La gestione dei rifiuti
Ermanno Barni – ENEA
Le origini del problema
Rifiuti e sviluppo sostenibile
La gerarchia delle priorità
L’importanza della Raccolta differenziata
I sistemi territoriali di gestione
Le tecnologie di trattamento, recupero e
smaltimento
Le nuove tecnologie
Rifiuti urbani
Discarica
Rifiuti urbani
Riciclo
Discarica
Rifiuti urbani
Riciclo
Incenerimento
Discarica
Rifiuti urbani
Incenerimento
Riciclo
Discarica
Schema concettuale di sistema integrato di gestione
Raccolta differenziata
dell’umido
RU
Raccolte differenziate
Compostaggio
Trattamenti
(selezione)
Raccolta del rifiuto
indifferenziato
Eventuali
pretrattamenti
di selezione
Incenerimento con
recupero energetico
Sistema produttivo
Discarica
Raccolta differenziata
dell’umido
RU
Raccolte differenziate
Compostaggio
Trattamenti
(selezione)
Raccolta del rifiuto
indifferenziato
Eventuali
pretrattamenti
di selezione
Incenerimento con
recupero energetico
Sistema produttivo/
mercato
Discarica
Raccolta differenziata
dell’umido
60
Raccolta del rifiuto
indifferenziato
RU
40
Raccolte differenziate
Compostaggio
Trattamenti
(selezione)
6
6
19
Eventuali
pretrattamenti
di selezione
Incenerimento con
recupero energetico
25
Sistema
produttivo
Discarica
Flussi relativi a sistema integrato
con mix di cicli di gestione dell’indiff.to
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.
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)
Le origini del problema
Rifiuti e sviluppo sostenibile
La gerarchia delle priorità
L’importanza della Raccolta differenziata
I sistemi territoriali di gestione
Le tecnologie di trattamento,
recupero e smaltimento
Le nuove tecnologie
TECNOLOGIE/IMPIANTI PER LA GESTIONE DEI RIFIUTI
Selezione meccanica
Trattamenti meccanico-biologici (TMB)
Compostaggio
Combustione (incenerimento)
Discarica (interramento)
Trattamenti chimico-fisici
Raccolta differenziata
dell’umido
60
Raccolta del rifiuto
indifferenziato
RU
40
Raccolte differenziate
Compostaggio
Eventuali
TRATT. pretrattamenti
MECC.-BIOL.
di selezione
SELEZIONE
MECCANICA
6
Trattamenti
(selezione)
6
19
Incenerimento con
recupero energetico
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.
L’impianto di incenerimento
Alimentazione
rifiuti
Produzione
vapore
Depurazione
fumi
Produzione en.
elettrica
Accettazione
rifiuti
Sistema di
controllo
Incenerimento
Stoccaggio
rifiuti
Rimozione
scorie
CO2, H2O,
residui inquinanti
RIFIUTI
energia elettrica
turbina
vapore
combustione
Fumi caldi
forno
caldaia
Fumi
recupero energetico
rifiuti
abbattimento
inquinanti,
filtri
depurazione fumi
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
bio essiccazione.
100
Incenerimento
27
Ceneri e scorie
Discarica
Recupero energetico da RU: incenerimento del “tal quale”
35
Selezione
meccanica
Incenerimento
(inceneritori o
impianti industriali)
CDR
Frazione
organica
Residui
Ceneri e scorie
10
5
Biostabilizzazione
35
Discarica
Recupero energetico da RU: : CDR da selezione meccanica
Trattamento
biologico
Incenerimento
(inceneritori o
impianti industriali)
CDR
55
Selezione
meccanica
Ceneri e scorie
10
15
Residui
Discarica
Recupero energetico da RU: : CDR da bioessiccamento
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
4.700
560
Combustione fraz. secca
55
3.600
6.545
470
Combustione CDR
33
2.400
7.270
350
Fabbisogno di discarica
Scorie, ceneri e
scarti (kg)
Totale
comprensivo di
FOS (kg)
Combustione “tal quale”
270
270
Combustione fraz.ne secca
185
375
Combustione CDR
291
521
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.
Stima delle emissioni di diossine in Germania negli anni 1990 – 2000
Anni 1989 - 90
Anni 1994 - 95
g TE/a
%
g TE/a
%
g TE/a
%
Incenerimento Rifiuti
400
33,0
32
11,0
<2
<3
Industria metallurgica
750
62,0
220
75,3
< 40
< 57
Centrale termoelettrica
5
0,4
3
1,0
<3
<5
Caldaie industriali
20
1,6
15
5,1
< 10
< 15
Altri processi termici
1
0,1
<1
< 0,3
<1
<1
Crematori
4
0,3
2
0,7
<2
<3
Traffico
10
0,9
4
1,4
<1
<1
Combustione
domestica
20
1,7
15
5,1
10
< 15
TOTALE
1210
100
292
100
< 70
100
Fonte: UBA Agenzia Federale Tedesca per l’Ambiente
Anni 1999 - 2000
1.5
0.15
Caffeina
Cocaina
1.2
0.12
0.0
0.00
R.
Elena*
0.03
M.libretti
0.3
Villa Ada
0.06
Cinecittà
0.6
Fermi
0.09
Bissolati
0.9
cocaina
caffeina
concentrazione, ng m-3
Concentrazioni medie di cocaina
a Roma e dintorni (inverno ‘05)
La quantità di diossina originata dai
fuochi di artificio nella notte
del 31 dicembre 1999 è pari a quella
emessa dall’inceneritore di Londra
in 100 anni di funzionamento
Studio dell’Agenzia per la protezione dell’Ambiente del Regno Unito
Le origini del problema
Rifiuti e sviluppo sostenibile
La gerarchia delle priorità
L’importanza della Raccolta differenziata
I sistemi territoriali di gestione
Le tecnologie di trattamento, recupero e
smaltimento
Le nuove tecnologie
Tecnologie avanzate e/o innovative
TMB – bioessiccazione
Digestione anaerobica
Trattamenti termo-meccanici o meccano-chimici
(pressoestrusione, Thor, stabilizzazione chimica ecc.)
Discarica – bioreattore
Principi attivi di origine vegetale
………
Ipotesi di ciclo di gestione dell’indifferenziato
per flussi medio-bassi
materiali
Perdite di
processo
10
50.000 t/a
2
TMB
FOS al
riutilizzo 3
Scarti
10-20
“CDR”
15-25
Produzione
combustibili derivati
Tecnologie innovative
di rec.ro energetico
FOS 10
Bioreattore
discarica
Co-incenerimento
con rifiuti speciali
energia
Tecnologie innovative di valorizzazione energetica
Si basano essenzialmente su processi di:
GASSIFICAZIONE
PIROLISI
Spesso in combinazione tra loro nonché sull’uso della
TORCIA AL PLASMA
RIFIUTO
PIROLISI/
GASSIFICAZIONE
SYNGAS
GREZZO
FUMI
GENERATORE DI
VAPORE
COMBUSTIONE
TRATTAMENTO
FUMI
CAMINO
GASSIFICAZIONE DI TIPO "TERMICO"
VAPORE
PRODUZIONE
ENERGIA
ELETTRICA
CENERI/CHAR
RESIDUI
COMBUSTIONE
IN 2 STADI
(INCENERIMENTO)
Ceneri
RIFIUTO
PIROLISI/
GASSIFICAZIONE
CENERI/CHAR
SYNGAS
GREZZO
TRATTAMENTO
GAS
RESIDUI
TAR
SYNGAS
PULITO
TURBINA /
MOTORE ENDOT.
PRODUZIONE
ENERGIA
ELETTRICA
CAMINO
GASSIFICAZIONE DI TIPO "ELETTRICO"
“Convenzionale” e “Nuovo” a confronto
Combustione
Gassificazione/pirolisi
Impatto ambientale:
Molto buono
Potenzialmente migliore
Recupero energetico:
Buono
Potenzialmente superiore
In sviluppo
Migliore anche se mercato
non stabile. Potenziale
recupero di materia.
Tecnologia consolidata
ed affidabile
Problematiche tuttora
irrisolte (1)
Definiti e controllabili
Non ancora dimostrati
Piuttosto elevati, ma
definiti
Non facilmente definibili,
ma similari a combustione o
superiori
Recupero sottoprodotti e
residui:
Aspetti tecnici
Aspetti gestionali:
(2)
Costi di investimento ed
esercizio:
(1) Pulizia del gas di sintesi, alimentazione rifiuti e scarico residui, difficoltà di “scale up”, elevati consumi endogeni, ecc.
(2) Controllo del processo, affidabilità, richiesta di manutenzione, sicurezza
In generale, le tecnologie innovative di
Valorizzazione energetica dei rifiuti urbani
non hanno ancora raggiunto un livello
di sviluppo definibile come “commerciale”.
Fanno eccezione la gassificazione “termica” e
alcune applicazioni della torcia plasma