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2024-06-16 11:07

La Lunga Storia del Recupero di Energia Sopra e Sotto il Suolo Ferrarese

TERMOVALORIZZATORI IN ITALIA

di: 
Gruppo Hera

L’esperienza del termovalorizzatore a Ferrara è certamente una delle più significative e originali in Italia perché ha permesso di integrare con successo innovazione tecnologica e risorse naturali. Ci riferiamo all’energia termica dai rifiuti e alla geotermia, le due fonti di alimentazione della rete di teleriscaldamento cittadino che, fra l’altro, consente di più che dimezzare le emissioni di Co2 per chilowattora termico fornito alle abitazioni ferraresi, rispetto ai comuni sistemi di riscaldamento.

Le origini del termovalorizzatore di Ferrara

A Ferrara è operativo un impianto di termovalorizzazione di Herambiente Spa, società del Gruppo Hera e primo operatore italiano nel settore dei rifiuti.

A Ferrara, la storia del trattamento termico dei rifiuti, che per quanto riguarda la frazione non riciclabile rimane ancora oggi la soluzione a più basso impatto ambientale, affonda le sue radici nel 1975 quando, in via Conchetta, entrò in servizio il primo inceneritore cittadino. L’impianto venne in seguito più volte ammodernato, seguendo l’evoluzione della normativa di settore, in particolare per quanto riguarda le emissioni al camino, e alla fine del 2005 – dopo aver trattato oltre 400 mila tonnellate di rifiuti – venne dismesso.

Il pensionamento del vecchio impianto, uno dei primi del suo tipo in Italia, era stato reso possibile dalla messa in esercizio, 10 anni prima, di una nuova linea di termovalorizzazione, più moderna e dotata di un sistema di depurazione fumi del tipo “semisecco” con torre di lavaggio finale. Il nuovo impianto, che all’epoca aveva una potenzialità di 150 tonnellate al giorno, venne realizzato in via Diana, all’interno del sito denominato “Geotermia”, nel quale si trovava - e dove si trova tutt’ora - anche la centrale di teleriscaldamento della città di Ferrara.

Duplice obiettivo del progetto era, infatti, da un lato il conseguimento dell’autosufficienza nello smaltimento dei rifiuti urbani di Ferrara con la chiusura totale delle discariche; dall’altro l’alimentazione della rete del teleriscaldamento da parte del nuovo termovalorizzatore. Risultato, quest’ultimo, raggiunto nel 1999, quando fu completata l’attivazione della sezione di cogenerazione per la produzione di energia elettrica e termica.

Anche le prestazioni ambientali dell’impianto vennero migliorate, grazie all’inserimento di un sistema di abbattimento degli ossidi di azoto mediante iniezione di urea in camera di combustione (sistema SNCR) e di un sistema di iniezione di carboni attivi, anticipando in questo modo la nuova normativa di recepimento della direttiva CE 2000/76/CE in materia di incenerimento rifiuti.

L’impianto rimase in attività con questo assetto fino al 2008 quando, al posto di quella originaria – che nel frattempo aveva smaltito quasi 410mila tonnellate di rifiuti urbani e generato 80mila MWh di energia elettrica e 300mila MWh di energia termica - vennero messe a regime le due linee attive ancora oggi.

 

Il termovalorizzatore odierno

La realizzazione delle due nuove linee per la termovalorizzazione di rifiuti solidi, in adiacenza alla vecchia linea di termovalorizzazione fermata nel 2008, ha portato la capacità di smaltimento complessiva attualmente autorizzata a 142 mila tonnellate/anno di rifiuti urbani e speciali non pericolosi.

Ciascuna delle due linee è costituita da un forno a griglia mobile raffreddata ad acqua in grado di incenerire fino a 9,6 t/ora di rifiuti con potere calorifico inferiore di 2.500 kcal/kg.

Il movimento alternato dei gradini mobili provoca l’avanzamento dei rifiuti sulla griglia, rimescolandoli, favorendo il processo di combustione e minimizzando la presenza di incombusti nelle scorie finali. L'aria necessaria al processo di incenerimento viene introdotta nella camera di combustione sia dal basso, attraverso la griglia, sia attraverso aperture presenti sulle pareti laterali. Inoltre, l'aria viene aspirata dall'interno della fossa di stoccaggio rifiuti in modo da mantenere la fossa stessa in depressione, impedendo così la diffusione di odori nell'ambiente esterno.

I fumi passano poi alla camera di post-combustione, dimensionata per garantire una permanenza ad una temperatura superiore a 850°C per almeno 2 secondi. Questo accorgimento assicura il completamento della combustione. E, sempre nella camera di post-combustione viene inoltre realizzata la prima fase di depurazione dei fumi, mediante un processo di Riduzione Catalitica Non Selettiva.

Nel frattempo, le scorie di combustione, giunte all'estremità della griglia, cadono in una vasca d'acqua per garantirne il completo spegnimento, e sono successivamente trasferite alla fossa di stoccaggio tramite sistemi di estrazione e trasporto. Qui verranno infine vagliate, per estrarne i residui ferrosi che saranno avviati a riciclo, mentre la restante parte verrà inviata ad impianti dedicati che consentiranno il riciclo dei rimanenti metalli e il recupero della frazione minerale come aggregato nella produzione di cemento.

Leggi la scheda tecnica

Trattamento delle emissioni e controlli

I fumi generati durante l’incenerimento dei rifiuti, dopo aver attraversato la camera di post-combustione, passano in una caldaia che produce vapore ad alta pressione (quasi 50 bar) e temperatura (oltre 400 °C).

I fumi entrano nella caldaia a circa 950-1000 °C e qui cedono il loro calore all’acqua che vi circola, che si trasforma in vapore. Grazie a questo processo, ognuna delle due linee produce 32 tonnellate/ora di vapore acqueo e, al suo termine, la temperatura dei fumi è inferiore ai 200°C ed essi possono essere avviati alla depurazione.

Questa si compone di una lunga serie di stadi, ciascuno dei quali deputato a rimuovere particolari inquinanti e di un Sistema di Monitoraggio in Continuo delle Emissioni al camino (SMCE) che, attraverso analizzatori automatici in funzione 24 ore su 24, permette di tenere sotto costante controllo la qualità delle emissioni nell'atmosfera.

Questo sistema include una sonda di prelievo riscaldata che trasporta continuamente un campione di gas dal camino dell'impianto fino alla cabina di analisi, dove è installata la strumentazione. Il campione entra in un analizzatore spettrometrico a raggi infrarossi (FTIR) che rileva in continuo gli spettri d'assorbimento dei composti da misurare e, attraverso un'elaborazione matematica, gli spettri presenti vengono confrontati con quelli tipici delle sostanze da ricercare. Dal confronto è possibile determinare i valori quantitativi (ovvero le concentrazioni) degli elementi e dei composti ricercati.

Al sistema FTIR si aggiungono altri analizzatori e misuratori in continuo necessari per completare l'analisi dei fumi attraverso la determinazione di ulteriori parametri quali: polveri, composti organici, mercurio, ossigeno, temperatura, portata, pressione, umidità.

Un sistema di acquisizione dati (SADE) rende disponibili i valori acquisiti in continuo elaborando le medie semiorarie e giornaliere delle concentrazioni misurate. Queste vengono confrontate con i valori limite massimi ammissibili fissati dall’autorizzazione. Le misure sono pubblicate on-line sul sito del gruppo Herambiente dove vengono aggiornate automaticamente ogni mezz'ora.

Il sistema di abbattimento delle emissioni è molto efficace, tanto che si riscontrano risultati inferiori di circa 10 volte ai limiti imposti per legge.

 

Energia termica ed elettrica dai rifiuti. Il teleriscaldamento di Ferrara

Dopo aver seguito il percorso dei fumi, torniamo al vapore prodotto nella caldaia situata dopo la camera di post-combustione: le 64 tonnellate di vapore in uscita ogni ora dalla caldaia, infatti, vanno ad alimentare un turbogeneratore in grado di produrre fino a 300 MWh al giorno di energia elettrica e di contribuire – grazie a uno spillamento in turbina del vapore in bassa pressione - alla produzione di calore a servizio della rete di teleriscaldamento cittadino.

L’utilizzo integrato di diverse fonti di calore rende il sistema di teleriscaldamento della città di Ferrara uno degli esempi più virtuosi a livello internazionale. Il calore distribuito alle utenze cittadine viene infatti ricavato sia dall’impianto di cogenerazione del termovalorizzatore sia dalla fonte geotermica che caratterizza il sottosuolo cittadino.

Attraverso i due pozzi presenti presso un impianto poco fuori città, il fluido geotermico viene estratto ad una temperatura di circa 100°C, inviato agli scambiatori di calore per la produzione di acqua calda e successivamente reiniettato nella falda sotterranea alla temperaturadi 60-70 °C. Grazie a questa duplice fonte rinnovabile, il teleriscaldamento ferrarese rappresenta un esempio di sostenibilità: se per produrre un Kwh (chilowattora) termico attraverso una caldaia domestica si generano 274 grammi di CO2, infatti, grazie al mix di fonti rinnovabili che caratterizza il teleriscaldamento ferrarese la “carbon footprint” lasciata sull’ecosistema da un’abitazione servita da questa rete è di appena 122 grammi di CO2 prodotta per chilowattora termico.

 

Le piante di paulownia

D’altra parte, quello per la sostenibilità è un impegno che il Gruppo Hera persegue a tutto tondo, e assume forme anche inconsuete. Ne è un ulteriore esempio una sperimentazione in atto proprio presso il termovalorizzatore di Ferrara, – dove Herambiente ha provveduto a piantumare circa 200 piante di paulownia messe a disposizione gratuitamente dall’Associazione Paulownia Piemonte, ente no profit che ha come obiettivo la promozione e la diffusione di tale specie in funzione dei relativi benefici sull’ambiente. Herambiente si è anche impegnata a provvedere alla manutenzione delle piante anche oltre la scadenza triennale del protocollo, conservandole fino alla conclusione del loro ciclo biologico.

Un’iniziativa nata sulla base di un protocollo d’intesa tra la Regione Emilia-Romagna ed Herambiente per il monitoraggio degli effetti della piantumazione di alberi di questa particolare specie ai fini di realizzare un progetto sperimentale che potrebbe rappresentare un caso pilota nell’ambito degli strumenti funzionali alle politiche di qualità dell’aria.

Oltre che all’incremento della superficie arborea nel territorio, l’iniziativa è dunque tesa alla definizione e realizzazione di uno studio volto ad accertare l’efficacia di queste piante nella mitigazione di alcuni inquinanti atmosferici. D’altra parte, la paulownia – specie caratterizzata da una crescita estremamente veloce sia della parte legnosa sia delle foglie – è stata selezionata proprio per le sue riconosciute capacità di catturare l’anidride carbonica e le polveri sottili.