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Biomasse: un combustibile a basso impatto ambientale? Il caso di Fornoli Federico Valerio Chimica Ambientale Istituto Nazionale Ricerca sul Cancro Genova.

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Presentazione sul tema: "Biomasse: un combustibile a basso impatto ambientale? Il caso di Fornoli Federico Valerio Chimica Ambientale Istituto Nazionale Ricerca sul Cancro Genova."— Transcript della presentazione:

1 Biomasse: un combustibile a basso impatto ambientale? Il caso di Fornoli Federico Valerio Chimica Ambientale Istituto Nazionale Ricerca sul Cancro Genova

2 Le BIOMASSE ci aiuteranno a ridurre i gas serra e la dipendenza dal petrolio ?

3

4 Bruciare legno di castagno per produrre elettricità, è la scelta migliore per contrastare l’aumento dei gas serra?

5 La combustione delle biomasse produce inquinamento pericoloso per la salute?

6 Inquinanti prodotti dalla combustione di biomasse Ossidi di azoto, polveri totali sospese, ossido di carbonio Ossidi di azoto, polveri totali sospese, ossido di carbonio (Johansson, 2003) Polveri sottili Polveri sottili (Johansson, 2003) Formaldeide Formaldeide (Olsson, 2006) Benzene Benzene ( Shauer, 2001) Idrocarburi policiclici aromatici ( Idrocarburi policiclici aromatici ( Kakareka 2005) Diossine Diossine (Hubner, 2005; Lavric 2005)

7 Le domande della Comunità Scientifica Quali sono le popolazioni da studiare? Quali sono le popolazioni da studiare? Sappiamo abbastanza, per stare tranquilli? Sappiamo abbastanza, per stare tranquilli?

8 I primi studi sugli effetti ambientali e sanitari prodotti dall’uso di biomasse per la produzione di energia riguardavano esclusivamente i paesi sotto-sviluppati: I primi studi sugli effetti ambientali e sanitari prodotti dall’uso di biomasse per la produzione di energia riguardavano esclusivamente i paesi sotto-sviluppati: Cina, Nepal… Cina, Nepal… Gli studi più recenti riguardano i paesi sviluppati: Gli studi più recenti riguardano i paesi sviluppati: Svezia, Svizzera, Canada, Nuova Zelanda, Stati Uniti, Italia… Svezia, Svizzera, Canada, Nuova Zelanda, Stati Uniti, Italia…

9 La maggior parte degli studi riguardano usi domestici di “biomasse” Molnar, P et al. Combustione domestica di legna e elementi in traccia su PM 2,5 : esposizioni personali, concentrazioni interne ed esterne. Atmosferic Environment, 2005, (39)

10 Riassunto Le famiglie svedesi che utilizzavano legna avevano una maggiore esposizione, rispetto ai controlli, a zinco, rame, piombo, manganese. Le famiglie svedesi che utilizzavano legna avevano una maggiore esposizione, rispetto ai controlli, a zinco, rame, piombo, manganese. Esistono pochi studi sulla esposizione a fumo di legna nella popolazione generale. Esistono pochi studi sulla esposizione a fumo di legna nella popolazione generale. Ulteriori studi sono necessari. Ulteriori studi sono necessari.

11 Effetti sulla salute Naeher LP. Rassegna degli studi sugli effetti sanitari del fumo di legna. Inhal Toxicol. 2007

12 A partire dagli ultimi dieci anni, compaiono studi finalizzati a valutare i rischi ambientali associati all’uso di biomasse in impianti industriali, in particolare, in centrali termoelettriche.

13 Impatti ambientali da trattamenti termici delle biomasse Polveri fini e ultrafini Polveri fini e ultrafini Polveri ultrafini secondarie Polveri ultrafini secondarie Idrocarburi policiclici aromatici Idrocarburi policiclici aromatici Fumi Fumi Ceneri Ceneri Diossine e furani Diossine e furani Fumi Fumi Ceneri Ceneri

14 Polveri sottili da combustione biomasse Aerosol dalla combustione da biomasse. Seminario Internazionale Zurigo 2001

15 Aerosol dalla combustione da biomasse. Seminario Internazionale Zurigo 2001 Nanoparticelle Nanoparticelle La maggior parte delle particelle prodotte dalla combustione del legno ha un diametro compreso tra 0,030 e 0,3 micron La maggior parte delle particelle prodotte dalla combustione del legno ha un diametro compreso tra 0,030 e 0,3 micron Emissioni da impianti tele-riscaldamento da 2-3 MWatt Emissioni da impianti tele-riscaldamento da 2-3 MWatt Dominano particelle tra 0,1 e 0,3 micron Dominano particelle tra 0,1 e 0,3 micron Concentrazioni: milligrammi/metro cubo Concentrazioni: milligrammi/metro cubo

16 Lo stato dell’arte sull’emissione di particelle da impianti di teleriscaldamento a biomasse nel 2005 Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare le emissioni di polveri sottili prodotte dall’uso di biocombustibili in base ai diversi tipi di caldaia, di combustibili, di condizioni operative e di efficienza dei sistemi di abbattimento. Sono necessarie ulteriori ricerche per valutare le emissioni di polveri sottili prodotte dall’uso di biocombustibili in base ai diversi tipi di caldaia, di combustibili, di condizioni operative e di efficienza dei sistemi di abbattimento. Lo scopo deve essere la valutazione accurata dell’impatto della combustione di biomasse sulla salute umana e l’ambiente, l’ottimizzazione delle tecnologie di combustione e una più efficace rimozione delle polveri fini. Lo scopo deve essere la valutazione accurata dell’impatto della combustione di biomasse sulla salute umana e l’ambiente, l’ottimizzazione delle tecnologie di combustione e una più efficace rimozione delle polveri fini. Wierzbicka A Atmos Environ (39),

17 Emissioni di polveri fini ed ultrafini da impianti di combustione Emissioni di polveri fini ed ultrafini da impianti di combustione Politecnico di Milano maggio 2009

18 I RISULTATI numero di nano-particelle per centimetro cubo di fumi emessi nano-particelle/cm 3 Caldaia a pellet Caldaia a metano meno di 4.500

19 Oltre al particellato fine ed ultrafine, l’attezione dei ricercatori Oltre al particellato fine ed ultrafine, l’attezione dei ricercatori si rivolge a micro-inquinanti organici che si formano durante trattamento termico delle biomasse e si trovano si rivolge a micro-inquinanti organici che si formano durante trattamento termico delle biomasse e si trovano assorbiti al particellato assorbiti al particellato nelle ceneri pesanti nelle ceneri pesanti nelle ceneri leggere nelle ceneri leggere

20 DIOSSINE E BENZOPIRENE SONO INQUINANTI ORGANICI CON RICONOSCIUTI EFFETTI CANCEROGENI SULL’UOMO E CON RICONOSCIUTA INTERFERENZA SUL SISTEMA ENDOCRINO UMANO

21 Fattori di emissioni diossine e benzopirene quantità di inquinanti emessi in atmosfera per ogni tonnellata di biomassa combusta Fattori di emissioni diossine e benzopirene(BaP) quantità di inquinanti emessi in atmosfera per ogni tonnellata di biomassa combusta

22 Fattori emissioni diossine e benzopirene (quantità di inquinanti emessi in atmosfera per ogni tonnellata combusta) Fattori emissioni diossine e benzopirene(BaP) (quantità di inquinanti emessi in atmosfera per ogni tonnellata combusta)Diossine microgr. I-TEQ/tBaP milligr./t Centrale a carbone 197,2 Inceneritore 530,7 Legno (usi non industriali <2MW) 8,585,4 Legno (usi industriali) 50,9 Ref: Pacyna JM 2003

23 Tutte le biomasse sottoposte a trattamenti termici, producono un rifiuto solido: CENERE

24 In quantità non sempre trascurabile In quantità non sempre trascurabile

25 Ceneri La combustione del carbone produce il 7% di ceneri La combustione del carbone produce il 7% di ceneri La combustione della paglia produce ceneri, pari al 15 % in peso. La combustione della paglia produce ceneri, pari al 15 % in peso.

26 Ceneri A Fornoli la combustione di castagno e altri tipi di legno produrra’ ogni anno A Fornoli la combustione di castagno e altri tipi di legno produrra’ ogni anno tonnellate ceneri pesanti (3,7%) tonnellate ceneri pesanti (3,7%) tonnellate ceneri leggere (0,8%) tonnellate ceneri leggere (0,8%)

27 Ceneri Non proprio inerti, come spesso si afferma Non proprio inerti, come spesso si afferma in assenza di controlli sulla concentrazione di diossine, IPA, metalli pesanti in assenza di controlli sulla concentrazione di diossine, IPA, metalli pesanti

28 Tossicità delle ceneri La concentrazione di cadmio, cromo, rame, piombo, mercurio, nelle ceneri leggere derivanti dalla combustione di quercia, faggio, abete è superiore a quella riscontrabile nelle ceneri volanti del carbone è superiore a quella riscontrabile nelle ceneri volanti del carbone (Demirbas, 2005)

29 Alcune domande sull’impianto a biomasse di Fornoli 1 E’ previsto e possibile il recupero di calore per il riscaldamento domestico e/o per usi industriali ?

30 Alcune domande sull’impianto a biomasse di Fornoli Alcune domande sull’impianto a biomasse di Fornoli 2 E’ stato stimato l’impatto locale dovuto alla movimentazione di biomasse e di ceneri?

31 Alcune domande sull’impianto a biomasse di Fornoli Alcune domande sull’impianto a biomasse di Fornoli 3 Il nuovo impianto inquinerà meno di quello “vecchio”?

32 Combustibili a confronto consumi annuali tonnellate cippato di castagno detannizzato e altro legno Vecchio impianto Nuovo impianto

33 Confronti Relazione tecnica dell’Azienda, settembre 2009

34 Confronti Dipartimento di energetica “L. Poggi” 31 gennaio 2010

35 Errare humanum est

36 L’inquinamento da polveri peggiora

37 Confronto? Quali emissioni avrebbe avuto il “vecchio” impianto se avesse utilizzato solo metano per la produzione di calore e elettricità (cogenerazione) e se fosse stato dotato di un nuovo impianto di trattamento fumi?

38 VANTAGGI ?

39 I conti giusti Nel bilancio di gas serra dell’impianto di fornoli bisogna calcolare Nel bilancio di gas serra dell’impianto di fornoli bisogna calcolare Il consumo di combustibili fossili per tagliare, cippare e trasportare biomasse e ceneri Il consumo di combustibili fossili per tagliare, cippare e trasportare biomasse e ceneri I consumi di metano come combustibile ausiliario I consumi di metano come combustibile ausiliario Il tempo di bioaccumulo del carbonio nel legno di castagno (decenni?) Il tempo di bioaccumulo del carbonio nel legno di castagno (decenni?) Usi alternativi del legno detannizzato Usi alternativi del legno detannizzato

40 UNA TRAVE IN LEGNO, AL POSTO DI UNA TRAVE IN CEMENTO ARMATO RIDUCE I CONSUMI DI ENERGIA DA FONTI NON RINNOVABILI RIDUCE I CONSUMI DI ENERGIA DA FONTI NON RINNOVABILI SEGREGA PER DECENNI LA CO 2 ASSORBITA DALL’ALBERO SEGREGA PER DECENNI LA CO 2 ASSORBITA DALL’ALBERO E’ TOTALMENTE RICICLABILE E’ TOTALMENTE RICICLABILE NEL SUO CICLO DI VITA PRODUCE MENO INQUINAMENTO NEL SUO CICLO DI VITA PRODUCE MENO INQUINAMENTO

41 I conti giusti Nel bilancio ambientale bisogna calcolare Nel bilancio ambientale bisogna calcolare Le maggiori emissioni del trasporto di legna e ceneri Le maggiori emissioni del trasporto di legna e ceneri La formazione di polveri sottili secondarie La formazione di polveri sottili secondarie La formazione di ozono per reazioni fotochimiche di idrocarburi e ossidi di azoto La formazione di ozono per reazioni fotochimiche di idrocarburi e ossidi di azoto

42 Altre domande sull’impianto a biomasse di Fornoli A FORNOLI SONO RISPETTATI GLI STANDARD DI QUALITA’ DELL’ARIA?

43 Altre domande sull’impianto a biomasse di Fornoli Come varierà la qualità dell’ambiente intorno alla centrale, con l’impianto a biomasse in funzione?

44 Altredomande sull’impianto a biomasse di Fornoli E’ stata valutata l’entità dell’accumulo progressivo nei terreni e nei vegetali degli inquinanti persistenti (idrocarburi policiclici, metalli pesanti, diossine) (idrocarburi policiclici, metalli pesanti, diossine) prodotti nei anni di ammortamento dell’impianto?

45 Direttiva 96/62/CE Gestione e qualità dell’aria ambiente dei paesi dell’Unione. Obiettivi art. 1 “Mantenere la qualità dell’aria ambiente, laddove è buona e migliorala negli altri casi”

46 Emissioni giornaliere della nuova centrale ( Emissioni giornaliere della nuova centrale (chili) Ossidi di azoto 530 Ossido di carbonio 280 Anidride solforosa 156 Polveri 15 circa 15 circa

47 Orografia complessa

48 Concentrazione massima di particolato prevista da un modello matematico

49 E’ il modello giusto per un’orografia così complessa?

50 Ultima domanda sull’impianto a biomasse di Fornoli Senza gli incentivi dei certificati verdi e dei CIP 6 certificati verdi e dei CIP 6 la centrale a biomasse sarebbe stata proposta?

51 Esistono usi delle biomasse e del legno detannizzato meno impattanti meno impattanti della loro “termovalorizzazione”? E INFINE……

52 Utilizzo del legno detannizzato e degli scarti agricoli Umidi Umidi Compostaggio (ammendanti terreno) Compostaggio (ammendanti terreno) Digestione anaerobica (biogas, ammendanti) Digestione anaerobica (biogas, ammendanti) Secchi Secchi Laminati Laminati Compostaggio (strutturanti) Compostaggio (strutturanti) Pellet - cippato (riscaldamento domestico) Pellet - cippato (riscaldamento domestico) Bio-raffinazione (etanolo…) Bio-raffinazione (etanolo…) Gassificazione (liquidi e gas combustibili) Gassificazione (liquidi e gas combustibili)

53 Digestore anaerobico Ingresso biomassa Uscita biogas Uscita fanghi

54 Trattamenti meccanico biologici per la produzione di bio-gas Gargazzone (Bz): tonnellate di biomasse/anno

55 Polo per il trattamento anaerobico dell’umido, raccolto con il “porta a porta”, e per il trattamento aerobico (compostaggio) dei fanghi e di cippato di ramaglie. Produce metano (elettricità + calore) e compost di qualità

56 Compost prodotto dall’impianto di Gargazzone

57 Bilancio annuale dell’ impianto Biogas di Gargazzone In ingresso In ingresso ton Umido ton Umido ton Ramaglie ton Ramaglie In uscita In uscita ton compost ton compost metri cubi metano metri cubi metano kw di elettricità in rete kw di elettricità in rete kw elettricità autoconsumo kw elettricità autoconsumo kw termici (riscaldamento) kw termici (riscaldamento)

58 Tutti i sistemi di trattamento biologico delle biomasse, a “freddo”, hanno impatti ambientali inferiore ai trattamenti a “caldo” Tutti i sistemi di trattamento biologico delle biomasse, a “freddo”, hanno impatti ambientali inferiore ai trattamenti a “caldo” La combustione del biogas (metano),per la cogenerazione, ha un impatto inferiore a quello prodotto dalla combustione della stessa biomassa La combustione del biogas (metano),per la cogenerazione, ha un impatto inferiore a quello prodotto dalla combustione della stessa biomassa Non ci sono rifiuti; invece delle ceneri, i residui della fermentazione si trasformano in compost, indispensabile per una sana produzione agricoltura Non ci sono rifiuti; invece delle ceneri, i residui della fermentazione si trasformano in compost, indispensabile per una sana produzione agricoltura

59 Grazie per l’attenzione E per saperne di più:


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