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May 09, 2023

L'inceneritore che consegna i rifiuti

By Ewan Thomson When you think of renewable energy, piles of household waste

Di Ewan Thomson

Quando si pensa alle energie rinnovabili, le pile di rifiuti domestici in procinto di essere inceneriti potrebbero non essere la prima cosa che viene in mente.

Ma i termovalorizzatori rappresentano una fonte di energia rinnovabile fondamentale per diversi Paesi. Il calore recuperato dal processo di combustione di un impianto di termovalorizzazione può essere sfruttato e utilizzato per generare elettricità. Quindi, come funzionano gli impianti di termovalorizzazione e come potrebbe il design di un fuochista di tipo V contribuire a migliorare sia l’efficienza dell’impianto che obiettivi di sostenibilità più ampi?

Gli impianti di termovalorizzazione sono alimentati con rifiuti domestici non riciclabili che altrimenti finirebbero in discarica, che vengono bruciati negli inceneritori. I rifiuti solidi urbani – altrimenti noti come rifiuti – sono solitamente una miscela di legno domestico, carta, plastica o rifiuti organici, ma potrebbero includere anche rifiuti commerciali e industriali.

Sebbene esistano diversi tipi di impianti di smaltimento dei rifiuti, generalmente funzionano secondo gli stessi principi.

I veicoli trasportano i rifiuti all’impianto, che vengono poi scaricati in una camera di combustione e bruciati, rilasciando calore che trasforma l’acqua in vapore in una caldaia. Il vapore fa girare le pale di un generatore a turbina per produrre elettricità, mentre i sistemi di controllo dell’inquinamento atmosferico rimuovono gli inquinanti.

Le ceneri inerti, o "ceneri pesanti", vengono raccolte sia nella caldaia che nel sistema di controllo dell'inquinamento atmosferico e riprocessate, spesso per essere utilizzate nel settore edile.

L’inceneritore costituisce il cuore di un termovalorizzatore e gli sviluppi tecnologici stanno rendendo gli inceneritori più efficienti e più puliti, accelerando il processo di decarbonizzazione.

Un progresso è il sistema di incenerimento dei rifiuti stoker di tipo V sviluppato dalla Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Company (MHIEC), che attualmente opera in un impianto di rifiuti nella città di Xiaogan, nella provincia di Hubei, in Cina.

Questo design all'avanguardia aumenta l'efficienza della combustione, consentendo all'inceneritore di ricevere calore radiante durante la combustione dei rifiuti e riducendo la percentuale di rifiuti residui nelle ceneri lasciate dopo l'incenerimento.

Con un fuochista convenzionale, le griglie mobili creano un'inclinazione contraria alla direzione in cui si muove la spazzatura. Questo aiuta con l'agitazione e consente una combustione più completa in un'area più piccola.

La struttura a V del nuovo design aggiunge una griglia aggiuntiva per accelerare il processo di essiccazione, alleviando l'impatto ambientale della combustione e guadagnandosi il premio METI Minister's Award al 48esimo Outstanding Environmental Systems Awards del Giappone.

L'ottimizzazione della forma e della struttura del sistema riduce la larghezza complessiva dello stoker, in modo che l'unità possa essere installata in siti più piccoli, mentre il suo design modulare la rende facilmente scalabile.

Innovazioni come questa sono una parte fondamentale degli sforzi attuali e futuri per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette mentre il settore energetico passa a soluzioni più pulite.

Separatamente, i rifiuti potrebbero anche essere utilizzati come materia prima affidabile per i biocarburanti. I biocarburanti basati sui rifiuti potrebbero contribuire ad aumentare le attuali scorte limitate di carburanti per trasporti a basse emissioni di carbonio e fornire alternative immediate ai combustibili fossili come diesel e benzina.

Attualmente, solo il 3% circa dei 100 milioni di barili al giorno della domanda globale di combustibili liquidi è soddisfatto dai biocarburanti, ma le nuove tecnologie che facilitano la produzione di biocarburanti di scarto potrebbero fornire altri 20 milioni di barili al giorno entro il 2050, secondo Wood Mackenzie.

L’AIE evidenzia la necessità di maggiori flussi di rifiuti organici nel suo scenario Net Zero entro il 2050. Ciò include l’obbligo di soddisfare, entro il 2030, quasi la metà della fornitura annuale di bioenergia mondiale con biocarburanti provenienti da rifiuti e residui, eliminando gradualmente le fonti bioenergetiche meno desiderabili come la biomassa solida per la cucina e i biocarburanti convenzionali a base alimentare.

Nel frattempo, tecnologie ancora più basilari che migliorano l’efficienza delle soluzioni di termovalorizzazione possono fare la loro parte nell’utilizzo di risorse di scarto che altrimenti finirebbero in discarica, contribuendo a generare energia locale a basso costo e a basse emissioni di carbonio che riduce dipendenza dai combustibili fossili.