Nella sezione presente, si illustrano tre Metodi di Calcolo dei RISPARMI “potenziali” in termini di CO2 emessa - energia impiegata o viceversa energia recuperata, - acqua consumata, per ciò che concerne il settore del TRATTAMENTO DEI RIFIUTI, che come noto ha le finalità di:

• recuperare Materia Prima Seconda, tramite il raggiungimento delle qualifica di End Of Waste
• produrre energia o più precisamente recupero energetico “R1” (utilizzo dei rifiuti come combustibile alternativo)

Si tratta di metodi semplificati, alternativi agli LCA (Life CycleAssessment – Analisi del Ciclo di Vita) che risultano molto più impegnativi, specifici e fortemente condizionati dalle scelte tecnologiche prese come riferimento.

Vengono descritte in modo semplificato, per poter ottenere rapidamente una stima affidabile dei risparmi ottenibili in casi ben identificati.

A grandi linee si sono definite 3 tipologie di approccio metodologico, che si adattano a 3 SITUAZIONI TIPO in tema di riutilizzo, recupero o trasformazione di rifiuti.

Esempi svolti di applicazione dei metodi si trovano nella pagina “SPERIMENTAZIONI”, nei 4 casi applicativi del Progetto SARR:

• impiego di scarti di acciaierie in edilizia
• recupero del FORSU in impianto integrato biogas-alghe
• recupero delle plastiche eterogenee per la produzione di asfalti modificati
• recupero del cartongesso con prodotti espandenti per realizzazione di isolanti termici in edilizia

METODO 1
“Recupero energetico (in calore o altro), ma senza bruciare combustibili fossili addizionali”

È il caso più semplice, il caso tipico in visione termodinamica.
Se il processo di recupero in esame produce calore o altra forma di energia, senza bruciare combustibili fossili, posso affermare che la stessa quantità di energia, se ottenuta in modo tradizionale (cioè bruciando fonti fossili), AVREBBE prodotto una certa quantità di CO2 che invece NON è stata generata, A PARITA’ DI ENERGIA RESA DISPONIBILE.

Oppure posso verificare che a parità di Energia finale estratta, ho bruciato meno fonti fossili, e quindi ho prodotto MENO CO2.

Per applicare questo metodo devo:

• Dimostrare che la generazione dell’energia utile finale NON ha prodotto CO2, o ne ha prodotta meno di quella emessa per produrre la stessa energia da fonti fossili, usando come riferimento le migliori tecnologie disponibili che usino fonti fossili. Caso tipico l’utilizzo di cascami di calore, reimpiegati per teleriscaldamento o per generare energia elettrica in vari modi.
• Dimostrare che, anche se nel processo ho comunque prodotto CO2, l’effetto finale energetico come EXERGIA (energia trasformabile in lavoro meccanico) è migliore rispetto al caso tipico di combustione di fonti fossili, a parità di CO2 emessa. Di fatto il processo globale ha un RENDIMENTO termodinamico migliore, e ha prodotto un minore innalzamento di ENTROPIA.

Ogni singolo caso innovativo va valutato nei dettagli, per applicare questo primo metodo.

METODO 2
“Dal processo innovativo, produco combustibili che usualmente otterrei da lavorazioni di fonti fossili, risparmiando CO2, energia ed acqua, rispetto agli stessi quantitativi che impiegherei nella produzione tradizionale dello stesso combustibile”

Questo caso sembra simile al precedente, ma non lo è.

Esempio tipico: se produco Metano in modo tradizionale, significa che passo da fasi consolidate come perforazione, estrazione, raffinazione e trasporto del gas estratto dal sottosuolo.
Se invece lo produco da digestione di Biomassa, passo da altre lavorazioni.

Nella combustione finale, il Metano “tradizionale” e quello da biomassa danno esattamente la stessa energia, e producono esattamente la stessa quantità di CO2. Quindi non è certo in questa fase che posso aspettarmi aspetti migliorativi.

Ma se analizziamo rese energetiche ed emissioni (non solo di CO2, ma di qualsiasi altro contaminante secondario) nei due casi di GENERAZIONE del combustibile, possiamo verificare se ho avuto vantaggi/svantaggi.

Qui si tratta di avere dati consolidati per il singolo combustibile. In particolare possiamo raffrontare i dati utilizzando 2 metodologie:

• LCA (“analisi di ciclo di vita”) consolidati, che mi dicano quanta energia, acqua, CO2 o altre risorse sono coinvolte nella GENERAZIONE della unità di massa di quel particolare combustibile, usando il procedimento tradizionale, consolidato. Conosco quindi, per stime precedenti, i valori in gioco di GENERAZIONE di quel combustibile, e li raffronto con i valori del processo innovativo in studio, per valutare se c’è miglioramento.
• Disponibilità di Data base tabellati su base storica/sperimentale, tipo “EROEI” (“Energy Return On Energy Investment”). È una visione sempre più in uso, per capire quanto conviene generare una certa energia finale, in termini di energia INVESTITA per generare quell’energia finale. L’EROEI è il rapporto fra l’energia che un impianto produrrà durante la sua vita attiva e l'energia che è necessaria per costruire, mantenere, e poi smantellare l'impianto. Ma lo si può applicare anche al singolo processo.

È il concetto tradizionale del ROI in Economia, applicato però alla ENERGIA.
Con il vantaggio ENORME che la energia non è soggetta a bizze politiche, filosofiche o di potere delle attività umane, come avviene invece ai capitali di investimento ed ai relativi flussi finanziari e di cassa (tipo svalutazione, inflazione, oneri passivi, tassi bancari, geopolitica, ecc.ecc.).

METODO 3
“Produco altri materiali, non combustibili, per riciclo, ma per ottenerli spendo meno energia, produco meno CO2, ed uso meno acqua, rispetto alle consolidate BAT (Best Available Technologies) con cui si ottengono gli stessi materiali”

A differenza dei due casi precedenti, qui la innovazione porta alla generazione di materiali o manufatti, ottenuti con una via del tutto diversa dai procedimenti usuali. Oppure porta a generare materiali o manufatti DIVERSI, ma che assolvono la stessa funzione di altri tradizionalmente usati per soddisfare un determinato scopo..

In questo caso l’unica via che abbiamo, per fare stime ragionevoli su risparmi di - CO2 – Energia- Acqua è quella di conoscere bene i dati storici consolidati di LCA (“analisi di ciclo di vita”) che mi dicano quanta energia, acqua, CO2 o altre risorse sono coinvolte nella GENERAZIONE della unità di massa del materiale o manufatto in esame, usando il procedimento tradizionale, consolidato. Conosco quindi, per stime precedenti, i valori in gioco e li raffronto con i valori del processo innovativo in studio, per valutare se c’è miglioramento. Si tratta, di fatto, del raffronto fra LCA dei materiali/manufatti tradizionali, ed LCA del materiale/manufatto ottenuto in via innovativa.