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UN VIDEO UTILE PER CAPIRE QUALCOSA IN PIU'

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Grazie ai termovalorizzatori è possibile ricavare energia e calore dalla combustione dei rifiuti. Ma cosa accade in questi impianti? Per rispondere a questa domanda ne abbiamo osservato uno direttamente dall'interno.

Sempre più spesso si sente parlare di termovalorizzatori, impianti che - a differenza degli inceneritori, che bruciano semplicemente rifiuti residui - hanno dei sistemi di recupero del calore derivante dalla combustione. Abbiamo deciso di andare all'interno di un termovalorizzatore, quello di TRM del Gruppo Iren, per osservare cosa accade, in che modo viene prodotta energia dai rifiuti e, soprattutto, capire che fine fanno gli scarti.

Cosa succede in un termovalorizzatore

Il primo passaggio è l'arrivo dei camion con i rifiuti presso l'impianto - solitamente indifferenziato di origine urbana - che viene sottoposto a controllo radiometrico prima di essere scaricato all'interno di una fossa. In quest'ultima, una speciale gru (la "benna a polipo"), dopo aver mischiato i rifiuti, li preleva e li fa cadere in una delle tramogge di carico che li porta su una delle griglie inclinate dove verranno bruciati.

Le temperature all'interno dei forni sono comprese tra gli 850 e 1200 °C e i residui dalla combustione che vengono raccolti sotto ciascuna griglia prendono il nome di ceneri pesanti; i fumi, invece, vengono convogliati in un'apposita caldaia. Da ciascuna caldaia una parte del calore viene utilizzata per ottenere vapore che aziona la turbina. Questa è collegata ad un alternatore all'interno del quale si produce energia elettrica sufficiente a fornire elettricità. Un ulteriore flusso di vapore consente di produrre calore per teleriscaldamento, in un'ottica di piena economia circolare.

I fumi, una volta rilasciato gran parte del loro calore, vengono trattati in un percorso composta da in diversi stadi per eliminare le sostanze inquinanti in essi contenute e rispettare i parametri previsti dalla legge; i rifiuti residui invece vengono inviati ad appositi impianti per il loro trattamento e successivo recupero o smaltimento, a seconda della tipologia.

Per affrontare l'argomento "termovalorizzatori sì o no" è necessario quindi essere analitici e avere una visione a 360°: le nostre società oggi, infatti, producono rifiuti e al momento è impossibile riciclarli al 100%. La parte non riciclata può andare solamente in discarica o in un termovalorizzatore, con la differenza che nel secondo caso non solo possiamo ridurre il volume dello scarto finale ma possiamo anche ricavarne energia e calore.

Ad oggi, dal punto di vista tecnologico non ci sono alternative più valide. La vera alternativa sarebbe raggiungere una percentuale di riciclo totale, ma la realtà dimostra, almeno per ora, che è un pensiero che trova spazio solo nel mondo ideale. Non c'è dubbio che molto dipende da noi cittadini e dal nostro impegno quotidiano nel fare bene la raccolta differenziata.

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Dentro al termovalorizzatore: ecco come si produce energia dai rifiuti indifferenziati

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Grazie ai termovalorizzatori è possibile ricavare energia e calore dalla combustione dei rifiuti. Ma cosa accade in questi impianti? Per rispondere a questa domanda ne abbiamo osservato uno direttamente dall'interno.

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Biogas

Buccia di mela, lisca di pesce, pasta avanzata e una manciata di scarto di mais. No, non è qualche strana ricetta segreta, ma sono solo alcuni degli elementi necessari per la produzione di un combustibile molto particolare, il biogas. Il biogas è un gas, ma, a differenza del metano estratto dal sottosuolo, viene prodotto dalla decomposizione della materia organica (l’umido dei nostri rifiuti), reflui civili e zootecnici, biomasse agricole, ecc. in condizioni di anaerobiosi, ovvero in assenza di ossigeno molecolare (O₂) o legato ad altri elementi (ad esempio come nel caso dell’azoto nitrico NO₃–). Il concetto è simile a quello della produzione del compost, dato che si tratta di decomposizione di materia organica, ma i prodotti e le modalità con cui ciò viene realizzato sono differenti.

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UNA DESCRIZIONE TOTALE

Nel quadro della strategia waste-to-energy ritroviamo i cosiddetti combustibili solidi secondari (CSS), ottenuti da rifiuti non pericolosi e utilizzati per il recupero di energia in impianti di incenerimento (anche chiamati termovalorizzatori). Il range di rifiuti impiegato è molto ampio e comprende residui esclusi dai processi di riciclo, rifiuti dell’industria e della distribuzione, fanghi della depurazione delle acque, rifiuti industriali pericolosi, scarti di biomasse, ecc. Questi devono essere trattati adeguatamente per poter soddisfare i criteri, le normative e le specifiche industriali atte a raggiungere un potere calorifico adeguato per l’utilizzo come CSS. Uno dei metodi meno costosi e più affermati per produrre i CSS è il pre-trattamento meccanico biologico (mechanical biological pre-treatment, MBT).

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L'impatto climatico della nostra spazzatura è sempre più difficile da ignorare. Il settore dei rifiuti è uno dei tre principali settori che emettono metano - dopo l'agricoltura e il settore petrolifero e del gas - ed è responsabile di circa il 20% delle emissioni di metano causate dall'uomo a livello globale. A breve termine, il metano è più di 80 volte più potente dell'anidride carbonica come inquinante climatico ed è responsabile di quasi la metà del riscaldamento di 1 grado Celsius registrato finora. Ridurre rapidamente e in modo significativo l'inquinamento da metano è una delle opportunità più importanti che abbiamo per rallentare il ritmo del riscaldamento globale nei prossimi due decenni, un periodo critico per evitare punti di svolta climatici potenzialmente irreversibili. Inoltre, la mitigazione del metano è fondamentale per mantenere gli obiettivi a lungo termine dell'Accordo di Parigi.

In che modo i rifiuti generano emissioni di metano?

Le emissioni di metano del settore dei rifiuti derivano dalla decomposizione dei rifiuti organici (scarti di cibo e di giardino, carta, cartone e legno) in ambienti anaerobici (cioè privi di ossigeno). Se suddiviso per fonte, il settore dei rifiuti si divide in emissioni da rifiuti solidi e da acque reflue. Le emissioni di rifiuti solidi provenienti da discariche e discariche rappresentano la maggior parte delle emissioni di metano del settore. Qui i materiali organici si decompongono lentamente nel corso di decenni, rilasciando ciò che è comunemente noto come gas di discarica (LFG), una combinazione di metano e anidride carbonica.

La quantità di metano prodotta da una discarica si basa principalmente sulla quantità di sostanze organiche presenti nel flusso dei rifiuti. A livello globale, i rifiuti organici costituiscono circa il 65% dei rifiuti prodotti, con una quota maggiore di rifiuti alimentari e verdi. Ma la composizione dei rifiuti può variare notevolmente da un Paese all'altro, in genere a seconda del livello di reddito. Nei Paesi a basso reddito, i rifiuti alimentari e verdi rappresentano una quota molto maggiore del flusso di rifiuti. Con lo sviluppo dei Paesi, questa percentuale diminuisce con l'aumento dell'uso di carta, plastica e vetro.

Fonte: Kaza et al. 2018

I rifiuti globali sono in crescita

La Banca Mondiale stima che entro il 2050 genereremo 3,88 miliardi di tonnellate di rifiuti all'anno, con un aumento del 73% rispetto al 2020. Poiché la produzione di rifiuti è strettamente legata alla crescita demografica e allo sviluppo economico, si prevede che gli aumenti maggiori si verificheranno nell'Africa subsahariana e nell'Asia meridionale. Inoltre, in gran parte del mondo, le pratiche e i sistemi di gestione dei rifiuti sono carenti o inesistenti, il che porterà a un aumento delle emissioni di inquinanti climatici a vita breve. Si prevede infatti che le emissioni di metano dai rifiuti aumenteranno di 13 megatoni all'anno solo nel prossimo decennio.

Fonte: Kaza et al. 2018

Sono disponibili soluzioni comprovate per ridurre il metano proveniente dal settore dei rifiuti

Fortunatamente, oggi disponiamo di soluzioni efficaci dal punto di vista dei costi per ridurre le emissioni del settore dei rifiuti: fino al 60% delle misure di mitigazione hanno costi bassi o negativi. Forse avete già visto la gerarchia dei rifiuti o sentito la frase "ridurre, riutilizzare, riciclare". Queste frasi sono utilizzate per mostrare le opzioni di gestione dei rifiuti in ordine di preferenza ambientale e sottolineano che la discarica e lo smaltimento sono l'ultima risorsa. Possiamo utilizzare una gerarchia leggermente modificata per evidenziare le strategie di mitigazione del metano per i rifiuti solidi:

Fonte: RMI, 2022

La prevenzione dello spreco alimentare consiste nel ridurre la quantità di cibo che consideriamo "rifiuto" e nel dirottarlo verso l'uso. In pratica, questo può significare promuovere programmi di prodotti "brutti", rivedere le date di scadenza e di utilizzo degli alimenti in modo da non buttare via il cibo buono, collegare i grandi produttori di rifiuti alimentari alle banche alimentari e sensibilizzare l'opinione pubblica sull'importanza della prevenzione dei rifiuti, oltre a una serie di altre soluzioni. Oltre a tenere il cibo utilizzabile lontano dalle discariche, queste azioni contribuiscono ad aumentare la sicurezza alimentare e a ridurre le emissioni di gas serra a monte della produzione alimentare. Gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite includono l'obiettivo di dimezzare lo spreco alimentare globale pro capite a livello di vendita al dettaglio e di consumo e di ridurre la perdita di cibo durante la produzione entro il 2030.

Ad esempio, il Programma municipale di San Paolo per la lotta allo spreco e alla perdita di cibo raccoglie dai mercati alimenti buoni per il consumo, ma che altrimenti diventerebbero rifiuti, e li ridistribuisce per migliorare la sicurezza alimentare della città. Nel 2019, il programma ha raccolto 270 tonnellate di cibo e le ha distribuite a oltre 120.000 residenti. Il programma è stato combinato con il Programma Fiere e Giardini Sostenibili di San Paolo, che dirotta i restanti rifiuti organici del mercato verso impianti di compostaggio. Grazie a queste collaborazioni, oltre 9.000 tonnellate di rifiuti organici sono state sottratte alle discariche.

La diversione dei rifiuti organici è il passo successivo per evitare che questi rifiuti finiscano in discarica. I rifiuti organici possono essere separati alla fonte dai produttori di rifiuti (ad esempio, tenendo un contenitore separato per i rifiuti alimentari in cucina) o in un impianto progettato per la separazione dei rifiuti urbani misti. La separazione alla fonte da parte dei produttori di rifiuti è l'opzione tecnicamente preferibile, in quanto riduce la contaminazione - pezzi di plastica o vetro che finiscono nei rifiuti - che è importante per la maggior parte delle opzioni di trattamento. Spesso ci sono altre considerazioni culturali e socioeconomiche che influiscono sulla progettazione dei programmi di diversione dei rifiuti organici. Le due opzioni di trattamento dei rifiuti organici più comuni sono il compostaggio e la digestione anaerobica.
La Corea del Sud ha uno dei programmi di diversione dei rifiuti organici più efficienti al mondo e ricicla il 95% dei suoi rifiuti alimentari. La maggior parte dei pasti coreani è accompagnata da banchan (contorni) che raramente vengono consumati completamente e contribuiscono a generare grandi quantità di rifiuti alimentari nel Paese. La Corea ha diverse leggi che mirano a contrastare lo spreco alimentare, tra cui il divieto di smaltire gli alimenti in discarica del 2005 e un programma di raccolta e smaltimento degli alimenti basato sul peso del 2014. I residenti sono tenuti ad acquistare sacchetti biodegradabili per i loro rifiuti alimentari per compensare il costo del riciclaggio e del trattamento, oppure, nelle aree urbane, a portare i rifiuti in bidoni comunali dotati di un lettore di chip per l'identificazione a radiofrequenza (RFID) e di una bilancia che pesa i rifiuti e li tassa di conseguenza.

La riabilitazione dei siti di discarica e la progettazione e gestione delle discariche sono fondamentali per catturare il metano generato dai materiali organici che non vengono smistati e dai rifiuti già presenti nelle discariche - impianti di smaltimento dei rifiuti progettati per avere sistemi di controllo dell'ambiente e della salute umana - e nelle discariche, strutture che hanno pochi o nessun controllo. Le discariche a cielo aperto, presenti in gran parte dei Paesi in via di sviluppo, comportano rischi per la salute e la sicurezza umana e ambientale. Sebbene i costi iniziali siano elevati, le discariche possono essere riprogettate per includere sistemi di controllo ambientale, tra cui coperture che ossidano il metano quando viene rilasciato e la cattura del LFG. Le discariche esistenti con sistemi di cattura del LFG possono concentrarsi sulla massimizzazione della raccolta e dell'utilizzo del gas generato.

Soluzioni diverse per i rifiuti funzionano in contesti regionali ed economici diversi

Non esistono soluzioni uniche per una migliore gestione dei rifiuti. Tuttavia, in ogni regione del mondo si possono trovare esempi di buone politiche e buone pratiche per promuovere una migliore gestione dei rifiuti e la mitigazione del metano. Tra gli esempi di politiche vi sono:

Le norme indiane sulla gestione dei rifiuti solidi del 2016 prevedono che i produttori di rifiuti debbano separare i rifiuti in biodegradabili, non biodegradabili e pericolosi per la casa. I rifiuti biodegradabili vengono poi lavorati, trattati e smaltiti attraverso il compostaggio o la bio-metanazione.

La Strategia nazionale sui rifiuti organici del Cile fissa l'obiettivo di recuperare il 66% dei rifiuti organici urbani entro il 2040 attraverso la separazione alla fonte. La strategia promuove la prevenzione dei rifiuti alimentari attraverso l'educazione, il miglioramento delle strutture di governance e il miglioramento della tecnologia. La strategia sarà considerata un successo se, entro il 2040, i cittadini cileni eviteranno gli sprechi alimentari e la produzione di rifiuti organici e separeranno alla fonte i rifiuti inevitabili.

La Direttiva UE sulle discariche e la Direttiva quadro sui rifiuti lavorano in tandem per ridurre la quantità totale di rifiuti smaltiti in discarica, compresi i rifiuti organici, incoraggiando la separazione alla fonte e il riciclaggio dei rifiuti organici. Inoltre, richiedono la raccolta e l'utilizzo di LFG (o torcia) dalle discariche. La revisione del 2023 della Direttiva quadro sui rifiuti prevede anche un obiettivo di riduzione dei rifiuti alimentari da attuare entro il 2030.

La serie di norme per la gestione dei rifiuti della Corea del Sud crea un sistema che si concentra sulla riduzione dei rifiuti, sul riciclaggio e sul recupero di energia. Una tassa sui rifiuti basata sul volume per le famiglie ha portato a un tasso di riciclaggio del 61%, mentre il divieto di smaltimento diretto in discarica dei rifiuti alimentari e il sistema di raccolta basato sul peso stanno incoraggiando la riduzione dei rifiuti alimentari. A causa dei vincoli di spazio e delle resistenze dei residenti, nel 1995 è stata approvata la legge sulla promozione dell'installazione di strutture per lo smaltimento dei rifiuti e il sostegno alle aree adiacenti, per creare fondi di sostegno e canali di comunicazione con i residenti per pianificare progetti di gestione dei rifiuti di dimensioni superiori a quelle stabilite.

La norma sulle emissioni di gas da discarica dell'Oregon rende più severi i requisiti di autorizzazione, raccolta dati e LFG nello Stato. La norma crea un sistema a livelli in cui le discariche attive e chiuse con: 1) più di 200.000 tonnellate di rifiuti in loco, 2) un tasso di generazione di metano calcolato superiore a 664 tonnellate metriche all'anno e 3) concentrazioni misurate di metano pari o superiori a 200 parti per milione in volume devono installare un sistema di raccolta del gas.

Nella progettazione di queste politiche, ogni Paese deve tenere conto degli obiettivi primari del sistema di gestione dei rifiuti, delle considerazioni culturali, dei vincoli di bilancio e di altre sfide importanti che deve affrontare. Per quanto riguarda i rifiuti organici, le politiche devono essere progettate in modo da evitare incentivi inutili, come la concessione di grandi incentivi per i sistemi LFG che disincentivano i programmi di prevenzione e diversione. La gestione dei rifiuti è inoltre attuata principalmente a livello comunale e il divario tra le ambizioni nazionali e le capacità locali è spesso un limite al miglioramento delle pratiche di gestione.

CATF lavora per aiutare i Paesi di tutto il mondo a dare priorità al settore dei rifiuti nei piani e negli obiettivi di mitigazione del metano, un passo necessario per molti Paesi per soddisfare le ambizioni del Global Methane Pledge. Sosteniamo l'adozione di normative che rafforzino i controlli sulle emissioni di metano delle discariche e di politiche volte a migliorare la gestione dei rifiuti organici, e forniamo un sostegno allo sviluppo delle capacità per evidenziare le migliori pratiche per la mitigazione del metano dei rifiuti. Sosteniamo inoltre strumenti finanziari e altre soluzioni che possono essere utilizzate per aumentare la mitigazione e ridurre drasticamente il metano prodotto dai rifiuti solidi.

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Come la nostra spazzatura contribuisce al cambiamento climatico - e cosa possiamo fare al riguardo

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Gli impatti climatici dei nostri rifiuti sono sempre più difficili da ignorare.