Master T.E.R.S.O.
La Tecnologie per il
Controllo dell’Impatto
Ambientale nella
Produzione di Energia
Daniele Cocco
Dipartimento di Ingegneria Meccanica
Università degli Studi di Cagliari
[email protected]
Cagliari, Gennaio 2009
I Sistemi Energetici …
Centrali Termoelettriche a Vapore
Turbine a Gas
Impianti Combinati Gas/Vapore
Motori Alternativi (MCI)
Impianti di Gassificazione (IGCC)
Impianti Eolici
Impianti Idroelettrici
Impianti Solari, ….
…e il loro impatto ambientaIe
Rumore
Calore
Emissioni gassose
Altri impatti
•Impatto visivo
•Occupazione del
suolo
•Emissioni
elettromagnetiche
•altro …...
Aria
Effluenti liquidi
Combustibile
Residui solidi
La Normativa Ambientale
Normativa sulle emissioni in atmosfera;
Normativa sulle acque;
Normativa sui rifiuti;
Normativa sulle emissioni acustiche;
Caratteristiche dei combustibili;
Quote di emissione di gas serra;
Valutazione di Impatto Ambientale
Autorizzazione Integrata Ambientale
Il D.lgs. 3 Aprile 2006 n. 152
Il D.lgs. 152/2006 “Norme in Materia Ambientale” che ha
sintetizzato in un testo unico ambientale la maggior parte
delle preesistenti norme in materia ambientale, include:
Parte seconda, le procedure per la valutazione
ambientale strategica (VAS), per la valutazione d'impatto
ambientale (VIA) e per l'autorizzazione ambientale
integrata (IPPC);
Parte terza, la difesa del suolo e la lotta alla
desertificazione, la tutela delle acque dall'inquinamento e
la gestione delle risorse idriche;
Parte quarta, la gestione dei rifiuti e la bonifica dei siti
contaminati;
Parte quinta, la tutela dell'aria e la riduzione delle
emissioni in atmosfera;
Parte sesta, le norme per il risarcimento dei danni contro
l'ambiente.
Impatto Ambientale nella
Produzione di Energia
Inquinanti
Atmosferici
D.lgs. 152/2006 – Parte V
 Il Titolo I, ai fini della prevenzione e della limitazione
dell'inquinamento atmosferico, si applica agli impianti
industriali che producono emissioni in atmosfera e
stabilisce i valori di emissione, le prescrizioni, i metodi di
campionamento e di analisi ed i criteri per la valutazione
della conformità delle misure ai valori limite (sono esclusi
dal campo di applicazione gli impianti di incenerimento
disciplinati dal D.lgs 133/2005);
 Il Titolo II disciplina gli impianti termici civili aventi
potenza termica nominale inferiore a prefissate soglie,
tranne quelli che utilizzano carbone, coke, antracite e
prodotti antracitosi con potenza superiore a 3 MW;
 Il Titolo III disciplina le caratteristiche merceologiche dei
combustibili che possono essere utilizzati negli impianti
di cui ai titoli I e II.
D.lgs. 152/2006 – Parte V
 inquinamento atmosferico: ogni modificazione dell'aria
atmosferica, dovuta all'introduzione nella stessa di una o
di più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da
ledere o da costituire un pericolo per la salute umana o
per la qualità dell'ambiente oppure tali da ledere i beni
materiali o compromettere gli usi legittimi dell'ambiente;
 effluente gassoso: lo scarico gassoso, contenente
emissioni solide, liquide o gassose; la relativa portata
volumetrica è espressa in Nm3/ora, valutata sul secco e
con un prefissato tenore di ossigeno;
 migliori tecniche disponibili: le più efficienti ed avanzate
modalità di realizzazione, esercizio e chiusura
dell'impianto, disponibili a condizioni economicamente e
tecnicamente valide nell'ambito del pertinente comparto
industriale, in grado di garantire un elevato livello di
protezione dell'ambiente nel suo complesso.
Inquinanti e Gas Serra

Ossidi di Zolfo (SOx). Si formano a partire O
dallo zolfo contenuto nel combustibile;
S
SO2
O

Ossidi di Azoto (NOx). Si formano a partire
dall’azoto dell’aria e del combustibile;
O
NO, NO2
N
N
O
O

Particolato. Si forma a partire dalle
sostanze solide presenti nel combustibile;

Ossido di Carbonio e HC. Si formano per
combustione incompleta;
CO
C
O

Anidride Carbonica (CO2). Si forma
durante la combustione di tutti i combustibili O
C
a base di carbonio.
O
CO2
Concentrazione Inquinanti
a) Bilanci di massa;
b) Fattori di Emissione;
c) Misure sul campo.
Eccesso
d’aria
Aria
stechiometrica
Combustibile
(C, H, O, N, S,
Ceneri, H2O)
Unità di misura delle
concentrazioni:
mg/m3, ppmv, ppmm
Diluizione
Reazioni di
combustione
Ceneri
pesanti
N2+O2
CO2+H2O+
N2+ SOX+
NOX+Polveri
Bilancio di massa
S+O2=SO2

1 kg di S = 2 kg di SO2
1kg carbone + 12 kg di aria = 13 kg di gas combusti
1kg carbone = 0,02 kg di S = 0,04 kg di SO2

1,182 m3 a 180 °C e 1,1 bar
1 kg di gas combusti =
0,780 m3 a 0 °C e 1,0 atm
CSO2 =
CSO2 =
0,04 kg di SO2
= 2600 mg/m3 (3900 mg/Nm3)
13·1,182 m3 di gas
0,04 kg di SO2
13 kg di gas
= 3080 ppm,m (1393 ppm,v)
Fattori di Emissione
Bruciatori tangenziali
Bruc. frontali
Letto
Specie
Ceneri secche
Ceneri fuse
Ceneri secche
Fluido (FBC)
inquinante bitum. sub.bit. bitum. sub.bit. bitum. sub.bit. circ.te boll.te
NOx
4,54
3,27
6,35
10,89
5,44
3,36
2,27
6,89
CO
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
0,23
8,16
8,16
(1)
(1)
SOx
17,24S 15,88S 17,24S 15,88S 17,24S 15,88S
Particolato 4,54A
4,54A
3,18A
3,18A
4,54A
4,54A
7,71
7,71
PM-10
1,04A
1,80A
1,80A
1,04A
1,04A
5,62
5,62
1,04A
Nota: S ed A sono le percentuali di zolfo e di ceneri nel combustibile
(1) Valutabile secondo la: 17,96S(Ca/S)
-1,9
, con (Ca/S) rapporto molare della desolforazione interna
Tabella 7.3 – Fattori di emissione per generatori di vapore alimentati con carbone, riferiti
al consumo di combustibile, espressi in kg/t, (EPA, 1995).
mI=F·mC
5,44 kg di NOX
CNOX =
= 418 ppm,m =535 mg/Nm3
13 t di gas
Misura delle Emissioni
a) Correzione per temperatura e pressione
T · p0
C0 =C (T,p)
T0 · p
b) Correzione al secco
1
CS =CU
U= tenore di acqua
(1-U)
c) Correzione all’ossigeno di riferimento
CO =CM
(21-O2,Rif)
O2,Rif = O2 di riferimento
(21-O2,Mis)
O2,Mis = O2 misurato nei fumi
D.lgs. 152/06 limiti di emissione
 Il D.lgs. fissa dapprima i valori limite di
emissione validi per le attività industriali in
generale;
 Vengono poi stabiliti i valori limite di
emissione validi per alcune specifiche
tipologie di impianti, come gli impianti di
combustione fino a 50 MWt, le Turbine a
Gas, i Motori a Combustione Interna, i
Cementifici, Fonderie, Raffinerie, etc.
 Vengono inoltre stabiliti i valori limite per i
Grandi Impianti di Combustione, ovvero
quelli oltre 50 MWt, differenziati in relazione
al combustibile utilizzato.
D.lgs. 152/06 limiti di emissione
Limiti di emissione per i Grandi Impianti di
Combustione (ovvero oltre 50 MWt)
SO X (come SO 2)
NO X (come NO 2)
Polveri
50<P<100
850
400
50
P>100
200
200
30
50<P<100
200
400
50
100<P<300
200
300
30
P>300
200
200
30
Combustibili solidi
Biomasse
I limiti sono espressi in mg/Nm3, riferiti a fumi secchi e
con un tenore di ossigeno del 6% in volume.
Come ridurre le emissioni
Impiego di combustibili “puliti”: gas
naturale, olio combustibile BTZ, ecc.;
Pre-trattamento del combustibile:
“lavaggio” del carbone, gassificazione;
Controllo della combustione: uso di
sorbenti, iniezione di acqua e vapore,
combustione a stadi, ricombustione, ecc.;
Trattamento dei gas combusti: Filtri per la
rimozione di particolato, Desolforatori per
gli SOX, sistemi catalitici per NOX e CO.
La linea trattamento fumi
Fumi
carbone
aria
generatore
di vapore
DeNOx
FGD
ESP
Camino
Gesso
Ceneri
leggere
La linea trattamento fumi
Configurazione “High-Dust”
NH3
Sorbente
Fumi
Carbone
CALDAIA
SCR
PA
Ceneri
pesanti
A)
Aria
CONFIGURAZIONE “HIGH-DUST”
ESP
FGD
Ceneri
leggere
Acque reflue
Utilizzata in impianti nuovi e con ESP
a “freddo”;
NH
3
Sorbente
Il sistema SCR opera
conESPgas ricchi di polveri e SOX;
Fumi
CALDAIA
SCR
Il rendimento
dell’impianto rimane elevato
Carbone
Ceneri leggere
PA
FGD
Carbone
CALDAIA
SCR
PA
ESP
FGD
Ceneri
leggere
Acque reflue
La linea trattamento fumi
Ceneri
pesanti
A)
Aria
CONFIGURAZIONE “HIGH-DUST”
Configurazione “Low-Dust”
NH3
Sorbente
Fumi
Carbone
ESP
CALDAIA
SCR
FGD
PA
Ceneri leggere
Ceneri
pesanti
B)
Aria
CONFIGURAZIONE “LOW-DUST”
Acque
reflue
Utilizzata in impianti nuovi e con ESP a “caldo”;
NH3
Sorbente
Il sistema SCR opera senza
polveri;
Metano
Il rendimento
dell’impianto
rimane elevato
GGH
CALDAIA
ESP
Carbone
PA
FGD
SCR
Carbone
CALDAIA
SCR
FGD
PA
La linea trattamento fumi
Ceneri leggere
Ceneri
pesanti
Aria
CONFIGURAZIONE “LOW-DUST”
Configurazione “Tail-End”
B)
Acque
reflue
NH3
Metano
Sorbente
Carbone
CALDAIA
PA
Ceneri
pesanti
C)
GGH
ESP
FGD
SCR
Fumi
Aria
Ceneri
leggere
Acque reflue
CONFIGURAZIONE “TAIL-END”
Adatta
al “retrofit” di impianti esistenti;
LEGENDA
FGD Sistema
di desolforazione
Precipitatore
elettrostatico
Il sistema
SCR
opera senzaESP
polveri
e SO
X;
PA
Preriscaldatore d’aria
GGH Scambiatore gas/gas
SCR
Rimozione selettiva catalitica
Il rendimento dell’impianto diminuisce parecchio
Riduzione catalitica NOX
Ammoniaca
NH3
Gas con NO e
NO2
Gas depurati
350 °C
4NH3 +4NO +O2 =4N2 +6H2O
Si neutralizzano circa l’80-85% degli NOX
Riduzione catalitica NOX
Rimozione ceneri leggere
trasformatore
sistema di
isolamento e di tenuta
distributore
forato
supporti
elettrodi di
emissione
piastra di
raccolta
pesi di trazione
per i fili
tramogge di raccolta
delle polveri
Filtro elettrostatico (ESP)
Precipitatori Elettrostatici
particolato
Piastre di
raccolta
Elettrodi di
Precipitatori Elettrostatici
particolato
L’ESP rimuove oltre il 99% del particolato
Precipitatori Elettrostatici
ESP medi: 40 m2/(m3/s)
ESP grandi: 80 m2/(m3/s)
Rendimenti elevati (>99,9%)
Basse perdite di carico
Costo iniziale elevato
Rendimento frazionato (%)
ESP piccoli: 20
100
m2/(m3/s)
80
60
ESP piccola taglia
ESP media taglia
ESP grande taglia
40
20
0
0
2
4
6
8
Diametro ( m)
Funzionamento anche a
caldo
Figura 9.5 – Rendimento frazionato di
precipitatori elettrostatici di diversa taglia.
10
Rimozione ceneri leggere
meccanismo di
scuotimento
Manica filtrante
Uscita
uscita gas
depurati
gas
manica filtrante
base di collegamento
delle maniche
ingresso gas
grezzo
Ingresso
gas
tramoggia
di raccolta
Filtro a manica
Filtri a manica
Il filtro rimuove oltre il 99% del particolato
Filtri a manica
Massima
Resistenza Resistenza RESISTENZA
temperatura agli acidi
agli alcali MECCANICA
Cotone
80 °C
Scadente
Buona
Buona
Polipropilene (Propex)
90 °C
Ottima
Ottima
Molto buona
Nylon (Neotex)
120 °C
Discreta
Buona
Ottima
Acrilica (Dratex)
125 °C
Ottima
Discreta
Discreta
Poliestere (Terytex)
150 °C
Buona
Discreta Molto buona
Poliestere (Ryton)
190 °C
Ottima
Ottima
Molto buona
Nomex
200 °C
Discreta
Buona
Molto buona
Teflon
260 °C
Ottima
Ottima
Ottima
Tefair
260 °C
Molto buona
Ottima
Ottima
Fibra di vetro
260 °C
Molto buona Discreta
Scadente
Fibra
Tabella 9.3 – Principali caratteristiche delle fibre utilizzate per i filtri in tessuto.
Rendimenti elevati (>99,9%), ma con alte perdite
di carico e temperature operative non molto
elevate
Rimozione SOX
100
Rendimenti
minimi:
10000
9000
8000
S=4% 95-98%
(S Sulcis 6-7%)
Rimozione SO2 (%)
S=1% 80-90%
7000
60
6000
5000
40
4000
3000
2000 mg/Nm3
800 mg/Nm3
400 mg/Nm3
200 mg/Nm3
20
2000
1000
0
0
0
1
2
3
Tenore di zolfo (%)
4
5
Figura 9.14 – Emissioni di SO2 e efficienza di
desolforazione in funzione del tenore di zolfo.
Concentrazione SO2
80
Rimozione SOX con sorbenti
Sorbenti a base
di calcio o sodio
Sorbenti a
base di calcio
Fumi
CALDAIA
Sorbente a base
di calcio o sodio
RIMOZIONE
PARTICOLATO
WET
SCRUBBER
Combustibile
Aria
Ceneri
pesanti
Ceneri
leggere
Residui
Figura 9.15 – Localizzazione dei punti di iniezione del sorbente in impianti FGD.
Processi FGD ad umido
CaCO3 + H2O +SO2 +0,5O2 =CaSO4 •H2O +CO2
Processi FGD ad umido
H2O=100 kg
SO2=2 kg
CaCO3=70 kg
FGD
SO2 =40 kg
(=95%)
generatore
di vapore
S =20 kg
120 kg di gesso
1 t di carbone (S=2%)
Emissioni atmosferiche
Efficienza Emissione Limite di
tipica
al camino emissione
Polveri
totali
>99,5%
Ossidi di
azoto NOX
>80%
Ossidi di
zolfo SOX
>90%
5-10
3
mg/Nm
100-150
3
mg/Nm
100-150
3
mg/Nm
30
3
mg/Nm
200
3
mg/Nm
200
3
mg/Nm
L’Emission Trading
a. La Direttiva 2003/87/EC ha istituito un sistema per lo
scambio delle quote di emissione (Emission Trading)
dei gas serra, finalizzato a ridurre le emissioni
secondo criteri di efficienza ed economicità;
b. I grandi impianti sono obbligati ad ottenere un
permesso all’emissione in atmosfera di gas serra e a
rendere alla fine dell’anno un numero di quote (1 t
ciascuna) pari alle emissioni rilasciate nell’anno;
c. In base al Piano Nazionale di Allocazione a ciascun
impianto viene assegnata una quota di emissione,
che può essere oggetto di vendita o di acquisto;
d. La mancata resa di una quota di emissione comporta
una sanzione di 40 €/t nel periodo 2005-2007 e di 100
€/t nel periodo successivo;
Piano Nazionale di Allocazione
2005 (tCO2)
2006 (tCO2)
2007 (tCO2)
Centrale Fiumesanto
3 813 348
3 615 371
3 615 371
Saras S.p.A .
3 544 794
3 544 794
3 544 794
1 238 611
1 232 909
1 232 909
Turbogas A ssemini
7 630
7 630
7 630
Centrale Portoscuso
338 057
169 029
169 029
Centrale Sulcis
Le quote di emissione sono poi ripartite fra i singoli
impianti in relazione alla loro tipologia (TG, IV, CC,
etc.), al combustibile primario utilizzato (gas naturale,
carbone, etc.) ed al numero di ore di funzionamento
(impianti di base o di punta)
Riduzione emissioni di CO2
IV a carbone:
800-900 g/kWh
CC a metano:
300-400 g/kWh
IV a biomassa:
0 g/kWh?
Emissioni specifiche di CO2 (g/kWh)
3500
3000
2500
Carbone
2000
Metano
1500
IV+FGD
IGCC
1000
CC
500
0
10
20
30
40
50
60
70
Rendimento (%)
Figura 9.55 – Emissioni specifiche di CO2 in
funzione del combustibile primario e del
rendimento di generazione elettrica.
Riduzione emissioni di CO2
La CO2 può essere rimossa dai gas combusti con processi
di separazione a base di solventi chimici o fisici.
L’impianto è costoso, ingombrante e penalizzante sul
rendimento (8-10 punti) ma adatto al retrofit di impianti
esistenti.
Riduzione emissioni di CO2
La CO2 può essere rimossa dal combustibile, previa
conversione chimica (reforming o gassificazione) in
miscele di H2 e CO2.
L’impianto è meno costoso, ingombrante e penalizzante
sul rendimento (5-6 punti) ma non adatto al retrofit di
impianti esistenti.
Riduzione emissioni di CO2
La CO2 può essere rimossa facendo condensare l’acqua
dai gas combusti prodotti dalla combustione operata con
ossigeno puro in luogo dell’aria.
L’impianto, compresa la sezione di potenza, deve essere
completamente riprogettato.
Impatto Ambientale nella
Produzione di Energia
Residui Solidi
I Residui Solidi nelle CTE
Gesso
Calcare
(30.000 t/a)
CENTRALE
TERMOELETTRICA A
VAPORE CONVENZIONALE
Carbone
(750.000 t/a)
(P=320 MW, =40%)
(45.000 t/a)
Residui vari
(10.000 t/a)
Ceneri
(75.000 t/a)
Le ceneri (leggere e pesanti) derivano dalle sostanze
minerali presenti nel combustibile. I gessi sono il
prodotto dei processi di rimozione dei composti dello
zolfo (SO2 e SO3) mediante l’iniezione di calcare
(carbonato di calcio, CaCO3).
I Residui Solidi nelle CTE
Le ceneri pesanti e leggere derivanti dagli
inerti del combustibile possono essere
riutilizzate nell’industria del cemento;
I residui solidi prodotti dalla sezione di
desolforazione dei gas (gesso) trovano
solitamente un utilizzo in edilizia;
Le piccole quantità di altri residui (fanghi,
catalizzatori esausti, rifiuti vari) devono
essere smaltiti in apposite discariche.
I Residui Solidi nelle CTE
Impatto Ambientale nella
Produzione di Energia
Acque Reflue
D.lgs. 152/2006 – Parte III
 Sezione 1. Difesa del suolo e lotta alla desertificazione.
Tali disposizioni sono volte ad assicurare la tutela ed il
risanamento del suolo e del sottosuolo, il risanamento
idrogeologico del territorio tramite la prevenzione dei
fenomeni di dissesto, la messa in sicurezza delle
situazioni a rischio e la lotta alla desertificazione;
 Sezione 2. Tutela delle acque dall’inquinamento. Tali
disposizioni definiscono la disciplina generale per la
tutela delle acque superficiali, marine e sotterranee;
 Sezione 3. Gestione delle risorse idriche. Tale sezione
disciplina la gestione delle risorse idriche e il servizio
idrico integrato per i profili che concernono la tutela
dell'ambiente e della concorrenza e la determinazione dei
livelli essenziali delle prestazioni del servizio idrico
integrato e delle relative funzioni fondamentali di Comuni,
Province e città metropolitane.
I consumi di acqua in Italia
Consumi di acqua in Italia (42 miliardi di mc/anno)
14%
19%
19%
48%
Usi industriali
Usi irrigui
Usi civili
Produzione elettrica
Contrariamente alla situazione attuale, fino agli anni ’80 il
consumo di acqua e la produzione di effluenti liquidi nel
settore energetico non ha rappresentato un problema cui
prestare una particolare attenzione.
L’acqua nelle centrali elettriche
Consumi di acqua industriale
(Milioni di m3/anno)
60
50
40
30
20
10
0
1998
1999
Fiume
Pozzo
2000
Acquedotto
2001
Mare
2002
Reflui
Figura 3.2 – Consumi di acqua industriale nelle centrali termoelettriche ENEL
nel periodo 1998-2002 (ENEL, 2002).
Le acque reflue nelle CTE
Acque reflue
dalla sezione di
desolforazione
dei gas
Acque reflue
dalla sezione di
trattamento
delle ceneri
Acque reflue
dal lavaggio di
caldaia, ESP,
serbatoi, ecc.
Acque reflue
dall’unità di
addolcimento
dell’acqua
Acque reflue
varie (piovane,
di laboratorio,
sanitarie, ecc.)
UNITÀ DI TRATTAMENTO
DELLE ACQUE REFLUE
 Materiali in sospensione (dimensioni inferiori a circa 0,1
micron), costituite da solidi o da oli;
 Sostanze
in dispersioneAcqua
colloidale
(conFanghi
dimensioni
fra
Acqua depurata a
depurata
e residui
quelle riutilizzo
delle molecole
e quelle
delle particelle
solide);
interno
al corpo idrico
a discarica
 Sostanze disciolte sotto forma molecolare o ionica.
La acque reflue nel Dlgs 152/06
Parametro
pH
Temperatura
Colore
Odore
Materiali grossolani
Solidi sospesi totali
BOD5 (come O2)
COD (come O2)
Alluminio
Arsenico
Bario
Boro
Cadmio
Cromo totale
Cromo IV
Ferro
Manganese
Mercurio
Nichel
Piombo
Rame
Unità di Scarico in acque
misura
superficiali
°C
mg/l
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
Scarico in rete
fognaria
5,5-9,5
5,5-9,5
Vedi testo
Vedi testo
Non percettibile con diluizione 1:20
Non molesto
Non molesto
Assenti
Assenti
80
200
40
250
160
500
1
2
0,5
0,5
20
2
4
0,02
0,02
2
4
0,2
0,2
2
4
2
4
0,005
0,005
2
4
0,2
0,3
0,1
0,4
La acque reflue nel Dlgs 152/06
Selenio
Stagno
Zinco
Cianuri totali (come CN)
Cloro attivo libero
Solfuri (come H2S)
Solfiti (come SO3)
Solfati (come SO4)
Cloruri
Fluoruri
Fosforo totale (come P)
Azoto ammoniacale (come NH4)
Azoto nitroso (come N)
Azoto nitrico (come N)
Grassi e olii animali e vegetali
Idrocarburi totali
Fenoli
Aldeidi
Solventi organici aromatici
Solventi organici azotati
Tensioattivi totali
Pesticidi fosforati
Pesticidi totali, esclusi i fosforati
Di cui: Aldrin
“ Dieldrin
“ Endrin
“ Isodrin
Solventi clorurati
Escherichia coli
Saggio di tossicità acuta
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
“
UFC/100ml
Organismi
immobili
0,03
10
0,5
0,5
0,2
1
1
1000
1200
6
10
15
0,6
20
20
5
0,5
1
0,2
0,1
2
0,1
0,05
0,01
0,01
0,002
0,002
1
5000 (consigliato)
Meno del 50% di
organismi immobili
0,03
1
1
0,3
2
2
1000
1200
12
10
30
0,6
30
40
10
1
2
0,4
0,2
4
0,1
0,05
0,01
0,01
0,002
0,002
2
Meno dell’80% di
organismi immobili
Il trattamento delle acque
Gli impianti di trattamento degli effluenti
liquidi delle centrali elettriche sono molto simili
a quelli impiegati nelle altre industrie;
Il trattamento delle acque include processi di
filtrazione, sedimentazione, flocculazione,
neutralizzazione e chiarificazione;
Gran parte delle acque depurate possono
essere riutilizzate, con una forte riduzione degli
scarichi finali nell’ambiente circostante.
Il trattamento delle acque
Acque reflue dalla sezione di
desolforazione dei gas combusti
Acque reflue dal lavaggio di
apparecchiature e bow-down caldaia
Acque reflue dalla rigenerazione
dell’unità di demineralizzazione
Acque dalla sezione di trattamento
delle ceneri
Acque meteoriche
Acque con sostanze oleose
Aumento pH, flocculazione,
sedimentazione, precipitazione
chimica dei metalli
Aumento pH, flocculazione e
sedimentazione
Neutralizzazione chimica, aumento
pH, flocculazione e sedimentazione
Neutralizzazione del pH e
sedimentazione
Nessun trattamento
Separazione per gravità
Acque reflue dal parco carbone
Acque reflue sanitarie
Sedimentazione
Ossidazione biologica aerobica
Tabella 3.6 – Principali tipologie di trattamento delle acque reflue nelle centrali
termoelettriche convenzionali europee (UNIPEDE, 1997).
Il trattamento delle acque
Reagenti
Reagenti
Acque
reflue
Fanghi
Fanghi
Reagenti
Fanghi
secchi
Acqua
depurata
Figura 3.8 – Schema semplificato dell’unità di trattamento delle acque reflue
prodotte da una centrale termoelettrica a vapore.
Impatto Ambientale nella
Produzione di Energia
Inquinamento
Termico
L’Inquinamento Termico
È la modifica dello stato termico naturale
Inquinamento termico diretto: deriva dal
rilascio di fluidi caldi nell’ambiente (camino,
acqua di raffreddamento, ecc.) e causa
incrementi locali di temperatura;
Inquinamento termico indiretto: deriva dalle
sostanze che interferiscono sugli scambi
energetici terrestri (effetto serra), prima fra
tutte l’anidride carbonica, e causa incrementi
globali di temperatura.

L’Inquinamento Termico
 Per
i laghi la temperatura dello scarico non deve
superare i 30 °C e l’incremento di temperatura del
corpo recipiente non deve in nessun caso superare i
3 °C oltre 50 metri di distanza dal punto di
immissione.
 Per il mare la temperatura dello scarico non deve
superare i 35 °C e l’incremento di temperatura del
corpo recipiente non deve in nessun caso superare i
3 °C oltre i 1000 metri di distanza dal punto di
immissione.
 Lungo i corsi d’acqua la variazione massima tra le
temperature medie di qualsiasi sezione del corso
d’acqua a monte e a valle del punto di immissione
non deve superare i 3 °C e su almeno metà di
qualsiasi sezione a valle, tale variazione non deve
superare 1 °C.
L’Inquinamento Termico
A livello locale, il principale rilascio termico è
dato dal raffreddamento del condensatore
Vapore
~
turbina
a vapore
generatore
di vapore
Acqua
Vapore
Acqua
Pompe
energia
elettrica
Acqua
di mare
Condensatore
Centrale a
Biomassa:
=25%
PE=10 MW
PT=30 MW
Rapporto potenza termica/potenza netta
L’Inquinamento Termico
10
8
6
MCI e MTG
TG
4
IV e IGCC
IC
2
FC
0
0
20
40
60
Rendimento netto (%)
80
100
L’Inquinamento Termico
Potenza netta
Rendimento globale
Potenza in ingresso
Potenza al condensatore
Potenza al camino
Perdite varie
(MW)
(%)
(MW)
“
“
“
TG
IV
CC
IGCC
300
38
789
477
12
300
42
714
319
70
25
300
57
526
145
66
15
300
42
714
198
76
140
Tabella 4.1 – Principali elementi del bilancio energetico di impianti di
generazione elettrica di grande taglia.
Le problematiche inerenti l’inquinamento termico
interessano solo gli impianti di generazione elettrica
in tutto o in parte basati su cicli a vapore
Le opzioni a disposizione
Vapore
Va
Acqua di raffreddamento
Aria
Con
Condensa
a) Condensatore operante in circuito aperto
Aria umida
b) Condensatore
ad aria
Condensa
Le opzioni a disposizione
b) Condensatore raffreddato
Condensa
a) Condensatore operante in circuito aperto
ad aria
Aria umida
Vapore
Aria secca
Reintegro
Condensa
Spurgo
c) Condensatore operante in circuito con torre evaporativa
Figura 4.1 – Principali schemi del circuito di raffreddamento del condensatore.
L’Inquinamento Termico
Le opzioni a disposizione
Vapore
affreddamento
Aria
Aria
Condensa
e in circuito aperto
Aria umida
b) Condensatore raffreddato
ad aria
Impatto Ambientale nella
Produzione di Energia
Emissioni
Acustiche
Emissioni Acustiche
I principi fondamentali in materia di inquinamento acustico
sono stabiliti dalla legge 26 ottobre 1995 n. 447 (Legge
quadro sull’inquinamento acustico);
Fra i decreti di attuazione della 447/95 è di fondamentale
importanza il DPCM 14 novembre 1997 che stabilisce i
valori limite di emissione, di attenzione e di qualità, e il
DPCM 16 marzo 1998 che stabilisce le tecniche di
rilevamento e di misura dell’inquinamento acustico;
Infine, il D.lgs. N. 194 del 19 agosto 2005 ha recepito la
direttiva europea 2002/49/CE relativa alla determinazione ed
alla gestione del rumore ambientale, volta a definire un
approccio comune nella U.E. per evitare o ridurre gli effetti
nocivi prodotti dall’esposizione al rumore.
Le sorgenti di emissione
Sorgente
Soglia di udibilità
Bisbiglio
Conversazione
Ventilatore assiale
Auto in marcia
Ventilatore
centrifugo
Martello pneumatico
Motore al banco
Aereo di linea
Aereo militare
Statoreattore
Missile Saturno
Potenza
Livello di
sonora [W] potenza [dB]
10-12
0
10-9
30
10-4-10-5
70-80
10-3
90
10-2
100
10-1
110
1
10
102-103
104
105
106-107
120
130
140-150
160
170
180-190
Tabella 5.1 – Potenza sonora e livello di potenza
sonora di alcune tipiche sorgenti di emissione.
Livello di Potenza
sonora LW:
LW=10log(W/W0)
Si misura in dB
Un raddoppio della
potenza sonora
comporta un
incremento di 3 dB
del livello di
potenza sonora.
Il livello di rumore
Situazione di riferimento
Camere molto silenziose
Interni abitazioni in zone a basso
traffico
Interno abitazioni in zone a
traffico sostenuto
Strada a basso traffico, uffici in
locali industriali
Strada con traffico modesto,
magazzini industriali
Strada con traffico intenso,
lavorazioni meccaniche leggere
Auto e motocicli in accelerazione,
reparto di tornitura
Lavorazioni meccaniche pesanti,
fonderia, tessitura
Motore al banco
Turbogetto in decollo
Rumore
[dB (A)]
30-40
40-50
Livello di
Pressione sonora
Lp:
50-60
Lp=20log(p/p0)
60-70
Si misura in dB
70-80
Lp=LW - Ai
80-90
90-100
100-110
110-120
130
Tabella 5.3 – Livelli di rumore caratteristici di
alcune situazioni di riferimento.
Un raddoppio della
pressione sonora
comporta un
incremento di 6 dB
del livello di
pressione sonora.
La propagazione del rumore
LW
Divergenza geometrica
Assorbimento dell’aria
Riflessione del suolo
LP
Presenza di barriere
R
LP=LW + D – (20 logR+8) – R – Asuolo – Abarriera
Direzionalità
sorgente
Assorbimento
dell’aria
Divergenza
geometrica
Assorbimento
barriere
Effetto
del suolo
L. 447/95- La Zonizzazione
Classe
Denominazione e caratteristiche
I
Aree particolarmente protette: rientrano in questa classe le aree
nelle quali la quiete rappresenta un elemento di base per la loro
utilizzazione, come aree ospedaliere, scolastiche, aree destinate al
riposo ed allo svago, aree residenziali rurali, aree di particolare
interesse urbanistico, parchi pubblici, ecc.
Aree destinate ad uso prevalentemente residenziale: rientrano in
questa classe le aree urbane interessate prevalentemente da traffico
veicolare locale, con bassa densità di popolazione, con limitata
presenza di attività commerciali ed assenza di attività industriali e
artigianali.
Aree di tipo misto: rientrano in questa classe le aree urbane
interessate da traffico veicolare locale o di attraversamento, con media
densità di popolazione, con presenza di attività commerciali, uffici con
limitata presenza di attività artigianali e con assenza di attività
industriali; aree rurali interessate da attività che impiegano macchine
operatrici.
Aree di intensa attività umana: rientrano in questa classe le aree
urbane interessate da intenso traffico veicolare, con alta densità di
popolazione, con elevata presenza di attività commerciali e uffici, con
presenza di attività artigianali; le aree in prossimità di strade di
grande comunicazione e di linee ferroviarie; le aree portuali, le aree
con limitata presenza di piccole industrie.
Aree prevalentemente industriali: rientrano in questa classe le aree
interessate da insediamenti industriali e con scarsità di abitazioni.
Aree esclusivamente industriali: rientrano in questa classe le aree
esclusivamente interessate da attività industriali e prive di
insediamenti abitativi.
II
III
IV
V
VI
I limiti di Emissione
Classe
I
II
III
IV
V
VI
Denominazione
Zone particolarmente protette
Zone prevalentemente residenziali
Zone di tipo misto
Aree di intensa attività umana
Aree prevalentemente industriali
Aree esclusivamente industriali
Diurno
[dB (A)]
Notturno
[dB (A)]
45
50
55
60
65
65
35
40
45
50
55
65
Il valore limite di emissione rappresenta il
valore massimo di rumore che può essere
emesso da una sorgente sonora, misurato in
prossimità della sorgente stessa in
corrispondenza degli spazi utilizzati da
persone e comunità;
I limiti di Immissione
Classe
I
II
III
IV
V
VI
Denominazione
Zone particolarmente protette
Zone prevalentemente residenziali
Zone di tipo misto
Aree di intensa attività umana
Aree prevalentemente industriali
Aree esclusivamente industriali
Diurno
[dB (A)]
Notturno
[dB (A)]
50
55
60
65
70
70
40
45
50
55
60
70
Il valore limite di immissione rappresenta
invece il valore massimo di rumore che può
essere immesso da una o più sorgenti sonore
nell’ambiente abitativo o nell’ambiente
esterno, misurato in prossimità dei recettori ;
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
Rumore di fondo
Rumore turbina a 100 m
Potenza sonora turbina
20
20
0
0
0
5
10
15
Velocità del vento (m/s)
20
25
Livello di potenza sonora (dB)
Livello di pressione sonora (dB)
I limiti di Immissione
FINE