Pubblicato il 2022-03-10

CIRCULAR BIOCARBON: la BioPiattaforma di Sesto San Giovanni nella prospettiva europea

 

Riduzione delle emissioni ed economia circolare: l'impegno dell'Unione europea

 

Gli stati membri dell'UE si sono impegnati formalmente per ottenere una riduzione netta del 55% delle emissioni di gas serra (GHG) entro il 2030. In questo contesto, da sola, la sostituzione del 30% degli attuali prodotti a base di petrolio con versioni a base biologica potrebbe aiutare a ridurre le emissioni di gas serra fino al 50%, sostenendo così la transizione da un'economia lineare a una circolare.

Le industrie bio-based, che utilizzano risorse biologiche rinnovabili per la produzione di bio-prodotti e biocarburanti, hanno l’opportunità di creare catene di valore sostenibili, innovative e competitive, dimostrando così che può esserci sviluppo economico senza avere un impatto negativo sull’ambiente e sulla conservazione delle sue risorse.

Per supportare questo processo, nel 2020 la Commissione Europea ha adottato un nuovo piano d'azione per l'economia circolare che - tra i vari obiettivi - prevede lo sviluppo di soluzioni per gestire i rifiuti organici urbani in modo più efficiente inserendoli in un ciclo virtuoso di riuso, rigenerazione e riciclo. 

Un progetto di punta in questo contesto è CIRCULAR BIOCARBON, che prevede lo sviluppo di bioraffinerie capaci di gestire in modo innovativo due importanti flussi di rifiuti urbani come la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) e i fanghi di depurazione, attuando processi di produzione circolare. 

 

 

Il progetto Circular Biocarbon per la valorizzazione dei rifiuti urbani

 

CIRCULAR BIOCARBON è un progetto coordinato dall’azienda globale di servizi ambientali URBASER che coinvolge 11 partner di cinque Paesi europei (Spagna, Italia, Danimarca, Francia e Germania) e ha ricevuto un contributo di oltre 14 milioni di euro attraverso il Programma Horizon 2020 dell’Unione Europea nell’ambito della Call “BBI2020.SO1.F1 – Valorise the organic fraction of municipal solid waste through an integrated biorefinery at commercial level”

Saragozza per la Spagna e Sesto San Giovanni per l’Italia saranno le città che già nel 2022 daranno vita agli impianti innovativi di CIRCULAR BIOCARBON.

Tra i partner italiani del progetto ci sono Novamont, l’Università Politecnica delle Marche e GRUPPO CAP, che ha ottenuto un finanziamento di 2,5 milioni di euro per dare vita all’innovativa BioPiattaforma che sarà gestita da ZeroC nella città di Sesto San Giovanni.

 

CIRCULAR BIOCARBON avrà la durata di 5 anni e nel corso del progetto i partner dovranno: 

  • adattare impianti di trattamento rifiuti già esistentie supportarne la trasformazione in bioraffinerie integrate
  • dimostrare su scala industriale la fattibilità di produzione di materiali ad alto valore aggiunto partendo da frazioni solide ed effettuare formulazioni di fertilizzanti arricchiti con biostimolanti derivati da alghe
  • dimostrare su scala industriale la produzione di materiali ad alto valore aggiunto partendo dal biogas (prodotti a base di carbonio e coating tipo diamante)
  • produrre PHA da FORSU e utilizzarlo per la formulazione di bioplastiche biodegradabili e compostabili
  • dimostrare la fattibilità di scalare un’unità di produzione di microalghe, capace di recuperare CO2 dal biogas e nutrienti dal digestato
  • integrare le tecnologie e i processi in una bioraffineria funzionante per dimostrare la fattibilità tecnica ed economica del concetto e il progresso verso una replicazione futura
  • creare consapevolezza sulle opportunità associate alla valorizzazione dei rifiuti urbani per ottenere prodotti ad alto valore aggiunto pronti per il mercato.


Nella maggior parte dei casi i rifiuti organici prodotti nelle città vengono trattati in modo separato e secondo modelli lineari che si limitano all’utilizzo di impianti di smaltimento. Ci sono poi casi - quasi 21.000 strutture in Europa - in cui il ciclo di vita dei rifiuti viene allungato attraverso percorsi di recupero.

Il progetto CIRCULAR BIOCARBON vuole fare un ulteriore passo avanti sfruttando l’innovazione come motore di cambiamento e creando un nuovo modello circolare in cui i sistemi di gestione vengono integrati per ricavare valore dai rifiuti e sostenere la transizione ecologica dei territori.

I processi di trasformazione della bioraffineria CIRCULAR BIOCARBON permetteranno infatti di ottenere prodotti finali ad alto valore aggiunto - come biometano, grafene “verde” e fertilizzanti - trattando nello stesso impianto la frazione organica dei rifiuti urbani (FORSU) e i fanghi di depurazione. La valorizzazione dei rifiuti organici permetterà a cittadini e imprese di ridurre sempre di più la dipendenza da fonti fossili, avviando di fatto una transizione verso la bioeconomia e lo sviluppo sostenibile.

Si tratta di una grande occasione per l’Europa, vista la quantità di rifiuti organici prodotti nelle nostre città e vista la possibilità di rinnovare gli impianti di trattamento dei rifiuti che esistono già. 

 

 

European Commission. “Bioeconomy Strategy”. Ec.europa.eu, https://ec.europa.eu/info/research-and-innovation/research-area/environment/bioeconomy

 

FORSU e fanghi di depurazione: da scarto a risorsa 
 

Questo nuovo contesto di transizione verso l'economia circolare richiede un cambiamento di percezione rispetto ai rifiuti, che spesso vengono visti soltanto come un problema e mai come una risorsa. 

FORSU e fanghi di depurazione sono una parte importante della grande quantità di rifiuti che vengono prodotti ogni giorno nelle città europee. Si tratta di due flussi di rifiuti che possono 

avere un impatto ambientale, sociale ed economico molto significativo e che vengono visti esclusivamente come un peso per coloro che hanno la responsabilità di raccoglierli e trattarli. 

Il 34% dei rifiuti solidi urbani generati nell'Unione Europea è costituito da rifiuti organici (FORSU), che comprendono i rifiuti biodegradabili provenienti da giardini e i rifiuti alimentari provenienti da famiglie, ristoranti o rivenditori. Nel 2017 sono stati prodotti 86 milioni di tonnellate di rifiuti organici; una parte significativa di questa enorme mole di materiale è composta da cibo che viene sprecato e che spesso finisce direttamente in quelle discariche che contribuiscono al 3% delle emissioni totali di gas serra dell’Unione Europea. 

I fanghi di depurazione sono invece ciò che resta dal trattamento delle acque reflue e - secondo la Commissione Europea - solo nel 2008 hanno toccato la quota di 10 milioni di tonnellate, mettendo sotto pressione gli impianti di trattamento deputati a gestirli. I fanghi di depurazione contengono metalli pesanti e agenti patogeni come virus e batteri, ma anche preziosa materia organica e nutrienti come azoto e fosforo.

A oggi, i metodi di trattamento più comuni per i rifiuti organici urbani sono il compostaggio e la digestione anaerobica per la successiva creazione di compost e biogas, mentre i fanghi di depurazione possono essere utilizzati in agricoltura come fertilizzante o ammendante. A livello di impatto ambientale, questi percorsi di valorizzazione segnano un netto miglioramento rispetto al mero smaltimento in discarica, tuttavia non catturano appieno il potenziale di questi due flussi di rifiuti. 

 

 

La BioPiattaforma di Sesto San Giovanni pioniera del progetto CIRCULAR BIOCARBON

 

La bioraffineria protagonista del progetto CIRCULAR BIOCARBON in Italia sarà la BioPiattaforma di Sesto San Giovanni, che entrerà in funzione nel 2022 per produrre biometano a partire dalla Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano (FORSU), nonché calore, energia elettrica e fertilizzanti a partire dai fanghi di depurazione.

Si tratta di un progetto unico nel suo genere che vede protagonista Gruppo CAP, il gestore del servizio idrico integrato della Città metropolitana di Milano, in collaborazione con ZeroC - l’azienda nata proprio per gestire la BioPiattaforma., i cui soci sono i  Comuni di Sesto San Giovanni, Cologno Monzese, Pioltello, Segrate, Cinisello Balsamo e Cormano. 

Il percorso della BioPiattaforma parte nel 2016 con l’avvio di una discussione pubblica tra le realtà industriali proponenti e i Comuni coinvolti e nasce da una duplice esigenza operativa: quella di Gruppo CAP, alla ricerca di un sistema di smaltimento per i fanghi di depurazione indipendente rispetto alle variabili normative e di mercato, e quella dell’allora CORE S.p.a. di rendere più efficiente la gestione dei rifiuti organici. 

La decisione dei Comuni soci di chiudere l’impianto di trattamento dei rifiuti solidi di Sesto San Giovanni e la vicinanza del sito all’impianto di depurazione di Gruppo CAP, hanno offerto l’opportunità di trovare una soluzione comune attraverso un progetto di simbiosi industriale. 
La BioPiattaforma nascerà infatti dalla riconversione di due biodigestori nell'impianto di termovalorizzazione già esistente e nell'impianto di trattamento delle acque reflue, applicando i principi cardine del progetto europeo CIRCULAR BIOCARBON. 

L’innovativa struttura consentirà così di chiudere in modo virtuoso il ciclo di trattamento dei fanghi di depurazione e della frazione organica dei rifiuti urbani, generando importanti benefici ambientali, economici e sociali. La BioPiattaforma avrà infatti ripercussioni positive su tutto il territorio circostante: il nuovo impianto non solo ridurrà le emissioni di gas ad effetto serra ma consentirà piani di monitoraggio continuo dell'aria, dell'acqua e di alcuni aspetti sanitari concordati con i cittadini che hanno partecipato alle consultazioni pubbliche. 


 

Rendering della futura BioPiattaforma


La filiera di trattamento della BioPiattaforma 

 

La BioPiattaforma si configura come un polo tecnologico per l’innovazione nell’economia circolare che consentirà di ottenere prodotti finali ad alto valore aggiunto a partire dal trattamento dei fanghi da depurazione non recuperabili come prodotto fertilizzante e della FORSU. L’impianto permetterà inoltre di testare e validare le migliori tecnologie ambientali in scala pilota o dimostrativa, condividendone i risultati con cittadini, centri di ricerca e altri portatori di interesse italiani e internazionali.

La BioPiattaforma sarà dotata di un forno a letto fluido che permetterà di valorizzare circa 65.000 tonnellate di scarti provenienti dai 40 depuratori di Gruppo CAP: generando ogni anno circa 20.000 MWh di energia termica di origine non fossile , che andrà ad alimentare il sistema di teleriscaldamento a servizio di Sesto San Giovanni. 

I fanghi arriveranno all’impianto dopo un processo meccanico di disidratazione effettuato presso i depuratori posti all’interno di centrifughe che ne estraggono il liquido con un livello di disidratazione - quindi di sostanza secca - intorno al 25% dell’intera massa. Per aumentare ulteriormente la concentrazione di secco, prima di essere valorizzati, verranno miscelati con una quota di fanghi, circa 3000 tonnellate all’anno, con un valore di sostanza secca del 90% (tale quota è essiccata attraverso un processo termico nell’essiccatore presente nell’impianto di depurazione di San Giuliano Ovest). Questa operazione serve a incrementare il livello medio di secco della miscela per rendere poi più efficiente la combustione e raggiungere l‘autotermia, così che il forno si autoalimenti.

Un altro importante progetto riguarda il recupero del fosforo dalle ceneri dei fanghi generati da combustione, utilizzabile come fertilizzante. Il fosforo è infatti un elemento fondamentale per la composizione dei fertilizzanti, molto richiesto ma in esaurimento. Le ceneri dei fanghi ne contengono una percentuale intorno al 6-8%, ma gli attuali processi per il suo recupero sono abbastanza costosi. Da qui l’idea di sviluppare un progetto di ricerca insieme a partner italiani ed europei finalizzato per rendere il recupero del fosforo economicamente più accessibile. 

L’altro grande perno del progetto è costituito dalla linea di trattamento della FORSU: la simbiosi industriale prevede infatti che i due digestori anaerobici del depuratore di Gruppo CAP vengano riconvertiti al trattamento della quota di rifiuti umidi provenienti dai Comuni soci di ZeroC per produrre biometano per autotrazione.

Il nuovo impianto sarà dotato delle più avanzate tecnologie di digestione anaerobica e upgrading per la gestione di questo processo, oltre che di un innovativo sistema a due camere per la ricezione dei rifiuti. L’impianto sarà quindi in grado di trattare 30.0000 tonnellate all’anno di FORSU - ora affidate a strutture esterne - producendo 2m3 di biometano al secondo e generando una quantità di biocarburante tale da alimentare l’equivalente di 2.200 veicoli per un percorso di 15.000 km all’anno. Il tutto con una sensibile riduzione delle emissioni di anidride carbonica, che passerà dal 92 al 77%.