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Fonte:Federazione dei Verdi di Salerno
AMBIENTE
DISSOCIAZIONE MOLECOLARE (GASSIFICAZIONE) DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI
Il processo di dissociazione molecolare (c.d. gassificazione) è una tecnologia nota da tempo e grazie al ridotto impatto ambientale potrà costituire una importante alternativa alla termovalorizzazione. La raccolta differenziata rimane comunque al centro delle nostre attenzioni: essa può e deve essere sviluppata anche in Campania. L'emergenza non può essere l'alibi per giustificare i ritardi.
Il principio della dissociazione molecolare si basa sul fatto che tutti i materiali a base di carbonio, dal legno ai rifiuti di plastica o carta, possono essere gassificati, cioè trasformati, in un prodotto gassoso o gas di sintesi, che può essere utilizzato come gas combustibile nelle centrali elettriche, negli impianti di teleriscaldamento, ecc. A fronte di un monitoraggio della compatibilità ambientale del trattamento e di un'attenta analisi dei costi e dei benefici, la dissociazione molecolare può costituire un'alternativa alla tradizionale termovalorizzazione per combustione, rispetto alla quale presenta diversi vantaggi.
Una prerogativa indiscutibile è costituita dalla possibilità di valorizzare le frazioni di rifiuto residuale successive alle operazioni di raccolta differenziata. Il rifiuto residuale, che per motivi tecnici ed economici non può essere inviato alle filiere del riciclo, contiene infatti ancora una grande quantità di energia che può essere recuperata attraverso il. sistema della dissociazione molecolare, producendo un minor volume di gas, pari a circa un terzo di quello emesso da un impianto di combustione tradizionale e residui (ceneri) di post-combustione non pericolosi. Nel processo di dissociazione molecolare i rifiuti sono riscaldati a temperature inferiori ai 400°C in presenza di quantità estremamente limitate di aria. In tale processo il materiale gassifica, viene cioè distillata la frazione organica dando origine ad un gas che, non essendo ancora stato ossidato, possiede un potere calorifico piuttosto elevato. La dissociazione molecolare può essere definita come il processo di conversione termochimica di un liquido o un solido a matrice carboniosa in un gas combustibile, in presenza di un agente gassificante.
La conversione termochimica è una trasformazione chimica di una sostanza caratterizzata o dal consumo di energia o dalla produzione di energia sotto forma di calore.
Per matrice carboniosa si intende una sostanza la cui struttura chimica è basata su lunghe catene, più o meno ramificate, di atomi di carbonio, il che coincide praticamente con tutte le sostanze di origine organica. Infine, l'agente gassificante è un composto gassoso in grado di intervenire sulle caratteristiche del mas prodotto, sia modificando gli equilibri in fase gassosa, sia favorendo la decomposizione della matrice solida.
Il principale motivo di interesse dell'applicazione dei processi di pirolisi e massificazione ai rifiuti solidi e urbani e prodotti derivati è legato alla possibilità di trasformare materiali a base organica, disomogenei e difficili da stoccare, in prodotti con buone proprietà combustibili, caratteristiche qualitative costanti e maggior flessibilità di utilizzo.
Principali differenze fra i sistemi:
EFFICIENZA DISSOCIATORE MOLECOLARE (400°C)
(dimensionamento modulare)
Totale : 70%
Elettrica : 20%
Termica : 50%
EFFICIENZA INCENERITORE (1300°C)
(dimensionamento fisso)
Totale : 60%
Elettrica : 10%
Termica : 50%
Dall'esame delle quantità di polveri ed altri inquinanti prodotti si desume che è necessario oggi utilizzare tecnologie più moderne e, del resto, è questo l'indirizzo dato dall'attuale Governo con il Decreto legge 9 ottobre 2006, n. 263 Misure straordinarie per fronteggiare l'emergenza nel settore dei, rifiuti nella regione Campania.), all'art. 3 (Affidamento del sevizio di smaltimento dei rifiuti sulla base delle migliori tecnologie disponibili). Sono disponibili, infatti, Termodistruttori che con. processi di pirolisi. e gassificazione consentono di abbattere, in maniera drastica sia i gas che le polveri. La pirolisi e gassificazione sono processi che per mezzo della decomposizione termica, spezzano le molecole delle sostanze organiche senza bisogno di agenti ossidanti. La gassificazione è una parziale ossidazione, non catalitica di una sostanza solida, liquida o gassosa che ha l'obiettivo finale di produrre un combustibile gassoso, formato principalmente da ossido di carbonio, idrogeno e secondariamente, da circa. 2-3% di idrocarburi leggeri come il metano. Agenti ossidanti in questo caso possono essere l'acqua e l'anidride carbonica. L'ottenimento di questi risultati e possibile con l'utilizzo di un reattore termico nel quale siano state create le condizioni per far avvenire queste reazioni con i massimi rendimenti e in piena sicurezza.
Con la pirolisi si possono ottenere i seguenti risultati:
- gassificazione dei rifiuti solidi, liquidi e /o fangosi di qualsiasi natura;
- produzione di gas contenenti idrogeno, ossido di carbonio e idrocarburi;
- drastica riduzione degli inquinanti, come i composti dello zolfo, gli ossidi di azoto e il monossido di carbonio;
- riduzione delle dimensioni dell'impianto;
- grande flessibilità nella scelta tra produzione di energia elettrica e termica.
In ogni caso, si ritiene opportuno:
- Dimensionare il progetto alla reale necessità considerando prioritaria e privilegiando la raccolta differenziata con riciclaggio;
- L'uso di moderne tecnologie che garantiscono un impianto maggiormente ecocompatibile con minor impatto sulla salute dei cittadini che utilizzi il processo di pirolisi e gassificazione.
L'impianto di gassificazione ed elettrodissociazione del syngas risolve la fase terminale del ciclo integrato di gestione dei rifiuti con il recupero di energia e di materia stabile, immediatamente utilizzabile. Si tratta di una tecnologia che utilizza processi industriali consolidati in una integrazione innovativa. Allo stato esistono impianti industriali funzionanti di gassificazione-dissociazione.
La tecnologia è composta fondamentalmente dai seguenti sistemi integrati:
Reattore di gassificazione;
Camera di dissociazione molecolare.
Il syngas in uscita dal reattore passa in una camera di dissociazione costituita da un reattore, ove il syngas rimane per il tempo sufficiente per rompere i legami organici complessi. Successivamente il syngas viene trattato per alimentare un motore a gas. L'acqua viene recuperata e riciclata nel processo. In alternativa all'utilizzo del syngas in motori, è da avviare la sperimentazione della produzione di combustibile liquido, più facilmente fruibile e trasportabile (il gas di sintesi può essere combinato con acqua per produrre idrogeno (gas reforming), che a sua volta alimentando celle a combustibile "fuel cells" produce energia elettrica con efficienze elevatissime).
L'energia per la gassificazione è data dall'aria calda immessa nel reattore, ottenuta da una frazione del syngas prodotto, e dall'energia dai rifiuti, mentre la dissociazione è ottenuta con arco voltaico alimentato con energia elettrica.
Sintesi della tecnologia:
Non è una combustione, ma gassificazione e dissociazione molecolare;
Tecnologia semplice e robusta;
Recupera energia dai rifiuti e dal syngas producendo energia elettrica e calore;
Lunga durata dei refrattari;
Impianti di dimensioni ridotte.
La dissociazione molecolare/gassificazione controllata, raggiunge quindi l'obiettivo di ottenere dalla massa caricata la massima quantità possibile di un combustibile nobile: il gas sintetico. Il processo prevede che il sistema funzioni in difetto di ossigeno e senza che il materiale caricato bruci, in modo da spingerlo verso la produzione più alta possibile di gas di sintesi (oltre il 95%), un combustibile nobile, nella cui ossidazione termica si ha un impatto inquinante sui fumi che è di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto a quelli prodotti dalla combustione di materia organica solida.
Masse a base organica: biomasse; Rifiuti organici; Rifiuti solidi urbani anche non selezionati; Rifiuti industriali; Rifiuti speciali; Copertoni.
I vantaggi legati a questa tecnologia, ormai ampiamente utilizzata sia negli USA che nel Nord Europa, sono da ricercarsi in ragioni di ordine ecologico ed economico.
Dal punto di vista ecologico l'utilizzo di questa tecnologia è evidenziato da un processo che riduce in cenere inerte i materiali a base organica senza fondere i metalli ed il vetro grazie alle basse temperature utilizzate (400°C).
Dal punto di vista economico lo sfruttamento dell'impianto per la produzione di energia elettrica e di calore partendo dall'utilizzo di biomasse o da rifiuti consente di generare interessanti ricavi economici.
Caratteristiche di un Impianto da 2000 Kg/h di RSU (35.000 abitanti)
Ingombro in pianta:
Un edificio di circa 500 mq alto 6 m è sufficiente a contenere sia la gassificazione che la generazione di energia ed impianti accessori.
Elementi dell'impianto:
L'impianto è costituito da 4 unità di gassificazione da 60 mc (12 Ton);
Un sistema di generazione elettrica basato su turbina a vapore;
Un sistema di trattamento fumi.
Combustibile:
L'impianto è in grado di gestire 2000 Kg/h di materiale a base organica equivalenti a: 48 Ton/giorno o 16.000 Ton/anno;
Il potere calorico inferiore del combustibile è fissato in 3,25 KWh/Kg (media del Rifiuto Solido Urbano).
Energia Prodotta:
Elettrica: 1,2 MW equivalente a 9.600 MWh / anno;
Termica: 2,5 MW ad una temperatura > 90°C equivalente a 20.000 MWh / anno.
VALORI DI RIFERIMENTO DEI RICAVI
Vendita di energia elettrica (MWh): € 60 (GRTN)
Vendita della potenza termica (MWh): € 50
Certificati Verdi (per 12 anni) (MWh): € 110
Conferimento dei rifiuti (Ton): € 70
Energia Elettrica Prodotta (MW): 1,2
Energia Termica Prodotta (MW): 2,5
Ore di funzionamento impianto (h/anno): 8.000
RICAVI per un impianto da 2.000 Kg/h (16.000 T/anno)
Vendita di energia elettrica (MWh): € 576.000
Vendita della potenza termica (MWh): € 1.000.000
Certificati Verdi (per 12 anni) (MWh): € 1.056.000
Conferimento dei rifiuti (Ton): € 1.120.000
Totale Ricavi : € 3.752.000
La politica sui ricavi dipende fortemente dal gestore del sistema. In particolare i ricavi provenienti dalla fonte termica potrebbero voler essere completamente devoluti a favore di incrementi occupazionali legati all'insediamento di serre agricole da sviluppare in prossimità dell'impianto piuttosto che devoluti a pubblica utilità per il riscaldamento di edifici pubblici come scuole o piscine.
BUDGET dei COSTI
COSTI per un impianto da 2.000 Kg/h (16.000 T/anno)
Investimento: € 10.000.000
Si ipotizza che l'investimento sia interamente finanziato da un mutuo da rimborsare con 12 rate annuali costanti ad un tasso di interesse fisso pari al 5%
Valore rata mutuo (Capitale + Interessi): € 1.128.254
Contratto di manutenzione ordinaria (3% dell'investimento): € 300.000
Costi per il personale dell'impianto ( 1+ 4) € 150.000
Costi generali (5% dei ricavi): , € 187.600
Costi di smaltimento ceneri: € 56.000
Imposta di fabbricazione dell'energia elettrica: € 86.400
Totale Costi: € 1.908.254
Risultato Lordo: €. 1.843.746