonché un target specifico per il settore dei trasporti (10 % di energia consumata nel settore dei trasporti rispetto al consumo di energia da carburanti per autotrazione); essa inoltre stabilisce i criteri di sostenibilità che dovranno soddisfare i biocarburanti per essere conteggiabili per il raggiungimento degli obiettivi nazionali nonché per beneficiare di sostegni finanziari. Questo pacchetto di criteri di sostenibilità, nonché la connessa metodologia di calcolo delle emissioni di gas serra emesse dai biocombustibili durante il loro ciclo di vita, sono stati definiti non nell ambito del Consiglio energia bensì, data la rilevanza ambientale e la novità della materia, da un gruppo ad hoc congiunto energia-ambiente, istituito nel mese di febbraio Per evidenziare la stretta relazione tra le due diret- 18 La Rivista dei Combustibili

21 tive basti ricordare che le disposizioni relative ai criteri di sostenibilità definite in questa direttiva sono state riprese, mutatis mutandis, nella nuova direttiva sulla qualità dei combustibili. Si riportano di seguito i principali elementi innovativi di entrambe le direttive, nonché gli elementi in comune. PRINCIPALI NOVITÀ DELLA NUOVA DIRETTIVA COMBUSTIBILI La nuova proposta di direttiva emenda la direttiva 98/70/CE, come modificata dalla direttiva 2003/17/CE, relativa alle specifiche tecniche dei combustibili commercializzati sul territorio comunitario destinati a veicoli con motore ad accensione comandata e a quelli con motore ad accensione per compressione. Obiettivo della proposta è la riduzione delle emissioni di inquinanti atmosferici e di gas ad effetto serra prodotte dai combustibili utilizzati nei trasporti stradali e non stradali e di contribuire all attuazione delle strategie comunitarie sulla qualità dell aria e sui cambiamenti climatici. La principale novità della proposta è rappresentata dall inserimento nella direttiva di misure finalizzate alla riduzione delle emissioni di gas ad effetto serra, in particolare l obbligo per i fornitori di combustibili di monitorare e di ridurre le emissioni prodotte durante il ciclo di vita dei combustibili da essi commercializzati. La riduzione dovrà riguardare le emissioni life-cycle di gas serra per unità di energia contenuta nei combustibili rispetto allo stesso valore, calcolato come media di valore medio di tutti i combustibili fossili immessi sul mercato comunitario nel In particolare la proposta iniziale della Commissione prevedeva il raggiungimento di una riduzione delle emissioni life-cycle di gas serra per unità di energia contenuta nei combustibili pari al 10% al 2020 rispetto alla media comunitaria al 2010 delle emissioni di gas serra relative ai combustibili fossili messi sul mercato. La Commissione considerava, quali misure per il raggiungimento di questo target così ambizioso, una serie di azioni, quali l additivazione di biocombustibili nella benzina e nel gasolio, l utilizzo di tecnologie innovative per la cattura e lo stoccaggio della CO 2 (CCS), la combustione in torcia, l utilizzo di meccanismi flessibili previsti nell ambito del protocollo di Kyoto. Tuttavia, vista la forte opposizione da parte della maggior parte delle delegazioni che ritenevano questo target troppo ambizioso e difficilmente attuabile, si è giunti ad un accordo alquanto complesso schematizzabile come segue: entro il 2020 le emissioni per unità di energia (CO2eq /MJ) dei carburanti immessi al consumo dovranno essere ridotte del 6% rispetto al valore medio di emissioni per unità di energia dei combustibili fossili commercializzati nel Gli Stati Membri (SM) potranno inoltre chiedere il rispetto di target intermedi, pari al 2% entro fine 2014 e 4% entro fine 2017; a questo target obbligatorio si aggiungono degli ulteriori target indicativi da raggiungere nel 2020: 2% di riduzione attraverso l utilizzo di veicoli elettrici e/o di tecnologie innovative quali il CCS più un 2% da raggiungere attraverso meccanismi flessibili (CDM). Tuttavia la Commissione entro il 2014 farà un rapporto sulla fattibilità di rendere tali ulteriori target obbligatori. Infatti allo stato dell arte la miscelazione con i biocarburanti è considerata come l unica misura realistica per ridurre le emissioni life cycle dei carburanti entro il E stato inoltre calcolato che con tale misura sarà possibile raggiungere al massimo il target di riduzione del 6%. E importante sottolineare come i biocombustibili utilizzabili per il raggiungimento del target debbano soddisfare i criteri di sostenibilità approvati nell ambito della direttiva FER. Un altra novità, che è stata oggetto di molte discussioni, riguarda l innalzamento del valore massimo per il contenuto di etanolo nella benzina al 10%v/v; le principali caratteristiche della nuova benzina, che sostituirà gradualmente quella attuale, sono riportate nella Tabella I. Volume 63 - fascicolo n

22 dalle istituzioni Parametri nella benzina Valori attuali Nuovi valori Tabella I Massimo contenuto di ossigeno Massimo contenuto di etanolo Massimo contenuto di altri ossigenati Tensione di vapore nel periodo estivo 2.7 % (m/m) 3.7% (m/m) 5 % (v/v) 10 %( v/v) 3-15% (v/v) 3-22% (v/v) 60 kpa Unica deroga di 70 kpa per i paesi con condizioni climatiche particolarmente severe Tabella I 60 kpa 2 possibili deroghe: 1) 70kPa nel caso di Paesi la cui temperatura media mensile è inferiore a 12 C per almeno due dei tre mesi di giugno, luglio e agosto; 2) innalzamento, in misura variabile a seconda della % di etanolo miscelata alla benzina (con un picco di 68kPa con miscelazioni di etanolo intorno al 5% v/v). Tale deroga è applicabile solo previa approvazione della Commissione che verificherà la sua compatibilità con gli obiettivi dettati dalla legislazione comunitaria in materia di qualità dell aria e di inquinamento atmosferico. In particolare, si prevede un periodo transitorio fino al 2013 in cui dovrà essere resa disponibile sul mercato anche la attuale benzina con un contenuto massimo di etanolo del 5%, e di lì il passaggio definitivo alla nuova benzina. E lasciata tuttavia agli SM, qualora lo reputino necessario, la facoltà di prolungare il periodo di commercializzazione della vecchia benzina. L idea di prevedere un periodo transitorio di coesistenza dipende dal fatto che il parco circolante potrebbe avere dei problemi con miscele contenenti una percentuale di etanolo superiore al 5% v/v. Questo provvedimento è complementare ed integrativo alla direttiva FER in quanto incentiva fortemente la miscelazione dei biocarburanti nella benzina e nel gasolio, nonchè contribuisce, pur se in misura limitata, al raggiungimento degli obbiettivi del pacchetto climaenergia ( ). Dalla Tabella I si evince anche un altro elemento innovativo della proposta che riguarda le deroghe al limite massimo della tensione di vapore nella benzina. La prima riguarda gli stati membri con condizioni climatiche particolarmente severe nel periodo estivo. Già la vecchia direttiva prevedeva una deroga ma con la nuova direttiva tali condizioni vengono definite dettagliatamente. L altra deroga introdotta, invece, è nuova e prevede un innalzamento della tensione di vapore massima estiva, in misura variabile a seconda della percentuale di etanolo miscelata alla benzina. Tuttavia, per ragioni ambientali, è previsto che sia la Commissione a concedere la deroga dopo aver valutato i possibili impatti sulla qualità dell aria. Infine sono state introdotte delle novità e delle modifiche nel mercato del diesel, riportate nella Tabella II. Si sottolinea in particolare l introduzione, per ragioni di natura tecnica, di un limite per il tenore di FAME (Fatty Acid Metyl Esthers, esteri metilici di acidi grassi). Non è stata ritenuta necessaria invece l introduzione di valori massimi di additivazione per altri biocarburanti, come ad esempio gli idrocarburi puri simili al diesel prodotti a partire dalla biomassa utilizzando il processo Fischer Tropsch, oppure l olio vegetale idrotrattato. La nuova direttiva combustibili dovrà essere recepita entro la fine del La Rivista dei Combustibili

23 PRINCIPALI NOVITÀ DELLA NUOVA DIRETTIVA FER- PARTE SUI TRASPORTI Principali novità della nuova direttiva FER - parte sui trasporti - E stato introdotto un target nazionale specifico nel settore dei trasporti, in particolare si chiede che la quota di energia da fonti rinnovabili utilizzate in tutte le forme di trasporto nel 2020 sia almeno pari al 10% del consumo energetico nel settore del trasporto su strada. Il valore di questo target è stato ampiamente dibattuto in quanto quando era stato deciso dal Consiglio Europeo di primavera del 2007 il suo carattere vincolante era stato subordinato ad una produzione sostenibile, ad un effettiva disponibilità dei biocarburanti di seconda generazione ed ad una revisione della direttiva 98/70/CE per consentire miscele in percentuali adeguate. Vista l incertezza sui criteri di sostenibilità, nonché l attuale scarsa disponibilità dei biocombustibili di seconda generazione, è stata quindi inserita nella direttiva un opportuna clausola di revisione nel Al fine di aiutare gli Stati Membri ad adempiere l obbligo del 10% al 2020, nel caso venga confermato nel 2014, è previsto che: Parametri nel diesel Valori attuali Nuovi valori Massimo contenuto di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) Massimo contenuto FAME Massimo contenuto di zolfo nel diesel Massimo contenuto di zolfo nel diesel per macchinari off road (incluso quello per navigazione acque interne), per trattori agricoli e forestali e per imbarcazioni da diporto 11% m/m 8% m/m 7% v/v 10 ppm 10 ppm 1000 ppm 1000 ppm Tabella II 10 ppm dal 1/01/2011 per il calcolo del denominatore (quantità totale di energia consumata nel trasporto): vengono presi in considerazione solo la benzina, il diesel e i biocarburanti utilizzati nel trasporto su strada, nonché l elettricità; per il calcolo del numeratore (quantità di energia da fonti rinnovabili): vengono considerati tutti i tipi di energia rinnovabile utilizzati in tutte le forme di trasporto. L altra novità riguarda l identificazione dei requisiti di sostenibilità definiti come indispensabili per i biocombustibili e i bioliquidi, indipendentemente dal fatto che le materie prime siano state coltivate all interno o all esterno del territorio della Comunità, al fine di poter essere conteggiati nel calcolo degli obiettivi nazionali nonché per ottenere sostegni finanziari. Per giustificare ciò va ricordato che i biocombustibili sono combustibili di origine vegetale o animale usati soprattutto nel settore dei trasporti che, rispetto ai combustibili fossili, comportano emissioni zero di CO2 nella combustione (si assume infatti che le emissioni emesse in questa fase si compensino con quelle assorbite durante la fase di crescita della Tabella II Volume 63 - fascicolo n

24 dalle istituzioni CRITERI AMBIENTALI pianta). Al contrario, le emissioni di CO2 legate alla loro produzione e trasporto fino al momento del loro utilizzo possono essere tutt altro che trascurabili. Per tale ragione vanno favoriti i biocombustibili con un elevato potenziale di risparmio di CO2 nel loro ciclo di vita (GHGs saving potential). Inoltre la coltivazione di biocombustibili cosiddetti di 1 generazione può causare anche impatti ambientali negativi sul suolo, sulle acque e sull atmosfera e in generale sull uso sostenibile delle risorse naturali (la destinazione di nuovi terreni alla produzione di biocombustibili ha già comportato la deforestazione su vasta scala in alcuni pesi in via di sviluppo). Infine l accresciuta coltivazione potrebbe acuire i problemi socio economici legati alla competizione con altri usi legittimi del territorio e soprattutto con le coltivazioni a scopo alimentare. Quindi la corsa alla produzione dei biocombustibili deve essere arginata stabilendo criteri che favoriscano quelli a minore impatto stimolando così il passaggio a prodotti più sostenibili. Di qui è nata l esigenza di delineare dei criteri di sostenibilità opportuni - ambientali e sociali - alla cui definizione stanno lavorando anche numerosi istituti di ricerca, gruppi di lavoro e partenariati internazionali. Criteri ambientali - GHG saving - E stata individuata una soglia minima di risparmio nelle emissioni di CO2 prodotte nell intero ciclo di vita, rispetto a quelle causate da corrispondente combustibile fossile convenzionale di riferimento ( GHG saving ), pari a : 35% all entrata in vigore della direttiva 50% a partire dal 1 gennaio Questo secondo valore tuttavia andrà confermato nel Inoltre, dopo il 2017 tale soglia viene alzata al 60% per i biocarburanti e i bioliquidi prodotti negli impianti in cui la produzione è iniziata a partire dal Per quanto concerne il calcolo del GHG saving - definito come GHG saving = (E fossile - E bio )/E fossile - negli allegati della Direttiva sono riportati: fattori di default di GHG saving relativamente alle varie filiere note dei biocarburan- E = e ec + e l + e p + e td + e u - e sca e ccs - e ccr e ee, dove E = il totale delle emissioni derivanti dall'uso del carburante; e ec = le emissioni derivanti dall'estrazione o dalla coltivazione delle materie prime; e l = le emissioni annualizzate risultanti da modifiche degli stock di carbonio a seguito del cambiamento della destinazione dei terreni; e p = le emissioni derivanti dalla lavorazione; e td = le emissioni derivanti dal trasporto e alla distribuzione; e u = le emissioni derivanti dal carburante al momento dell'uso; e sca = le riduzioni delle emissioni grazie all'accumulo di carbonio nel suolo mediante una migliore gestione agricola; e ccs = le riduzioni di emissioni grazie alla cattura allo stoccaggio geologico del carbonio; e ccr = le riduzioni delle emissioni grazie alla cattura e alla sostituzione del carbonio; e Tabella III e ee = le riduzioni di emissioni grazie all'elettricità eccedentaria prodotta dalla cogenerazione. 22 La Rivista dei Combustibili

25 ti; è da notare che i valori di default riportati portano all esclusione già dall entrata in vigore della direttiva di importanti filiere come quella del biodiesel da olio di palma (escluso il caso in cui vi sia la cattura di metano all oleificio) (GHG saving<35%) nonché, ad esempio, di biodiesel da soia e da semi di colza a partire dal 2017 (GHG saving<50%). fattori di default relativamente alle emissioni dalle singole fasi che compongono il ciclo di vita del biocombustibile (coltivazione, produzione, trasporto e distribuzione); una formula per il calcolo delle E bio - riportata nella Tabella III - consistente in una somma algebrica di valori parziali corrispondenti alle varie fasi del processo di produzione. Per quanto riguarda il valore del carburante fossile di riferimento, E fossile, esso è pari all ultimo valore disponibile per le emissioni medie della parte fossile della benzina e del gasolio consumati nella Comunità; nel caso tali dati non fossero disponibili, il valore da utilizzare è 83,8 gco2eq/mj. Vengono quindi previste differenti possibilità di calcolo del GHG saving: a) usare i valori di default del GHG saving direttamente riportati nella direttiva Questo è consentito solo quando le materie prime sono prodotte (i) fuori dalla comunità o (ii) quando prodotte all interno della comunità in particolari zone dove si è dimostrato che le emissioni da gas serra emesse dalla fase coltivazione sono inferiori ai relativi valori di default riportati nell allegato. b) calcolare il valore effettivo del GHG saving, calcolando, per la parte bio, le emissioni derivanti dalle singole fasi del processo di produzione, e quindi, servendosi della formula riportata, le emissioni E bio. c) calcolare il valore del GHG saving come nel caso b) ma inserendo nella formula riportata sia valori calcolati che fattori di default parziali. SALVAGUARDIA DELLA BIODIVERSITÀ E DEI POZZI DI ASSORBIMENTO DI CARBONIO Salvaguardia della biodiversità e dei pozzi di assorbimento di carbonio - Non sono considerati sostenibili i biocombustibili derivati da coltivazioni di terreni ad alta biodiversità (foreste indisturbate, aree protette, terreni erbosi ad alta biodiversità) nonché ad alta riserva di carbonio (terre umide e ampie aree forestali) ma solo se tali condizioni erano in essere al 1 gennaio Pertanto le modifiche di destinazione dell uso dei suoli precedenti a tale data non determinano una esclusione del relativo biocombustibile. Tale esclusione è motivata dalla necessità di evitare che l aumento della domanda mondiale di biocarburanti abbia l effetto di incoraggiare la distruzione di terreni ricchi di biodiversità, il cui valore per tutta l umanità è stato riconosciuto in molti atti internazionali. Il secondo caso di esclusione è previsto in quanto, quando terreni che presentano elevati stock di carbonio nel suolo o nella vegetazione vengono destinati alla coltivazione di materie prime per la produzione di biocarburanti e di altri bioliquidi, una parte del carbonio contenuto nel suolo viene di norma liberato nell atmosfera formando biossido di carbonio. L impatto di tali emissioni è talmente rilevante da ridurre, in alcuni casi in misura considerevole, gli effetti positivi dei biocarburanti o dei bioliquidi sulla riduzione dei gas a effetto serra. Altri criteri ambientali - Su richiesta insistente da parte di alcuni Stati Membri in ambito del Consiglio UE e da parte del Parlamento Europeo, la Commissione Europea si è inoltre impegnata a riferire entro il 2012 sulla possibilità di introdurre prescrizioni obbligatorie relative alla tutela dell aria, del suolo o delle risorse idriche nel caso di coltivazione per produzione di biocombustibili. Si era appunto manifestato un ampio consenso sulla necessità di definire criteri più strin- ALTRI CRITERI AMBIENTALI Volume 63 - fascicolo n

26 dalle istituzioni CRITERI SOCIALI VERIFICA E MONITORAGGIO genti per rendere la produzione di biocombustibili effettivamente sostenibile dal punto di vista ambientale (per la tutela del suolo, dell aria e dell acqua) e evitare discriminazioni tra la produzione comunitaria, che comunque deve rispettare le regole dettate nell ambito dalla PAC, e quella dei Paesi Terzi. Tuttavia la Commissione Europea ha manifestato grande cautela su questo punto affermando che l adozione di tali criteri ambientali avrebbe potuto generare contenziosi nell ambito dell Organizzazione Mondiale del Commercio (OMC). Criteri sociali - Su richiesta del Consiglio e del Parlamento Europeo, infine, sono stati inseriti blandi sistemi di salvaguardia per prevenire o comunque vigilare su possibili impatti sociali (nella proposta della Commissione erano del tutto assenti). In pratica è prevista un attività di monitoraggio e poi di relazione da parte della Commissione Europea sulla ratifica e sull applicazione da parte dei paesi produttori di alcune Convenzioni ILO (organizzazione mondiale del lavoro) per la salvaguardia dei lavoratori. La stessa si impegna, se del caso, ad introdurre misure aggiuntive, soprattutto nel caso si evidenziassero ripercussioni considerevoli sul prezzo dei prodotti alimentari causate dalla aumentata produzione di biocarburanti. Verifica e monitoraggio - Infine, è stato individuato il metodo dell equilibrio di massa come il metodo più adatto per la verifica della conformità dei biocombustibili con i criteri sopra indicati, che da un lato garantisca l efficacia della verifica e dall altro non comporti un onere eccessivo alle imprese. Tuttavia la Commissione dovrà comunque riferire, nel 2010 e nel 2012, sulla possibilità di considerare altri metodi. 24 La Rivista dei Combustibili

27 Malgrado le direttive approvate rappresentino un importante passo avanti verso la produzione di biocarburanti sostenibili, molta strada resta ancora da fare. La promozione dei biocombustibili, come già accennato, è oggetto di notevoli controversie e ancora non si ha un quadro completo di quali siano tutti i possibili impatti che la produzione dei quantitativi necessari per rispettare i target imposti dalle due direttive potrebbe causare. Sicuramente bisogna promuovere criteri di sostenibilità completi ed esaustivi, che assicurino un adeguata salvaguardia dell ambiente, della salute e delle popolazioni coinvolte. Per fare ciò occorre puntare con decisione sui biocarburanti di seconda generazione che necessitano di un intenso sforzo di ricerca e sviluppo che dovrebbe essere sostenuto fortemente tramite le risorse della Comunità, oltre che degli Stati Membri. Con il termine biocombustibili di II generazione si intendono in particolare carburanti innovativi che non dovrebbero essere concorrenziali con la produzione di cibo, ottenuti per esempio dagli scarti agricoli, dalla cellulosa o dalle alghe. Ad esempio, dai prodotti ligneo cellulosici si può ottenere etanolo tramite processi biochimici (in cui la cellulosa viene convertita, tramite enzimi, in zuccheri che vengono poi fatti fermentare) oppure diesel sintetico, tramite processi termochimici (processi di pirolisi/gassificazione). Queste tecnologie, sebbene promettenti, necessitano di miglioramenti, sia dal punto di vista dell efficienza che dal punto di vista di abbattimento dei costi dalle varie fasi di produzione. L individuazione dei criteri sopra illustrati deve dunque essere identificata come un punto di partenza, ma è assolutamente indispensabile che questo pacchetto venga aggiornato, anche alla luce dei risultati portati avanti da numerosi gruppi di ricerca a livello internazionale. Si elencano di seguito gli elementi ritenuti ancora affetti da alta incertezza, su cui andrà focalizzata la maggiore attenzione in sede di revisione: Criteri ambientali più restrittivi Come accennato prima, è indispensabile assicurare che non si creino discriminazioni tra la produzione comunitaria, che comunque deve rispettare le regole dettate nell ambito dalla PAC, e quella dei Paesi Terzi, per cui è auspicabile che la Commissione, compatibilmente con le regole previste dall OMC, proponga l inclusione di criteri che preservino le risorse naturali, quali l acqua e il suolo, oltre alla biodiversità Effetti indiretti dal cambio di uso del suolo Un problema che si sta cercando di affrontare a livello internazionale è quello relativo agli effetti indiretti derivanti dal cambio di uso del suolo (indirect land use change) che determina emissioni di CO2 aggiuntive che dovrebbero essere conteggiate nel calcolo del GHG saving. Tali emissioni si producono ad esempio allorché aree coltivate per scopi alimentari vengano destinate a colture per produzione di biocombustibili. Infatti ciò può determinare la messa a coltura, in altre aree geografiche, di terreni vergini (foreste, praterie) per sopperire alla riduzione di produzione per scopo alimentare determinatesi. Nella versione attuale questo fattore viene considerato solo marginalmente nella formula del GHG saving (precisamente nel fattore el). Viene in pratica introdotto uno sconto sulle emissioni prodotte se il biocombustibile è coltivato su terre degradate e quindi non sottrae terreno alla agricoltura tradizionale. La Commissione si è impegnata a formulare, entro la fine del 2010, se opportuno, una proposta, basata sulle migliori conoscenze scientifiche disponibili, contenente una metodologia concreta per tener conto delle emissioni risultanti da modifiche degli stock di carbonio a seguito del cambiamento della destinazione dei terreni. CONCLUSIONI Volume 63 - fascicolo n

28 dalle istituzioni Possibilità di applicare direttamente i fattori di default del GHG saving Come accennato sopra gli Stati Membri, per poter utilizzare i valori di default GHG saving, devono presentare alla Commissione una relazione con l elenco delle zone nel loro territorio classificate NUTS 2 dove le emissioni tipiche di gas serra derivanti dalla coltivazione sono inferiori o uguali a quelle di default parziali indicate nel medesimo allegato. Viene richiesta anche una descrizione del metodo e dei dati utilizzati. Occorrerà quindi stabilire, nel caso risulti conveniente l utilizzo di tale fattore di default, come procedere in tal senso. Metodologia per il calcolo delle emissioni di gas serra Per quanto concerne la parte fossile, è lasciato al comitato il compito di sviluppare il metodo per il calcolo delle emissioni di gas a effetto serra prodotte durante il ciclo di vita dei carburanti diversi dai biocarburanti. Ciò è assolutamente necessario per il calcolo sia del GHG saving che delle riduzioni emissioni di gas a effetto serra prodotte durante il ciclo di vita dei combustibili. Durante la negoziazione l Italia ha più volte ribadito la necessità di prevedere, al pari della parte BIO, l utilizzo di fattori di default per le singole fasi del ciclo di produzione del combustibile di origine fossile. Anche la metodologia di calcolo per la parte BIO andrà ulteriormente approfondita, anche alla luce dei lavori portati avanti a livello internazionale. Per quanto riguarda infine le disposizioni unicamente previste dalla direttiva sui combustibili, l entrata sul mercato di una benzina con specifiche non compatibili con una parte del parco circolante richiederà un accordo con i raffinatori per garantire, da un lato, un adeguata etichettatura della nuova benzina, dall altro, una distribuzione uniforme sul territorio nazionale della vecchia benzina fino alla completa sostituzione del parco circolante incompatibile con le nuove specifiche. Occorrera infine definire in fase di attuazione le procedure più idonee e meno onerose per la verifica delle partite di combustibili immessi al consumo sia ai fini del rispetto dei criteri di sostenibilita dei biocombustibili che dell obbiettivo di riduzione del valore del CO2eq /MJ dei combustibili previsto dalla direttiva fuel. BIBLIOGRAFIA Direttiva 98/70/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 13 ottobre 1998, relativa alla qualità della benzina e del combustibile diesel e recante modificazione della direttiva 93/12/CEE (GU L350 del ) Direttiva 2003/30/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, dell 8 maggio 2003, sulla promozione dell uso dei biocarburanti o di altri carburanti rinnovabili nei trasporti (GU L123 del ) Direttiva 2003/17/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 3 marzo 2003, che modifica la direttiva 98/70/CE relativa alla qualità della benzina e del combustibile diesel (GU L76 del ) Proposta di direttiva del Parlamento europeo e del Consiglio che modifica la direttiva 98/70/CE per quanto riguarda le specifiche relative a benzina, combustibile diesel e gasolio nonché l introduzione di un meccanismo inteso a controllare e ridurre le emissioni di gas a effetto serra dovute all uso di combustibili per i trasporti su strada, modifica la direttiva 1999/32/CE del Consiglio per quanto concerne le specifiche relative al combustibile utilizzato dalle navi adibite alla navigazione interna e abroga la direttiva 93/12/CEE (COM(2007)0018) Proposta di direttiva del Parlamento europeo e del Consiglio sulla promozione dell uso dell energia da fonti rinnovabili (COM(2008)0019) 26 La Rivista dei Combustibili

29 dal mondo accademico Utilizzo di combustibili alternativi nei forni da cemento. Influenza sulle emissioni atmosferiche: l esperienza italiana Marco Del Borghi, Carlo Strazza, Adriana Del Borghi CE.Si.S.P. Centro interuniversitario per lo Sviluppo della Sostenibilità dei Prodotti, Università di Genova - Via all Opera Pia Genova Tel ; Fax ; marco.delborghi@cesisp.unige.it Vengono esaminati i risultati di un anno (2006) di rilevazioni di emissioni atmosferiche nelle varie cementerie italiane, ed in particolare su 73 forni suddivisi per classi produttive, tipologia di forno ed utilizzo di combustibili alternativi per tipologia e quantità. I parametri emissivi considerati sono stati: polveri totali, SO2, NOx, CO, TOC, HCl, HF, metalli, IPA e PCDD/F. È stato effettuato un confronto tra i risultati delle concentrazioni medie rilevate per i vari inquinanti, separatamente per gli impianti che utilizzano solo combustibili convenzionali e quelli che utilizzano anche combustibili alternativi. I risultati ottenuti dimostrano che l utilizzo di combustibili alternativi da parte dei 22 forni che li impiegano non ha alcuna influenza sui valori emissivi delle sostanze inquinanti esaminate; anzi, in taluni casi tali emissioni risultano inferiori ai limiti consentiti per legge per l utilizzo di combustibili convenzionali. Un confronto tra i risultati ottenuti sui forni italiani e quelli pubblicati da Cembureau su 200 forni europei fornisce una conferma che le prestazioni emissive dei forni da cemento risultano indipendenti dall impiego di combustibili alternativi nelle percentuali usualmente impiegate. Nello studio sono stati inoltre evidenziati i vantaggi sul bilancio ambientale globale per l utilizzo di CDR quale combustibile alternativo. This study investigates the results of a year (2006) of air emissions gathering in the various Italian cement plants, and, in particular, on 73 kilns subdivided by production class, kiln type and alternative fuels use for type and quantity. The emission parameters considered have been: total dust, SO2, NOx, CO, TOC, HCl, HF, metals, PAH and PCDD/F. The work has involved a comparison between the results of the average concentrations detected for the various pollutants, separately for the plants using only traditional fuels and using also alternative fuels. The obtained results show that the use of alternative fuels by the 22 kilns investigated has not any influence on the emission values of the pollutants examined; on the contrary, in certain cases these emissions result less than the limits legally allowed for the use of traditional fuels. A comparison between the results obtained from the Italian kilns and those published by Cembureau from 200 European kilns, confirms that the emission performances of cement kilns appear independent of the use of alternative fuels with the percentages usually employed. This study also highlights the benefits on the global environmental balance for the use of RDF as alternative fuel. Quando si sceglie la migliore destinazione finale dei rifiuti sembra che la valorizzazione energetica degli stessi sia la migliore tra le varie scelte, sia a causa dell attuale crisi energetica ma anche e soprattutto per la riduzione delle emissioni atmosferiche globali [1]. La legislazione italiana mette in evidenza tale aspetto sottolineando che il miglior recupero dei RIASSUNTO SUMMARY 1. INTRODUZIONE Volume 63 - fascicolo n

30 dal mondo accademico rifiuti anche dal punto di vista ambientale è proprio la loro valorizzazione energetica [2]. L impiego dei rifiuti a fini energetici può avvenire in impianti appositamente costruiti con produzione di energia termica ed elettrica oppure in impianti già esistenti in sostituzione dei combustibili tradizionali. Tra questi sembrano particolarmente adatti per le loro caratteristiche i forni per la produzione di clinker [1,3,4,5,6,7,8]. Essi sono infatti caratterizzati da: alta temperatura, ambiente alcalino, atmosfera ossidante, assenza di rifiuti, ampie superfici di scambio, buona miscelazione tra gas e prodotti, tempo di permanenza sufficiente. Altri vantaggi dei forni da cemento sono i seguenti: il trattamento dei rifiuti non richiede sorgenti addizionali di calore; è molto meno costoso adattare un forno da cemento al trattamento dei rifiuti piuttosto che costruire un nuovo impianto di incenerimento; i processi di cottura del clinker rispettano tutte le specifiche della direttiva EU 92/C130/01 riguardante l incenerimento di rifiuti pericolosi; Un diagramma di temperatura di gas e materia mostra i tempi richiesti per il trattamento dei rifiuti (Figura 1). Figura 1 Tempi richiesti per il trattamento dei rifiuti [4] L impiego dei combustibili derivati dai rifiuti nella produzione del clinker ha pure alcune limitazioni [4,6,9]: Limitazioni tecnologiche correlate al volume del combustibile derivato dai rifiuti che può essere alimentato in una sola volta nel forno. Il volume del rifiuto dipende infatti dalla superficie di incenerimento e quindi, dalla lunghezza del forno e dalla sua capacità. L uso del rifiuto non deve avere effetti negativi sul funzionamento del forno o sulla qualità del clinker. Limitazioni legate alla sicurezza ambientale. I combustibili derivati da rifiuti dovrebbero essere impiegati in accordo a severe regole, così da assicurare che i prodotti dell in- 28 La Rivista dei Combustibili

31 cenerimento non abbiano un impatto negativo sul processo di produzione del clinker, così da non influenzare la qualità del cemento e causare l inquinamento dei gas emessi in atmosfera. La legislazione italiana è molto precisa riguardo all utilizzo dei rifiuti combustibili negli impianti di produzione del cemento. Infatti, fermo restando le caratteristiche del prodotto cemento, vengono fissati limiti ben precisi nella composizione dei rifiuti combustibili sostitutivi, nonché sulle emissioni atmosferiche dei forni da cemento che li utilizzano [2]. Con riferimento alle limitazioni tecnologiche si può affermare che il problema della volumetria dei rifiuti è collegato ad un valore inferiore del potere calorifico del rifiuto stesso, ad esempio nel caso di RDF, il che porta ad un incremento del combustibile tradizionale o ad un aumento di RDF. In quest ultimo caso deve essere ridotta l aria secondaria, con conseguente riduzione di NOx. La stessa composizione dell RDF con minore concentrazione di N conduce ad una minore produzione di NOx. La matrice alcalina del clinker rende meno problematica la presenza di S e Cl nei rifiuti, almeno per quanto concerne le emissioni atmosferiche. Per quanto riguarda la composizione del clinker, essa è influenzata invece dalla presenza di cloro e di alcuni metalli che possono essere lisciviati dal cemento una volta in opera [10]. Gli impianti di produzione del cemento hanno una notevole richiesta energetica dell ordine di kj/kg di clinker prodotto. In Europa l industria cementiera è una grande consumatrice di combustibili secondari, con più di 100 forni che coinceneriscono diverse tipologie di materiali (tabella 1). La strategia dell industria cementiera è quella di incrementare l impiego di combustibili alternativi per ridurre il costo energetico che è circa il 30-40% dei costi di produzione del cemento, nonché quello di contribuire ad uno sviluppo sostenibile. Questo è importante anche dal punto di vista delle emissioni di CO2 e la conseguente possibilità di produrre crediti di emissione di CO2. È per questo che in futuro l attenzione sarà sempre più frequentemente rivolta a combustibili basati su biomasse inclusivi di rifiuti di carta e fanghi di depurazione. La totale sostituzione energetica dei combustibili secondari nell industria del cemento mediamente in Europa si aggira intorno al 10%, confrontato con il 39% di petcoke, 42% di carbone e 3% di olio combustibile e gas. Differenti nazioni hanno differenti percentuali di sostituzione termica: dal 72% in Olanda, al 2% in Spagna, 30% Germania, 5% Italia e 5-10% Inghilterra. Tabella 1 Quantità di scarti industriali coinceneriti nell industria cementiera in Europa (*10-3 t/anno) a) [5] Lo studio è basato su una ricognizione effettuata da AITEC sulle prestazioni emissive del settore per una valutazione preliminare della loro dipendenza dall utilizzo di combustibili 2. RACCOLTA DEI DATI Volume 63 - fascicolo n

32 dal mondo accademico Tabella 2 Classi produttive dei forni alternativi. La raccolta di dati, effettuata presso le Aziende associate attraverso un questionario relativo all anno di esercizio 2006, ha riguardato: tipologia di forno classe produttiva del forno quantità di combustibili alternativi utilizzati % di sostituzione in calore Parametri emissivi: polveri, SO2, NOx, TOC, HCl, HF, metalli, IPA, e PCDD/PCDF Per quanto riguarda i forni in esercizio e le quantità di combustibili alternativi utilizzati, i dati raccolti sono sintetizzati nelle tabelle 2, 3, 4. Produzione clinker (t/anno) n forni % forni < t 1 1 % t % t % t % > t % Totale % Tipologia combustibile Forno con griglia Lepol Forno lungo a via secca e semi-secca Forno a via secca con PRS e forno a via secca con PRS e calcinatore Solo convenzionali Convenzionali e alternativi Tabella 3 - Tipologie di forno e utilizzo di combustibili alternativi Totali Combustibile alternativo Quantità (t/anno) CDR CDR-Q farine e grassi animali plastiche pneumatici oli/emulsioni solventi altro (fanghi, rifiuti liquidi, etc) totale % sostituzione in calore media sui 22 forni che utilizzano combustibili alternativi 11,60 (min 0,2 % - max 44 %) % sostituzione in calore media sul totale dei 73 forni 3,50 3. EMISSIONI Tabella 4 - Quantità di combustibili alternativi utilizzati, suddivisi per tipologia Le emissioni dei forni da cemento originano dalle reazioni fisico-chimiche delle materie prime e dalla combustione dei combustibili. I principali effluenti gassosi emessi dal forno sono l azoto dall aria di combustione (45-66% in volume), il biossido di carbonio (11-29%) dalla calcinazione e dalla combustione, l acqua dal processo di combustione e dalle materie prime (10-39%) e dall ossigeno in eccesso (4-12%). Gli effluenti gassosi inquinanti, ovvero ossidi di azoto (NOx), biossido di zolfo (SO2), 30 La Rivista dei Combustibili

33 monossido di carbonio (CO), acidi alogenidrici (HCl e HF) e composti organici e inorganici volatili, costituiscono meno dello 0,1 % in volume. Gli effluenti contengono altresì tracce di polveri e con esse elementi organici e inorganici allo stato solido. La disponibilità di dati relativi alle emissioni di inquinanti è variabile in funzione del regime autorizzativo cui l impianto è sottoposto e alle eventuali iniziative volontarie di monitoraggio. Le modalità di monitoraggio degli impianti che utilizzano solo combustibili convenzionali sono fissate dalle specifiche autorizzazioni ex DPR 203/88 o D.Lgs. 152/06 se non è già stata rilasciata l Autorizzazione Integrata Ambientale ex D.Lgs. 59/05. Le prescrizioni possono contenere l obbligo di monitoraggio in continuo dei principali parametri (polveri, SO2 e NOx), più frequentemente limitandosi a misure discontinue. Tutti gli impianti che utilizzano combustibili alternativi, a partire dal 1 marzo 2006 si sono adeguati alle modalità di monitoraggio previste dal D.Lgs.133/05 sul co-incenerimento che prevede monitoraggio in continuo per SO2, NOx, polveri totali, CO, TOC, HCl e HF e monitoraggio quadrimestrale per metalli, IPA e PCDD/F. È prevista la possibilità di non misurare HF in continuo se il valore limite per HCl è sempre rispettato: in questo caso HF è monitorato con cadenza quadrimestrale. L Autorizzazione Integrata Ambientale eventualmente rilasciata può integrare alcune prescrizioni specifiche. I grafici inclusi riportano i valori emissivi raccolti con le seguenti modalità: i valori che derivano da monitoraggio in continuo sono riportati come media annuale, con elaborazioni statistiche i valori che derivano da misure discontinue sono riportati come media delle rilevazioni effettuate nell anno, con elaborazioni statistiche Tutti i valori forniti sono riferiti a condizioni normalizzate, agli effluenti gassosi secchi e ad un tenore di ossigeno del 10%. 3.1 Biossido di zolfo - SO2 Gli ossidi di zolfo sono generati dallo zolfo e dai suoi composti presenti nelle materie prime e nei combustibili utilizzati in forma ossidabile. A causa della natura alcalina dei materiali usati nel processo e delle condizioni ossidanti presenti, una larga porzione, specialmente quella legata ai combustibili, viene captata dal processo e lascia il sistema. La porzione restante viene emessa sotto forma di SO2. Valori significativi di SO2 sono quindi da attendersi in caso di impiego di materie prime contenenti composti con zolfo ossidabile (ad es. pirite) o in impianti nei quali la captazione dello zolfo da combustibile è meno efficace. [mg/nm3] 600,0 550,0 500,0 Emissioni SO2 - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/ ,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0, Figura 2 - Emissioni SO2 - Anno 2006 (valori riferiti alla totalità dei 73 forni censiti) 3.2 Ossidi di azoto - NOx Tutti i processi che avvengono ad elevate temperature generano ossidi di azoto: essi si producono durante il processo di combustione o per la combinazione dell azoto del combustibile con l ossigeno presente nella fiamma o per la combinazione dell azoto atmosferico con l ossigeno dell aria di combustione. L ultimo, denominato ossido di azoto termico, Volume 63 - fascicolo n

34 dal mondo accademico è il principale meccanismo di formazione di ossidi di azoto nel forno da cemento, indipendentemente dal tipo di combustibile utilizzato, per il solo effetto delle elevate temperature necessarie alla cottura del clinker. [mg/nm3] Emissioni NOx - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% 2000,0 sostituzione > 40% 1900,0 Limite DLgs 133/ ,0 1700,0 1600,0 1500,0 1400,0 1300,0 1200,0 1100,0 1000,0 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0, Figura 3 - Emissioni NOx Anno 2006 (valori riferiti alla totalità dei 73 forni censiti) 3.3 Polveri totali Nel processo di produzione del cemento, le fasi di preparazione delle materie prime, dei combustibili, della cottura del clinker e della macinazione sono le principali fonti delle emissioni di polvere. Le emissioni di polvere dei forni di cottura del clinker dipendono esclusivamente dalla qualità del sistema di abbattimento utilizzato, sia filtro elettrostatico che a maniche di tessuto, e dalla gestione operativa dello stesso. Emissioni polveri - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% [mg/nm3] 60,0 50,0 sostituzione > 40% Limite DLgs 133/ ,0 30,0 20,0 10,0 0, Figura 4 - Emissioni polveri - Anno 2006 (valori riferiti alla totalità dei 73 forni censiti) 3.4 Composti organici totali - TOC La temperatura della fiamma ( C) e i tempi di residenza prolungati rendono trascurabile il livello di carbonio organico dovuto all incompleta ossidazione dei combustibili, assicurando una distruzione estremamente efficace dei composti organici. L emissione di composti organici volatili può verificarsi nelle prime fasi del processo (preriscaldamento, calcinatazione) quando i composti organici eventualmente presenti nelle materie prime possono essere volatilizzati. [mg/nm3] 55,0 50,0 45,0 Emissioni TOC - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/ ,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0, Figura 5 - Emissioni TOC Anno 2006 (valori riferiti a 53 forni su 73) 32 La Rivista dei Combustibili

35 3.5 Acido cloridrico - HCl I cloruri sono costituenti addizionali minori presenti nella materie prime e nei combustibili. Essi vengono rilasciati in fase di combustione o di preriscaldamento della farina e reagiscono primariamente con gli alcali provenienti dalla farina stessa per formare cloruri alcalini. Questi composti inizialmente sotto forma di vapore condensano e successivamente rientrano nel sistema forno ed evaporano di nuovo. Questo ciclo può causare la formazione di incrostazioni molto dannose per il processo. L installazione di un by-pass all entrata del forno consente di ridurre questo fenomeno, evitando malfunzionamenti. I composti gassosi inorganici del cloro vengono emessi in quantità minimali se non addirittura nulle. Per l atmosfera alcalina dei gas del forno, la formazione di HCl nei gas esausti potrebbe non avere luogo. [mg/nm3] 12,0 11,0 10,0 Emissioni HCl - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, Figura 6 - Emissioni HCl -Anno 2006 (valori riferiti a 54 forni su 73) 3.6 Acido fluoridrico - HF Almeno il 90-95% dell esigua quantità di fluoro presente nei forni è legata nel clinker. La quota rimanente è presente nelle polveri sotto forma di fluoruro di calcio, che risulta stabile nelle condizioni del processo di cottura. A causa del notevole eccesso di calcio, l emissione dei composti gassosi del fluoro e dell acido fluoridrico in particolare è virtualmente esclusa. Emissioni HF - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% [mg/nm3] 1,2 1,1 1,0 0,9 sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, Figura 7 - Emissioni HF -Anno 2006 (valori riferiti a 49 forni su 73) 3.7 Mercurio - Hg I metalli relativamente volatili, quale ad esempio il mercurio, non vengono trattenuti durante il processo. Il mercurio ed i suoi composti passano per la maggior parte attraverso il forno ed il preriscaldatore; essi sono solo parzialmente assorbiti dalla polvere gassosa, in funzione della temperatura del gas di scarico. Volume 63 - fascicolo n

36 dal mondo accademico Per controllare le emissioni di mercurio, può quindi essere necessario limitare l immissione di mercurio nel sistema forno. Pertanto è opportuno che i combustibili alternativi vengano sottoposti ad una verifica prima di essere utilizzati. [mg/nm3] 0,055 0,050 Emissioni Hg- anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0, Figura 8 - Emissioni Hg - Anno 2006 (valori riferiti a 61 forni su 73) 3.8 Cadmio e tallio - Cd+Tl I metalli relativamente volatili, quale ad es. il tallio, non vengono trattenuti durante il processo. I composti del tallio (ad es. TlCl) condensano tra i 450 ed i 550 C. Il cadmio invece, elemento scarsamente volatile così come il piombo, condensa come solfati o cloruri a temperature tra i 700 ed i 900 C. Il fenomeno si verifica in circolazione interna bloccando quasi completamente nel clinker i metalli e i loro composti. Emissioni Cd + Tl - anno 2006 sostituzione 0% [mg/nm3] 0,050 0,045 0,040 sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0, Figura 9 - Emissioni Cd + Tl Anno 2006 (valori riferiti a 53 forni su 73) 3.9 Metalli pesanti (Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V) Piccole quantità di metalli pesanti sono presenti sia nelle materie prime sia nei combustibili. Il loro potenziale di rilascio in atmosfera è legato a meccanismi molto complessi, ma in generale una porzione molto alta (<99,9%) rimane o nella matrice del clinker o nella polvere (CKD) come composto non rilasciabile. Alcuni dei metalli a più basso punto di ebollizione (fusione) possono formare dei semplici sali e volatilizzano più facilmente piuttosto che i composti più complessi e sono quindi predominanti nella polvere, la quale è per la maggior parte raccolta da un collettore e normalmente reintrodotta nel sistema. Gli elementi non volatili (ad es. As, Cr, Co, Ni, V, Zn) vengono completamente assorbiti dal clinker e scaricati con esso e quindi non circolano nel sistema forno. Nel gas esausto, le uniche emissioni sono con la polvere e dipendono solo dall ingresso e dall efficacia della segregazione della polvere. Di conseguenza, le emissioni sono generalmente molto basse. Gli elementi scarsamente volatili come il piombo ed il cadmio prima richiamato, con- 34 La Rivista dei Combustibili

37 densano come solfati o cloruri a temperature tra i 700 ed i 900 C ed il fenomeno si verifica in circolazione interna. In questo modo, gli elementi scarsamente volatili che si accumulano nel sistema di preriscaldo del forno precipitano di nuovo nel preriscaldatore rimanendo quasi completamente nel clinker. Emissioni Metalli - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% sostituzione 11-40% [mg/nm3] 0,700 0,650 0,600 0,550 0,500 0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 0, Figura 10 - Emissioni metalli - Anno 2006 (valori riferiti a 57 forni su 73) 3.10 Idrocarburi policiclici aromatici IPA La temperatura della fiamma ( C) e i tempi di residenza prolungati rendono trascurabile il livello di carbonio organico dovuto all incompleta ossidazione dei combustibili, assicurando una distruzione estremamente efficace dei composti organici. L emissione di IPA può verificarsi nelle prime fasi del processo (preriscaldamento, calcinatazione) quando i composti organici eventualmente presenti nelle materie prime possono essere volatilizzati. Emissioni IPA - anno 2006 sostituzione 0% sostituzione 0,1-10% [mg/nm3] 0,0250 0,0240 0,0230 0,0220 0,0210 0,0200 0,0190 0,0180 0,0170 0,0160 0,0150 0,0140 0,0130 0,0120 0,0110 0,0100 0,0090 0,0080 0,0070 0,0060 0, ,0040 0,0030 0,0020 0,0010 sostituzione 11-40% sostituzione > 40% Limite DLgs 133/2005 IPA 0, Figura 11 - Emissioni IPA -Anno 2006 (valori riferiti a 58 forni su 73) 3.11 Diossine e furani - PCDD/PCDF La formazione di diossine e furani e le loro conseguenti emissione richiedono la presenza simultanea di cinque fattori: Idrocarburi Cloruri Un catalizzatore: alcuni rapporti indicano che Cu 2+ (e Fe 2+ ) hanno un effetto catalitico Un appropriato range di temperatura: fra i 250 ed i 450 C con un massimo a C Lungo tempo di permanenza dei gas Inoltre, l ossigeno molecolare deve essere presente nel flusso di gas. La velocità di formazione aumenta con la concentrazione di ossigeno per un ordine di reazione di 0,5. Questa situazione, in generale, non è realizzabile all interno del forno da cemento: da una parte i gas non permangono in questo intervallo di temperature il tempo Volume 63 - fascicolo n

38 dal mondo accademico sufficiente, poiché vengono raffreddati dallo scambio termico con il crudo ed eventualmente nella torre di raffreddamento. Oltre a ciò, la presenza del cloro deve essere tenuta molto bassa perché la norma di prodotto definisce un limite massimo sul prodotto finito (<0,1%); la sua presenza nel forno, per di più, causa incrostazioni all impianto che provocano abbassamenti di efficienza e fermate non programmate. Emissioni PCDD/PCDF - anno 2006 sostituzione 0% [ng/nm3] sostituzione 0,1-10% 0,100 0,095 sostituzione 11-40% 0,090 sostituzione > 40% 0,085 0,080 Limite DLgs 133/2005 PCDD PCDF 0,075 0,070 0,065 0,060 0,055 0,050 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0, Figura 12 - Emissioni PCDD/PCDF Anno 2006 (valori riferiti a 58 forni su 73) 4. RISULTATI E DISCUSSIONE 4.1 Livelli emissivi e normativa vigente Considerazioni sui livelli emissivi e confronti con la normativa vigente sono del tutto preliminari e limitati, ove si tenga conto che il 2006 è un anno di transizione tra regimi normativi; i valori limite devono essere rispettati quanto meno su base giornaliera e le stesse norme in materia di coincenerimento prevedono possibilità di deroghe a tempo indeterminato (SO 2 e TOC, nel caso non derivino dai rifiuti) o temporaneo (NOx, fino al 1 gennaio 2008 per impianti di coincenerimento esistenti). Nello specifico e per ogni singolo parametro si può osservare: SO2: solo 4 impianti con percentuali di sostituzione da 11 a 40% e solo 1 con percentuale di sostituzione da 0,1 a 10% superano il valore stabilito dal D.Lgs. 133/2005, salvo deroghe specifiche relative ai singoli impianti; NOX: solo 5 impianti con percentuale di sostituzione da 0,1 a 10% e solo 1 con percentuale di sostituzione da 11 a 40% superano il valore stabilito dal D.Lgs. 133/2005; Polveri totali: nessun impianto utilizzante combustibili alternativi supera il valore stabilito dal D.Lgs. 133/2005; Composti organici totali, TOC: HCl, HF, Hg, Cd+Ti, metalli, IPA, diossine e furani: 10 impianti con percentuale di sostituzione da 0,1 a 10%, 5 con percentuali di sostituzione da 11 a 40% e 1 con percentuale di sostituzione superiore a 40% supera il valore stabilito dal D.Lgs. 133/2005, salvo deroghe specifiche relative ai singoli impianti; nessun impianto utilizzante combustibili alternativi supera il valore stabilito dal D.Lgs. 133/2005; per gli impianti tradizionali si riscontrano solo 1 superamento per HF, 1 superamento per i metalli, 2 superamenti per gli IPA. 36 La Rivista dei Combustibili

39 4.2 Commento risultati Per quanto riguarda l SO2, l utilizzo di combustibili alternativi non produce conseguenze peggiorative sui livelli di emissione del forno, anche perché i rifiuti utilizzati contengono meno zolfo dei combustibili convenzionali. I valori riportati in Figura 2, mostrano che la distribuzione dei livelli emissivi non è in alcuna correlazione con l utilizzo di combustibili alternativi. Lo stesso si può affermare per gli NOx, polveri totali e TOC, (Figura 3, Figura 4 e Figura 5), dove inoltre i livelli emissivi dei forni coinceneritori sono meno dispersi, dovendo rispondere a prescrizioni più stringenti, sia in termini di valori limite (ancora in transizione) che di modalità di monitoraggio. I valori più estremi dei forni che non utilizzano combustibili alternativi si riferiscono con tutta probabilità a misure discontinue, non completamente rappresentative del livello emissivo medio. Non si osserva alcuna dipendenza dall uso di combustibili alternativi per quanto riguarda HCl e HF (Figura 6 e Figura 7), le cui concentrazioni rilevate, in tutti i casi decisamente limitate, confermano quanto sopra descritto, I valori riportati per Hg, Cd-Tl, mostrano livelli emissivi estremamente contenuti (Figura 8, Figura 9 e Figura 10), senza dipendenza riscontrabile dall uso di combustibili alternativi; inoltre, gli impianti che non effettuano recupero energetico di rifiuti non hanno l obbligo della misurazione con cadenza almeno quadrimestrale e pertanto il valore fornito potrebbe derivare da un unica misurazione. Per un ulteriore approfondimento dei valori riscontrati, sarebbe opportuna una verifica della tipologia di rifiuti recuperati in sostituzione delle materie prime, alla quale potrebbe essere imputato un aumento della concentrazione di metalli. I valori per IPA (Figura 11) evidenziano livelli emissivi del tutto trascurabili, con o senza combustibili alternativi, e analogamente quelli per diossine e furani (Figura 12), come del resto testimoniato da un ampia bibliografia internazionale, in cui le misurazioni effettuate durante l utilizzo di rifiuti dimostrano che i parametri emissivi sono molto bassi e che non vengono emesse diossine per il fatto di sostituire parte del combustibile tradizionale con quello alternativo. Anche in questo caso, il valore fornito potrebbe derivare da un unica misurazione per gli impianti che non effettuano recupero energetico di rifiuti. Nella Tabella 5 vengono trascritti i risultati delle concentrazioni medie rilevate per i vari Solo combustibili convenzionali Coincenerimento combustibili alternativi U.m. Media Dev. St. Media Dev. St. SO 2 mg/nm 3 135,0 163,1 77,6 114,2 NO X mg/nm 3 958,71 383,51 769,83 183,98 TOC mg/nm 3 10,48 11,52 18,55 12,61 PCDD/PCDF ng/nm 3 0,0098 0,0106 0, ,0111 HCl mg/nm 3 2,70 2,36 2,66 1,28 HF mg/nm 3 0,29 0,28 0,22 0,12 Hg mg/nm 3 0,0123 0,0486 0,0074 0,0115 Cd+Ti mg/nm 3 0,0046 0,0086 0,0015 0,0100 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V mg/nm 3 0,123 0,159 0,088 0,118 Polveri totali (spot) mg/nm 3 14,24 13,66 7,55 4,77 IPA mg/nm 3 0,0013 0,0048 0, ,0001 Tabella 5 - Concentrazioni medie AITEC 2006 inquinanti separatamente per gli impianti che utilizzano solo i combustibili convenzionali e quelli che utilizzano anche combustibili alternativi. L analisi dei risultati ha comportato un confronto con i dati riportati nel documento Air Volume 63 - fascicolo n

40 dal mondo accademico Emission and Alternative Fuels in the European Cement Industry 31/05/2006. Le misure effettuate si riferiscono a due anni differenti: 2004 per il Cembureau e 2006 per AITEC. Per lo studio Cembureau sono stati presi in considerazione 200 forni, mentre per lo studio AITEC 73 forni. Tutte le rimanenti condizioni sono state mantenute uguali, ovvero le percentuali di sostituzione dei combustibili e i parametri richiesti ai sensi di legge (ad eccezione degli IPA), mentre non vengono differenziati i risultati medi tra AITEC 2006 CEMBUREAU 2004 U.m. Media Dev. St. Media Dev. St. SO 2 mg/nm 3 117,7 151,6 218,9 452,7 NO X mg/nm 3 901,8 345,87 784,9 338,2 TOC mg/nm 3 13,83 12,53 22,8 18,5 PCDD/PCDF ng/nm 3 0,0097 0,0107 0,016 0,31 HCl mg/nm 3 2,69 1,97 3,63 5,08 HF mg/nm 3 0,26 0,23 0,61 2,98 Hg mg/nm 3 0,0106 0,0395 0,02 0,05 Cd+Ti mg/nm 3 0,0033 0,0067 0,02 0,06 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V mg/nm 3 0,109 0,1446 0,14 0,29 Polveri totali mg/nm 3 12,22 12,07 28,8 70,0 Tabella 6 - Concentrazioni medie AITEC 2006 CEMBUREAU 2004 impianti utilizzanti combustibili tradizionali ed impianti utilizzanti combustibili alternativi. La Tabella 6 riporta i valori medi calcolati sulle varie misure effettuate nei due studi. Generalmente i valori determinati sono migliori nel caso esaminato da AITEC rispetto Figura 13 - Analisi degli impatti dei 3 scenari - LCA 38 La Rivista dei Combustibili

41 agli impianti europei. Inoltre risultano inferiori nel caso di impianti che utilizzano combustibili alternativi rispetto a quanti impiegano solo combustibili tradizionali anche per i forni esaminati da Cembureau. Anche per questi ultimi la giustificazione è dovuta al fatto che: 1) gli impianti di abbattimento sono più sofisticati; 2) i controlli sono più accurati. 4.3 Vantaggi sul bilancio ambientale globale A scopo esemplificativo e per fornire una seppur parziale quantificazione di miglioramento del bilancio ambientale globale, vengono riportati i risultati dello studio Life Cycle Assessment di scenari alternativi per la gestione integrata di RSU nel bacino 10 della Provincia di Cuneo presentato al convegno Ricicla 2002 Rimini 6-9 Novembre Gli scenari posti a confronto sono: 1) discarica controllata recupero di biogas; 2) preselezione, compostaggio CDR-P con impiego in cementeria; 3) preselezione, compostaggio termovalorizzatore. L analisi comparata dei tre possibili scenari di gestione rifiuti riportata nel grafico di Figura 13 indica chiaramente il secondo come quello ambientalmente più efficiente e sostenibile. Il processo che utilizza il CDR-P come co-combustibile in cementificio ha un impatto ambientale favorevole grazie al minor uso di combustibile primario (polverino di carbone), il che si riflette in decremento delle emissioni in atmosfera di CO2, NOX, SOX e di metalli pesanti (Cr, Pb, Cu, Ni) e, quindi, in un minore effetto sui cambiamenti climatici, sulla eco-tossicità e sulla salute umana. Integrando quindi la produzione di CDR-P con il suo utilizzo in cementificio, si ottiene un eco-bilancio decisamente positivo, che è ulteriormente migliorato dal fatto che in questo caso per il recupero energetico si utilizza un impianto già esistente e che quindi ha un minor impatto in infrastrutture e di utilizzo del suolo. L utilizzo di combustibili alternativi nei forni da cemento risulta tecnicamente sostenibile poiché la parte organica viene distrutta e quella inorganica viene recuperata come materia prima. Di conseguenza, un recupero simultaneo di energia e di materia (la parte non combustibile del rifiuto) avviene senza che alcun residuo venga prodotto. I forni da cemento hanno caratteristiche tali da renderli un sistema idoneo nel quale valorizzare i combustibili alternativi in sicurezza: elevate temperature elevato tempo di permanenza dei gas atmosfera ossidante elevata inerzia termica ambiente alcalino ritenzione delle ceneri nel clinker approvvigionamento continuo di combustibile Dalla quasi totalità dei grafici riportati e dall andamento dei valori emerge che le emissioni degli impianti risultano largamente indipendenti dal tipo di combustibile utilizzato, ma dipendono piuttosto in modo predominante dalle materie prime e dal processo. Ciò inoltre conferma che non sussiste una modifica significativa delle emissioni nel caso di sostituzione, in diverse percentuali, dei combustibili convenzionali (per la maggior parte fossili) con combustibili alternativi derivati dai rifiuti, per i quali è sempre comunque opportuno procedere con rigorosi controlli di accettazione per verificarne le caratteristiche prima del loro utilizzo. Dal punto di vista del bilancio ambientale globale si può quindi affermare che il proces- 5. CONCLUSIONI Volume 63 - fascicolo n

42 dal mondo accademico so di co-incenerimento dei rifiuti combustibili in forni da cemento garantisce innegabili vantaggi, quali: l utilizzo di combustibili non convenzionali in parziale sostituzione dei combustibili tradizionali non modifica in senso peggiorativo (qualitativamente e quantitativamente) le emissioni del forno, mentre la distruzione con altri sistemi comporterebbe una fonte aggiuntiva di emissione nel bilancio totale; il risparmio di risorse di origine fossile non rinnovabile, con benefici per il bilancio globale delle emissioni di gas serra; l assenza di ceneri o residui di combustione da smaltire, poiché inglobate nel prodotto finito, senza pregiudizio per le caratteristiche qualitative del cemento. BIBLIOGRAFIA [1] G. GENON, E. BRIZIO, Ware Management (2008), in press. [2] D.Lgs. 152/06 Norme in materia ambientale. [3] J.D. DORN, IEEE Transactions On Industry Applications (1977), Ia-13 (6), [4] E. MOKRZYCKI, A. ULIASZ-BOCHE CZYK, Applied Energy (2003), 74, [5] EUROPEAN COMMISSION, DIRECTORATE GENERAL ENVIRONMENT, Refuse Derived Fuels, current practice and perspectives. Final report, [6] CEMBUREAU CONTRIBUTION, Air Emissions and Alternative Fuels In The European Cement Industry, Cement & Lime BREF Revision, [7] F.C. LOCKWOOD, J.J. OU, Journal of Power and Energy, IMechE (1993), 207, [8] C.A.C. HALEY, Resources, Conservation and Recycling (1990), 4, [9] HOLCIM-GTZ, Guidelines on co-processing Waste Materials in Cement Production, [10] A. GARG, R. SMITH, D. HILL, N. SIMMS, S. POLLARD, Environ. Sci. Technol. (2007), 41, [11] C. BRUNO, F. CASTIGLIONI, C. GIRAUDO, R. FERRERO, C. REGAZZONI, D. PITEA, Ricicla (2002), Rimini, pp La Rivista dei Combustibili

43 notizie - energia e ambiente - il punto dal settore industriale EMISSION TRADING: IL SERVIZIO PER LE IMPRESE Il 26 Febbraio 2009 si è tenuta una giornata informativa sull Emission Trading, alla luce dell accordo quadro europeo noto come 2 volte 20 al 20 del Dicembre 2008, il cosiddetto Pacchetto Clima-Energia. L evento è stato organizzato da Assolombarda che ha portato al tavolo delle presentazioni due preparatissimi oratori: la dr.ssa Oddona, di Confindustria e il Dr. Busato di Eco-Way, una società che offre servizi di consulenza globale alle aziende interessate al mercato delle quote di emissione secondo quanto stabilito dal Protocollo di Kyoto, in termini di opportunità e strumenti per l impresa. Analizziamo il pre e post Direttiva Emission Trading in vigore La direttiva Emission Trading, Dir. 2003/87/CE, è stata recepita in Italia dal Dlgs 216/2006, modificato con il Dlgs 51/2008 e prevedeva due periodi separati di attuazione: uno, concluso, tra il 2005 e il 2007 e uno, in corso, di durata quinquennale, dal 2008 al I settori interessati dalla normativa sono inclusi nell Allegato I della direttiva stessa e sono il termoelettrico, gli impianti di combustione > 20 MW, le raffinerie e cokerie, impianti per la produzione e trasformazione di metalli ferrosi, ghisa, acciaio e di minerali metallici, di cemento, calce, di prodotti ceramici e laterizi, del vetro e le cartiere. Poiché vengono inclusi anche gli impianti di combustione di una certa potenza, rientrano anche quei settori non elencati nell Allegato I (chimica, alimentare, tessile e legno) ma che hanno processi di combustione all interno del loro ciclo produttivo. In Italia, gli impianti interessati dalla normativa sono La Direttiva istituisce un sistema per lo scambio di quote di emissioni di gas serra (fino al 2012 limitatamente alla CO2) nell Unione Europea, al fine di promuovere la riduzione delle emissioni secondo criteri di efficacia dei costi ed efficienza economica. Le novità che influenzano notevolmente la gestione degli impianti sottoposti alla direttiva da un lato e le amministrazioni pubbliche dall altro, sono le seguenti: gli impianti devono possedere un autorizzazione all emissioni di gas a effetto serra; entro il 28 febbraio di ogni anno, le Autorità nazionali competenti rilasciano le quote agli impianti sulla base di quanto stabilito dal Piano Nazionale di Assegnazione. In Italia l autorità competente è il Comitato Nazionale di Gestione ed Attuazione della Direttiva 2003/87, composto da rappresentanti del Ministero dello Sviluppo Economico e dal Ministero dell Ambiente della tutela del Territorio e del Mare. I PNA devono essere sottoposti ad approvazione dell EU. Entro il 30 aprile di ogni anno le imprese devono restituire quote (o diritti) d emissione pari alle emissioni di CO2 effettivamente prodotte durante l anno precedente. Una volta rilasciate, le quote possono essere vendute o acquistate; tali transazioni possono vedere la partecipazione sia degli operatori degli impianti coperti dalla direttiva, sia di soggetti terzi (e.g. intermediari, organizzazioni non governative, singoli cittadini). Il trasferimento delle quote viene registrato nell ambito del registro nazionale delle quote e delle emissioni, consultabile sul sito Entro il 30 marzo le emissioni di cui sopra devono essere state precedentemente verificate da un ente certificato riconosciuto. La mancata resa delle quote prevede nella seconda fase, una sanzione pecuniaria di 100 /t CO2 e comunque non esiste l esonero dall obbligo di resa delle quote; nella prima fase era di 40 /t CO2. Ogni Stato Membro, dunque, elabora nella prima e seconda fase il proprio PNA e contratta con la Commissione Europea le quote totali di emissione assegnate per i periodi previsti, non- Volume 63 - fascicolo n

44 notizie - energia e ambiente - il punto dal settore industriale ché le modalità di assegnazione, attribuendo ai settori industriali e ai singoli impianti i rispettivi permessi ad emettere specifiche quantità di CO2. L assegnazione media annua per il periodo è di 201,63 Mt CO2/anno (di cui 16,93 Mt di riserva per i nuovi impianti entranti). Per quanto riguarda l Italia, il PNA per il periodo è stato adottato nel Febbraio 2008 e trasmesso alla Commissione Europea. Una volta approvato il Piano, il Comitato ETS ha potuto rilasciare agli impianti le quote relative all anno 2008 e ciò è accaduto a Novembre 2008! I documenti relativi sono consultabili sul sito del MATTM. Il Comitato ETS, attualmente, sta analizzando i casi dei nuovi entranti, ovvero quegli impianti che, o perché di nuova costruzione o perché hanno apportato delle modifiche sostanziali, rientrano nella direttiva ETS e sono dunque obbligati a richiedere autorizzazione per le emissioni di CO2. Inoltre, un lavoro molto importante e altrettanto delicato si sta compiendo per la definizione delle Linee Guida per il Monitoraggio delle Emissioni, Documento al quale la Stazione sperimentale per i Combustibili ha dato il proprio contributo. Emission Trading post 2012 Nel Dicembre 2008, con l accordo a livello europeo il cosiddetto pacchetto clima-energia, vengono incluse sei provvedimenti comunitari: Energia prodotta a partire da fonti rinnovabili; Scambio di quote d emissione dei gas a effetto serra; Sforzo condiviso finalizzato alla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra; Stoccaggio geologico del biossido di carbonio; Controllo e riduzione delle emissioni di gas a effetto serra provenienti dai carburanti (trasporto stradale e navigazione interna); Livelli di prestazione in materia di emissioni delle autovetture nuove. Il provvedimento che modifica il sistema Emission Trading e che entrerà in vigore dal 2013, apporterà delle significative differenze al sistema del mercato delle quote di emissioni di gas a effetto serra. Innanzitutto viene ampliato il campo di applicazione, estendendo la direttiva ad alcuni nuovi settori: acciaio, produttori di alluminio, essiccazione e calcinazione del gesso, industria chimica (alcune produzioni quali acido nitrico, ammoniaca, acido adipico, carbonato di sodio, ecc..) nel comparto delle ETS. Vengono però esclusi i piccoli impianti, quelli con emissioni inferiori a t annue di CO2. Tali impianti dovranno comunque effettuare il monitoraggio delle loro emissioni e dovranno applicare delle misure finalizzate ad ottenere un contributo equivalente alle riduzioni delle emissioni. La definizione delle direttive per la regolamentazione dei piccoli impianti esclusi si prevede che sarà un tema delicato da affrontare. Dal 2013 non esisteranno più le allocazioni delle quote a livello nazionale (tramite i PNA), ma verrà fissato un unico tetto, a livello europeo, all ammontare delle quote di emissioni disponibili per tutta l UE. Il tetto annuo diminuirà nel tempo, secondo un andamento lineare che proseguirà anche dopo la fine del terzo periodo di scambio ( ). L assegnazione delle quote/diritti di emissione non sarà più totalmente gratuita, ma una parte dovrà essere acquistata dalle imprese in quanto aumenterà la percentuale delle quote messe all asta rispetto a quelle assegnate gratuitamente. Il settore termoelettrico invece dovrà acquistare all asta tutte le quote attribuitegli e non avrà diritto ad allocazioni gratuite di quote. Almeno il 50% dei proventi delle aste verrà utilizzato per favorire misure di riduzione delle emissioni, diffondere la cultura delle energie rinnovabili e incoraggiare lo sviluppo dell efficienza energetica e delle tecnologie pulite, la restante parte sarà a discrezione di ogni Stato 42 La Rivista dei Combustibili

45 membro il dove destinarle. Per i settori manifatturieri l assegnazione dipenderà in gran parte dall efficienza dei settori delle singole imprese e si baserà su benchmark settoriali europei, ma questo ancora non è stato ben definito dalla Commissione Europea, e sarà certamente argomento di grande dibattito all interno dell Unione. Il nuovo sistema farà una distinzione tra i settori maggiormente esposti al rischio di delocalizzazione (cosiddetto carbon leakage) e quelli meno esposti alla concorrenza internazionale: i settori non esposti al carbon leakage riceveranno l 80% di quote gratuite nel 2013 e, a scalare, il 30% in meno nel 2020, fino allo 0% nel 2027; dovranno quindi acquistare all asta le quote rimanenti. Al contrario, i settori esposti al carbon leakage riceveranno il 100% delle quote spettanti loro a titolo gratuito fino al 2020; la determinazione dei settori esposti al carbon leakage verrà svolto a livello comunitario. Vi saranno novità anche in campo CDM (Clean Development Mechanism) e JI (Joint Implementation), per i quali è previsto un incremento della possibilità di ricorrere ai crediti da essi derivanti. L accordo di dicembre fissa gli obiettivi e i cardini centrali su cui si baserà il nuovo sistema Emission Trading. Molte disposizioni normative ed attuative devono ancora essere messe a punto o completate, attraverso nuove discussioni e decisioni comunitarie (e successivamente nazionali). La maggior parte di queste misure verranno definite tra il 2009 e il 2010 (carbon leakage, benchmark, allocazione delle quote, funzionamento delle aste). L esigenza di revisione del sistema e che ha portato al pacchetto clima energia , ha origine dall osservazione delle difficoltà incontrate nel conseguire i risultati ambientali. A causa della sovra-assegnazione di quote, è diminuito l incentivo a ridurre le emissioni. Il crollo del costo richiesto per l acquisto delle quote ha comportato una minore propensione dell operatore ad adottare tecnologie a basso contenuto di CO2. Bisognerà dunque fare molta attenzione alla messa a punto delle future disposizioni normative che dovranno essere in grado di generare un sistema davvero in grado di incentivare il ricorso a tecniche per la diminuzione dei gas serra. Francesca Hugony Isolina Potena PNA - Piano Nazionale di Assegnazione: il Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare e il Ministero dello Sviluppo Economico hanno approvato il 18 dicembre 2006, tramite il Decreto DEC/RAS/1448/2006, il PIANO NAZIONALE DI ASSEGNAZIONE delle quote di CO2 per il periodo Per prendere visione del PNA e trovare le notizie e gli aggiornamenti relativi alla Direttiva "Emission trading" visitare il sito: alla pagina index.php?id_sezione=650 I MECCANISMI FLESSIBILI DEL PROTOCOLLO DI KYOTO International Emission Trading (IET) - Strumento economico finalizzato al commercio dei diritti di emissione che consente ai Paesi con vincoli sulle emissioni di acquistare o vendere quote di emissioni in relazione ai propri obiettivi. Joint Implementation - meccanismo di applicazione congiunta, regolamentato dall articolo 6 del Protocollo di Kyoto, mediante il quale Paesi industrializzati e Paesi ad economia di transizione instaurano tra di loro una collaborazione realizzando in modo congiunto progetti che mirano alla riduzione delle emissioni di gas serra. Clean Development Mechanism - Meccanismo di sviluppo pulito, regolamentato dall articolo 12 del Protocollo di Kyoto, attraverso il quale le imprese private o i soggetti pubblici dei Paesi industrializzati realizzano un progetto mirato alla riduzione delle emissioni di gas serra in Paesi in via di sviluppo. per approfondimenti: Fonti fossili: iniziative/opportunità legate a Kyoto, - Documentazione online Volume 63 - fascicolo n

46 notizie - energie rinnovabili INVESTIRE IN ENERGIE RINNOVABILI Il settore delle energie rinnovabili rappresenta uno dei comparti caratterizzati dalle più interessanti prospettive di sviluppo, sia tecnologiche che di mercato; questo è il tema principale del Convegno Ricerca Bocconi-Centrobanca Investire in Energie Rinnovabili, svoltosi il 26 febbraio scorso al quale hanno partecipato importanti esponenti del sistema bancario ed energetico. L intervento della Dott.ssa D Orazio, Direttore di Ricerca IEFE si è incentrato sull analisi del futuro dell energia. L incertezza sull evoluzione delle variabili energetiche ha comportato la necessità economica di sviluppare fonti energetiche alternative e pertanto una stima degli investimenti (elementi sia congiunturali che strutturali), dei driver della crescita delle rinnovabili per la produzione di energia e la valutazione dello scenario al 2020, con il pacchetto clima-energia. Negli ultimi 3 anni tutte le tecnologie alternative hanno avuto un boom, soprattutto le cosiddette tecnologie dell efficienza energetica in tutti i suoi settori, dalla geotermia allo sviluppo della produzione da biomasse fino all idroelettrico. Se si va ad analizzare il fattore congiunturale di tale crescita si nota che è legato all aumento delle variabili dei combustibili fossili; l aumento del prezzo del petrolio trascina in aumento tutte le commodities delle rinnovabili, con performance molto rilevanti. I fattori strutturali, invece, ossia quelli che non appartengono al mercato in sé sono dati da: Riduzione dei prezzi d acquisto d importazione e costi d istallazione; Miglioramenti delle prestazioni degli impianti (maggiore produttività e migliore rendimento); Pressione concorrenziale dell industria manifatturiera; Maggiore capacità delle politiche pubbliche di utilizzare un portafoglio di strumenti di promozione (technology push e market pull); Disponibilità di risorse strutturali e potenziali realizzabili nel medio termine ( ). Fonte: Università Bocconi Stato dello sviluppo tecnologico Disponibilità materie prime Principali vantaggi Principali Svantaggi Eolico Idroelettrico Fotovoltaico Biomasse Maturità Maturità Sviluppo Libera, compatibilmente con l intensità vento Elevata efficienza tecnica Brevi tempi installazione Costi produzione ridotti Aleatorietà della fonte Mancata garanzia di copertura domanda Impatti paesistici Libera, compatibilmente con la presenza di fiumi Elevata energia specifica dell acqua Bassissimo impatto ambientale microhydro Possibili alterazioni su flora e fauna Trasformazione del territorio Libera, compatibilmente con la magnitudine l intensità dell irradiamento solare Non produce né rumori né scorie Assenza impatti visivi Prestazioni mediocri Ingenti capitali richiesti Prossimo a maturità Materie prime acquisibili sul mercato Risorsa disponibile ovunque Costi d investimento elevati Materia prima non liberamente disponibile 44 La Rivista dei Combustibili

47 RISCHI EOLICO IDROELETTRICO FOTOVOLTAICO BIOMASSE RISCHI DI QUANTITA si si si(poco) no RISCHI DI PREZZO no no no si INPUT INCERTEZZA SULLA si no si no PRODUZIONE ECONOMIA DI SCALA si si no si Le prospettive di crescita sono ancor più evidenziate dalle varie ricerche: gli Usa, che detenevano il primato in questa produzione, hanno rallentato per poi riprendere fortemente la crescita, ma la Cina e l India assumono sempre più un ruolo dominante. La Cina ha realizzato in 2 anni nel settore fotovoltaico ciò che l Italia ha realizzato in 18 anni! L Europa conserva la leadership nell eolico e presenta maggiori potenziali solare termodinamico e nuove tecnologie marine. La Cina presenta maggiori potenziali per biomasse, idroelettrico e solare. Gli Stati Uniti hanno maggiore potenziale di crescita della produzione geotermoelettrica ad alta e media entalpia. A questi fattori tecnico-economici si aggiunge l importanza che rinnovabili rivestono nello sforzo di combattere il cambiamento climatico ed in questa direzione va l Europa con l approvazione del Pacchetto Clima-Energia. I governi dell Unione Europea stanno attuando Direttive comunitarie per realizzare, entro il 2020, l obiettivo di elevare al 20% la quota di energia da fonti rinnovabili, valutata sul consumo lordo finale e l Italia si implementerà per il raggiungimento della sua quota del 17% nella domanda energetica finale entro il Ma quanto costerebbe (o costa attualmente) il raggiungimento dei target stabiliti? In termini monetari, una stima di investimento annuo per l Europa potrebbe aggirarsi intorno ai miliardi di (circa il 0.5% del PIL) e quella dell investimento annuo per l Italia si aggirerebbe intorno ai 7-9 miliardi di (circa il 0.45%del PIL). L indirizzo comune pare dunque quello di sfruttare le opportunità che le rinnovabili offrono, senza non limitarsi ai soli target ambientali. Perché serve l Energia Rinnovabile? Questo è l interrogativo a cui cerca di dar risposta il Dottor Nova del dipartimento di Finanza dell Università Bocconi, autore tra l altro del libro (da cui il titolo del convegno) Investire in Energie Rinnovabili. Dalle ricerche di quest ultimo si evince che il prezzo medio dell elettricità per l industria in Italia è superiore agli altri paesi europei; infatti da un valore di 0.115eurocent al KWh italiano si passa ad un /kwh per la Francia, che però dispone di una elevata quota di energia nucleare. Il problema dell energia e del suo prezzo in un paese è legato alla capacità competitiva del sistema e dalla composizione del fuel-mix. Le ottiche di investimento Esistono almeno quattro ottiche diverse che devono essere considerate nella valutazione da parte del sistema di investimenti in energie rinnovabili, due di sistema e due di tipo economico-industriale e finanziario: Elementi di sistema 1. La questione della dipendenza del sistema da fonti energetiche esterne (rischio di prezzo e di fornitura); 2. La questione delle emissioni; Elementi economico-finanziari 3. La questione del costo per le imprese: la rimozione di un vincolo competitivo; 4. La questione dell investimento in un contesto rischioso: rendimenti elevati e rischio limitato. Se si analizza la crescita del prezzo medio dell elettricità per l industria, l Italia presenta una crescita in linea alla crescita del prezzo del petrolio al contrario di quei paesi (come la Fonte: Università Bocconi Volume 63 - fascicolo n

48 notizie - energie rinnovabili Francia) poco dipendenti dal petrolio e che hanno un elevata diversificazione dalle fonti fossili. In questi ultimi mesi il suo andamento è stato sempre in crescendo per poi flettere in relazione alla situazione di ristagno degli ultimi mesi. La chiave di lettura è cercare di capire da una parte dove va il prezzo del petrolio e quindi dell energia da fonte fossile e l attrattività degli investimenti in rinnovabili dall altra, che è tanto più alta quanto più cresce il prezzo del petrolio. Dato che, come si spera, si uscirà dall attuale situazione di stallo dell economia, si presume ci sarà una nuova spinta verso l alto di tale prezzo, con un parallelo aumento della domanda energetica, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, e quindi un analogo aumento del costo dell energia. L investimento dei progetti attraverso l intervento delle banche tende a moltiplicare il rendimento dell investimento stesso, a cui va associato un rischio del rendimento più elevato; questo è il cosiddetto effetto moltiplicativo del rendimento e quindi anche del rischio. Le diverse tecnologie, inoltre, mostrano differenze sostanziali sia nel livello di rendimento naturale degli investimenti che nell intensità con cui questi rendimenti cambiano con diverse ipotesi di autoconsumo e cessione di energia alla rete. Dall indagine svolta e dai modelli utilizzati si desume il seguente principio: la convenienza da parte delle imprese è maggiore nell ipotesi di autoconsumo di energia elettrica rispetto a quella di semplice cessione al mercato. Anche il Direttore Generale dell AEEG Malaman sostiene che il sistema degli incentivi alle imprese tende a spingere le fonti rinnovabili. Gli incentivi presenti sono di due tipi: Regime amministrati; Incentivi più prossimi ai metodi di mercato. Nonostante i numerosi incentivi presenti (Certificati Verdi, Cip 6, Sistema Conto Energia per i piccoli impianti, per il solare ecc.), in tema di incentivazione il sistema non è ancora traghettato sugli obiettivi numerici stabiliti per l Italia. Possiamo comunque vantare a livello europeo il primato nelle incentivazioni da parte dello stato e del suo intervento. Il sistema d incentivazione rinnovabile può quindi essere una risposta positiva al sistema del ciclo economico negativo di questo momento. In questo contesto la convenienza finanziaria per le imprese tende a valutare alternative e strumenti a disposizione degli imprenditori per investire in un settore, quello delle energie rinnovabili, che presenta per il futuro condizioni di elevata attrattività anche quale elemento di riduzione dei costi energetici per le imprese. D Urbano, Direttore Generale di Centrobanca, nel proporre soluzioni finanziarie ad hoc per il sistema, sostiene che queste vanno innovate e riformulate in relazione alle esigenze dei progetti presentati; in pratica, l intervento di un operatore finanziario specializzato è imprescindibile e il Project Finance rappresenta il catalizzatore per l investimento; questo perché innanzitutto il settore è caratterizzato da norme predefinite e chiare, grazie al sistema degli incentivi, ma anche perché i rischi dell investimento sono allocati su controparti capaci di gestirli, come per esempio il costruttore degli impianti, il gestore di questo, la banca o l imprenditore stesso. Le banche saranno disponibili a finanziare quei progetti che presenteranno credibilità nelle tecnologie e nel business. Mediobanca nell anno 2008 ha collocato 300/400 milioni di euro per sostenere questi progetti e l obiettivo per l attuale anno è di raddoppiare tale valore, accompagnato da snellimento burocratico nelle procedure e flessibilità maggiori soprattutto per i mini-progetti. Isolina Potena 46 La Rivista dei Combustibili

49 recen...siti a cura di Silvia Bertagna Il download del nuovo Chemistry Dictionary for Word processor v.2.0 è disponibile al sito Agli inizi del 2008 l Università del North Carolina lo studente Adam Azman, stanco di vedere continuamente e malamente corretti i termini chimici dal correttore ortografico del suo programma di elaborazione di testo, prese l iniziativa di creare di suo pugno un dizionario di chimica, contenente circa inizialmente termini scientifici per ovviare all inconveniente. Alla fine dell anno era già pronta la versione 2.0 del suo programma, che contiene oggi circa parole di terminologia chimica; a questa nova versione ha collaborato con l intraprendente studente anche Anthony Williams, host del motore di ricerca e del database ChemSpider. Il dizionario di Azman e Williams, che non sovrascrive altri vocabolari predefiniti dai programmi, è compatibile sia con Office di Microsoft, sia con Open Office. Le istruzioni per l installazione o l upgrade della precedente versione accompagnano la nuova versione scaricabile del file. Segnaliamo anche il nuovo sito dell International Energy Agency ( ricco di notizie e materiale scaricabile in base all area tematica di interesse. Dalla home page si può accedere attraverso un menù a diverse sezioni (c è anche la versione in russo e in cinese!) Tra queste val la pena segnalare l area statistics dove è possibile ricercare per nazione o per macro-area geografica numerosi dati sui consumi, le produzioni, le importazioni di combustibile e/o energia elettrica; il criterio di ricerca può essere affinato indicando direttamente il combustibile di interesse. Un altra funzione molto utile è quella relativa alla ricerca per topics, attraverso la quale si può accedere a pagine dedicate a diversi temi e, per ciascuno di essi, a una intera pagina web dove vengono riportate numerose pubblicazioni e report recenti, molte dei quali sono scaricabili liberamente. Citiamo solo alcune delle aree tematiche ivi presenti, di sicuro interesse per i nostri lettori: coal, CO2 capture and storage, climate change, energy efficiency, energy policy, energy security, environment, natural gas, oil, renewable energy, transport. Chi è interessato al tema della cattura e dello stoccaggio della CO2 troverà probabilmente interessante questo sito dello Scottish Centre for Carbon Storage. In esso si trovano informazioni tecniche dettagliate sulle modalità e le possibilità di stoccaggio dell anidride carbonica e una mappa interattiva aggiornata dei progetti attualmente esistenti, sperimentali e non, di sequestro e stoccaggio nel mondo. In particolare vengono indicati i luoghi, la società responsabile del progetto e lo stato di avanzamento lavori. E possibile utilizzare la mappa e le informazioni contenute nel sito citando la fonte: Scottish Centre for Carbon Storage, School of Geosciences, University of Edinburgh ( Volume 63 - fascicolo n

50 libri Come affrontare i cambiamenti climatici di Daniele Pernigotti - Ed. Il Sole24ore UNI pagg. 35,00 euro Semplice e completo! Cosi puo essere sinteticamente descritto il libro di Daniele Pernigotti Come affrontare i cambiamenti climatici, edito dal Sole 24Ore. Il testo illustra in apertura, con un linguaggio adatto anche ai non addetti ai lavori, i dati che dimostrano inequivocabilmente l esistenza di un processo in atto di riscaldamento del pianeta e le relazioni esistenti con le attivita umane. Cio avviene con il supporto di moltissime tabelle e grafici basati sui piu aggiornati dati scientifici a livello internazionale. Tra essi spicca il IV Rapporto dell IPCC, organismo vincitore del Premio Nobel per la pace con Al Gore, che Pernigotti riassume in modo semplice, efficace e tempestivo vista la contestuale pubblicazione del suo lavoro e del Rapporto IPCC. Numerosi dati sono anche utilizzati per analizzare la situazione italiana nei confronti del resto del mondo e soprattutto rispetto agli altri Paesi dell Unione europea. Ne esce un quadro desolante di inefficienze e ritardi che mettono in evidenza come il tema dei cambiamenti climatici non abbia ancora raggiunto il posto che merita nell agenda politica nazionale. Cio e anche dimostrato attraverso il percorso che si snoda dalla Convenzione di Rio dell ONU, al Protocollo di Kyoto, alle Direttive europee, fino al loro tardivo recepimento a livello italiano. Il libro si chiude, infine, con un altra prima nazionale, dedicando alcuni capitoli alla normativa volontaria ISO sul monitoraggio delle emissioni di gas serra sia a livello di singola azienda che di progetto. A questo tema l autore, che ha partecipato attivamente allo sviluppo dello standard internazionale in qualita di delegato italiano, dedica una sintetica descrizione del percorso evolutivo ed un approfondita analisi dei contenuti. L ampio spettro di argomenti affrontati rende ancora piu ampio il pubblico a cui si rivolge l interessante libro di Pernigotti. Emissioni in atmosfera da impianti fissi La nuova disciplina dopo il D.Lgs. 152/2006 e la sua riforma di Alberto Muratori, Maria Cristina Vandelli - Ed. Ipsoa pagg. 36,00 euro La collana Testo Unico Ambientale della quale il libro fa parte si ripropone di illustrare la disciplina dei principali temi ambientali dopo l entrata in vigore del D.Lgs. 152/2006 e la sua riforma. Dopo i primi capitoli introduttivi all argomento, nei quali si ripercorrono le tappe e i principi della normativa nazionale e internazionale che hanno condotto alla definizione di una legge quadro in materia ambientale che fosse di riferimento per l intero settore, il testo si concentra sul tema dell inquinamento atmosferico e in particolare quindi sulla Parte Quinta del Decreto 152/06, denominata Norme in materia di tutela dell aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera, dedicando però una doverosa sintesi (Sezione Prima del libro) alla normativa concorrente rimasta in vigore. Nella Sezione Seconda del testo vengono quindi presi in considerazione i tre Titoli che compongono la Parte Quinta della legge e cioè la prevenzione e limitazione delle emissioni in atmosfera da impianti e attività, gli Impianti termici civili, relativi agli impianti di riscaldamento civili e i Combustibili, prevalentemente incentrato sulla disciplina delle caratteristiche merceologiche dei combustibili impiegati negli impianti citati e sulle relative condizioni di utilizzo. La Sezione Terza del volume è invece dedicata in dettaglio alla disciplina delle emissioni degli impianti industriali e tecnologici, sia nuovi, sia di vecchia costruzione, contemplando per ciascuna tipologia deroghe, adeguamenti, obblighi a nuovi valori limite di emissione o ai nuovi regimi autorizzativi o ancora obblighi di comunicazione/informazione alle Autorità Competenti deputate al controllo. Infine, l ultima parte (Sezione Quarta) è dedicata in modo più analitico alle norme e alle prescrizioni tecniche per il contenimento delle emissioni, generali e specifiche per determinate categorie impiantistiche. Per ciascuna di esse vengono indicati attraverso numerose tabelle, i limiti alle emissioni di tutte le categorie impiantistiche citate dal Testo Unico; un capitolo intero è dedicato rispettivamente ai Grandi Impianti di Combustione e a quelli con emissioni rilevanti di COV. I destinatari del libro, che si configura come un utile manuale, di facile consultazione, sono gli operatori del settore ambientale, le Pubbliche Amministrazioni, gli organismi di controllo ed i responsabili di impianto e i loro consulenti in materia ambientale. 48 La Rivista dei Combustibili