Workshop “Rifiuti da emergenza a risorsa. La gestione integrata con tecnologie innovative di trattamento” C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Pasquale De Stefanis.

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1 Workshop “Rifiuti da emergenza a risorsa. La gestione integrata con tecnologie innovative di trattamento” C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Pasquale De Stefanis ENEA – Sezione Sviluppo Tecnologie Trattamento Rifiuti “ Le tecnologie di trattamento termico: presente e futuro

2 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Minimizzazione Riuso Riciclo & Recupero materia Recupero Energetico Smaltimento Sostenibilità massima Sostenibilità minima Gestione dei rifiuti e sostenibilità

3 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 ENERGIA R 1 0 R = ARIA EFFETTIVA ( O 2 ) ALIMENTATA ARIA STECHIOMETRICA (O 2 ) NECESSARIA FUMI CO 2, H 2 O, N 2 COMBUSTIONE GAS DERIVATO OLIO ("TAR") RESIDUO PIROLISI ("Char") ("Syngas") GAS DERIVATO CO, H 2, N 2 GASSIFICAZIONE Processi di trattamento termico

4 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 REFLUI LIQUIDI (L) EMISSIONI (F) RIFIUTI TRATTAMENTO TERMICO (*) RESIDUI SOLIDI (S) RECUPERO ENERGIA ( E + T ) (*) Inclusi pretrattamento rifiuto, conversione, combustione, trattamento (F + L + S), ecc. ENERGIA MAT. PRIME Gassificazione e Pirolisi = Incenerimento? (& MATERIA)

5 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Preferenza per classi di interesse

6 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Direttiva 2000/76/CE sull’incenerimento

7 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Quale è “vera” gassificazione?

8 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 “Nuovo” e “Attuale” a confronto

9 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Processi combinati di pirolisi/gassificazione

10 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Legenda: IN = emissioni di inquinanti GS = emissioni di gas serra RIFIUTO IMPIANTO RECUPERO ENERGETICO ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA ENERGIA A TERZI INr GSr PRODUZIONE COMBUSTIBILI DERIVATI PERCOLATO DISCARICA RISCHI? INd GSd GSt RISCALDAMENTO CIVILE E INDUSTRIALE COMBUSTIBILI FOSSILI CENTRALE TERMOELETTRICA INc INtGSc Recupero di energia da rifiuti e risvolti sull’ambiente

11 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 I problemi aperti dei trattamenti termici  Necessità di incrementare i livelli di recupero energetico;  Sviluppare e consolidare il recupero di residui e sottoprodotti del trattamento;  Ridurre la complessità ed i costi connessi con i sistemi di depurazione dei fumi/gas;  Investigare la possibilità di recuperare risorse a maggiore “valore aggiunto”.

12 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 I problemi aperti delle nuove tecnologie  Necessità di pretrattamenti;  Formazione di tar e char;  Impossibilità di recuperare il calore sensibile del syngas;  Elevati consumi endogeni;  Produzione di E.E. in C.C. non provata.

13 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 L’evoluzione dell’incenerimento  1 a generazione: “Incinerator”  2 a generazione: “Energy from Waste” (EfW)  3 a generazione: “Waste to Energy” (WtE)  4 a generazione: “Waste Fired Power Plant” (WFPP)

14 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 L’efficienza energetica netta E = E th x E g (1-P p ) E th = Efficienza Termica del sistema E g = Efficienza Elettrica di conversione P p = Consumi endogeni, inclusi pre-trattamenti del rifiuto, produzione O 2, ecc. espressi come % dell’energia elettrica lorda prodotta

15 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Efficienze nette di produzione di E.E. TrattamentoCombust.Gassificazione e Pirolisi Produz.E.E. Ciclo a vapore Motore a gas IGCC Co- combust Efficienza dichiarata 14-20%13-24%34%33-35% Efficienza realistica 19-27%9-20%13-24%23-26%27-35%

16 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Gassificazione integrata con ciclo combinato (IGCC)

17 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Centrale elettrica ad alimentazione “ibrida”

18 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Integrazione fra turbine a gas e incenerimento rifiuti Rendimento da incenerimento RU: Eff RU = P tot – CT gn x Eff cc CT RU

19 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Applicazioni innovative

20 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Applicazioni avanzate: il “Waste refinery”

21 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Recupero di scorie da incenerimento

22 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Recupero energetico e produzione di acqua potabile

23 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Caratteristiche dell’impianto dimostrativo  Portata rifiuti: 670 kg/h (16 t/g)  PCI rifiuti (frazione secca): 14,0 MJ/kg  Produz. acqua potabile: 108 m3/h (2592 m3/g)  Produz. specifica per abitante:129 l/g/ab  Produz. per unità di RU indiffer.(1) 97 m3/t (1) Assumendo che i rifiuti in ingresso all’impianto costituiscano il 60% dei RU disponibili

24 Le tecnologie di trattamento termico Workshop PROT – C. R. Casaccia, 10 giugno 2004 Conclusioni Esistono presupposti per attività di R & S nel campo dei trattamenti termici dei rifiuti finalizzate a:  Incrementare i livelli di recupero energetico;  Validare l’applicazione di tecnologie innovative (pirolisi e gassificazione) al trattamento dei rifiuti, non ancora consolidata;  Ridurre la complessità impiantistica ed i relativi costi;  Privilegiare il recupero di risorse “pregiate” (materie prime, H 2 );  Migliorare l’impatto complessivo sull’ambiente.