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A cura dell’Ufficio Relazioni con il Pubblico - Ispesl
Le emissioni di particolato nelle centrali termoelettriche
a ciclo combinato
Qualche dato scientifico per dimostrare che sono infondate le resistenze
verso la realizzazione di nuove centrali termoelettriche
di Mario Mariani, direttore Dipartimento Installazioni di Produzione e Insediamenti Antropici, mario.mariani@ispesl.it
e Roberto Lauri, DIPIA Ispesl, roberto.lauri@ispesl.it
I risultati qui esposti non rappresentano un caso isolato, ma trovano conferme
e validità da altre indagini sperimentali condotte da ricercatori sia in Italia
che in Europa
Le centrali termoelettriche a ciclo combinato costituiscono, allo stato attuale, la migliore tecnologia disponibile in fatto di produzione di energia elettrica  (garantendo un rendimento elettrico netto ormai prossimo al 60%) e di contenimento delle emissioni di agenti inquinanti. Dall’analisi del parco termoelettrico italiano si evince come l’aumento della quantità di energia elettrica prodotta sia dipeso unicamente dagli impianti a ciclo combinato, mediante un progressivo e lento processo di conversione nell’utilizzo del gas naturale dai cicli a vapore (centrali convenzionali) a quelli combinati. La combustione di tale fonte energetica genera emissioni di particolato “fine” e “grossolano”, mentre sono fortemente limitate quelle di inquinanti particellari denominati “particolato totale” o “particolato totale sospeso”, i quali sono costituiti da particelle aventi diametri aerodinamici compresi tra 10 e 50 micrometri.
Negli ultimi anni si è riscontrato un forte spostamento dell’attenzione dei media e dell’opinione pubblica verso il rilascio in atmosfera di polveri sottili da parte degli impianti a ciclo combinato alimentati a gas naturale. Ciò ha determinato, in molti casi, un clima sfavorevole verso la realizzazione di nuove centrali termoelettriche. Pur se comprensibile dal punto di vista emotivo, questa ostilità è spesso priva di fondamento scientifico.
Livelli di emissione di particolato fine e grossolano nelle centrali termoelettriche a ciclo combinato alimentate a gas naturale
Gli standard qualitativi (contenuto medio di zolfo pari a 7,5 µg/Nm3 e tenore di metano>80%) del gas naturale, che viene utilizzato in Europa, limitano fortemente la produzione di particolato avente una granulometria superiore ai 10 micrometri, ma vanno anche valutate le emissioni di PM10, PM2,5 e PM0,1. Recenti rapporti stilati dalla General Electric hanno evidenziato come la gran parte degli inquinanti particellari (circa il 95%) generati dalla combustione del gas naturale nelle turbine a gas rientri nella categoria del particolato “fine”. Per quantificare il rilascio di polveri sottili da impianti a ciclo combinato si riportano i dati di una ricerca effettuata dal Politecnico di Milano in collaborazione con il CESI (Centro Elettrico Sperimentale Italiano). I risultati che verranno esposti, non rappresentano un “caso isolato”, ma trovano conferme e validità da altre indagini sperimentali condotte da ricercatori, sia in Italia che in Europa. La centrale a ciclo combinato, oggetto dello studio, ha una potenza nominale di 250 MWel ed è dotata di un sistema di controllo delle emissioni di ossidi di azoto (NOX). Lo studio riporta misure delle concentrazioni di polveri nei gas combusti emessi e nell’aria entrante nel compressore, collegato alla camera di combustione. Le modalità di “cattura” e di analisi adottate per le polveri sottili sono quelle sancite dalle attuali metodiche di riferimento nazionali. I risultati dei rilevamenti eseguiti sugli effluenti gassosi della centrale termoelettrica, riportati in Tabella 1, mostrano livelli esigui di emissioni di particolato, in linea con la natura del combustibile (gas naturale) e con l’elevato rendimento di combustione. I dati dei campionamenti, riportati in Tabella 2, effettuati sull’aria comburente, evidenziano una riduzione delle concentrazioni di particolato “grossolano” e “fine” nei gas rilasciati in atmosfera.
Conclusioni
Sulla base dei risultati prodotti dall’indagine sperimentale si possono fare le seguenti considerazioni:
- le concentrazioni delle polveri sottili allo scarico dell’impianto a ciclo combinato sono esigue e sono sensibilmente inferiori a quelle di una centrale convenzionale a vapore d’acqua di pari potenza, dotata di precipitatori elettrostatici e di un sistema di abbattimento catalitico degli ossidi di azoto (SCR) e con alimentazione olio combustibile/gas naturale (25% ad olio e 75% a gas naturale);
- le concentrazioni degli inquinanti particellari nei fumi emessi dai camini della centrale sono inferiori a quelle riscontrate nell’aria entrante nell’impianto;
Tali dati possono, per certi versi, sembrare sorprendenti, ma sono spiegabili dal fatto che:
1) il sistema di filtraggio delle turbine a gas intrappola una consistente parte delle polveri sottili contenute nell’aria;
2) nel combustore, che realizza una combustione premiscelata, si instaurano condizioni favorevoli per l’ossidazione (e quindi per l’eliminazione) della matrice carboniosa presente nell’aria aspirata;
Pertanto si può affermare che la tecnologia dei cicli combinati alimentati a gas naturale, dotati di combustori a secco premiscelati, rappresenta la migliore soluzione impiantistica per produrre energia elettrica a minor impatto ambientale tra tutte quelle che impiegano combustibili fossili, sia per quanto concerne le emissioni di agenti inquinanti (CO, NOX, SOX, etc.etc.) e sia per quelle di particolato.
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