QUANDO IL RECUPERO DI ENERGIA DIVENTA ANCHE RECUPERO DI MATERIA NELLA GESTIONE DEI RIFIUTI. Francesco Di Maria

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1 QUANDO IL RECUPERO DI ENERGIA DIVENTA ANCHE RECUPERO DI MATERIA NELLA GESTIONE DEI RIFIUTI Francesco Di Maria Laboratorio LAR 5 Dipartimento di Ingegneria Università di Perugia e.mail: francesco.dimaria@unipg.it Web: Web: 1

2 PRINCIPALI NORMATIVE: L AMBIENTE E L ENERGIA Ambiente: - D.Lgs 152/06 ss.mm.ii. (T.U.A.) - D.Lgs 46/2014 Recepimento direttiva riduzione emissioni industriali Energia: - Obiettivi UE 2020 (-20% Gas Serra (90); 20% Energia da rinnovabili; +20% Efficienza energetica) - Obiettivi UE 2030 (-40% Gas Serra (90); 27% Energia da rinnovabili; +27% Efficienza energetica) - Fonti rinnovabili D.Lgs 387/2003 (Dir. 2001/77/CE). 2

3 DEFINIZIONE E CLASSIFICAZIONE DEI RIFIUTI Art. 183 e 184 D.Lgs. 152/06 Art. 183, comm. 1, lett. a) Rifiuto: Qualsiasi sostanza od oggetto di cui il detentore si disfi o abbia l intenzione o abbia l obbligo di disfarsene. Art. 184 Comm. 2 lett. a-f) Rifiuti urbani: sostanzialmente quelli domestici, quelli provenienti da attività non domestiche ma assimilati, spazzamento delle strade, manutenzione verde Comm. 3 lett. a-h) Rifiuti speciali: sostanzialmente quelli provenienti da attività commerciali/industriali/agricoltura. Art. 184 Comm. 4 Rifiuti pericolosi: quelli che recano le caratteristiche di cui all All. I e riportati nell All. D della parte IV. 3

4 LA GERARCHIA DELLA GESTIONE DEI RIFIUTI E L ENERGIA Rifiuto Materia,per esempio di energia. 4

5 OPERAZIONI DI SMALTIMENTO D: D10 ALLEGATO B Decreto D.Lgs. 152/06 ss.mm.ii. Operazioni di smaltimento D1 Deposito sul o nel suolo (ad esempio discarica). D2 Trattamento in ambiente terrestre (ad esempio biodegradazione di rifiuti liquidi o fanghi nei suoli). D3 Iniezioni in profondità (ad esempio iniezioni dei rifiuti pompabili in pozzi, in cupole saline o faglie geologiche naturali). D4 Lagunaggio (ad esempio scarico di rifiuti liquidi o di fanghi in pozzi, stagni o lagune, ecc.). D5 Messa in discarica specialmente allestita (ad esempio sistematizzazione in alveoli stagni, separati, ricoperti o isolati gli uni dagli altri e dall ambiente). D6 Scarico dei rifiuti solidi nell ambiente idrico eccetto l immersione. D7 Immersione, compreso il seppellimento nel sottosuolo marino. D8 Trattamento biologico non specificato altrove nel presente allegato, che dia origine a composti o a miscugli che vengono eliminati secondo uno dei procedimenti elencati nei punti da D1 a D12. D9 Trattamento fisico-chimico non specificato altrove nel presente allegato, che dia origine a composti o a miscugli eliminati secondo uno dei procedimenti elencati nei punti da D1 a D12 (ad esempio evaporazione, essiccazione, calcinazione, ecc.) D10 Incenerimento a terra. D11 Incenerimento in mare. D12 Deposito permanente (ad esempio sistemazione di contenitori in una miniera). D13 Raggruppamento preliminare prima di una delle operazioni di cui ai punti da D1 a D12.2 D14 Ricondizionamento preliminare prima di una delle operazioni di cui ai punti da D1 a D13. D15 Deposito preliminare prima di uno delle operazioni di cui ai punti da D1 a D14 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui sono prodotti).3 5

6 OPERAZIONI DI RECUPERO: R1 ALLEGATO C Decreto D.Lgs. 152/06 ss.mm.ii. Operazioni di recupero R1 Utilizzazione principalmente come combustibile o come altro mezzo per produrre energia 4 = CSS (ex CDR) R2 Rigenerazione/recupero di solventi R3 Riciclaggio/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi (comprese le operazioni di compostaggio e altre trasformazioni biologiche) R4 Riciclaggio /recupero dei metalli e dei composti metallici R5 Riciclaggio/recupero di altre sostanze inorganiche6 R6 Rigenerazione degli acidi o delle basi R7 Recupero dei prodotti che servono a ridurre l inquinamento R8 Recupero dei prodotti provenienti dai catalizzatori R9 Rigenerazione o altri reimpieghi degli oli R10 Trattamento in ambiente terrestre a beneficio dell agricoltura o dell ecologia R11 Utilizzazione di rifiuti ottenuti da una delle operazioni indicate da R1 a R10 R12 Scambio di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate da R1 a R117 R13 Messa in riserva di rifiuti per sottoporli a una delle operazioni indicate nei punti da R1 a R12 (escluso il deposito temporaneo, prima della raccolta, nel luogo in cui sono prodotti) 4 R1 Incenerimento ad Elevata Efficienza Energetica 6

7 IL COMBUSTIBILE SOLIDO SECONDARIO - CSS: NORMATIVA Il CSS viene introdotto in sostituzione del CDR (Combustibile Da Rifiuto) dalla Direttiva 2008/98/EC recepita in Italia dal D.Lgs. 205/2010 che modifica ed integra il D.Lgs. 152/06 Art. 10 definizioni - combustibile solido secondario (CSS) : il combustibile solido prodotto da rifiuti che rispetta le caratteristiche di classificazione e di specificazione individuate delle norme tecniche UNI CEN/TS e successive modifiche ed integrazioni; fatta salva l applicazione dell articolo 184-ter, il combustibile solido secondario, è classificato come rifiuto speciale. Articolo 184-ter (Cessazione della qualifica di rifiuto) 1. Un rifiuto cessa di essere tale, quando è stato sottoposto a un operazione di recupero, incluso il riciclaggio e la preparazione per il riutilizzo, e soddisfi i criteri specifici, da adottare nel rispetto delle seguenti condizioni: a) la sostanza o l oggetto è comunemente utilizzato per scopi specifici; b) esiste un mercato o una domanda per tale sostanza od oggetto; c) la sostanza o l oggetto soddisfa i requisiti tecnici per gli scopi specifici e rispetta la normativa e gli standard esistenti applicabili ai prodotti; d) l utilizzo della sostanza o dell oggetto non porterà a impatti complessivi negativi sull ambiente o sulla salute umana. 2. L operazione di recupero può consistere semplicemente nel controllare i rifiuti per verificare se soddisfano i criteri elaborati conformemente alle predette condizioni. I criteri di cui al comma 1 sono adottati in conformità con quanto stabilito dalla disciplina comunitaria ovvero, in mancanza di criteri comunitari, caso per caso per specifiche tipologie di rifiuto attraverso uno o più decreti del Ministro dell ambiente e della tutela del territorio e del mare, ai sensi dell art. 17, comma 3, della legge 23 agosto 1988, n I criteri includono, se necessario, valori limite per le sostanze inquinanti e tengono conto di tutti i possibili effetti negativi sull ambiente della sostanza o dell oggetto. 7

8 IL COMBUSTIBILE SOLIDO SECONDARIO - CSS: UNI CEN/TS Classificazione Economico Tecnico Ambientale 8

9 IL COMBUSTIBILE SOLIDO SECONDARIO - CSS: UNI CEN/TS Specificazione Le regole di conformità 9

10 IL COMBUSTIBILE SOLIDO SECONDARIO - CSS: UNI CEN/TS La dichiarazione di conformità 10

11 CESSAZIONE DELLO STATO DI RIFIUTO CSS-Combustibile: D.M. 14/02/2013 N.22 e D.M. 20/03/2013 Il CSS-Combustibile Art. 3, comm. 1, lett. c): il sottolotto di CSS per il quale risulta emessa una dichiarazione di conformità nel rispetto di quanto disposto all art. 8, comm. 2. Tab.1 - All.1 DM 22/2013 Tab.2 - All.1 DM 22/2013 Rifiuti ammessi Art. 6 e All.2 DM 22/2013 (non pericolosi) Impianti di produzione Art. 5 DM 22/2013: - Certificati EMAS o qualità ambientale UNI EN (specifica per CSS) 11

12 LA PRODUZIONE DEL CSS: GLI IMPIANTI Bioessiccazione o a flusso unico A due flussi: Organico Si o Organico No 12

13 LA PRODUZIONE DEL CSS: GLI IMPIANTI Bioessiccazione o a flusso unico 13

14 LA PRODUZIONE DEL CSS: GLI IMPIANTI A separazione dei flussi Due flussi 14

15 PRODUZIONE ED UTILIZZO DEL CSS IN ITALIA: STATO ATTUALE (2015) - Produzione totale: ton - Incenerimento: ton (D10) - Discarica: (D1) - Produzione di energia: ton (R1) - Messa in riserva: ton - Estero: ton. 15

16 PRODUZIONE ED UTILIZZO DEL CSS-Combustibile: STATO ATTUALE (2015) Produzione Utilizzo 16

17 INCENERIMENTO E RECUPERO DI MATERIA DA D10 A R1: Efficienza Energetica La R1 formula (All. II Dir. 2008/98/CE; All. C D.Lgs. 205/10) EfficienzaEnergetica = E p KC 0,97* ( E ) f + Ei ( E + E ) 0.6 / 0.65 E p = energia lorda recuperata (Gj/anno), Elettricità e/o calore E f = energia fornita da combustibili (non rifiuti) che contribuisce alla produzione di vapore (Gj/anno) E i = energia importata esclusa E w e E f (Gj/anno) E w = energia fornita dai rifiuti trattati calcolata con riferimento al potere calorifico (Gj/anno) KC = coefficiente di correzione climatica (1-1,25) w f 17

18 ASPETTI PARTICOLARI DELLA R1-formula : considerazioni energetiche EnergyEfficiency = E ( E f + Ei ) ( E + E ) Rendimento termodinamico (I principio) E p p, netta η = 0,97* w f EW + E f + Ei Doppia penalizzazione 1) Rigore scientifico; 2) Confronto Elettricità Calore; 3) Maggiore penalizzazione importazioni di energia. R1, η 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, ,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 R1 Ei I prin. 18

19 EFFICIENZA ENERGETICA - R1: Considerazioni energetiche (1) CRITERI SPECIFICI - Calcolo dei singoli fattori di flusso energetico Coefficienti di equvalenza: a) Calore: 1,1 (ηt=91%); b) Elettricità: 2,6 (ηe=38%). 1. E p (Gj/anno). Rappresenta l energia termica ed elettrica lorde prodotte dall impianto. Ovvero è la somma dell energia esportata verso l esterno e di quella utilizzata per il funzionamento dell impianto (trattmento fumi, pompe, pre-riscaldamento aria,..). Il calore può essere considerato solo se è comprovato un uso commerciale dello stesso, sia per usi esterni che interni al perimetro dell autorizzazione. Eventuali reflui termici devono essere sottratti a quelli prodotti nella misura in cui riducono la produzione di energia. Eventuali usi inefficienti esterni all impianto dell energia da questo prodotta non influiscono sul termine E p. 19

20 EFFICIENZA ENERGETICA - R1: Considerazioni energetiche (2) Solo recupero di elettricità η e =16%-24% GJ, Ep=41,6-62,4 GJ, E.E. =0,42-0,64 Ew=100 GJ (Ef, Ei =0) Solo recupero di calore η t =60%-70% GJ, Ep=66-77 GJ E.E. = 0,66-0,79 20

21 ENERGIA RECUPERATA DA INCENERIMENTO IN ITALIA 2014: 44 impianti di cui 12 in cogenerazione 2015: 41 impianti di cui 15 in cogenerazione Recupero di energia - In cogenerarazione: 650 kwhel/ton 1040 kwht/ton - Solo elettricità: 770 kwhel/ton Media nazionale 2015: 720 kwhel/ton 420 kwht/ton 21

22 QUANTITATIVI DI RIFIUTI INCENERITI 22

23 TECNOLOGIE INCENERIMENTO 23

24 QUANTITATIVI DI RIFIUTI INCENERITI: Raffronto EU

25 CONCLUSIONI - Criticità nell utilizzo di CSS-Combustibile dovutea: 1) Rilascio autorizzazioni: Confusione fra CSS-rifiuto, CSS- Combustibile e ex CDR; 2) Rilascio autorizzazioni per passaggioda CSS-Rif. CSS-Comb. (modifiche sostanziali). - Incenerimento ad elevata efficienza R1: 1) Forte incremento impianti in cogenerazione; 2) Iter autorizzativo meno difficoltoso. 25

26 GRAZIE PER L ATTENZIONE! Francesco Di Maria Laboratorio LAR 5 Dipartimento di Ingegneria Università di Perugia e.mail: francesco.dimaria@unipg.it Web: Web: 26

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