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

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

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

La combustione delle biomasse produce inquinamento pericoloso per la salute?

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

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

Gli studi più recenti riguardano i paesi 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… Gli studi più recenti riguardano i paesi sviluppati: Svezia, Svizzera, Canada, Nuova Zelanda, Stati Uniti, Italia…

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) 2643-2653

Riassunto 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. Ulteriori studi sono necessari.

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

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.

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

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

Aerosol dalla combustione da biomasse Aerosol dalla combustione da biomasse. Seminario Internazionale Zurigo 2001 Nanoparticelle 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 Dominano particelle tra 0,1 e 0,3 micron Concentrazioni: 60-200 milligrammi/metro cubo

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. 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. 2005 Atmos Environ (39), 139-150

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

I RISULTATI numero di nano-particelle per centimetro cubo di fumi emessi nano-particelle/cm3 Caldaia a pellet 24.000.000 - 52.000.000 Caldaia a metano meno di 4.500

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 assorbiti al particellato nelle ceneri pesanti nelle ceneri leggere

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

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

Fattori emissioni diossine e benzopirene(BaP) (quantità di inquinanti emessi in atmosfera per ogni tonnellata combusta) Diossine microgr. I-TEQ/t BaP milligr./t Centrale a carbone 1 97,2 Inceneritore 53 0,7 Legno (usi non industriali <2MW) 8,5 85,4 (usi industriali) 50,9 Ref: Pacyna JM 2003

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

In quantità non sempre trascurabile

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

Ceneri A Fornoli la combustione di castagno e altri tipi di legno produrra’ ogni anno 5.500 tonnellate ceneri pesanti (3,7%) 1.200 tonnellate ceneri leggere (0,8%)

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

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 (Demirbas, 2005)

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 ?

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

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

Combustibili a confronto consumi annuali Vecchio impianto Nuovo impianto 150.000 tonnellate cippato di castagno detannizzato e altro legno

Confronti Relazione tecnica dell’Azienda, settembre 2009

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

Errare humanum est

L’inquinamento da polveri peggiora

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?

VANTAGGI ?

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

UNA TRAVE IN LEGNO, AL POSTO DI UNA TRAVE IN CEMENTO ARMATO RIDUCE I CONSUMI DI ENERGIA DA FONTI NON RINNOVABILI SEGREGA PER DECENNI LA CO2 ASSORBITA DALL’ALBERO E’ TOTALMENTE RICICLABILE NEL SUO CICLO DI VITA PRODUCE MENO INQUINAMENTO

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

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

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

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) prodotti nei 15-20 anni di ammortamento dell’impianto?

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”

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

Orografia complessa

Concentrazione massima di particolato prevista da un modello matematico

per un’orografia così complessa? Concentrazione massima di particolato prevista da un modello matematico E’ il modello giusto per un’orografia così complessa?

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

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

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

Digestore anaerobico Uscita biogas Ingresso biomassa Uscita fanghi

Trattamenti meccanico biologici per la produzione di bio-gas Gargazzone (Bz): 15.000 tonnellate di biomasse/anno

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

Compost prodotto dall’impianto di Gargazzone

Bilancio annuale dell’ impianto Biogas di Gargazzone In ingresso 12.000 ton Umido 2.500 ton Ramaglie In uscita 5.000 ton compost 1.200.000 metri cubi metano 1.140.000 kw di elettricità in rete 1.100.000 kw elettricità autoconsumo 3.200.000 kw termici (riscaldamento)

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 Non ci sono rifiuti; invece delle ceneri, i residui della fermentazione si trasformano in compost, indispensabile per una sana produzione agricoltura

Grazie per l’attenzione E per saperne di più: http://federicovalerio.splinder.com http://web.me.com/federico.valerio/Federico_Valerio/Benvenuto.html