Gas di discarica - Landfill gas

Una torcia di gas prodotta da una discarica a Lake County, Ohio

Il gas di discarica è una miscela di diversi gas creata dall'azione di microrganismi all'interno di una discarica mentre decompongono i rifiuti organici , inclusi ad esempio rifiuti alimentari e rifiuti di carta . Il gas di discarica è circa dal quaranta al sessanta percento di metano , mentre il resto è costituito principalmente da anidride carbonica . Tracce di altri composti organici volatili (COV) costituiscono il resto (<1%). Questi gas traccia includono una vasta gamma di specie, principalmente idrocarburi semplici .

I gas di discarica hanno un'influenza sui cambiamenti climatici . I componenti principali sono CO 2 e metano , entrambi gas serra . Il metano nell'atmosfera è un gas serra molto più potente , con ogni molecola che ha venticinque volte l'effetto di una molecola di anidride carbonica. Il metano stesso, tuttavia, rappresenta una composizione dell'atmosfera inferiore rispetto all'anidride carbonica. Le discariche sono la terza fonte di metano negli Stati Uniti.

A causa dei significativi effetti negativi di questi gas, sono stati istituiti regimi normativi per monitorare il gas di discarica , ridurre la quantità di contenuto biodegradabile nei rifiuti urbani e creare strategie di utilizzo del gas di discarica , che includono il gas flaring o la cattura per la generazione di elettricità.

Produzione

I gas di discarica sono il risultato di tre processi:

I primi due dipendono fortemente dalla natura dei rifiuti. Il processo dominante nella maggior parte delle discariche è il terzo processo in cui i batteri anaerobici decompongono i rifiuti organici per produrre biogas , che consiste in metano e anidride carbonica insieme a tracce di altri composti. Nonostante l'eterogeneità dei rifiuti, l'evoluzione dei gas segue uno schema cinetico ben definito . La formazione di metano e CO 2 inizia circa sei mesi dopo il deposito del materiale di discarica. L'evoluzione del gas raggiunge un massimo intorno ai 20 anni, per poi diminuire nel corso dei decenni.

Quando il gas di discarica permea attraverso una copertura del suolo, una frazione del metano nel gas viene ossidata microbicamente a CO 2 .

Monitoraggio

Articolo principale: monitoraggio del gas di discarica

Poiché i gas prodotti dalle discariche sono preziosi e talvolta pericolosi, sono state sviluppate tecniche di monitoraggio. I rivelatori a ionizzazione di fiamma possono essere utilizzati per misurare i livelli di metano così come i livelli totali di COV. Viene effettuato il monitoraggio della superficie e del sottosuolo, nonché il monitoraggio dell'aria ambiente. Negli Stati Uniti, in base al Clean Air Act del 1990, è richiesto che molte grandi discariche installino sistemi di raccolta e controllo del gas, il che significa che come minimo le strutture devono raccogliere e bruciare il gas .

Le normative federali degli Stati Uniti sotto il sottotitolo D dell'RCRA, formate nell'ottobre 1979, regolano l'ubicazione, la progettazione, la costruzione, il funzionamento, il monitoraggio e la chiusura delle discariche di RSU. Il sottotitolo D ora richiede controlli sulla migrazione del metano nei gas di discarica. I requisiti di monitoraggio devono essere soddisfatti nelle discariche durante il loro funzionamento e per altri 30 anni dopo. Le discariche interessate dal Sottotitolo D della RCRA sono tenute a controllare il gas stabilendo un modo per controllare periodicamente le emissioni di metano e quindi prevenire la migrazione fuori sito. I proprietari e gli operatori della discarica devono assicurarsi che la concentrazione di gas metano non superi il 25% del LEL per il metano nelle strutture degli impianti e il LEL per il metano al confine dell'impianto.

Utilizzo

Articolo principale: utilizzo del gas di discarica
Sistema di raccolta del gas di discarica

I gas prodotti all'interno di una discarica possono essere raccolti e utilizzati in vari modi. Il gas di discarica può essere utilizzato direttamente in loco da una caldaia o da qualsiasi tipo di impianto di combustione, fornendo calore. L'elettricità può anche essere generata in loco attraverso l'uso di microturbine, turbine a vapore o celle a combustibile. Il gas di discarica può essere venduto anche fuori sede e inviato nei gasdotti. Questo approccio richiede che il gas venga trasformato in una conduttura di qualità, ad esempio rimuovendo vari contaminanti e componenti. L'efficienza della raccolta del gas in discarica ha un impatto diretto sulla quantità di energia che può essere recuperata: le discariche chiuse (quelle che non accettano più rifiuti) raccolgono il gas in modo più efficiente rispetto alle discariche aperte (quelle che accettano ancora rifiuti). Un confronto dell'efficienza di raccolta a discariche chiuse e aperte ha rilevato una differenza di circa 17 punti percentuali tra i due.

Il gas di discarica può essere utilizzato anche per far evaporare il percolato, un altro sottoprodotto del processo di discarica. Questa applicazione sostituisce un altro carburante precedentemente utilizzato per la stessa cosa.

Sistema di evaporazione del percolato

Opposizione

La cattura e l'utilizzo del gas di discarica possono essere costosi. Alcuni gruppi ambientalisti affermano che i progetti non producono "energia rinnovabile" perché i rifiuti (la loro fonte) non sono rinnovabili. Il Sierra Club si oppone ai sussidi governativi per tali progetti. Il Natural Resources Defense Council (NRDC) sostiene che gli incentivi governativi dovrebbero essere diretti maggiormente verso il solare, l'eolico e gli sforzi per l'efficienza energetica.

Sicurezza

Le emissioni di gas di discarica possono portare a problemi ambientali , igienici e di sicurezza nella discarica. Diversi incidenti si sono verificati, ad esempio a Loscoe , in Inghilterra, nel 1986, dove il gas di discarica in migrazione si è accumulato e ha parzialmente distrutto una proprietà. Un incidente che ha causato due morti è avvenuto a causa di un'esplosione in una casa adiacente alla discarica di Skllingsted in Danimarca nel 1991. A causa del rischio presentato dal gas di discarica, è evidente la necessità di monitorare il gas prodotto dalle discariche. Oltre al rischio di incendio ed esplosione, la migrazione del gas nel sottosuolo può comportare il contatto del gas di discarica con le acque sotterranee . Questo, a sua volta, può provocare la contaminazione delle acque sotterranee da composti organici presenti in quasi tutti i gas di discarica.

Sebbene di solito si siano evoluti solo in tracce, le discariche rilasciano alcuni aromatici e clorocarburi .

Può verificarsi migrazione di gas di discarica , dovuta a differenziali di pressione e diffusione. Ciò può creare un rischio di esplosione se il gas raggiunge concentrazioni sufficientemente elevate negli edifici adiacenti.

Per paese

Brasile

Questa sezione è un estratto dalla riduzione delle emissioni di gas di discarica in Brasile . [ modifica ]
Il Brasile ha stabilito una forte politica pubblica utilizzando i progetti del meccanismo di sviluppo pulito per ridurre le emissioni di metano dalle discariche . Una componente importante di questi progetti è la vendita delle emissioni evitate da parte del mercato privato per generare entrate.

stati Uniti

Questa sezione è un estratto da Discariche negli Stati Uniti § Utilizzo del gas di discarica . [ modifica ]

Un rapporto dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti (EPA) indica che a partire dal 2016, il conteggio delle discariche di rifiuti solidi urbani operativi varia tra 1.900 e 2.000. In uno studio nazionale condotto dalla Environmental Research and Education Foundation nel 2013, negli Stati Uniti sono state contate solo 1.540 discariche di rifiuti solidi urbani operative. La decomposizione dei rifiuti in queste discariche produce gas di discarica, che è una miscela di circa metà metano e metà anidride carbonica. Le discariche sono la terza fonte di emissioni di metano negli Stati Uniti, con le discariche di rifiuti solidi urbani che rappresentano il 95% di questa frazione.

Negli Stati Uniti, il numero di progetti di gas di discarica è aumentato da 399 nel 2005 a 594 nel 2012 secondo l' Environmental Protection Agency . Questi progetti sono popolari perché controllano i costi energetici e riducono le emissioni di gas serra . Questi progetti raccolgono il gas metano e lo trattano, in modo che possa essere utilizzato per l'elettricità o aggiornato al gas di tipo gasdotto. (Il gas metano ha ventuno volte il potenziale di riscaldamento globale dell'anidride carbonica). Ad esempio, negli Stati Uniti, Waste Management utilizza il gas di discarica come fonte di energia in 110 impianti gas-to-energy di discarica. Questa produzione di energia compensa quasi due milioni di tonnellate di carbone all'anno, creando energia equivalente a quella necessaria a quattrocentomila abitazioni. Questi progetti riducono anche le emissioni di gas serra nell'atmosfera.

L'EPA, che stima che centinaia di discariche potrebbero supportare progetti energetici dal gas, ha anche istituito il Landfill Methane Outreach Program. Questo programma è stato sviluppato per ridurre le emissioni di metano dalle discariche in modo economicamente vantaggioso incoraggiando lo sviluppo di progetti di gas-energia in discarica vantaggiosi dal punto di vista ambientale ed economico.
JFK Presidential Library and Museum - sito post-chiusura discarica di categoria 3

Guarda anche

Riferimenti

link esterno