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La gestione dei rifiuti nell’economia circolare

Organizzata da AIDIC Sicilia, si è svolta a Palermo un‘interessante “Giornata di studio sul trattamento dei rifiuti: stato dell’arte e innovazione”. L’occasione è stata importante per fare il punto sulle tecnologie “waste to energy” e “waste to chemicals” in una logica di economia circolare.

 

di Filippo Alessandro Fornaro, Davide Giancarli e Antonio Ruggeri Salvatorelli

Presso l’Università degli Studi di Palermo, il 30 gennaio scorso si è svolta la “Giornata di studio sul trattamento dei rifiuti: stato dell’arte e innovazione”, organizzata dall’AIDIC Sicilia.
È stata un’occasione di confronto per discutere delle migliori pratiche industriali, dei casi di successo italiani ed internazionali e delle nuove tecnologie emergenti. Nel corso della conferenza sono intervenuti vari relatori accademici, i quali hanno introdotto le più recenti innovazioni nel campo della combustione e della digestione anaerobica, presentando anche lo stato attuale del “waste to energy” in Europa, analizzando due recenti pubblicazioni: “The role of waste-to-energy in the circular economy (26/01/2017)” e “Assessment of waste incineration capacity and waste shipments in Europe (10/01/2017)”.
Successivamente sono state presentate due realtà industriali italiane, nonché una recente installazione di un’azienda tedesca in Olanda e un ambizioso progetto di “waste to chemicals” come esempio di economia circolare.
Nel pomeriggio il dibattito è stato articolato in modo più interattivo, sotto forma di tavola rotonda, ponendo una maggior attenzione sulle criticità della Regione Sicilia.

Relatori accademici
Durante il convegno, presentato dal prof. Alberto Brucato (UNIPA) e coordinato dal prof. Giuseppe Caputo (UNIPA), sono intervenuti i prof. Umberto Arena (UNINA2), Franco Cecchi (UNIVR), Stefano Consonni (POLIMI) e Leonardo Tognotti (UNIPI).
Il problema della gestione dei rifiuti non ammette un’unica soluzione, per questo motivo bisogna tener conto di un “array” di soluzioni tutte necessarie, ma non singolarmente sufficienti. Tutti gli sforzi devono concentrarsi nell’evitare il fenomeno più pericoloso per la salute pubblica e l’ambiente, il waste dumping (abbandono di rifiuti incontrollato), in quanto spesso gli fanno seguito combustioni illecite in prossimità di aree urbane. Un ruolo sicuramente rilevante per un’ottimale gestione dei rifiuti è ricoperto della separazione domestica (di qualità e di quantità, a carico del singolo cittadino) poi seguita, in modo estremamente regolare, da un’efficiente raccolta differenziata (servizio espletato dalla municipalità, non dalla regione).
Dopo questa opportuna separazione, la frazione umida dovrà essere trattata biologicamente, possibilmente con processo anaerobico, parte di quella secca riciclata e la rimanente trattata termicamente, per ottenere una riduzione in volume fino al 95% ed un conseguente recupero importante di energia. Solo seguendo tutti i processi parallelamente si può minimizzare davvero l’uso delle discariche, risolvendo in questo modo gran parte dei problemi ad esse associati.
Nel campo dei trattamenti biologici si presenta come soluzione più efficiente la codigestione anaerobica, per ragioni tecnologiche e di processo. Inviando la frazione umida agli impianti di trattamento acque reflue, si realizza una sinergia dalla quale derivano solo vantaggi: il maggior carico organico (COD e BOD), combinato coi fanghi di depurazione, incrementa le popolazioni batteriche, velocizza la cinetica del processo e permette di ottenere conversioni quasi totali in biogas. Laddove la rete fognaria lo consenta, sono da prendere in considerazione soluzioni quali l’Under Sink Food Waste Disposer (John Hammes, 1927) o il ‘New Sanitation’ concept (Grietje Zeeman, 2016), cercando di essere meno stringenti sul recupero dei nutrienti.
Seguendo un approccio non buonista ed opportunamente supportato da esperienze industriali ed analisi tecniche, si evince che il semplice riciclo non è considerabile come unica risoluzione del problema. Difatti non è possibile riciclare la totalità dei materiali, tantomeno nessun materiale può essere rigenerato infinite volte. Inoltre si riscontra un trend di crescente complessità della composizione dei rifiuti e la richiesta energetica dei processi associati al recupero non è trascurabile. Di conseguenza il ciclo di vita reale dei beni di consumo deve approssimare teoricamente un “circuito chiuso”, tenendo in considerazione tutti gli inevitabili fenomeni di dissipazione, contaminazione e degradazione.
Per quanto riguarda i trattamenti termici dei rifiuti, dal rudimentale concetto di inizio ‘900 di termo-distruzione, quindi di semplice smaltimento, si è arrivati oggi ai moderni impianti di termo-utilizzazione, ossia di vero e proprio recupero. Infatti, fino agli Anni 60-70, la combustione era adiabatica (fornace), necessaria a raggiungere una temperatura sufficientemente alta e distruggere diossine e furani (T > 850-900 °C). Negli impianti moderni, al contrario, è fondamentale limitare la temperatura per evitare la fusione delle ceneri e per non causare sollecitazioni termiche troppo elevate nei materiali esposti alla fiamma; ciò è ottenuto estraendo calore per la produzione di vapore che poi verrà espanso in turbina (caldaia integrata con il combustore).
La distribuzione di temperatura sul letto di combustione si effettua tramite moderne tecniche di pirometria ottica (telecamera IR) e si interviene sui parametri operativi dell’impianto per ottenere l’output desiderato; i rendimenti elettrici crescono all’aumentare delle quantità trattate in funzione della taglia delle turbine.
Le emissioni di diossine delle installazioni più moderne si assestano nel range di 0,005-0,15 µgTEQ/ton, 300 volte inferiori rispetto alle emissioni associate al riscaldamento domestico.
Gli investimenti in nuovi impianti devono essere configurati in una prospettiva di economia circolare a lungo termine ed essere coerenti con la EU waste hierarchy; quest’ultima classifica le opzioni di gestione dei rifiuti in base alla loro sostenibilità ed assegna la massima priorità al riciclo. Verrà mantenuto il supporto finanziario all’R&D di tecnologie nel campo del waste to energy (ad esempio Horizon 2020), insieme ai meccanismi europei di finanziamento ed altre forme di contenimento dei rischi che possano attrarre investimenti privati per convogliarli su quelle soluzioni ritenute più sostenibili e “circolari”.
Si registra l’esistenza di un surplus nell’incenerimento (overcapacity), da evitare affinché vengano garantiti i finanziamenti comunitari, nonché di una uneven geographical distribution degli impianti tra i diversi Stati Membri. Per assicurare un bilanciamento tra la situazione dei paesi del Sud-Est Europa che non hanno alcuna capacità di incenerimento, ed altri dove invece il calore prodotto negli impianti già esistenti viene utilizzato per teleriscaldamento, ci si interroga sui benefici ambientali che si potrebbero guadagnare con trasferimenti di rifiuti aggiuntivi (cross-boarding).
In conclusione, si ritiene che i processi di produzione di energia da rifiuti possano avere un ruolo importante nella transizione all’economia circolare, a patto che si segua la EU waste hierarchy. Si auspica una nuova strategia nella gestione degli impianti, che indirizzi gli investimenti verso le infrastrutture più efficienti già esistenti di trattamento rifiuti, sia nei termini ambientali che economici.

Esperienze industriali
Sono stati presentati il modello lombardo (A2A) ed il modello Emilia-Romagna (HERA); la genesi delle due società è simile (fusione tra municipalizzate dello stesso territorio, azionariato distribuito). Entrambe hanno sviluppato un’organizzazione societaria sotto forma di multi-utility (servizi energetici, idrici e ambientali) concentrandosi sul revamping di impianti preesistenti di termovalorizzazione e compostaggio e nella fornitura di teleriscaldamento, adattandosi ai sistemi di raccolta differenziata scelti dalle singole municipalità.
L’azienda tedesca EEW ha presentato il caso studio dell’impianto di Delfzijl (Olanda) che prevede di giungere all’importazione del 70% di rifiuti dal Regno Unito entro il 2020. Questi ultimi, dopo un primo trattamento obbligatorio oltre Manica, vengono inviati via mare in Olanda per la valorizzazione finale. In Gran Bretagna questo tipo di impianti sono stati installati lontano dai centri urbani, il che rende impossibile il teleriscaldamento e quindi lo sfruttamento efficiente della fonte per recupero di calore.
Infine Processi Innovativi ha proposto un metodo di conversione di RDF (Refuse-derived fuel) a biometanolo, sulla base delle esperienze giapponesi di gassificazione (OESA/JFE). La frazione di RDF viene convertita in gas di sintesi (mix di H2 e CO), ad alta temperatura ed in presenza di ossigeno; successivamente viene purificata e trasformata in metanolo.
Questo processo non prevede alcuna emissione in atmosfera: carbonio e idrogeno vengono totalmente riciclati e sintetizzati in CH3OH e CO2 liquida. Quest’ultimo è un aspetto fondamentale del processo, in quanto la CE ha prescritto che entro il 2020 in ogni Paese comunitario il 10% dei carburanti sia ottenuto da fonti rinnovabili di prima e seconda generazione; in questo senso il biometanolo o bio-MTBE rappresenta un’opzione commercialmente valida proprio come co-combustibile utilizzabile in miscela, è possibile infatti aggiungerlo direttamente alle benzine (3%vol - fino al 15%vol in un recente modello di FIAT 500).

Conclusioni
Questa giornata è stata un’occasione per assistere al confronto tra i professionisti degli ambiti accademici ed industriali sul tema della gestione e trattamento dei rifiuti. In questo contesto, partendo dall’analisi delle realtà già esistenti nel Nord Europa e Nord Italia, è nato un insieme di suggerimenti e di proposte da avanzare agli amministratori locali per la risoluzione di quei problemi che, in alcune regioni come quella siciliana, non trovano ancora soluzione.
Sono state presentate le BAT (Best Available Technologies) del settore, l’implementazione delle quali è necessaria per giungere ad un’economia circolare dei beni di consumo, che abbia come obiettivo principale la sostenibilità e sia fondata sul recupero di materia e sul recupero di energia.
È necessario perciò valorizzare tutte le frazioni derivate dai rifiuti, poiché solo dalla sinergia e dall’ottimizzazione di tutti i trattamenti descritti precedentemente è possibile agire sui diversi ambiti affetti dal problema della loro gestione: ambiente, sanità, recupero.
La raccolta differenziata rappresenta il servizio più importante che la municipalità possa fornire ai propri cittadini. È un parametro indicatore fondamentale, poiché costituisce un primo requisito riguardante la salute pubblica, la qualità della vita e il decoro urbano, in assenza del quale tutte le altre esigenze e servizi (sanità, sicurezza, viabilità, istruzione) difficilmente potrebbero risultare soddisfatti.
Il suo ruolo è indispensabile, così come quello dei trattamenti anaerobici nello smaltimento della frazione organica, ma lascia aperta la questione sullo smaltimento della frazione secca rimanente, normalmente destinata in discarica.
I processi di valorizzazione termica, troppo spesso oggetto di disinformazione, hanno raggiunto efficienze elevate ed emissioni contenute. Per questo motivo devono ritenersi anch’essi indispensabili per una completa chiusura del cerchio.

www.aidic.it

 

 

 

Letto 378 volte Ultima modifica il Lunedì, 06 Marzo 2017 15:34
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