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Le emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori

Ogni impianto di termovalorizzazione rifiuti del Gruppo Hera è dotato di sistemi di depurazione fumi e di controllo del processo e delle emissioni progettati e realizzati con l'obiettivo di ottenere:

  • elevate performance di depurazione fumi in tutte le condizioni di processo;
  • elevata versatilità gestionale;
  • elevata affidabilità dei sistemi di controllo delle emissioni.

Al fine di perseguire tali obiettivi, i nuovi impianti e quelli oggetto di ristrutturazione sono caratterizzati dalle seguenti dotazioni impiantistiche:

  • doppio sistema di reazione e filtrazione per l'abbattimento delle concentrazioni di polveri, acido cloridrico, acido fluoridrico, anidride solforosa, metalli pesanti, diossine e furani e idrocarburi policiclici aromatici (nell'impianto di Modena sono presenti un filtro a maniche e un elettrofiltro);
  • doppio sistema di reazione (non catalitico e catalitico) per la riduzione delle concentrazioni di ossidi di azoto;
  • doppio sistema di monitoraggio fumi per il controllo del processo (SMP): i due sistemi misurano le concentrazioni dei principali inquinanti in uscita dal forno e a valle del primo stadio di reazione e filtrazione, sulla base delle quali è regolato il quantitativo di reattivi necessari all'ottenimento di performance di depurazione che garantiscano il rispetto dei limiti normativi alle emissioni e si attestino a valori mediamente inferiori dell'80-90% rispetto a essi;
  • doppio sistema di monitoraggio in continuo delle emissioni al camino: uno di riserva all'altro al fine di garantire la continuità di analisi delle concentrazioni nelle emissioni in atmosfera.

La possibilità di disporre di doppi sistemi di depurazione e monitoraggio in serie (in parallelo per quanto riguarda il monitoraggio al camino) permette di perseguire con efficacia gli obiettivi sopra descritti.
Oltre a quanto sopra descritto, in termini di controlli delle emissioni e degli impatti ambientali si operano annualmente:

  • controlli puntuali ai camini, con frequenze definite nell'autorizzazione integrata ambientale, per quei parametri che non possono essere rilevati in continuo, ricorrendo a laboratori certificati;
  • controlli sulle ricadute al suolo degli inquinanti: attraverso programmi di monitoraggio esterno in collaborazione con Università ed enti di ricerca vengono svolte analisi sulle deposizioni al suolo (sui terreni, sui vegetali, ecc.) al fine di accertare che le emissioni, ancorché all'interno dei restrittivi limiti di legge, non comportino alcun impatto significativo sull'ambiente circostante.

 

La verifica delle emissioni del termovalorizzatore di Ferrara

Come previsto nell'Autorizzazione Integrata Ambientale del termovalorizzatore di Ferrara, Hera sta attuando, con il coordinamento scientifico del CNR di Roma, il protocollo di sorveglianza ambientale e sanitaria definito da Arpa, Ausl e Provincia di Ferrara.
Gli studi su suoli, mutagenesi e qualità dell'aria sono stati trasmessi agli enti competenti ed esaminati a un tavolo tecnico promosso da Hera a gennaio 2012: all'incontro hanno partecipato Provincia, Arpa, Ausl, CNR e Università La Sapienza.
Gli studi sulla mutagenesi non hanno messo in evidenza differenze significative tra la mutagenicità indotta nella postazione collocata nelle vicinanze dell'impianto e quella di fondo urbano. Nei suoli è stata rilevata una lieve correlazione tra la concentrazione di microinquinanti e la distanza dalla sorgente emissiva, seppur con concentrazioni minime e ampiamente inferiori ai limiti indicati dalla normativa vigente. Non si è individuata correlazione tra concentrazione di metalli e distanza dal camino dell'impianto: la presenza di metalli nei terreni sembra quindi essere correlata alla tessitura stessa dei suoli, ossia tipica del fondo naturale dei sedimenti alluvionali del Po.
Dalle relazioni sul monitoraggio della qualità dell'aria emerge che le concentrazioni di inquinanti sono coerenti con quelle attese per un'area di tipo sub-urbano posta in una zona climaticamente sfavorevole quale la pianura padana, nella quale è tipica la condizione di cattivo rimescolamento atmosferico, fenomeno che tende a omogeneizzare spazialmente gli inquinanti emessi.

 
Emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori
t200920102011
Polveri3,34,75,8
Acido cloridrico3,62,93,5
Ossidi di azoto413,8310,7283,7
Ossidi di zolfo5,03,04,1
Monossido di carbonio57,053,252,1
Acido fluoridrico0,20,10,2
Carbonio Organico Totale7,06,14,1
Rifiuti trattati negli impianti (t)734.492800.576819.341
Energia elettrica netta prodotta (MWh)405.714436.863466.294
Energia termica prodotta (MWh)70.44688.755118.345

I dati sono calcolati utilizzando i sistemi di misurazione in continuo approvati dagli organi di controllo al momento dell’autorizzazione al funzionamento dell’impianto. I sistemi dei singoli impianti utilizzano procedure di raccolta e calcolo delle sostanze emesse parzialmente non uniformi.

L'analisi dei flussi di massa evidenzia una sostanziale stabilità dei quantitativi di inquinanti emessi dai termovalorizzatori del Gruppo Hera. Un'eccezione apparente è rappresentata dall'impianto di Modena per il quale si evidenzia un aumento dei quantitativi di inquinanti rilasciati in atmosfera, che, di fatto, non è determinato da una peggiore performance del sistema di depurazione fumi, ma bensì da un aumento delle ore di funzionamento conseguente la maggiore regolarità acquisita dalla nuova linea 4, e quindi dei rifiuti trattati. Si evidenzia per quasi tutti gli impianti un aumento dell'energia elettrica prodotta e ceduta alla rete nazionale. Per Bologna, Ferrara e Forlì, gli impianti connessi alla rete del teleriscaldamento, nel 2011 è aumentato il quantitativo di energia termica prodotta.
Prosegue l’andamento decrescente nei tre anni considerati delle emissioni totali di acido cloridrico (-4%), ossidi di zolfo (-19%), ossidi di azoto (-31%) e carbonio organico totale (-42%), anche a fronte di un aumento del 12% dei rifiuti trattati. Per l’acido fluoridrico il peggioramento (+9%) è legato esclusivamente all’aumento dei rifiuti trattati. Per le polveri il peggioramento è dovuto in parte al diverso sistema di monitoraggio e di abbattimento delle polveri nella nuova linea dell’impianto di Modena (si tratta comunque di rese molto alte e di un sistema previsto dalle BAT, le migliori tecnologie riconosciute a livello europeo) e in parte all’aumento dei rifiuti qui trattati: le concentrazioni medie rilevate nel 2011 sono state inferiori del 72% rispetto ai limiti di legge. Inoltre, nel 2011 si sono avuti problemi a uno strumento di misurazione polveri presso l’impianto di Ravenna, risolti con un pesante intervento manutentivo.
Per quanto riguarda gli inquinanti non monitorati in continuo si possono stimare le emissioni totali partendo dai risultati delle analisi svolte nell’anno. Le emissioni totali registrano una riduzione nel 2011 rispetto al 2009 del 69% per le diossine, del 59% per gli idrocarburi policiclici aromatici e del 21% per i metalli. Nel 2011 sono stati emessi 121 chilogrammi di metalli (155 nel 2009), 0,1 chilogrammi di idrocarburi policiclici aromatici (0,3 nel 2009) e 16,3 milligrammi di diossine e furani (52,1 nel 2009).


 
Emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori rispetto ai rifiuti smaltiti
g/t200920102011
Polveri 4,5 5,97,1
Acido cloridrico 4,9 3,64,2
Ossidi di azoto 563 388346
Ossidi di zolfo 6,8 3,75,0
Monossido di carbonio 77,6 66,563,6
Acido fluoridrico 0,3 0,10,2
Carbonio Organico Totale 9,5 7,74,9

I dati sono calcolati utilizzando i sistemi di misurazione in continuo approvati dagli organi di controllo al momento dell'autorizzazione al funzionamento dell'impianto. I sistemi dei singoli impianti utilizzano procedure di raccolta e calcolo delle sostanze emesse parzialmente non uniformi.

Confrontando le quantità di sostanze emesse in atmosfera con le quantità di rifiuti smaltiti si possono ottenere le emissioni specifiche per i vari inquinanti. Questo indicatore misura l'efficienza dei sistemi di abbattimento fumi utilizzati negli impianti e mette in evidenza i miglioramenti tecnici ottenuti con i nuovi impianti. Per alcuni inquinanti (ossidi di azoto e carbonio organico totale) si registra un deciso miglioramento. In media, per gli inquinanti indicati in tabella, la riduzione rispetto al 2009 è del 13%: Si va da un -3% pe l'acido fluoridrico a un -39% per gli ossidi di azoto. L'andamento delle emissioni di polvere è influenzato dai fenomeni evidenziati in precedenza per gli impianti di Modena e Ravenna.

Concentrazioni delle emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori (2011)
mg/Nm3Limite di legge D.Lgs. 133/2005Bologna (linea1
e 2)
Ferrara (linea 2
e 3)
Forlì
(linea 3)
Modena(linea 4)Ravenna (CDR)Ravenna (piattaforma integrata rifiuti speciali)Rimini (linea 4)
Polveri100,70,50,62,83,70,20,5
Acido cloridrico100,20,20,62,10,00,11,3
Ossido di azoto20089,444,635,954,6132,768,022,8
Ossidi di zolfo501,10,10,30,80,23,20,7
Monossido di carbonio5013,85,37,013,78,12,69,2
Acido fluoridrico10,00,10,10,10,20,10,0
Carbonio Organico Totale 101,00,60,50,22,00,40,5
Somma metalli 0,50,0670,0060,0030,0070,0030,0020,005
Idrocarburi policiclici aromatici0,010,000020,000030,000010,000050,000010,000010,00002
Diossine e Furani (ngFTE/Nm3)0,10,002210,001540,002010,006960,016300,002470,00222
Cadmio e Tallio0,050,001700,000350,000530,000390,000380,000270,00039
Mercurio0,050,0010,0010,0010,0010,0000,0000,001

I limiti di legge fanno riferimento al D.Lgs. 133/2005. Per polveri, acido cloridrico, ossidi di azoto, ossidi di zolfo, monossido di carbonio, acido fluoridrico, carbonio organico totale i valori corrispondono ai valori medi misurati in continuo e i limiti corrispondono alla media giornaliera; per tutti gli altri composti i valori corrispondono alle medie delle rilevazioni periodiche e i limiti riguardano ogni singola rilevazione. Nelle linee nuove di Ferrara, Forlì, Modena e Rimini si effettua la rilevazione in continuo del mercurio.

I risultati delle misure effettuate alle emissioni dei termovalorizzatori del Gruppo Hera confermano che essi, essendo dotati delle migliori tecnologie disponibili ed eserciti al meglio, emettono particolato, diossine e furani, IPA e metalli in misura molto inferiore rispetto ai valori limite di emissione. Per le diossine e i furani i valori ottenuti dimostrano che le concentrazioni emesse si attestano a qualche centesimo dal limite normativo. Per gli IPA le concentrazioni sono pari a pochi millesimi rispetto al limite consentito. Le misure effettuate per la determinazione dei metalli evidenziano concentrazioni ampiamente sotto i limiti. Rispetto agli altri parametri, oggetto di monitoraggio in continuo, si evidenziano presso gli impianti dotati del sistema di abbattimento catalitico degli ossidi di azoto (Bologna, Ferrara, Forlì, Modena e Rimini) concentrazioni ampiamente al di sotto non solo dei limiti di legge, ma anche dei valori limite prescritti dalle autorità locali, molto più restrittivi di quelli stabiliti dalla normativa nazionale. Sono da evidenziare i miglioramenti dal punto di vista della performance generale degli impianti di Modena e Rimini, di più recente avviamento, per i quali nel 2011 si è raggiunto un netto miglioramento dei processi di combustione e depurazione fumi.

 
Emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori rispetto ai limiti di legge D.Lgs. 133/2005 - parametri monitorati in continuo (valori ottimali 100%), media dei sette impianti

Il rinnovamento impiantistico ha consentito di migliorare notevolmente le percentuali di abbattimento delle emissioni inquinanti: nel gennaio 2008 sono entrate a regime le due nuove linee del termovalorizzatore di Ferrara, dall'inizio del 2009 è a regime il nuovo impianto di Forlì, nell'aprile 2010 è entrata a regime la nuova linea 4 del termovalorizzatore di Modena e dall'ottobre 2010 è a regime la nuova linea 4 del termovalorizzatore di Rimini. Nel grafico sopra riportato è esposto l'andamento dei parametri monitorati in continuo nel periodo 2004-2011. Nel 2011 le concentrazioni delle emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori sono state mediamente pari al 12% dei limiti di legge a fronte di un 26% del 2004. Ciò significa che nel 2011 le emissioni erano inferiori dell'88% rispetto al consentito mentre nel 2004 questa percentuale era del 74%.

Operazione trasparenza per i termovalorizzatori del Gruppo Hera

Non si sono mai fermate le iniziative di Hera per garantire ai cittadini la massima trasparenza e accessibilità ai propri termovalorizzatori.
Come già descritto nel capitolo dedicato alla comunità locale, da gennaio 2011 nel canale web dedicato ai termovalorizzatori è presente anche il calendario con la disponibilità di visite guidate agli impianti e la possibilità di prenotarsi on line. Si sta completando l'allestimento di appositi percorsi visitatori che, attraverso cartelli esplicativi situati nel cuore degli impianti, illustrano il funzionamento delle diverse sezioni e rendono comprensibile anche a persone sprovviste di conoscenze tecniche come l'impianto funziona e come i nostri operatori gestiscono le apparecchiature. A fine 2011 sono attivi i percorsi visitatori per gli impianti di Bologna, Ferrara, Forlì e Modena: nel corso del 2012 sarà allestito quello di Rimini.
Nel 2011 sono state messe a disposizione on line 150 visite ai termovalorizzatori del Gruppo: le richieste arrivate sono state raccolte nelle 120 visite effettuate, 31 delle quali da parte di scolaresche e studenti universitari per un totale di quasi 2.000 persone.
Da fine 2009 presso l'impianto di Modena inoltre è attivo su prenotazione uno sportello informativo, disponibile ogni martedì pomeriggio dalle 16 alle 19, realizzato in collaborazione con l'Amministrazione Comunale e la Circoscrizione 2. Recandosi a questo sportello, i cittadini possono incontrare e richiedere informazioni sul funzionamento del termovalorizzatore direttamente ai tecnici che ogni giorno vi lavorano. Per prenotare un appuntamento allo sportello basta telefonare o mandare una mail all'URP della Circoscrizione 2.
Inoltre, dal 2006 a Ferrara è attivo un comitato consultivo della comunità locale (RAB) composto da cittadini che risiedono nei pressi dell'impianto che si riunisce periodicamente con referenti di Hera allo scopo di raccogliere informazioni sull'impatto ambientale dell'impianto di termovalorizzazione.

 
Emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori rispetto ai limiti di legge D.Lgs. 133/2005 - parametri monitorati in continuo (valori ottimali 100%), dettaglio per impianto
 

Miglioramenti significativi di questi risultati si ottengono con la realizzazione dei nuovi impianti: gli impianti di Ferrara e Forlì, avviati nel 2008, e l'impianto di Rimini nell'ottobre 2011 dopo il completamento della fermata delle vecchie linee, mostrano infatti i valori migliori. Per Modena il miglioramento risulta meno evidente essenzialmente a causa del diverso sistema di monitoraggio delle polveri. Presso questo impianto nel 2011 con il miglioramento della combustione si sono migliorate le emissioni di ossido di azoto e di monossido di carbonio, mentre altri inquinanti sono stati contenuti con il miglioramento dei dosaggi dei reagenti raggiunto dopo diverse analisi e alla sperimentazione di nuove tipologie di carbone attivo al fine di trovare la miscela ottima per la tipologia di impianto.

Emissioni in atmosfera dei termovalorizzatori rispetto ai limiti delle autorizzazioni - parametri monitorati in continuo (valori ottimali <100%)
%200920102011
Termovalorizzatore di Bologna (FEA)18,7%22,0%19,5%
Termovalorizzatore di Ferrara9,6%8,2%8,4%
Termovalorizzatore di Forlì16,2%19,9%16,4%
Termovalorizzatore di Modena24,3%17,8%17,7%
Termovalorizzatore di Ravenna (rifiuti speciali)10,9%10,9%10,0%
Media aritmetica16,0%15,8%14,4%

Le Autorizzazioni Integrate Ambientali relative agli impianti di Ferrara, Forlì, Modena e Rimini prevedono anche il monitoraggio in continuo del mercurio.

Lo stesso indicatore è stato calcolato per i cinque impianti con limiti autorizzativi più stringenti rispetto alla normativa italiana per l'anno 2011 (per gli otto parametri monitorati in continuo in media i limiti stabiliti nelle autorizzazioni corrispondono al 77% dei limiti presenti nel D.Lgs. 133/2005); i dati sono riportati nella tabella precedente. Anche in questo caso i risultati sono eccellenti: le concentrazioni sono mediamente inferiori dell'85% circa rispetto ai limiti più restrittivi. Si fa notare che i limiti previsti dalle singole Autorizzazioni sono differenti impianto per impianto e ciò non permette la confrontabilità delle performance dei singoli impianti.
Quindi nel 2011 sono confermate le ottime performance degli impianti del Gruppo Hera. Le autorizzazioni integrate ambientali, rilasciate dalle province, autorizzano l'esercizio degli impianti imponendo restrizioni significative rispetto ai limiti previsti dalla normativa nazionale. Dai dati riportati è evidente che il bilancio emissivo di tutti gli impianti del gruppo sia ampiamente positivo.

Relativamente ai parametri per i quali il D.Lgs. 133/2005 non prevede il monitoraggio in continuo (somma metalli, idrocarburi policiclici aromatici, diossine e furani, cadmio e tallio, mercurio), il Gruppo Hera ha effettuato, in tutti gli inceneritori gestiti, nel pieno rispetto delle autorizzazioni dei singoli impianti, un totale di 547 campionamenti, un numero considerevolmente superiore ai 105 previsti dalle norme nazionali, ai 335 previsti dalle AIA e ai 432 effettuati nel 2010.
Anche nel 2011 come negli anni precedenti gli impianti di Hera hanno rispettato i limiti autorizzativi relativi ai quantitativi dei rifiuti trattati, alla loro tipologia e laddove presente alla loro provenienza. Si segnala che relativamente all'impianto di Modena nel corso del 2011 il limite quantitativo dei rifiuti speciali è aumentato da 45.000 a 50.400 tonnellate all'anno (fino alla messa in esercizio della nuova linea 3).

 
Percentuale di saturazione della potenza termica dell'impianto
%2011
Termovalorizzatore di Bologna (FEA)100%
Termovalorizzatore di Ferrara83%
Termovalorizzatore di Forlì78%
Termovalorizzatore di Modena94%
Termovalorizzatore di Ravenna100%
Termovalorizzatore di Rimini100%
Media 93%

Tenuto conto che nel 2011 i termovalorizzatori del Gruppo Hera hanno trattato le quantità di rifiuto sostanzialmente corrispondenti alle quantità autorizzate, e tenuto conto del potere calorifico di tali rifiuti, la percentuale di saturazione della potenza termica è stata pari al 93%. Ciò significa che gli impianti nel 2011 sono stati utilizzati per il 93% della loro potenzialità.

Presso i termovalorizzatori si utilizza metano nelle fasi di avviamento e di fermata e per sostenere la combustione qualora il potere calorifico del rifiuto trattato sia basso: il consumo complessivo del 2011 è stato di circa nove milioni di metri cubi. Il contenimento del consumo di metano rappresenta un obiettivo di miglioramento per gli impianti del Gruppo, obiettivo da perseguire riducendo le fermate non programmate e migliorando i processi di combustione attraverso l'omogeneizzazione dei rifiuti avviati al trattamento e il miglioramento dei processi di regolazione dell'aria di combustione.

Dal telecontrollo dei termovalorizzatori al sistema di supervisione impianti

Dal 2007 è presente a Coriano (RN) la sala di supervisione per i termovalorizzatori di Hera, un'eccellenza nel panorama nazionale, cui vengono trasmesse tutte le informazioni operative provenienti dai diversi impianti.
A partire dal 2009 è stato sviluppato un sistema innovativo di organizzazione e utilizzo dei dati tecnici e gestionali. Il sistema, nato come strumento di supporto alla gestione operativa dei soli termovalorizzatori, è oggi operativo anche sugli impianti della "Filiera Discariche", rendendo disponibili ai tecnici e al personale amministrativo del Gruppo i principali dati operativi e gestionali. Attraverso il sistema, è possibile garantire una gestione uniforme e omogenea dei diversi impianti di smaltimento, favorire la diffusione delle best practices gestionali in termini di produzione energetica, ottimizzazione del processo di smaltimento e abbattimento dell'impatto ambientale.
Per i termovalorizzatori, il sistema acquisisce sul campo i principali dati operativi, li storicizza e rende disponibili ai tecnici di Herambiente attraverso strumenti informatici dedicati, favorendo l'analisi tecnica di dettaglio del funzionamento degli impianti, il monitoraggio in tempo reale delle diverse parti d'impianto e la prevenzione di guasti e rotture.