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Immondizia in entrata, megawatt in uscita
Questa settimana, i consiglieri comunali di Ottawa, in Ontario, hanno approvato all'unanimità un nuovo impianto di termovalorizzazione che trasformerà 400 tonnellate di spazzatura al giorno in 21 megawatt di elettricità netta, sufficienti per alimentare circa 19.000 case. Invece di bruciare rifiuti per generare calore, come con un inceneritore, l'impianto proposto da Ottawa PlascoEnergy Group utilizza torce elettriche-plasma per gassare i rifiuti urbani e arruolare il gas per generare energia elettrica.
Facile visualizzazione: Secondo lo sviluppatore canadese PlascoEnergy, gli impianti di gassificazione che convertono i rifiuti urbani in energia e sottoprodotti possono essere costruiti tozzi e senza pile. Il rendering di questo artista mostra la struttura da 400 tonnellate al giorno che PlascoEnergy prevede di costruire a Ottawa, la capitale del Canada.
Alcuni impianti di gassificazione di termovalorizzazione sono stati costruiti in Europa e in Asia, dove lo smaltimento in discarica è più difficile e l'energia è stata storicamente più costosa. Ma l'impianto di PlascoEnergy sarebbe il primo grande impianto del suo genere in Nord America. La redditività dell'azienda dipende dalla sua capacità di utilizzare un processo di gassificazione più freddo per ridurre i costi, nonché dall'aumento delle spese per l'energia e le mance per garantire forti ricavi.
L'approvazione di PlascoEnergy ha segnato l'ultimo di una serie di sviluppi positivi per i progetti di gassificazione dei rifiuti nelle ultime settimane. Il mese scorso, le Hawaii hanno approvato $ 100 milioni in obbligazioni per finanziare un impianto di termovalorizzazione utilizzando la tecnologia della torcia al plasma da Westinghouse al plasma , con sede a Madison, PA, che è già impiegata in due grandi impianti giapponesi di trattamento dei rifiuti. Nel frattempo, concorrente con sede a Boston Benedizione ha riportato il successo dell'avvio di un impianto pilota da 10 tonnellate al giorno a New Bedford, MA, che utilizza il ferro fuso per abbattere i rifiuti.
La maggior parte degli impianti di gassificazione funziona sottoponendo i rifiuti a calore estremo in assenza di ossigeno. In queste condizioni, i rifiuti si scompongono per produrre una miscela di idrogeno e monossido di carbonio chiamata syngas che può essere bruciata in turbine e motori. Ciò che ha frenato la tecnologia in Nord America sono gli alti costi operativi. Gli impianti al plasma, che utilizzano potenti correnti elettriche per produrre un plasma supercaldo che catalizza la degradazione dei rifiuti, tendono a consumare la maggior parte dell'energia che generano. Di conseguenza, l'obiettivo degli impianti di gassificazione al plasma è stato semplicemente quello di distruggere i rifiuti pericolosi. Non si pensava davvero di essere in grado di produrre energia netta, afferma Rod Bryden, CEO di PlascoEnergy.
PlascoEnergy ha iniziato a studiare la gassificazione per i rifiuti solidi urbani cinque anni fa, quando ha determinato attraverso la simulazione che le torce al plasma più fredde potevano fare il lavoro. La quantità di calore richiesta per separare i gas dai solidi era molto inferiore alla quantità fornita quando lo scopo era semplicemente distruggere il materiale, afferma Bryden. PlascoEnergy ha testato i modelli sul suo impianto pilota da cinque tonnellate al giorno a Castellgali, in Spagna (gestito congiuntamente con Hera Holdings, il secondo più grande gestore di rifiuti della Spagna). A gennaio, l'azienda ha avviato prove su larga scala in un impianto dimostrativo da 100 tonnellate al giorno costruito in collaborazione con la città di Ottawa.
Ecco come funziona. Innanzitutto, i metalli sfusi vengono rimossi e il resto dei rifiuti triturati viene convogliato in una camera di gassificazione a 700 ºC. La maggior parte si volatilizza in una complessa miscela di gas e sale verso una torcia al plasma che funziona a 1200 ºC, ben al di sotto dei 3000-5000 ºC utilizzati con i rifiuti pericolosi. Il plasma riduce la complessa miscela a pochi semplici gas, come vapore, monossido di carbonio e idrogeno, oltre a contaminanti assortiti come mercurio e zolfo; i successivi sistemi di pulizia rimuovono il vapore e il mercurio e ripuliscono la fuliggine prima che il syngas venga inviato a un generatore di motore a combustione interna.
I rifiuti che non volatilizzano formano una scoria solida e cadono sul fondo della camera di gassificazione. La scoria viene quindi spinta in un'altra torcia al plasma, che espelle il carbonio rimanente nella scoria prima che la scoria si raffreddi e si vetrifichi. Il vetro risultante può essere miscelato con manti stradali asfaltati o cemento.
In base al suo accordo con Ottawa, PlascoEnergy coprirà i 125 milioni di dollari stimati necessari per costruire l'impianto, che potrebbe essere operativo entro tre anni, mentre la città pagherà solo le spese di mancia standard, nell'ordine di 60 dollari per tonnellata.
Ze-gen prevede di evitare la sfida della gestione dei rifiuti urbani complessi concentrandosi prima su una materia prima più facile da gestire: rifiuti di legno da costruzione e demolizione. L'azienda ha depositato sette brevetti sulla sua tecnologia di gassificazione del metallo fuso e sul processo waste-to-syngas, ma l'attrezzatura stessa è standard per l'industria siderurgica, che utilizza il ferro fuso per eliminare cataliticamente le impurità dal minerale. L'impianto pilota di Ze-gen tratta i rifiuti di legno utilizzando un crogiolo standard dell'industria siderurgica riscaldato elettricamente pieno di ferro fuso.
Il CEO di Ze-gen Bill Davis stima che un impianto a grandezza naturale appena leggermente più grande dell'impianto commerciale di PlascoEnergy produrrà abbastanza syngas per creare 30 megawatt di elettricità, ma afferma che il syngas è anche di qualità sufficiente per essere utilizzato in altre applicazioni. Come esempi, cita benzina sintetica, produzione di diesel e applicazioni di raffineria.