Termovalorizzazione

Cosa fare di tutti i rifiuti per cui non è possibile il recupero di materia? Secondo la piramide gerarchica dei rifiuti l’opzione preferibile è la termovalorizzazione, ovvero un incenerimento con recupero di energia e/o calore, prima dell’invio in discarica (in cui non può essere recuperata nè energia nè materia). In un termovalorizzatore, o inceneritore, i rifiuti vengono bruciati per sfruttare il contenuto calorifico degli stessi (ricordate che per esempio la plastica viene prodotta a partire dal petrolio e pertanto possiede un potere calorifico alto), generare calore, riscaldare acqua per produrre vapore al fine di ottenere energia elettrica. Tale energia può essere utilizzata quindi per produrre calore, per produrre elettricità o per la produzione combinata di calore e elettricità (cogenerazione). La termovalorizzazione inoltre permette di ridurre la massa dei rifiuti del 80-85% e il loro volume di circa il 96%. Fino a circa 20 anni fa, i rifiuti venivano bruciati solo per ridurre il loro volume e renderli inerti, senza alcun recupero di energia, ma oggi la situazione è diversa e gli ingegneri, ricercatori e tecnici studiano come migliorare dal punto di vista tecnologico questi impianti, rendendoli sempre più sicuri ed efficienti. In molti paesi, la termovalorizzazione è una soluzione impiantistica già consolidata (Giappone, Svezia, Danimarca ad esempio), mentre in Italia solo il 19% dei rifiuti viene incenerito.
Ma cosa viene bruciato dei RSU? La frazione “combustibile” è costituita principalmente da carta, plastica, umido (erba e legno, scarti alimentari) e da un punto di vista energetico i rifiuti possono essere in qualche modo equiparati ai combustibili fossili, dato che si tratta di materiale organico con al suo interno elementi ossidabili (carbonio e idrogeno). Il processo di termovalorizzazione è complesso e coinvolge diverse reazioni chimiche, il cui risultato è sensibile delle condizione operative utilizzate, e tecnologie e processi sviluppati appositamente per i RSU,  con le possibili soluzioni operative:

  • combustione diretta, in cui i rifiuti vengono bruciati e l’energia termica del calore viene trasferita a un vettore termico (vapore d’acqua);
  • conversione in un combustibile intermedio liquido o gassoso, mediante pirolisi o gassificazione.

La combustione avviene all’interno di forni appositi ed è articolata in 4 fasi: riscaldamento ed essiccamento, pirolisi, combustione e/o ossidazione parziale, combustione e/o gassificazione del materiale carbonioso. Oltre al calore sprigionato dalla combustione, vengono prodotti ceneri ed emissioni gassose, entrambi richiedono opportuni trattamenti per ridurre il loro carico inquinante ed essere rilasciati nell’ambiente senza rischi per la salute. Il calore sviluppato dalla combustione dei rifiuti viene recuperato e utilizzato per produrre vapore. A sua volta, il vapore generato aziona una turbina, che, accoppiata a un alternatore e un motoriduttore, converte l’energia termica in energia elettrica; in alternativa il vapore sarà usato come vettore di calore. Quanta energia otteniamo bruciando i rifiuti? I rendimenti di un termovalorizzatore sono comunque inferiori a quello di una centrale elettrica tradizionale, dato il basso potere calorifico dei rifiuti: l’efficienza è quindi variabile e si aggira tra il 17% e il 25% (si arriva anche al 30% circa nei cicli più spinti), ma aumenta con il recupero del calore oltre il 50%, producendo indicativamente 0,67 MWh di elettricità e 2 MWh di calore per teleriscaldamento per tonnellata di rifiuti trattata. Ciò non ha impedito ad alcune città di utilizzare questa soluzione impiantistica per ottimizzare la loro richiesta di energia e lo smaltimento dei propri rifiuti, come avviene ad esempio nelle città di Oslo, Parigi e Vienna.

Fonte e approfondimenti:
Arena U., Leone U., Mastellone M. L. (a cura di), 2007. Recupero di energia e materia da rifiuti solidi: i processi, le tecnologie, le esperienze, le norme. AMRA s.c. ISBN 978-88-89972-07-6

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