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OrizzontEnergia

Energia dai rifiuti: termovalorizzazione

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COS'E' UN TERMOVALORIZZATORE

Il termovalorizzatore è un impianto in grado di recuperare l’energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
presente nei rifiuti solidi urbani (RSU), a differenza dei vecchi inceneritori che si limitavano a bruciarli con l’obiettivo di smaltirli. Può essere utilizzato sia per produrre energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
sia per produrre acqua calda da inviare ad appositi sistemi di teleriscaldamentoteleriscaldamento
Sistema che consente di distribuire calore presso le utenze, a partire da una centrale di produzione (per esempio centrale di cogonerazione, termovalorizzatore, ecc...). Il calore viene trasportato sotto forma di acqua calda o vapore all'interno di condotti interrati e può servire per riscaldare gli ambienti oppure per produrre acqua calda sanitaria. Nelle abitazioni servite dal teleriscaldamento la caldaia viene sostituita da uno scambiatore di calore, consentendo una diminuzione delle emissioni e un risparmio di combustibile.
.

Div/1 EN/3 FONTI/RINN/BIOM_EN RIF_Termovalorizzatore.jpgAlla base di questo sistema ci deve essere una forte integrazione con un efficiente sistema di raccolta differenziataraccolta differenziata
Raccolta di rifiuti raggruppati per tipologia (per esempio, carta, vetro, plastica) al fine di riciclarli rendendo più facile lo smaltimento e valorizzando il rifiuto stesso come materia prima. Ogni Comune stabilisce le modalità di raccolta.
dei rifiuti
. E’ una tecnologia che permette di ridurre (ma certamente non eliminare) la necessità di costruire nuove discariche in un paese densamente popolato come l’Italia.

Un parametro importante di questo sistema di produzione di energia è il potere calorificopotere calorifico
Il potere calorifico è definito come il calore prodotto dalla combustione di una quantità unitaria di combustibile e si distingue tra potere calorifico superiore (pcs) e potere calorifico inferiore (pci). È misurato in genere in kcal/kg per i combustibili liquidi e solidi, e in kcal/m3 per i gas.
del combustibile
(rifiuti) che è notevolmente aumentato negli ultimi anni, grazie ad una più sofisticata raccolta differenziata e ad un più efficiente trattamento dei rifiuti. Questo ha permesso di rendere i rifiuti combustibili indipendenti, mentre prima dovevano essere integrati da una certa quantità di combustibili fossili per poter raggiungere durante la combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
temperature tali da eliminare gli inquinanti.

 

COME FUNZIONA UN TERMOVALORIZZATORE

Come detto in precedenza, da un termovalorizzatore è possibile ricavare sia energia elettrica che energia termicaenergia termica
Calore.
.

Le prime fasi del processo sono le medesime per entrambi i tipi di produzione: il materiale non combustibile e l’umido viene separato mediante appositi setacci mentre gli altri rifiuti  vengono bruciati. Si tratta del CDR ovvero Combustibile Derivato dai Rifiuti, costituito soprattutto da plastiche, gomma ed altri derivatiderivati
Prodotti finanziari il cui valore deriva dall'andamento del valore di una determinata attività (definita "sottostante del prodotto derivato"). I derivati vengono utilizzati principalmente con finalità di copertura dal rischio oppure con finalità di speculazione (intesa nel senso di esposizione ad un rischio per ricavare profitto).
dal petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
.  Con il calore generato dalla combustione viene quindi scaldata dell’acqua contenuta in una caldaiacaldaia
Dispositivo in cui l'energia chimica posseduta da un combustibile viene trasformata in calore attraverso un processo di combustione. Il calore ottenuto generalmente assolve compiti di riscaldamento oppure viene impiegato per produrre vapore (in questo caso si parla di generatore di vapore).
. A questo punto c’è la differenziazione tra energia elettrica ed energia termica, a seconda che l’acqua in caldaia venga fatta bollire o semplicemente scaldata.

Per quanto concerne la produzione di energia elettrica il principio di funzionamento è del tutto assimilabile a quello di una tradizionale centrale a vaporecentrale a vapore
Impianto per la produzione di energia elettrica a partire dalla combustione di fossili o biomassa. Il calore derivante dalla combustione, infatti, serve a trasformare acqua liquida in vapore. Il vapore successivamente espande in turbina e mette in moto un generatore elettrico per la produzione di elettricità.
, con la differenza che il classico generatore di vaporegeneratore di vapore
Apparecchio che trasferisce calore ad un liquido (generalmente acqua) in modo da generare vapore oppure liquido avente una temperatura più elevata di quella presenta all'ingresso del generatore. Il calore è quello sviluppato dal combustibile bruciato in camera di combustione oppure quello generato da reazioni nucleari oppure quello recuperato da gas caldi provenienti da processi industriali (in questo caso si parla di generatori a recupero). I generatori di vapore coprono un ampio intervallo di dimensioni, fino a quelli impiegati nelle centrali elettriche alti fino ad 80 m in grado di produrre oltre 1000 kg/s di vapore con temperature e pressioni piuttosto elevate.
è sostituito dall’impianto di termovalorizzazionetermovalorizzazione
Processo di combustione dei rifiuti da cui è possibile recuperare energia. I termovalorizzatori, infatti, sono impianti di generazione elettrica che, sfruttando la cogenerazione, possono essere abbinati anche a sistemi di teleriscaldamento. Il ciclo di potenza rimane sostanzialmente simile a quello di generazione elettrica a partire da altri combustibili.
. L’acqua viene fatta bollire ed il vapore prodotto mette in moto turbine ed alternatori.

Se invece l’acqua viene solamente scaldata, può essere convogliata  allo stato liquido in un sistema di teleriscaldamento, per fornire calore alle utenze nei pressi del termovalorizzatore.

In entrambi i casi, infine, esiste un accurato processo di filtraggio e depurazione dei gas prodotti dalla combustione, prima che questi ultimi vengano liberati nell’atmosferaatmosfera
Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
. Tale operazione è estremamente importante. Sono i filtri elettrostatici che hanno il compito di trattenere sostanze cancerogene come la diossina e metalli pesantimetalli pesanti
Metalli come il piombo, il cadmio e il mercurio che hanno elevata massa atomica e densità superiore ai 5 g/cm3. Alcuni metalli pesanti (per esempio il rame, lo zinco e il selenio), se presenti in tracce, sono fondamentali per mantenere un equilibrato metabolismo nel corpo umano, poichè, invece, ad elevate concentrazioni, possono creare problemi di avvelenamento. Essi infatti tendono ad accumularsi più velocemente di quanto sono espulsi (bioaccumulazione).
.

Div/1 EN/3 FONTI/RINN/BIOM_EN RIF_Schema Silla 2.jpg

 

VANTAGGI DEI TERMOVALORIZZATORI

  • Favoriscono lo smaltimento dei rifiuti, permettendo quindi una riduzione di utilizzo delle  discariche di 10-30 volte
  • A differenza degli inceneritori che si limitano a smaltire i rifiuti, i termovalorizzatori ne recuperano l’energia contenuta

 

SVANTAGGI DEI TERMOVALORIZZATORI

  • In Italia e’ complesso l’ottenimento del consenso da parte della popolazione residente nei pressi del luogo dove è pianificata l’installazione del termovalorizzatore.
  • La competitività economica rispetto ad altri sistemi di smaltimento dei rifiuti è ancora bassa seppur in crescita grazie all’aumento del potere calorifico dei rifiuti.

 

QUANTO VENGONO SFRUTTATI I TERMOVALORIZZATORI?

In Italia la produzione elettrica da RSU si aggira intorno al 10% del suo potenziale, mentre negli altri paesi europei raggiunge percentuali ben più alte (mediamente 40% con punte dell’80% in Svizzera). Questo scarso sfruttamento nel nostro paese è dovuto a tre fattori:

  • La carenza di impianti. Infatti nel nostro paese più del 50% dei rifiuti viene smaltito in discarica
  • Gli impianti presenti sono per lo più dei puri inceneritori, quindi non in grado di recuperare l’energia presente nei rifiuti
  • Gli impianti esistenti sono di piccola taglia. Questo limita fortemente la possibilità di sfruttare al meglio i rifiuti come combustibili perché il rendimentorendimento
    In termini generali il rendimento è il rapporto tra "quanto ottenuto" in un processo e "quanto speso" per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l'input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso.
    dei termovalorizzatori cresce al crescere della taglia dell’impianto.

 

E I RIFIUTI NON COMBUSTIBILI?

Come già accennato in precedenza la frazione umidafrazione umida
Parte dei rifiuti che indica le sostanze organiche che possiedono un certo contenuto d'acqua (ad esempio scarti alimentari, foglie, ecc..) e quindi una scarsa densità energetica a meno che non si preveda qualche trattamento specifico per aumentarne il potere calorifico.
dei rifiuti (scarti alimentari, agricoli) viene separata dal rifiuti solidi che poi verranno bruciati. A questa va sommata la frazione di materiali non combustibili (vetri, metalli, inertiinerti
Scarti provenienti da demolizioni edilizie.
) che vengono selezionati precedentemente mediante la raccolta differenziata.

Questi ultimi possono essere riciclati, mentre la parte umida viene valorizzata mediante processi di bio-conversione in etanoloetanolo
Termine che indica l'alcol. Esso viene prodotto a partire dalla fermentazione di zuccheri.
utilizzabile come carburante per il trasporto su strada.


 

 

 

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