CopenHill
CopenHill, conosciuto anche come Amager Bakke, è un impianto di termovalorizzazione con recupero energetico situato a Copenaghen. L'obiettivo principale della struttura è trasformare i rifiuti solidi urbani non riciclabili in energia utile, contribuendo al fabbisogno elettrico e termico della città. L'impianto rientra nella strategia danese di riduzione delle discariche e di transizione verso un sistema energetico più efficiente e integrato.
Funzionamento
Questo moderno termovalorizzatore opera come un sistema di economia circolare, dove il rifiuto residuo non riciclabile viene trasformato in energia invece di finire in discarica.
1. Il processo ha inizio con la consegna al termovalorizzatore dei rifiuti indifferenziati domestici e aziendali, che vengono pesati e sottoposti a controlli di radioattività prima di essere stoccati in una grande fossa. In questa fase, una gru mescola accuratamente i materiali.
Questo passaggio è fondamentale per ottenere un mix omogeneo che garantisca un potere calorifico costante durante la combustione.
2. I rifiuti vengono poi guidati verso la griglia del forno, dove bruciano a temperature comprese tra 850°C e 1.200°C. Se il calore dovesse scendere sotto questa soglia, intervengono automaticamente dei bruciatori a gas naturale per ripristinare le condizioni ottimali.
Il mantenimento di una temperatura superiore agli 850°C è un requisito di sicurezza essenziale per evitare la formazione di diossine.
3. Il calore generato non viene disperso, ma utilizzato per riscaldare l'acqua contenuta nelle pareti della caldaia, trasformandola in vapore ad alta pressione. Questo vapore mette in rotazione delle turbine collegate a un generatore, producendo energia elettrica.
Questa viene utilizzata principalmente per il funzionamento dell'impianto stesso (cogenerazione interna) e per sistemi ausiliari; l'eccedenza viene distribuita nella rete nazionale, mentre il calore residuo viene convogliato nel sistema di teleriscaldamento per scaldare le abitazioni cittadine.
Una parte dell'impianto è dedicata interamente alla depurazione dei fumi. Attraverso una complessa serie di filtri, come:
- filtri per le polveri: reattori a secco con bicarbonato e carbone attivo per i gas acidi;
- filtri a maniche.
Le sostanze inquinanti, i metalli pesanti e le diossine vengono quindi catturati e neutralizzati.
Al termine di questo percorso, i fumi depurati vengono analizzati costantemente da sensori posti nel camino per garantire che le emissioni siano ben al di sotto dei limiti legali prima di essere rilasciate.
L'impianto recupera valore anche dai residui solidi della combustione, le cosiddette ceneri pesanti. Queste ceneri vengono raffreddate in acqua e trattate per separare i metalli che vengono inviati al riciclo. Il materiale inerte rimanente viene invece utilizzato in edilizia per la produzione di cemento o come base per le pavimentazioni stradali, permettendo così di recuperare o valorizzare circa il 99% del rifiuto in ingresso.
Sistema di depurazione
Il sistema di trattamento e depurazione dei fumi è una delle componenti più critiche e imponenti di un termovalorizzatore; basti pensare che, per garantire la massima sicurezza ambientale, oltre i due terzi dell'intero impianto sono dedicati esclusivamente alla pulizia dei gas di combustione.
Il processo di filtraggio si articola in diverse fasi successive, ognuna progettata per eliminare specifiche sostanze inquinanti:
1) Elettrofiltro (o filtro elettrostatico):
grazie alla creazione di un campo elettrostatico, questo dispositivo riesce a trattenere la quasi totalità delle ceneri leggere trascinate dai fumi.
Ad Amsterdam, queste polveri vengono persino recuperate per essere utilizzate come materiale di riempimento nell'asfalto.
2) Reattore a secco:
In questa fase vengono immesse nei fumi due sostanze chiave: il bicarbonato di sodio e il carbone attivo.
Il bicarbonato serve a neutralizzare i gas acidi, mentre il carbone attivo ha il compito di catturare metalli pesanti, diossine e furani.
3) Filtro a maniche:
Il filtro a maniche trattiene fisicamente le particelle solide, funzionando in modo analogo a un sistema di aspirazione industriale. È composto da una serie di sacchi filtranti che trattengono fisicamente i prodotti di scarto delle reazioni chimiche avvenute nel reattore a secco.
4) Reattore catalitico:
L'ultimo stadio di depurazione segue un principio di funzionamento simile a quello della marmitta catalitica di un'auto, abbattendo ulteriormente gli ossidi di azoto e garantendo che i fumi siano pronti per il rilascio.
Una volta completata la depurazione, i fumi vengono rilasciati in atmosfera attraverso un camino (spesso alto oltre 100 metri) a una temperatura di circa 130°C.
La qualità delle emissioni non è lasciata al caso: apposite apparecchiature effettuano un monitoraggio continuo, analizzando i gas secondo dopo secondo per verificare che ogni valore rimanga entro i rigidi limiti di legge. In molti impianti moderni, questi dati sono pubblici e consultabili in tempo reale dai cittadini e dalle autorità ambientali.
Grazie a questa tecnologia estrema, la "nuvola bianca" che si vede uscire dal camino è composta quasi esclusivamente da vapore acqueo.
Aspetti Ambientali
- INQUINAMENTO ATMOSFERICO
Frutto della riqualificazione del vecchio impianto di trattamento dei rifiuti, CopenHill è oggi considerato il termovalorizzatore meno inquinante al mondo.
Una caratteristica distintiva dell'impianto è che il camino non emette gas in modo continuo, come avviene nelle ciminiere tradizionali, ma produce emissioni discontinue ad anelli, composte prevalentemente da vapore acqueo e da quantità minime di inquinanti.
Il materiale inerte rimanente viene invece utilizzato in edilizia per la produzione di cemento o come base per le pavimentazioni stradali, permettendo così di recuperare o valorizzare circa il 99% del rifiuto in ingresso.
-99,5%
emissioni di zolfo e diossina prodotte dalla combustione dei rifiuti
99%
dei rifiuti in ingresso recuperati o valorizzati
- INQUINAMENTO VISIVO
L'accettazione di impianti industriali in luoghi urbanizzati o di pregio storico paesaggistico è sempre più difficile da quando è cresciuta l'attenzione dei rischi sanitari ed ambientali. In pochi decenni, si è passati dal ritenere una fortuna la vicinanza di impianti e infrastrutture industriali a considerarli una sciagura.
Nella capitale danese, malgrado ci fosse già un impianto del genere, la committenza pubblica del nuovo termovalorizzatore si è posto il problema della sindrome NIMBY perché il quartiere di Amager Bakke non è più periferico come 50 anni fa ed a Copenaghen sono sorti nuove bellissime architetture a non troppa distanza da CopenHill.
Inoltre, con le sue immense dimensioni, il nuovo termovalorizzatore ha una altissima visibilità da tutti i quartieri.
QUINDI:
- L'impianto è stato costruito come una sorta di collina artificiale, alta circa 100 metri, larga 60 e lunga 200m.
- L'impianto è circondato da un'area verde,composta da ben 300 alberi in copertura, collegati a sentieri e parchi che si snodano nelle aree circostanti, e da un centro sportivo (in via di ultimazione) che si sviluppano fin sopra l'edificio.
- la facciata esterna che si compone di piastrelle metalliche dalle varie forme e dimensioni che svolgono una triplice funzione: supportano il giardino verticale, si regolano per gestire al meglio l'ingresso di luce naturale negli ambienti e raccolgono l'acqua piovana che verrà riutilizzata per l'irrigazione delle aree verdi.
- Il termovalorizzatore offre inoltre una serie di strutture che permettono di svolgere le seguenti attività:
Sci e snowboard:
sono previste piste da sci adatte a tutti grazie alla pendenza di 600m
Arrampicata:
sulla facciata principale si sviluppa una parete per l'arrampicata che, con i suoi 85 metri di altezza e 10 m di larghezza
Trekking:
sulla copertura inclinata, ai margini delle piste da sci, si sviluppano delle aree verdi boscose. Viene così ricreato un paesaggio montano con tanto di piante, rocce, e percorsi per il trekking.
Aspetti energetici
Dal punto di vista energetico, il funzionamento di CopenHill si basa sul principio del waste-to-energy.
I rifiuti vengono inceneriti in forni ad alta temperatura; il calore prodotto viene utilizzato per generare vapore ad alta pressione, che aziona una turbina collegata a un generatore elettrico. In questo modo si producono circa:
70 MW
di energia termica
30 MW
di energia elettrica
Il calore residuo del processo non viene disperso, ma recuperato e immesso nella rete di teleriscaldamento urbano, permettendo di riscaldare abitazioni, uffici e strutture pubbliche.
L'energia termica prodotta è particolarmente importante nei mesi invernali, quando la domanda di riscaldamento aumenta, contribuendo a ridurre l'uso di gas e altre fonti fossili. In questo modo l'impianto aiuta a garantire stabilità alla rete energetica urbana.
Aspetti economici
CopenHill rappresenta un caso particolarmente interessante dal punto di vista economico perché unisce un'infrastruttura industriale strategica con funzioni energetiche, ambientali e urbane.
500/670 mln
di euro investiti per la costruzione dell'impianto
Finanziato principalmente attraverso il consorzio pubblico ARC (Amager Resource Center), che riunisce diversi comuni dell'area di Copenaghen.
Il modello economico di CopenHill si basa innanzitutto su:
- tariffe di trattamento dei rifiuti (gate fee), pagate dai comuni e dagli operatori per ogni tonnellata di rifiuti incenerita. Queste tariffe rappresentano una fonte di entrata stabile, anche se parzialmente ridotta da imposte e regolazioni pubbliche.
- la vendita di energia, sia elettrica sia termica: l'impianto è integrato nella rete di district heating di Copenaghen e fornisce calore a decine di migliaia di abitazioni, oltre a produrre elettricità immessa nella rete nazionale.
Questa doppia produzione migliora l'efficienza economica complessiva dell'impianto e riduce la dipendenza da combustibili fossili.
CopenHill genera posti di lavoro qualificati e stabili per la gestione dell'impianto, la manutenzione, il controllo ambientale e la sicurezza, oltre a occupazione indiretta lungo la filiera dei rifiuti e dell'energia.
A questo si sommano le opportunità lavorative legate alle attività ricreative e turistiche presenti sul tetto dell'edificio, come la pista da sci artificiale, la parete di arrampicata e gli spazi per eventi.