I cementieri e l'ambiente, una sfida chiamata CDR-Q
A prima vista l’associazione può apparire decisamente insolita. Cemento dai rifiuti. Eppure si tratta del classico uovo di colombo. I secondi sono da smaltire. Il primo ha bisogno di energia per essere prodotto. E se le fonti energetiche più tradizionali hanno lo svantaggio di essere inquinanti, i rifiuti – ed in particolare il CDR-Q, sigla che sta per Combustibile Da Rifiuti di Qualità – possono rappresentare l’alternativa perfetta per abbattere le emissioni.
Le cifre in ballo sono tutt’altro che trascurabili, specie in un’era di cambiamenti climatici e di impegni internazionali sempre più stringenti per ridurre l’inquinamento.
E' possibile ridurre notevolmente l'inquinamento dei cementifici italiani tramite il combustibile da rifiuti di qualità
In Italia le emissioni di CO2 da impianti industriali corrispondono a circa 227 milioni di tonnellate: la parte del leone la fanno le centrali elettriche a carbone e gas con 149 milioni di tonnellate (65% del totale) – secondi nella graduatoria i cementifici, che contribuiscono per 28 milioni di tonnellate (12,5%), mentre raffinerie, acciaierie, cartiere, impianti per produzione di vetro, calce e ceramica concorrono ai restanti 50 milioni di tonnellate (22,5%).
Le cifre in ballo sono tutt’altro che trascurabili, specie in un’era di cambiamenti climatici e di impegni internazionali sempre più stringenti per ridurre l’inquinamento.
E' possibile ridurre notevolmente l'inquinamento dei cementifici italiani tramite il combustibile da rifiuti di qualità
In Italia le emissioni di CO2 da impianti industriali corrispondono a circa 227 milioni di tonnellate: la parte del leone la fanno le centrali elettriche a carbone e gas con 149 milioni di tonnellate (65% del totale) – secondi nella graduatoria i cementifici, che contribuiscono per 28 milioni di tonnellate (12,5%), mentre raffinerie, acciaierie, cartiere, impianti per produzione di vetro, calce e ceramica concorrono ai restanti 50 milioni di tonnellate (22,5%).
La produzione di cemento si differenzia dagli altri settori inquinanti per la doppia natura delle emissioni di CO2, in parte connaturate alla composizione chimica del prodotto finito:
Mentre sulle emissioni dirette non è possibile agire (esse si trovano in natura nella materia prima necessaria per la produzione), è possibile intervenire sulle indirette (energetiche) modificando la fonte dell'energia utilizzata e di conseguenza le relative emissioni.
Fra le varie possibilità per la riduzione dell'impatto ambientale che i cementifici hanno sul territorio, una opportunità concreta è offerta dalla sostituzione del combustibile tradizionale con combustibili alternativi, in particolare i CDR-Q (Combustibile Da Rifiuti di Qualità).
Cos'è il CDR-Q
Ma vediamo nel dettaglio in cosa consiste il CDR-Q.
Si tratta di un combustibile ottenuto dalla separazione, lavorazione e ricomposizione dei rifiuti solidi urbani nella misura massima del 50%. Il procedimento permette di ottenere un vero e proprio combustibile con caratteristiche tecniche, chimiche e fisiche, garantite.
Il CDR-Q si distingue dal "CDR normale" e dal “combustibile derivato da rifiuti” perché garantisce maggior stabilità nel tempo e migliori parametri qualitativi relativamente al potere calorifico, minor concentrazione di inquinanti ed certezza del contenuto di biomassa biodegradabile.
Perché è possibile smaltire il CDR in un cementificio e quali benefici permette di conseguire
Il forno, cuore del processo produttivo del cemento, non è una semplice camera di combustione bensì un reattore di processo. Date le sue caratteristiche di altissime temperature di oltre 2.000°C e tempi di permanenza del gas di combustione di oltre 5 secondi, può essere alimentato in sicurezza sia con combustibili tradizionali sia con combustibili alternativi quali il CDR-Q. Durante la fase di cottura, infatti, la sostanza organica viene completamente combusta e le ceneri vengono completamente incorporate nel clinker senza produzione di scorie.
Il CDR-Q utilizzato in co-combustione in cementifici presenta dunque molteplici benefici ambientali ed energetici:
- Emissioni dirette – proporzionali alla massa di cemento prodotta. Infatti l'ingrediente principale (64%) del cemento è l'ossido di calcio (CaO) che si forma dal carbonato di calcio (CaCO3) per calcinazione, con relativa emissione di CO2. A una tonnellata di cemento corrispondono quindi 0,503 tonnellate di CO2 emesse per reazione chimica.
- Emissioni indirette (energetiche). L'energia usata per produrre il cemento determina ulteriori emissioni di CO2, circa 0,2 tonnellate per ogni tonnellata di cemento prodotto.
Mentre sulle emissioni dirette non è possibile agire (esse si trovano in natura nella materia prima necessaria per la produzione), è possibile intervenire sulle indirette (energetiche) modificando la fonte dell'energia utilizzata e di conseguenza le relative emissioni.
Fra le varie possibilità per la riduzione dell'impatto ambientale che i cementifici hanno sul territorio, una opportunità concreta è offerta dalla sostituzione del combustibile tradizionale con combustibili alternativi, in particolare i CDR-Q (Combustibile Da Rifiuti di Qualità).
Cos'è il CDR-Q
Ma vediamo nel dettaglio in cosa consiste il CDR-Q.
Si tratta di un combustibile ottenuto dalla separazione, lavorazione e ricomposizione dei rifiuti solidi urbani nella misura massima del 50%. Il procedimento permette di ottenere un vero e proprio combustibile con caratteristiche tecniche, chimiche e fisiche, garantite.
Il CDR-Q si distingue dal "CDR normale" e dal “combustibile derivato da rifiuti” perché garantisce maggior stabilità nel tempo e migliori parametri qualitativi relativamente al potere calorifico, minor concentrazione di inquinanti ed certezza del contenuto di biomassa biodegradabile.
Perché è possibile smaltire il CDR in un cementificio e quali benefici permette di conseguire
Il forno, cuore del processo produttivo del cemento, non è una semplice camera di combustione bensì un reattore di processo. Date le sue caratteristiche di altissime temperature di oltre 2.000°C e tempi di permanenza del gas di combustione di oltre 5 secondi, può essere alimentato in sicurezza sia con combustibili tradizionali sia con combustibili alternativi quali il CDR-Q. Durante la fase di cottura, infatti, la sostanza organica viene completamente combusta e le ceneri vengono completamente incorporate nel clinker senza produzione di scorie.
Il CDR-Q utilizzato in co-combustione in cementifici presenta dunque molteplici benefici ambientali ed energetici:
- Benefici in termini di gestione dei rifiuti (promozione raccolta differenziata, riduzione delle discariche) all'interno di cementifici già esistenti, che tuttavia sono stati soggetti ad articolati processi autorizzativi che tutelano l'ambiente e la salute
- Benefici in termini di riduzione delle emissioni di CO2, in quanto vengono sostituiti combustibili fossili, coke da petrolio nei cementifici, con biomassa “non vergine” (diversa ad esempio dal legno) contenuta nel CDR-Q
- Benefici in termini di risparmio energetico: nei cementifici, per la parte di biomassa del CDR-Q, è possibile ottenere certificati bianchi relativi al risparmio energetico di fonti fossili per un ammontare complessivo di 0,33 Mtep (milioni tonnellate equivalenti petrolio).
Iniziative nel settore
All’estero, ed in particolare nei Paesi più all’avanguardia nell’utilizzo delle energie rinnovabili e nella tutela dell’ambiente, come Finlandia e Germania ad esempio, i rifiuti vengono utilizzati da tempo per la co-combustione nelle centrali elettriche ed in parte nei cementifici.
In Finlandia l’ormai consolidato utilizzo delle biomasse ha favorito il consumo del CDR, compreso quello di qualità. Mentre in Germania sono allo studio processi di standardizzazione e certezza qualitativa per un adeguato utilizzo del CDR-Q.
Anche in Italia i principali player di settore si stanno attivando per sfruttare il CDR-Q e sostituire i combustibili tradizionali.
All’estero, ed in particolare nei Paesi più all’avanguardia nell’utilizzo delle energie rinnovabili e nella tutela dell’ambiente, come Finlandia e Germania ad esempio, i rifiuti vengono utilizzati da tempo per la co-combustione nelle centrali elettriche ed in parte nei cementifici.
In Finlandia l’ormai consolidato utilizzo delle biomasse ha favorito il consumo del CDR, compreso quello di qualità. Mentre in Germania sono allo studio processi di standardizzazione e certezza qualitativa per un adeguato utilizzo del CDR-Q.
Anche in Italia i principali player di settore si stanno attivando per sfruttare il CDR-Q e sostituire i combustibili tradizionali.
Un caso di successo rilevante sul nostro territorio è rappresentato dalla partnership sviluppata da Buzzi con Pirelli per la produzione di un combustibile alternativo denominato CDR-P, ovvero Combustibile Derivato da Rifiuti-Pirelli.
Il CDR-P si ottiene miscelando la frazione combustibile a limitato potere calorifico, ottenuta dalla frazione secca di RSU (Rifiuti Solidi Urbani tal quali o residuali da raccolta differenziata) con le componenti ad elevato potere calorifico, costituite da PFU (Pneumatici Fuori Uso) e plastiche non clorurate. Il potere calorifico del prodotto ottenuto si aggira attorno alle 5.500 Kcal/kg ed è quindi da considerare un vero e proprio combustibile, di buona qualità, sostenibile da un punto di vista ambientale e che si allinea alle prestazioni del carbone.
Il forno da cemento è particolarmente adatto al termoutilizzo del CDR-P, infatti grazie anche al processo di co-combustione al bruciatore principale, si risparmia una fonte di energia non rinnovabile migliorando inoltre sensibilmente, le altre emissioni nocive come NOx e SOx (Ossidi di Azoto e Zolfo).
Dal 2001 Buzzi Unicem, Pirelli & C. Ambiente, Provincia di Cuneo ed ACSR, Azienda Cuneese Smaltimento Rifiuti hanno un accordo per la produzione e lo sfruttamento di CDR di qualità per la produzione di combustibile da rifiuti solidi urbani. Nell’impianto ACSR, situato in prossimità della discarica di Borgo San Dalmazzo, avviene la selezione (cioè la separazione della parte secca dalla parte organica, corrispondente a circa il 40% del rifiuto) mentre nella struttura di Idea Granda, situata a poche centinaia di metri dallo stabilimento di Robilante, viene prodotto il CDR-P, utilizzando appunto la frazione secca che sarà ulteriormente vagliata, frantumata, essiccata e deferrizzata in un moderno impianto (il cui investimento ha superato i 3 Eur m) e arricchita con frammenti di pneumatici fuori uso o plastiche non clorurate.
Conclusioni
In conclusione le potenzialità del CDR-Q appaiono evidenti, considerando che per il mercato del cemento nel 2009 viene stimata una produzione di 38,4 milioni di tonnellate con emissioni pari a circa 26 milioni di tonnellate.
Se tutti i cementifici avessero un tasso di sostituzione del 14% (quello del best in class) il risparmio ambientale sarebbe di 750.000 tonnellate di CO2 (pari al 3% del totale prodotto dai cementifici in Italia nel 2009) con 700.000 tonnellate di CDR in meno smaltito in discarica.
L'utilizzo di questo combustibile può rappresentare quindi un'ottima opportunità per l'industria del cemento sia in termini economici che di emissioni, con benefici sostanziali per l'ambiente che garantirebbero un importante contributo al raggiungimento degli obiettivi di riduzione dell’inquinamento stabiliti dal protocollo di Kyoto.
Si tratta comunque di una sfida aperta, nella quale una corretta divulgazione delle informazioni giocherà un ruolo decisivo: la diffidenza della popolazione per l’utilizzo dei rifiuti per la produzione di energia costituisce purtroppo ancora un ostacolo e potrà essere superata solo con una corretta campagna informativa in grado di fornire dati certi e verificabili.
Fonti: Greenpeace, 2006; Nomisma Energia, 2008; Buzzi Unicem, 2008.
Paolo Massardi
Roland Berger Strategy Consultants Italy
Il CDR-P si ottiene miscelando la frazione combustibile a limitato potere calorifico, ottenuta dalla frazione secca di RSU (Rifiuti Solidi Urbani tal quali o residuali da raccolta differenziata) con le componenti ad elevato potere calorifico, costituite da PFU (Pneumatici Fuori Uso) e plastiche non clorurate. Il potere calorifico del prodotto ottenuto si aggira attorno alle 5.500 Kcal/kg ed è quindi da considerare un vero e proprio combustibile, di buona qualità, sostenibile da un punto di vista ambientale e che si allinea alle prestazioni del carbone.
Il forno da cemento è particolarmente adatto al termoutilizzo del CDR-P, infatti grazie anche al processo di co-combustione al bruciatore principale, si risparmia una fonte di energia non rinnovabile migliorando inoltre sensibilmente, le altre emissioni nocive come NOx e SOx (Ossidi di Azoto e Zolfo).
Dal 2001 Buzzi Unicem, Pirelli & C. Ambiente, Provincia di Cuneo ed ACSR, Azienda Cuneese Smaltimento Rifiuti hanno un accordo per la produzione e lo sfruttamento di CDR di qualità per la produzione di combustibile da rifiuti solidi urbani. Nell’impianto ACSR, situato in prossimità della discarica di Borgo San Dalmazzo, avviene la selezione (cioè la separazione della parte secca dalla parte organica, corrispondente a circa il 40% del rifiuto) mentre nella struttura di Idea Granda, situata a poche centinaia di metri dallo stabilimento di Robilante, viene prodotto il CDR-P, utilizzando appunto la frazione secca che sarà ulteriormente vagliata, frantumata, essiccata e deferrizzata in un moderno impianto (il cui investimento ha superato i 3 Eur m) e arricchita con frammenti di pneumatici fuori uso o plastiche non clorurate.
Conclusioni
In conclusione le potenzialità del CDR-Q appaiono evidenti, considerando che per il mercato del cemento nel 2009 viene stimata una produzione di 38,4 milioni di tonnellate con emissioni pari a circa 26 milioni di tonnellate.
Se tutti i cementifici avessero un tasso di sostituzione del 14% (quello del best in class) il risparmio ambientale sarebbe di 750.000 tonnellate di CO2 (pari al 3% del totale prodotto dai cementifici in Italia nel 2009) con 700.000 tonnellate di CDR in meno smaltito in discarica.
L'utilizzo di questo combustibile può rappresentare quindi un'ottima opportunità per l'industria del cemento sia in termini economici che di emissioni, con benefici sostanziali per l'ambiente che garantirebbero un importante contributo al raggiungimento degli obiettivi di riduzione dell’inquinamento stabiliti dal protocollo di Kyoto.
Si tratta comunque di una sfida aperta, nella quale una corretta divulgazione delle informazioni giocherà un ruolo decisivo: la diffidenza della popolazione per l’utilizzo dei rifiuti per la produzione di energia costituisce purtroppo ancora un ostacolo e potrà essere superata solo con una corretta campagna informativa in grado di fornire dati certi e verificabili.
Fonti: Greenpeace, 2006; Nomisma Energia, 2008; Buzzi Unicem, 2008.
Paolo Massardi
Roland Berger Strategy Consultants Italy
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