XVIII settimana della cultura scientifica La gestione dei rifiuti urbani tra riciclo, valorizzazione energetica e smaltimento in discarica Ermanno Barni – ENEA XVIII settimana della cultura scientifica c.r. Casaccia 6 marzo 2008

Problema o risorsa: le tappe Equilibrio (naturale riassorbimento) La rivoluzione industriale Dopoguerra (legame diretto al PIL, crescita, superamento della capacità di naturale riassorbimento e conseguente inquinamento) Oggi (problema ambientale planetario - necessità di modifica dei sistemi gestionali nel senso del recupero) Domani (necessità di modifica dei modelli di produzione-consumo)

Crescita dei rifiuti industriali Incenerimento (recupero energetico) contesto rurale assenza di rifiuti contesto urbano/rurale prevalenza dell’umido preval. del secco e prodotti industriali di sintesi contesto urbano scarsità di rifiuti Crescita dei rifiuti industriali società contadina società industriale rivoluzione industriale Incenerimento (recupero energetico) Sversamento sul suolo Discarica Discarica controllata Riciclaggio

Gerarchia delle priorità Riduzione di quantità e pericolosità Riciclo e recupero materiali Recupero di energia Smaltimento in sicurezza

Prevenzione obiettivi e strumenti ancora da definire risultati quantitativamente poco significativi Gestione strumenti maturi (sistemi integrati) buoni e affermati risultati

Nell’ambito della gestione invece nell’ultimo decennio si registrano significativi cambiamenti in atto nei paesi economicamente più avanzati. Gestione rifiuti urbani Media UE Discarica 54% Incen. 19% Recupero 27% Danimarca 11 50 39 Italia 65 8 27 Grecia/Irlanda 90

Un sistema di gestione dei rifiuti urbani può essere realizzato con logiche e modalità tecniche diverse. Un sistema è evidentemente tanto migliore quanto più alta è la percentuale di materiali riciclati o recuperati e quanto più bassa è la frazione che viene smaltita in discarica. Esistono dei limiti, essenzialmente economici ma anche ambientali, al recupero di materiali ed energia; analogamente, permane comunque la necessità di discariche per i residui delle operazioni di trattamento e recupero.

RU Sistema produttivo Compostaggio Trattamenti (selezione) Raccolta differenziata dell’umido Raccolta del rifiuto indifferenziato RU Raccolte differenziate Eventuali pretrattamenti di selezione Compostaggio Trattamenti (selezione) Incenerimento con recupero energetico Sistema produttivo Discarica

Elementi caratterizzanti e limiti intriseci Impatto ambientale estremamente positivo a livello territoriale ampio, riduzione degli impatti anche a livello locale ma necessità di nuove localizzazioni impiantistiche, tra cui i termovalorizzatori Crescita dei costi diretti, della complessità e della capacità di gestione del sistema pubblico Presenza non marginale di discariche (30-50% in peso, anche se con volumi e impatti ridotti)

COMPOSIZIONE RU E OPZIONI DI GESTIONE 1) 50%

RU 65 35 35 Sistema produttivo Compostaggio Trattamenti (selezione) Raccolta differenziata dell’umido Raccolta del rifiuto indifferenziato RU 65 35 Raccolte differenziate Eventuali pretrattamenti di selezione Compostaggio Trattamenti (selezione) 3,5 Incenerimento con recupero energetico 3,5 32 35 Sistema produttivo Discarica Flussi relativi a sistema integrato con mix di cicli di gestione dell’indiff.to

RU 40 60 25 Sistema produttivo Compostaggio 6 Trattamenti (selezione) Raccolta differenziata dell’umido Raccolta del rifiuto indifferenziato RU 40 60 Raccolte differenziate Eventuali pretrattamenti di selezione Compostaggio Trattamenti (selezione) 6 Incenerimento con recupero energetico 6 19 25 Sistema produttivo Discarica Flussi relativi a sistema integrato con mix di cicli di gestione dell’indiff.to

Il ciclo tecnologico di gestione della frazione indifferenziata del rifiuto urbano può essere realizzato in diversi modi, cui corrispondono elementi di impatto e sostenibilità differenti. Anche se quantificabili, essi non sono facilmente confrontabili tra loro per dar luogo ad una “scala di valori” universalmente accettata e condivisa. Non deve pertanto sorprendere la notevole differenziazione che si riscontra, tanto a livello nazionale che internazionale, nelle varie situazioni ed ambiti territoriali, anche avanzati.

combustione del rifiuto indifferenziato “tal quale”; Cicli applicati in Italia per la valorizzazione energetica dell’indifferenziato residuale combustione del rifiuto indifferenziato “tal quale”; combustione della sua sola frazione secca; produzione e combustione di CDR da selezione meccanica; produzione e combustione di CDR da bioessiccazione.

Incenerimento Discarica 100 27 Ceneri e scorie Recupero energetico da RU: incenerimento del “tal quale”

impianti industriali) 35 Selezione meccanica Incenerimento (inceneritori o impianti industriali) CDR Frazione organica Residui Ceneri e scorie 10 Biostabilizzazione 5 35 Discarica Recupero energetico da RU: : CDR da selezione meccanica

impianti industriali) Trattamento biologico Incenerimento (inceneritori o impianti industriali) CDR Selezione meccanica 55 Ceneri e scorie 10 15 Residui Discarica Recupero energetico da RU: : CDR da bioessiccamento

Fumi per tonn. di indiff. Nm3 Energia elett. prodotta KWh Emissioni in atmosfera ed energia prodotta Indifferenziato combusto (%) Fumi per tonn. di indiff. Nm3 Fumi per tonn. combusta Nm3 Energia elett. prodotta KWh Combustione “tal quale” 100 4.700 560 Combustione fraz. secca 55 3.600 6.545 470 Combustione CDR 33 2.400 7.270 350

Produzione di residui 200/70 60/35 90 190 34/17 240 230 Scorie/ceneri kg Scarti da discarica kg FOS kg Combustione “tal quale” 200/70 Combustione fraz.ne secca 60/35 90 190 Combustione CDR 34/17 240 230

Scorie, ceneri e scarti (kg) Totale comprensivo di FOS (kg) Fabbisogno di discarica Scorie, ceneri e scarti (kg) Totale comprensivo di FOS (kg) Combustione “tal quale” 270 Combustione fraz.ne secca 185 375 Combustione CDR 291 521

RU 40 60 18 Sistema produttivo Compostaggio 6 Trattamenti Raccolta differenziata dell’umido Raccolta del rifiuto indifferenziato RU 40 60 Raccolte differenziate Compostaggio Trattamenti (selezione) 6 Incenerimento con recupero energetico 6 12 18 Sistema produttivo Discarica Flussi relativi a sistema integrato con waste to energy dell’indiff.to

del recupero di energia da rifiuti La valenza ambientale del recupero di energia da rifiuti Contributo alla riduzione delle emissioni di gas serra L’nceneritore come “emettitore nullo” in termini di impatto globale

Da molti anni tutte le realizzazioni impiantistiche (non solo ambientali) sono oggetto di contestazioni da parte delle popolazioni interessate e, anche se meno frequentemente, dalle amministrazioni locali. Sugli impianti di incenerimento si focalizza in genere il massimo del dissenso. Tali contestazioni sono oggi fondamentalmente strumentali, essendo superati, negli impianti moderni, i problemi ambientali tipici di questa fase del ciclo di gestione dei rifiuti.

Termovalorizzazione – fattori di impatto Emissioni al camino Termovalorizzazione – fattori di impatto Presenza impianto Emissioni Scarichi idrici Conferimento rifiuti Fanghi Viabilità Scorie Inquin. termico Ceneri Stoccaggio/ pretrattamenti Recupero energetico Trattamento fumi Combustione

Fattori di impatto aspecifici Emissioni al camino Fattori di impatto aspecifici Presenza impianto Emissioni Scarichi idrici Conferimento rifiuti Fanghi Viabilità Scorie Inquin. termico Ceneri Stoccaggio/ pretrattamenti Recupero energetico Trattamento fumi Combustione

Fattori di impatto minori o delocalizzati Emissioni al camino Fattori di impatto minori o delocalizzati Presenza impianto Emissioni Scarichi idrici Conferimento rifiuti Fanghi Viabilità Scorie Inquin. termico Ceneri Stoccaggio/ pretrattamenti Recupero energetico Trattamento fumi Combustione

EMISSIONI DI UN IMPIANTO DI RECUPERO ENERGETICO E DI UNA CENTRALE TERMOELETTRICA

EMISSIONI DI GAS SERRA DA COMBUSTIONE RU (KgCO2/tRU )

…. tra i fattori che condizionano le scelte, oltre a quelli ambientali Relazione tra bacino di utenza e ciclo tecnologico Taglia minima di riferimento: 100.000 t/anno Con l’attuale produzione pro-capite media ed RD al 35% Bacino minimo: 285.000 abitanti con il ciclo “combustione del tal quale” 500.000 abitanti con il ciclo “combustione CDR”

combustibili derivati Tecnologie innovative Ipotesi di ciclo di gestione dell’indifferenziato per flussi medio-bassi materiali Perdite di processo 10 2 Produzione combustibili derivati TMB 50.000 t/a “CDR” 15-25 Tecnologie innovative di rec.ro energetico Co incenerimento con rifiuti speciali FOS al riutilizzo 3 FOS 10 Scarti 10-20 Bioreattore energia discarica

mg/Nm3 g/t g/h mg/m3 g/kWh Parametri significativi per l’impatto globale mg/Nm3 g/t g/kWh (emissioni) Parametri significativi per l’impatto locale g/h mg/m3 (emissioni) (immissioni)

Valori tipici per i moderni impianti Immissioni Concentrazione di inquinanti in aria a livello del suolo Valori tipici per i moderni impianti NOx media annua 0,1-5 mg/m3 max base oraria 5-10 mg/m3 PCDD/PCDF media annua 0,5x10-6ng/m3TE