ecovalorizzatori ? - ma vanno bene o no ?

[settepertre]

qualcuno riesce a dirmi concretamente se un cosidetto ecovalorizzatore ha un rendimento degno di nota o è solo politica ?

[Paolo Cattani]

Come sempre, non si può generalizzare.

Un termovalorizzatore che produce energia elettricaa ha sempre un rendimento (almeno per il gestore), in quanto è l'unico caso in cui invece di pagare per acquistare del combustibile, si viene pagati lautamente per bruciarlo.

Dal punto di vista energetico i termovalorizzzatori non sono tutti uguali, alcuni hanno sistemi a basso rendimento ed altri sono più efficienti...

Ultima nota: dipende da quel che ci bruci: se mandi tutto nel focolare, allora il rendimento è buono perchè bruci anche ramaglie, carta e plastica... ma questa non è la tendenza attuale.

Oggi si parla di riciclare tutto il possibile, facendo la raccolta differenziata a priori: questo vuol dire che nel termovalorizzatore ci entrerebbe solo la frazione umida degli RSU. La quale non ha praticamente nessun potere calorifico, e quindi bisogna inviarci anche del gas metano per riuscire ad alimentare la combustione ed incenerirla. Quindi, il rendimento in questo caso è molto più basso, anche se ovviamente sarebbe comunque uno spreco non riutilizzare il calore dei fumi in uscita per fare vapore e far girare una turbina.

Il problema sarebbe al massimo cercare di capire se (in questo caso) sussiste ancora la convenienza economica per l'installazione di un impianto a vapore.

In ogni caso, come avrai capito, se un inceneritore rende oppure no è una cosa che va valutata caso per caso, e che dipende dalla politica di gestione degli RSU che si attua in quel contesto.

Ogni soluzione ha ovviamente vantaggi e svantaggi:

-vogliamo bruciare tutto ed avere un buon rendimento? Ok, ma creiamo più inquinamento, diossine IPA etc, e non guadagniamo niente dal recupero delle frazioni riciclabili.

-vogliamo fare raccolta differenziata al 99%? Ok, ma allora quel che entra nell'inceneritore non brucerà da solo, dovrò affrontare dei costi per combustibile aggiuntivo e il rendimento si abbasserà forse fino a non renderlo più conveniente....

[geoline]

Il problema dovrebbe essere afforntato in maniera un pò più ad ampio raggio.

Oggi si spendono MILIARDI di euro con l'ALIBI della produzione elettrica.

In realtà crederei che il rifiuto differenziato e riciclato almeno al 70% porterebbe ad un risparmio notevole nell'acquisto di materie prime per la RI-produzione di oggetti che possono essere RI-prodotti da materiali già utilizzati.

Il "residuo", anzichè spendere MILIARDI per l'incenerimento (e per la realizzazione degli ECOMOSTRIZZATORI) sarebbe più proficuo spenderli in accordo con alcuni paesi che hanno i giacimenti di petrolio.

Mi spiego meglio: sono oramai parecchi i "giacimenti esausti", avete idea della dimensione delle SACCHE VUOTE che abbiamo a qualche MIGLIAIO di metri sottoterra?

Bene, io direi che il rifiuto NON RICICLABILE (beda ben, non alla Napoletana, ma SOLO quello inutilizzabile) potrebbe essere pompato allinterno di quelle sacche. Non sono zone vulcaniche, non c'è pericolo per le falde e sono BEN impermeabilizzate dalle incrostazioni del petrolio inestratto ed incrostato alle pareti.

Credo che costerebbe MOLTO meno e sarebbe senz'altro più salubre.

[settepertre]

cioè il giorno che finiranno gli idrocarburi....

saremo sempre soggetti al volere dei signori del petrolio perchè li useremo da discarica!?

[Paolo Cattani]

L'idea delle sacche vuote non corrisponde alla realtà. I giacimenti petroliferi sono degli strati porosi in cui si trova confinato il petrolio, esattamente come un acquifero che scorre in una falda, solo che nel caso del petrolio gli strati impermeabili chiudono ermeticamente il petrolio come in un sacco.

Il paragone migliore è quello con una spugna, anche se a volte si tratta di microsacche che bisogna fratturare con esplosivi per creare delle cricche attraverso le quali filtra il petrolio.

Di conseguenza, NON ci sono "incrostazioni sulle pareti"...

Anzi, visto che quando si pompa si produce un gradiente idrostatico, si forma quella caratteristica forma ad imbuto tipica dei pozzi per acqua, dove la falda si abbassa a causa dell'aspirazione, ed il pericolo è di aspirare anche l'acqua che galleggia sopra al petrolio. Cessando l'aspirazione, al falda si stabilizza e si separano petrolio ed acqua. Ecco perchè anche nei pozzi abbandonati si ritrova ancora petrolio e sembra che si siano riempiti di nuovo.... la quantità di petrolio estratta deve essere accuratamente regolata, per poter sfruttare un giacimento.

Per infilarci qualcosa, bisogna ridurlo in forma liquida o gassosa, il che vuol dire che i rifiuti verrebbero trattati ugualmente anche se lontano da casa nostra.

[D63]

Un termovalorizzatore ha (è previsto dalla legge un valore minimo) un rendimento che và dal 16% a circa il 25 %. Parlo di rendimento da energia termica contenuta nel rifiuto come potere calorifico, ed energia elettrica prodotta.

Quelli più nuovi e più grandi hanno i rendimenti maggiori

Per avere un confronto un impianto tradizionale a vapore, che invece di bruciare rifiuti brucia gasolio, olio combustibile, o altri derivati del petrolio con un ciclo a vapore raggiungono rendimenti del 28 - 35%.

anche qui quelli più grandi e complessi hanno i rendimenti maggiori in quanto il ciclo vapore prevede vari spillamenti, surriscaldamenti successivi, etc.

Se si recupera anche il calore, o come si dice si fà cogenerazione, si può aggiungere una quota di recupero termico variabile diciamo dal 10 al 20%.

Un motore di un gruppo elettrogeno si aggira intorno al 30 % di rendimento.

Per vedere quanto inquinano le varie attività, un modo obiettivo è vedere i fattori equivalenti di emissioni ed analizzare il ciclo di vita.

p.s. Raccolta differenziata non equivale a riciclaggio.

[D63]

Peccato...

L'idea di posti immensi dove poter scaricare indefinitamente senza rischi proposta da GEOLINE è molto interesante.

Magari Geoline è geologo e ci potrebbe illustrare meglio, magari qualcuno di questi giacimenti potrebbe essere effettivamente utilizzabile.

Dalle discariche se c'è organico si ricava biogas (in pratica gas metano anidride carbonica ed altre cose minori ma molto puzzolenti) che magari dopo una ventina d'anni avremmo potuto recuperare... magari trasformando il pozzo di petrolio in un pozzo di metano.

Insomma dacci qualche speranza... per i figli!

[ClA]

In senso energetico ha un "rendimento negativo".

L'energia prodotta è sempre minore di quella immessa.

Ma i vecchi inceneritori, bruciavano i rifiuti richiedendo energia, ma non restituivano nulla!

Ma la questione va vista da un punto di vista globale.

L'impianto nel frattempo distrugge i rifiuti! che non è cosa da poco e per la quale si può essere pagati.

[D63]

I rendimenti sono al netto dei consumi che ci sono (anche negli altri impianti termoelettrici)

I consumi nei termovalorizzatori sono in genere più alti perché più complesso ed energivoro è il trattamento di depurazione dei fumi.

Il bilancio energetico comunque, (fermo restando i principi della termodinamica) è sempre positivo, anche per i termovalorizzatori "scalcinati" e non progettati al meglio dal punto di vista energetico.

In sintesi si riesce comunque a produrre più energia di quella che si consuma nell'impianto. Per quelli migliori si consuma meno di 1/3 dell'energia che si produce.

Cosa non sempre vera per gli impianti di riciclaggio, compostaggio, etc. dove l'analisi energetica e del ciclo di vita viene interrotta dove fà più comodo

[Livio Orsini]

Questo non è possibile, contrasta con il principio fondamentale della fisica, tuttora valido: "In natura nulla si crea e nulla si distrugge". Quindi se immetto 100 di energia in una certa forma, posso al massimo ricavarne altri 100 sotto altra forma, solo nel caso di un sistema ideale. Un sistema reale ha sempre delle perdite, quindi immettendo 100 ne ricavero <100.

Il guadagno che si ha dai termovalorizzatori è che si immette parte dell'energia sotto forma di amteriale di scarto, in altri termini rifiuti da smaltire. QUesto è l'unico vero guadagno: si produce energia pregiata (energia elettrica e termica per riscaldamento) usando anche combustibili di scarto, combustibili che se non utilizzati in questo modo produrrebbero anche effetti dannosi.

[Luca Bettinelli]

Esiste veramente un sistema nel quale metti 1 Joule da una parte e te ne ritrovi 3 in uscita ?

Accidenti abbiamo risolti i problemi energetici mondiali !!

[geoline]

Ti dispiace postare la fonte?

A me risulta (ho lavorato 3 anni in Arabia Saudita) che invece parliamo di vere e proprie SACCHE a migliaia di metri dalla superficie.

Ho fatto una ricerca (a dire il vero non troppo approfondita) e non ho trovato nulla in merito.

Ciao

[Paolo Cattani]

Nessun problema, se tu mi posti le tue. Il mio geologo di fiducia ora sta dormendo perchè ha finito il turno, e quindi i riferimenti bibliografici te li potrò postare solo dopo, ma comunque se guardi su questi link ci trovi tutto.

Geologia applicata all'ingegneria

recupero di olio per imbibizione di giacimenti fratturati

il petrolio dove si trova?

"Una volta formato, il petrolio viene "strizzato" fuori dalla roccia-madre (compressa dagli strati sovrastanti) muovendosi prima attraverso le sue micro-fratture (migrazione primaria) e poi nei canalini delle rocce permeabili adiacenti (migrazione secondaria). In certi casi, gli idrocarburi possono raggiungere la superficie terrestre e disperdersi. In altri, la loro migrazione viene bloccata da rocce impermeabili. In questo caso gli idrocarburi sono in trappola e si accumulano fino a formare un giacimento.

Una trappola è composta da due elementi: in basso, una roccia serbatoio (reservoir), contiene il petrolio, e in alto, una roccia di copertura lo trattiene. Le rocce di copertura hanno forma convessa verso l'alto e sono impermeabili per meglio trattenere gli idrocarburi. Al contrario, le rocce serbatoio devono essere permeabili e porose come spugne per permettere agli idrocarburi di muoversi al loro interno e, quindi, di venire estratti con facilità. Una roccia serbatoio impregnata di idrocarburi, costituisce un giacimento, le cui dimensioni dipendono dalla quantità di riserve originarie: dagli oltre 11 miliardi di tonnellate del giacimento di Ghawar (Arabia Saudita) a qualche centinaio per i giacimenti più piccoli"

ENIscuola

"Perchè la migrazione possa avere luogo, è necessario che le rocce circostanti siano permeabili, cioè possiedano pori e fratture di dimensioni tali da permettere il passaggio delle gocce di olio e delle bolle di gas. Tanto maggiore sarà la permeabilità delle rocce circostanti, tanto più grande sarà la possibilità che si raccolgano grandi quantità di idrocarburi.

La permeabilità dipende dalla storia geologica della regione ed è condizionata da due importanti fattori:

- la permeabilità iniziale dipende dal tipo di roccia e dalle condizioni di formazione ed è molto elevata nelle ghiaie e nelle sabbie, si riduce nelle arenarie, è molto bassa nei calcari e nelle rocce ignee e metamorfiche);

- la permeabilità secondaria è creata da fratture e faglie che si formano nella roccia a seguito di deformazioni tettoniche o da vuoti che si formano per processi di carsificazione"

Il Petrolio

"Come abbiamo detto, una volta generato, il petrolio, tende per minor densità a salire verso l'alto. Questo processo, chiamato migrazione, trova maggiore impulso quando fra pori è presente ancora acqua, attraverso una vera e propria spinta di galleggiamento. Il tipo di roccia dove il petrolio tende ad accumularsi in maniera definitiva è generalmente diverso da quello della roccia madre; questa infatti generalmente è un'argilla, una marna, o un calcare a grana finissima, ricchi di materia organica e scarsamente permeabili; mentre la roccia, ove il petrolio si accumula e viene estratto, è quasi sempre un'arenaria o una roccia carbonatica con porosità e permeabilità elevate e con contenuto organico originario praticamente nullo."

"Notevoli accumuli di petrolio si possono avere anche in associazione con i domi salini come è accaduto nel Golfo Persico e nel Golfo del Messico. Queste aree sono caratterizzate da grandi spessori di rocce sedimentarie ed evaporitiche (in prevalenza salgemma) che grazie alla loro minore densità e plasticità sono risalite verso l'alto sotto forma di enormi colonne. Durante questa risalita il sale piega e lacera le formazioni roccose che incontra creando delle trappole in cui si può accumulare il petrolio"

Certo, non escludo che si possano anche formare dele cavità sotterranee a causa della spinta dei gas, ma la cosa pare essere piuttosto rara.

[geoline]

La mia non era una richiesta da ragazzino delle scuole medie

Ho avuto modo di parlare dell'argomento con tecnici della Saudi Aramco in occasione dell'interconnessione degli stabilimenti mediante fibra ottica lungo le pipeline.

Non ho bibliografia disponibile e non ne ho trovato. Semplicemente, riporto quanto fu oggetto di argomenti con questi "esperti".

[D63]

Spettabili LIVIO ORSINI e LUCA BETTINELLI,

Rispondo insieme alle Vostre osservazioni visto che mi sembra abbiano lo stesso principio di fondo.

Vi invito a rileggere meglio il mio post precedente

Non mi sembra vi siano indicati rendimenti maggiori di 1 (ovvero del 100%) e tantomeno del 300%, come compreso erroneamente da LUCA quando afferma...

(anche se, per inciso, si trovano facilmente sistemi dove metti 1 kW elettrico da una parte e ottieni quasi 3 kW termici da un'altra) (1 W=1 J/s ).

Quanto da me detto chiaramente quando ho scritto il rapporto 1/3 si riferisce (se non si fosse capito) al rapporto tra energia elettrica prodotta e quella consumata per far "camminare" le macchine ed attrezzature che costituiscono l'impianto. I vecchi impianti consumavano elettricità senza produrre niente, se non calore - o meglio - il calore della combustione più il calore generato dalle macchine elettriche, che tanto in calore finisce comunque!

Mi sembra poi che in quello immediatamente successivo abbia ribadito che

Insomma non vorrei insistere ma...

se volete obiettare qualcosa fatelo sui numeri che ho inviato e non citandomi pricipi di Lavoisier (relativi alla conservazione della materia), entropia dell'universo o magari il secondo principio della termodinamica o magari in futuro il primo principio della relatività di Einstein di equivalenza tra materia ed energia.

Non sono un "illuso" del moto perpetuo, che già Clausius ha dimostrato impossibile nel 1864 che qualcuno ancora insegue, ma come voi un appassionato di scienza, tecnica ed ecologia, questo pensavo lo aveste capito.

Mi scuso del sarcasmo della mia risposta ma visto il valore tecnico scientifico dei Vostri numerosi post mi sono un po' meravigliato dei Vostri appunti che ho trovato, in questa occasione, un po' superficiali che hanno messo un po' in ridicolo un intervento che voleva essere serio e costruttivo.

Saluti cordiali

Modificato: 1 febbraio 2008 da D63

[Paolo Cattani]

Non capisco alcune delle cose che hai scritto...

Un termovalorizzatore è alla fine simile a qualsiasi altra centrale termoelettrica, salvo che usa un combustibile diverso. Nella combustione in caldaia si sviluppa una certa energia termica, che viene convertita in vapore e poi in energia elettrica. Di solito il rendimento dipende essenzialmente dall'entalpia disponibile nel ciclo vapore, quindi è abbastanza facile vedere centrali con caldaia da 35 MWt (termici) che danno all'alternatore solo 7 MWe (elettrici).

Quel che non capisco è s ti riferisci al 25% come frazione combustiibile dell'RSU, al rendimento di caldaia (che di solito è invece molto alto) oppure al rendimento totale dell'impianto. Fra l'altro, il 25% è un rendimento molto alto per un combustibile povero come l'RSU.

Nei vecchi impianti di sicuro, ma da tempo si supera il 50%... vicino a casa mia sta sorgendo una centrale con rendimento dichiarato del 58%

Sul rendimento totale?

Se parliamo di diesel, solo se si tratta di gruppi piccoli. Quando si supera il MW il rendimento sale parecchio, per arrivare al 50% nei grossi generatori navali della Wartsila. Sono grandi come case, girano lenti.... ma rendono molto.

[Livio Orsini]

Nel quale affermi

Che contrasta con quanto scrivi nel tuo ultimo post

Invece di fare dell'inutile sarcasmo faresti meglio, se ci riesci, a dimostrare, oppure a correggere, l'affermazione del primo messaggio.

Forse non hai considerato che anche l'immondizia che si inserisce nel termovalorizzatore è energia sotto forma di combustibile, ne più ne meno come gas, carbone o gasolio. Se immetti 100 ne ricavi, al più, ancora 100 (ma anche questo non è possiible).

Modificato: 2 febbraio 2008 da Livio Orsini

[adross]

Un termovalorizzatore in genere, serve per smaltire l'immondizia con emissioni al camino e per i rifiuti di combustione sia liquidi che solidi, (ceneri, metalli,fuligine, masse incombute varie ed altro) contenute nei limiti di legge e in modo economicamente conveniente, (sembra facile).

Per fare questo deve garantire una produzione base di vapore surriscaldato per alimentare una normale turbina a vapore, e inoltre deve mantenere una temperatura di caldaia non inferiore al di sotto del quale vi è emissione di diossine e inquinanti vari, (a memoria mi sembra 800, 850 gradi). Poichè il rifiuto è una variabile si integra con il metano la differenza termica.

Poi vi è la questione dei contributi CIP6, (contrubuti di tutto rispetto) per energia prodotta da fonti rinnovabili.

Non ho i numeri per entrare nel merito del rendimento in quanto sono numeri che a mio parere possono essere reali solo avendo i dati dei vari test run degli impianti. Per quanto riguarda i contributi CIP6 di recente sono stati oggetto di riforma, (in senso sfavorevole per gli inceneritori) e mi sembra di capire che anche la gestione economica sia in fase di ricalcolo.

[D63]

Spettabile LIVIO ORSINI,

In merito al sarcasmo non faccio ulteriori commenti inutili.

Correggo solo la frase in modo che tutti la possano capire senza equivoci.

va letta, come credevo si comprendesse legendo i post:

La dimostrazione sono tanti impianti esistenti in funzione anche in Italia

La cosa non era affatto scontata nei primi impianti e forse, non essendo a tutti noto questo, si è creata la confusione.

Saluti

Modificato: 2 febbraio 2008 da D63

[D63]

Chiarisco a Paolo Cattani, parzialmente perché purtroppo oggi non ho tanto tempo, perfezionerò magari in seguito.

Cito norme di legge.

La norma tecnica con cui si calcolano i rendimenti è la UNI 9246 "Forni di incenerimento di rifiuti solidi urbani e/o assimilabili con recupero di calore. Determinazione delle prestazioni energetiche".

Credo che queste norme chiariscano i dubbi espressi e applicandola al tuo esempio trovi che rientra.

Come noto il rendimento massimo teorico tra due temperature (T1=alta e T2 bassa) è quello del ciclo di CARNOT (che la turbina a vapore comunque non riesce a fare) e sarebbe:

rendimento=1-T2/T1

Pur innalzando le temperature ai limiti tecnologici con il surriscaldamento (600 °C pari a 873 K) e condensando il vapore fino quasi al vuoto (-0,95 bar - circa 300 K) fatti il conto e verrebbe come massimo teorico 1-0,35=0,65 = 65%....

... con un ciclo teorico di Carnot!!!

La centrale che stanno costruendo è probabilmente una turbogas cioè ha un rendimento complessivo (dichiarato, poi c'è da verificare) del 58% realizzato con:

una turbina a gas che rende il 33-35%

un recuperatore di calore a vapore che renderà il 30-33% sullo scarico gas

[D63]

Chiarisco ad ADROSS per quanto a mia conoscenza.

la temperatura minima è sempre stabilita per legge e pari a 850 °C oppure 1100 °C se nel rifiuto c'è cloro o fluoro superiore ad 1% però non in caldaia ma nella fase di combustione.

Nella prima parte della caldaia magari si trova a quella temperatura ma poi si deve abbassare per forza altrimenti come si recupererebbe il calore?

è previsto pure un tempo minimo di 2 secondi di permanenza dei gas ed un residuo di ossigeno del 6%. questo per garantire una combustione completa.

I test o verifiche di rendimento si fanno con la UNI 9246.

I CIP6 o attualmente i Certificati Verdi che venivano dati anche ai petrolieri che bruciavano scarti di raffinazione (la quantità e qualità ovviamente degli scarti la decidevano loro). Vengono erogati per 8/ 12 anni sull'energia prodotta dedotti gli autoconsumi.

recentemente mi pare solo su una frazione del rifiuto bruciato

[Livio Orsini]

Non per polemica, ma per precisione.

Il riferimento al sarcasomo deriva da:

Su questo sono prefettamente d'accordo, solo che nel primo post non era così evidente. Sai a volte la fretta...

P.S. Spettabile, egregio signore, etc. sono regole di cortesia formale che non usiamo sul forum, visto che ci consideriamo tutti amici e colleghi.

Modificato: 3 febbraio 2008 da Livio Orsini

[adross]

Ok sulla temperatura di combustione, poi c'è la temperatura di camera.

I fumi più caldi attraversano inizialmente il gruppo di tubi surriscaldatori per elevare e stabilizzare la temperatura del vapore saturo ai 500-550 °C del vapore surriscaldato necessario alla turbina. Poi c'è la quota di calore per i tubi evaporatori, la quota per l'economizzatore, (preriscaldo dell'acqua alimento) ed infine la quota ceduta al riscaldamento del jungstrom, (se c'è) per il preriscaldo dell'aria comburente, il tutto arriva con la temperatura dei fumi alla base camino di 100°C circa per i turbogas, 150-170 °C per le caldaie tradizionali e per i termovalorrizzatori non lo so.

[Paolo Cattani]

Grazie del chiarimento, D63.

La mia richiesta non era dovuta al fatto che non conosca l'argomento, quanto proprio un problema di interpretazione di quanto avevi scritto.