TECNOLOGIE PER LA GESTIONE SOSTENIBILE DEI RIFIUTI

Transcript

1 Workshop ENEA e le tecnologie per la gestione Roma, 18/06/2008 IL PROGETTO DI ENTE TECNOLOGIE PER LA GESTIONE SOSTENIBILE DEI RIFIUTI a cura di Maurizio Coronidi

2 ENEA Ente per le Nuove Tecnologie, l Energia e l Ambiente L ENEA svolge attività di ricerca, sviluppo ed innovazione tecnologica nei settori dell'energia, dell'ambiente e delle nuove tecnologie, a supporto delle politiche di competitività e di sviluppo sostenibile del Paese. Maurizio Coronidi 2

3 AREE DI INTERVENTO E METODOLOGIA ENEA L ENEA è strutturato in cinque Dipartimenti: Ambiente, Cambiamenti Globali e Sviluppo Sostenibile Biotecnologie, Agro-industria e Protezione della Salute Fusione, Tecnologie e Presidio Nucleari Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali Tecnologie per l Energia, Fonti Rinnovabili e Risparmio Energetico ed opera nell ambito di quattro Aree tematiche: Energia pulita Tecnologie per il territorio Tecnologie per il futuro Applicazioni avanzate di tecnologie mediante lo sviluppo di: Progetti strategici Linee di attività programmatiche Maurizio Coronidi 3

4 I PROGETTI DI ENTE I 18 PROGETTI DI ENTE nascono con un forte carattere interdisciplinare e coinvolgono i ricercatori secondo un modello organizzativo che garantisce l'integrazione delle competenze presenti in ENEA e l'attivazione delle infrastrutture proprie dei diversi Centri di ricerca dell'ente. I PROGETTI DI ENTE, strategici per il Paese, sono individuati partendo dalla domanda attuale e potenziale di ricerca e tenendo conto delle competenze esistenti nell Ente. Il MACRO-OBIETTIVO di ciascun PROGETTO è la realizzazione di iniziative industriali: sostenibili calate nel territorio integrate nei sistemi di gestione e/o nei comparti mirate alla introduzione di tecnologie innovative Maurizio Coronidi 4

5 GERARCHIA DI GESTIONE DEI RIFIUTI E SVILUPPO SOSTENIBILE Sostenibilità massima Minimizzazione Riuso Riciclaggio Recupero Energetico Sostenibilità minima Smaltimento Maurizio Coronidi 5

6 SCHEMA DI CICLO DI GESTIONE DEL RIFIUTO URBANO INDIFFERENZIATO RU indiff. Perdite di processo 5-10 TMB 2-5 materiali CDR Produzione combustibili derivati Tecnologie innovative recupero energetico FOS a riutilizzo 5-10 Scarti FOS Co-incenerimento con rifiuti speciali discarica Bioreattore energia Maurizio Coronidi 6

7 FANGHI Progetto Tecnologie per la gestione VERSO UNA GESTIONE DEI RIFIUTI INTEGRATA E SOSTENIBILE IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE CDR PRETRATTAMENTO GASSIFICAZIONE RIFIUTI TRATTAMENTO SYNGAS SYNGAS (CO +H 2 ) PNEUMATICI IDROGENO OLI USATI AMMONIACA METANOLO MIX DME PLASTICHE POST- TRATTAMENTI SPECIFICI VAPORE RECUPERO RECUPERO TRATTAMENTO FUEL CELLS METALLI SCORIE EFFLUENTI OSSIGENO CICLI COMBINATI REAGENTI TURBINE A GAS CICLO A VAPORE IMPIANTO METALLI INERTI EFFLUENTI LIQUIDI INDUSTRIALE Recupero materia_energia_gassificazione.xls Maurizio Coronidi 7 RECUPERO DI ENERGIA RECUPERO DI MATERIA

8 IL PROGETTO TECNOLOGIE PER LA GESTIONE SOSTENIBILE DEI RIFIUTI MACROOBIETTIVO GENERALE Realizzazione di iniziative industriali sostenibili mirate alla introduzione, a livello di sistemi territoriali di gestione e/o di comparti industriali, di tecnologie innovative di trattamento e recupero dei rifiuti OBIETTIVI SPECIFICI Sviluppo a livello pre-industriale di tecnologie innovative di recupero integrato di materia ed energia Validazione tecnico-economica delle sinergie ottenibili dall integrazione dei trattamenti di differenti flussi di rifiuti Riduzione dello sfruttamento delle risorse naturali e dell impatto connesso ai sistemi di gestione dei rifiuti Attuazione di un intervento dimostrativo, per il trasferimento tecnologico e la diffusione di tecnologie innovative di trattamento Maurizio Coronidi 8

9 GASSIFICAZIONE DI RIFIUTI E RECUPERO SINERGICO DI MATERIA E DI ENERGIA Sviluppo del processo di gassificazione su scala significativa Valutazioni sull utilizzo del syngas per produzione energetica Sviluppo di processi per il recupero del syngas: separazione della CO2 produzione di idrogeno utilizzo del gas in dispositivi energeticamente efficienti sintesi FT per la produzione di combustibili e/o chemicals Sviluppo del processo di riduzione del char di pirolisi e di sintesi di polveri ceramiche Applicazione del processo a rifiuti (fonte di carbonio) per la produzione di materiali ad alto valore aggiunto (carburi) Valutazione della sostenibilità complessiva del processo Maurizio Coronidi 9

10 PROCESSO TERMICO ORIENTATO AL RECUPERO SINERGICO DI MATERIALI E DI ENERGIA Recupero di energia Gas residuo Rifiuti Trattamento del gas Pulizia del gas Sintesi FT Trattamento termico Riduzione carbotermica Recupero di materia Polveri ceramiche Idrocarburi liquidi Maurizio Coronidi 10

11 PROCESSI TERMICI INNOVATIVI PER IL RECUPERO DI MATERIA DA RIFIUTI Sviluppo di un processo di recupero di fibre inorganiche (carbonio, vetro, kevlar) da rifiuti a matrice plastica Caratterizzazione del materiale recuperato Individuazione e sperimentazione dell impiego di materiali compositi rinforzati con fibre di recupero (biciclette, barche, racchette, sci, automobili) Valutazione della sostenibilità integrato di recupero e riciclo complessiva del ciclo Maurizio Coronidi 11

12 IMPIANTI IN SCALA BANCO ANALISI TERMOGRAVIMETRICA FORNO ROTANTE FORNO TUBOLARE Maurizio Coronidi 12

13 IMPIANTI IN SCALA PILOTA FORNO ROTANTE IMPIANTO DI PIROLISI E STEAM REFORMING IMPIANTO DI PIROLISI A LETTO FISSO IMPIANTO DI PIROGASSIFICAZIONE A LETTO FLUIDO Maurizio Coronidi 13

14 IMPIANTI IN SCALA DIMOSTRATIVA IMPIANTO DI COMBUSTIONE IMPIANTO MOBILE DI TERMODISTRUZIONE COMBUSTORE CATALITICO IMPIANTO MOBILE DI TRATTAMENTO DEL PERCOLATO Maurizio Coronidi 14

15 TECNICHE DI GESTIONE DELLE FRAZIONI ORIGINATE DAL TRATTAMENTO MECCANICO DI RU applicazione di additivi di origine vegetale ai fini della bio-stabilizzazione e della riduzione delle emissioni odorigene di frazione organica da selezione meccanica applicazione di particolari tecniche di stabilizzazione bio-chimica della frazione secca e umida misure non convenzionali (potere metanigeno) sulla frazione secca, finalizzate alla previsione del comportamento in discarica (ecoballe campane) metodi di caratterizzazione di rifiuti a prevalente matrice organica, soggetti a processi spontanei di degradazione aerobica/anaerobica Maurizio Coronidi 15

16 SVILUPPO DI TECNOLOGIE AVANZATE APPLICABILI ALLA DIFFERENZIAZIONE E ALLA CERNITA DEI RIFIUTI etichette di identificazione in radio frequenza (RFID), integrate con sistema di lettura della risposta spettrale (a bocca di impianto) sensori miniaturizzati a stato solido per l individuazione di rifiuti radioattivi (a bocca impianto o su compattatori) rilevazione e sorting dei materiali di rifiuto mediante analisi spettroscopica delle emissioni atomiche generate dal rilassamento di plasma indotto da un laser impulsato (tecnica LIBS) Maurizio Coronidi 16

17 PIA/MIDA Progetto Tecnologie per la gestione INIZIATIVE IN ATTO Sviluppo di tecnologie innovative per l aumento dell efficienza energetica di un impianto basato sul processo di gassificazione di CDR Penguin Processo energetico basato su gassificatore updraft integrato con miniturbina per la valorizzazione del CDR Provincia di Crotone Protocollo di intesa per ricerca e sviluppo, realizzazione di prototipi e diffusione delle fonti rinnovabili MATTM Convenzioni per la sperimentazione di processi innovativi per il recupero ambientale della FOS e per il trattamento della frazione secca Maurizio Coronidi 17

18 INIZIATIVE IN PROSPETTIVA Industria 2015 Termo-presso-essiccazione dei rifiuti Gassificazione combinata di CDR, rifiuti e biomasse Generazione di energia da bioreattore Valorizzazione del syngas prodotto da rifiuto Produzione di biocarburanti ed energia da biomasse e CDR Recupero e riciclaggio delle fibre di carbonio Convenz. MATTM VALUTAZIONE DELLE TECNOLOGIE di trattamento dei rifiuti nell ottica del Life Cycle thinking TECNOLOGIE SU RIFIUTI URBANI: processi termici innovativi per la produzione di idrogeno per autotrazione TECNOLOGIE SU RIFIUTI SPECIALI: processi innovativi (pirogassificazione, torcia plasma) di trattamento rifiuti residuali Regione Lazio sviluppo di tecnologie, componenti e sistemi per la gestione sostenibile del ciclo dei rifiuti: produzione idrogeno da rifiuti o da syngas sistemi innovativi di cernita intelligente nasi elettronici per monitoraggio emissioni odorigene Maurizio Coronidi 18

19 IPOTESI DI INTERVENTO DIMOSTRATIVO A LIVELLO DI FLUSSO DI RIFIUTI Fonte di finanzamento Partner industriali Partner scientifici Oggetto dell intervento Finalità dimostrative European Commission 7FP Pirelli Ambiente, ETRA, Cometas, Sicav, Elastrade, FEBE Ecologic RWTH, Tubitak MRC, IMEC Applicazione di tecnologie innovative per il recupero di materia e di energia da flussi di rifiuti residuali Sostenibilità del recupero integrato di materia e di energia da pneumatici di rifiuto, attuato mediante produzione di materiali ad elevato valore aggiunto (SiC) e di energia Maurizio Coronidi 19

20 7FP CALL 2008: IL PROGETTO TYGRE GASSIFICAZIONE DI PNEUMATICI A FINE VITA PER LA PRODUZIONE DI MATERIALI CERAMICI AD ALTO VALORE AGGIUNTO Sviluppo di un processo ad alta temperatura per la gassificazione di rifiuti, la riduzione del char di pirolisi e la sintesi di polveri ceramiche Applicazione del processo a specifiche tipologie di rifiuti (pneumatici fuori uso e rifiuti di vetro) utilizzate come fonte di carbonio e di silicio per la produzione di materiali ad alto valore aggiunto (carburo di silicio, SiC) Valutazione della sostenibilità del processo di recupero del rifiuto e di riciclaggio del prodotto Realizzazione ed esercizio di un dimostratore Maurizio Coronidi 20

21 1) Preparazione alimentazione 7FP CALL 2008: IL PROGETTO TYGRE 2) Gassificazione 3) Sintesi ceramica 5) Trattamento gas 6) Produzione di energia 4) Preparazione manufatto Obiettivi quantitativi: Recupero di materia > 30% Recupero totale (inclusa energia) > 75% Maurizio Coronidi 21

22 7FP CALL 2008: IL PROGETTO TYGRE VERSO L ATTUAZIONE Costo del Progetto 5.0 MEuro Co-finanziamento UE 3.5 MEuro Durata del Progetto 42 mesi Sintesi della valutazione UE contenuto tecnico-scientifico 4,5/5 implementazione e gestione 4,5/5 impatto potenziale 5/5 Tempistica prevista grant agreement entro l anno Maurizio Coronidi 22

23 IPOTESI DI INTERVENTO DIMOSTRATIVO PER L APPLICAZIONE DI TECNOLOGIE INNOVATIVE A LIVELLO DI CICLO INTEGRATO DI GESTIONE Produzione di idrogeno da rifiuti o da syngas Produzione di chemicals da rifiuti Tecnologie avanzate per la cernita intelligente dei rifiuti: etichetta di identificazione in radio frequenza sensoristica di individuazione rifiuti radioattivi differenziazione di materiali mediante laser impulsato Tecniche avanzate di monitoraggio emissioni odorigene Maurizio Coronidi 23

24 RISULTATI ATTESI DALL INTERVENTO DIMOSTRATIVO Elevata valenza tecnologica Diffusione di tecnologie emergenti Generale riduzione degli impatti ambientali Contenimento delle emissioni Finalità non solo energetiche, ma di recupero di materiali (anche ad elevato valore aggiunto) Integrazione nel sistema territoriale Facilitazione del consenso Sostenibilità complessiva dell intervento Maurizio Coronidi 24

25 GRAZIE DELL ATTENZIONE E BUON PROSEGUIMENTO DEL WORKSHOP!!! Maurizio Coronidi 25