L’unica tecnologia che al momento parrebbe arrivata a un discreto livello d’industrializzazione (dopo dieci – quindici anni di ricerca applicata, sperimentazioni su impianti pilota, messa a punto dei processi, test in proprio e sotto controllo di Enti nazionali e internazionali), con prestazioni ambientali molto migliori rispetto alle tecnologie concorrenti basate su trattamenti termici (di combustione o co-combustione o senza combustione diretta dei rifiuti), priva di tutti i difetti degli inceneritori e dei gassificatori più tradizionali, mi sembra quella dei reattori al plasma, esistenti in diverse varianti tecnologiche, in prevalenza basate sull’impiego di “torce al plasma” e in pochissimi casi sull’impiego di elettrodi ad arco semi-sommerso e sommerso.Naturalmente non mi sento infallibile e potrei sbagliarmi, ma ho la sensazione che con queste tecnologie siamo abbastanza prossimi a una rivoluzione tecnologica nel settore del trattamento d’inertizzazione e smaltimento dei rifiuti più pericolosi e delle quote non riciclabili, residuanti dalle altre azioni gestionali più “virtuose” e dalle relative tecnologie a minimo impatto ambientale.Attualmente l’opposizione più forte a queste nuove tecnologie viene dalle lobby degli inceneritori (è comprensibile: se nei prossimi 4-5 anni i reattori al plasma confermeranno le prestazioni che già oggi sembrano promettere e inizieranno a diffondersi, gli inceneritori di mezzo mondo possono cominciare a chiudere). Altre lobby che guardano con sospetto ai reattori al plasma sono quelle dei petrolieri e dei colossi del gas naturale, per il rischio di cominciare a perdere il controllo assoluto della produzione di idrogeno, che potrebbe derivare come sotto-prodotto a basso costo dal trattamento dei rifiuti, invece che per “reforming” del costoso metano (fonte energetica integralmente sotto il loro controllo). I reattori al plasma non determinano la combustione dei rifiuti bensì la contemporanea sublimazione, pirolisi, gassificazione ad altissima temperatura dei materiali organici (naturali o di sintesi), la fusione dei metalli e la fusione-vetrificazione degli inerti; sono progettati per massimizzare la conversione dei rifiuti in carica a syn-gas, costituito principalmente da ossido di carbonio e idrogeno, con svariati impieghi alternativi. Presentano inoltre una serie di caratteristiche a mio parere molto interessanti: – Utilizzano quantità molto limitate d’aria e d’ossigeno (in casi speciali azoto o argon) e operano in ambiente riducente, in reattore chiuso e in leggera depressione per evitare fuoriuscite di gas incontrollate.
- Operano a temperature di 6000-15000°C nella zona di generazione del plasma (arco voltaico) e di 1600-1100 °C nella camera del reattore (tra il bagno di scoria vitrea e metalli fusi nel crogiuolo e la sovrastante zona di formazione del syn-gas); i rifiuti sono esposti a temperature di 3000-4000 °C per l’intensa energia radiante del getto di plasma e tali temperature, superiori ai punti di fusione di ceneri, particolati e inerti consentono la conversione delle sostanze minerali (incluso l’amianto e derivati) in scoria vetrosa.
- Non producono ceneri, né incombusti, mentre i particolati, le polveri e i fanghi di depurazione del syn-gas sono quasi sempre reimmessi nel reattore (salvo casi particolari di recupero controllato di cadmio nei fanghi della zona di “quenching” e mercurio con filtri ad amalgama e carbone attivo, inviati poi a ditte specializzate nel recupero di tali metalli) e vetrificati con campagne periodiche di trattamento specifico in condizioni di processo controllate.
- La scoria vetrosa (“simil-ossidiana”), sottoposta in tutto il mondo a prove di lisciviazione, si è dimostrata assai poco lisciviabile (il rilascio della maggior parte degli elementi inglobati è sotto i limiti di rilevazione e, ove rilevabile, è di almeno 100 volte sotto i severi limiti di US-EPA); essendo un inerte, è riciclabile per numerosi impieghi nel settore delle costruzioni (mattonelle, piastrelle, sotto-pavimentazioni stradali, granulazione per la produzione di abrasivi o per la miscelazione con materiali edili, produzione di isolanti termici simili alla “lana di roccia”, ecc.).
- 1 tonn di RSU tal quale genera circa 180-190 kg di scoria vetrosa riciclabile (con volumi, se compatta e non trattata, di appena 0,085-0,095 m3, e densità di 1,8-2.2 ton/m3).
- Il syn-gas viene depurato ad alta temperatura e subisce poi anche trattamenti di “quenchig” (abbattimento rapidissimo della temperatura) e ulteriori depurazioni a freddo; il gas trattato è usato per la produzione di energia elettrica e vapore (combustione in turbina a gas in ciclo combinato con turbina a vapore a condensazione o derivazione e condensazione), e/o per la produzione di precursori per l’industria chimica (metanolo, etanolo), e/o per la separazione di idrogeno purissimo da ultra-filtrazione.
- L’idrogeno da syn-gas può trovare impieghi nella petrol-chimica (idrogenazione delle benzine), nell’industria alimentare (idrogenazione dei grassi), negli autobus e auto elettrici alimentati da celle a combustibile a idrogeno, nelle autovetture innovative a idrogeno liquido o a idrogeno gassoso compresso, in laboratori di ricerca e applicazioni industriali speciali.
- La stessa CO2 prodotta è talmente pura da poter essere compressa e riutilizzata direttamente come additivo per bibite gassate oppure viene reimmessa in camera di combustione. Un impulso fondamentale alla riduzione dell’effetto serra di cui ancora i tecnici della Pubblica Amministrazione Italiana non tengono conto !
- Una tonnellata di RSU tal quale, gassificata nei reattori al plasma, produce tra 800 e 1200 Nm3 di syn-gas (il volume/ton è variabile in funzione della qualità del rifiuto e della variante tecnologica di reattore), con PCI compreso tra 10,5 e 12,5 MJoule/Nm3 (2500-3000 kcal/Nm3). La ridotta quantità di gas prodotto e da depurare determina volumi d’impianto e occupazione di suoli molto contenute: ad es. una variante d’impianto da 125.000 ton/anno (circa 400 ton/giorno), può occupare un’area di 33.000 m2, di cui 7.000 m2 coperti, con cubature di 90.000 m3; altre varianti tecnologiche sono ancora più compatte (con la stessa capacità di 400 ton/giorno possono coprire appena 10.000 m2, di cui 5.000 coperti, con cubature di 45.000 m3).
- Nella combustione del syn-gas in turbina a gas in ciclo combinato si ottengono rendimenti elettrici al netto degli auto-consumi (operando con solo ciclo-vapore in condensazione) del 26-28-30 %, di alcuni punti superiori ai migliori inceneritori, e rendimenti netti del ciclo combinato (operando con ciclo-vapore in derivazione e condensazione) sino al 58-60 %.
- Le emissioni in atmosfera da eventuale combustione del syn-gas in turbina o in caldaia risultano molto contenute per il fatto di bruciare un gas già fortemente depurato; alcune Società titolari dei brevetti garantiscono valori di diossine (I-TEQ) nel syn-gas inferiori a 0,050 ng/Nm3, altre garantiscono valori inferiori a 0,010 ng/Nm3, che durante la combustione in turbina a gas tendono a ridecomporsi e stentano a riformarsi per carenza di agenti catalitici e/o ionizzanti nel gas depurato e per le condizioni poco adatte alla sintesi ex-novo di diossine; test sotto controllo di Enti internazionali e governativi nazionali hanno evidenziato dopo combustione del syn-gas intervalli di valori tra 0,023 ng/Nm3 (pochi casi-limite, da trattamento di materiali molto pericolosi come i PCB o miscele di solventi organico-clorurati, ben diversi da CDR o RSU) e 0,000020 ng/Nm3, con prevalenza di valori compresi tra 0,007 e 0,000100 ng/Nm3; SOx, NOx e particolati risultano ridotti da 10 a 100 volte rispetto agli standard US-EPA; i metalli pesanti Be-As-Ni-Hg risultano ridotti del 90-99%, Cd e Cr dell’80%, Cu del 50%, Fe del 40%, Pb del 30%; benzene, toluene, xilene e altri composti organici semi-volatili risultano ridotti a poche parti per miliardo; gli IPA risultano variare tra 0,2 e 8 microgrammi/Nm3, con prevalenza tra 0,5 e 2 contro i 10 mg/Nm3 di Legge.
- I costi d’investimento variano da 1.550 euro/(ton capacità annua) per unità mobili piccolissime (1.500 ton/y) da spostare su siti da bonificare, a 900 euro/(ton c.a.) per unità fisse medio-piccole (30.000 ton/y), a 325 euro/(ton c.a.) per sistemi fissi di taglia alta (650.000 ton/y) costituiti da batterie di reattori di taglia media o medio-piccola; la gestione può auto-sostenersi senza incentivi di Stato come i Certificati Verdi, sia usando un mix con gli RSU o il CDR di rifiuti in carica con tariffe elevate (ospedalieri, amianto), sia riciclando e vendendo idrogeno o metanolo o energia elettrica a prezzi di mercato, metalli e scoria vetrosa.
- Gli impianti sono caratterizzati da elevatissima flessibilità rispetto ai materiali di carica (accettano rifiuti solidi, liquidi, gassosi di ogni tipo, anche in miscela; oppure, se ritenuto più prudenziale, piccole unità in parallelo possono essere specializzate ciascuna per un tipo di rifiuto e mettere in comune solo la sezione finale della depurazione del syn-gas, dallo “scrubber” per l’abbattimento degli alogeni in poi); sono molto modulari (per la possibilità di costruire anche unità piccolissime); hanno transitori d’accensione e spegnimento molto brevi e dispersioni termiche minime (per la compattezza di tutte le componenti d’impianto, che ne facilitano anche il controllo, riducendo al minimo le emissioni anomale).
A titolo informativo questa tipologia d’impianto venne proposta in Campania già nel 2006 e reiterata nel 2008 in un convegno promosso dal Rotary: su 700 inviti si ebbe una sola adesione.
Duole prendere atto che le motivazioni per non utilizzare questa tecnologia in Italia sia di natura prettamente ideologica. Facendo pagare ai cittadini in termini di sofferenza ambientale tali inopinate scelte.