SINTESI DELL’ATTIVITA’ La parte preponderante dell’attività, documentata nella parte I del Rapporto Finale, è stata dedicata all’esame del ciclo dell’acqua nel comparto della generazione termoelettrica, in quanto connotato da una effettiva maggiore complessità di apporti, utilizzi, interazioni con processi produttivi, e da maggiori potenzialità di inquinamento, con conseguenti esigenze di impianti di trattamento depurativo. Ciò rende la sua configurazione e le problematiche ad esso associate, sotto il profilo sia aziendale che ambientale (almeno per quanto riguarda la qualità degli effluenti rilasciati) più estese e complesse rispetto a quelle di impianti idroelettrici e geotermoelettrici. In merito a questi due ultimi comparti del Sistema Elettrico Nazionale, l’analisi effettuata nel corso del 2000 e documentata nella Parte II del Rapporto Finale, è stata limitata alla sintesi delle strutture impiantistiche prevalenti e dei processi coinvolti nella produzione di energia elettrica, e alla individuazione del ruolo della matrice idrica e delle sue interazioni con il processo produttivo. L’approfondimento di problematiche specifiche legate al ciclo delle acque in tali impianti di generazione e delle eventuali soluzioni tecnologiche o gestionali introducibili per il suo miglioramento, era previsto come successiva prosecuzione dell’attività. Indipendentemente dalla tipologia di impianto di generazione, va sottolineato che oggetto dell’attività sono stati unicamente l’uso, le interazioni ed i trattamenti che l’acqua presenta negli impianti fino alla sua reimmissione nell’ambiente. Non sono stati considerati né analizzati, in particolare sotto il profilo ambientale, gli effetti degli scarichi idrici di centrale sui corpi ricettori e sugli ecosistemi ad essi afferenti, in quanto oggetto specifico di altre attività di Ricerca di Sistema per l’anno 2000. Nell’impianto idroelettrico l’acqua viene utilizzata per produrre energia ed esce dalla centrale senza subire sostanziali trattamenti, eccetto una grossolana filtrazione tramite la griglia nell’opera di presa. Di fatto, il ciclo dell’acqua viene a coincidere con il percorso che essa segue nel processo di produzione dell’energia elettrica. Dall’esame della informazioni raccolte, risulta che negli impianti idroelettrici non è prevista la presenza di una specifica sezione di trattamento della componente “acque di processo”. Così come è da considerarsi nulla anche la componente “acque sanitarie”, tenuto conto che, negli ultimi anni, quasi tutti gli impianti idroelettrici sono comandati a distanza (minima presenza di personale) da centri di telecontrollo che sovrintendono a tutte le operazioni necessarie all’esercizio delle centrali. Di conseguenza risultano assenti impianti di trattamento specifici all’interno dell’impianto di generazione. Nell’impianto geotermoelettrico, l’acqua segue il ciclo impiantistico relativo alla produzione di energia elettrica ed i reflui liquidi rilasciati della centrale vengono, generalmente, reiniettati nel sottosuolo, sia ai fini del loro smaltimento che per ricaricare parzialmente il campo geotermico. Dall’esame dei processi attivi in questa tipologia di impianto di generazione, è emerso che i fluidi che circolano nell’impianto geotermico sono sottoposti a diversi tipi di trattamento quali:

• l’aggiunta di additivi per evitare precipitazioni incrostanti e fenomeni di corrosione. • l’aggiunta piccole quantità di ipoclorito di sodio per combattere il fenomeno di biofouling a livello delle torri di raffreddamento, quando il fluido di raffreddamento è costituito da acqua naturale. • l’impiego di reagenti per aumentare la solubilità nel liquido geotermico o per determinarne la scomparsa di solfuro di idrogeno, per reazione chimica (ossidazione), evitando un’eccessiva dispersione in atmosfera di questo inquinante. In presenza di vapori molto ricchi di idrogeno solforato vengono utilizzate tecniche specifiche di abbattimento che, a seconda dei casi, prevedono la presenza nella centrale di generazione di sezioni impiantistiche specifiche. In Italia la situazione più frequente è il ricorso al semplice lavaggio del flusso dei gas con l’acqua della torre di raffreddamento nella torre stessa, eventualmente sfruttando l’aggiunta di additivi opportuni. Qualunque sia il sistema utilizzato, l’utilizzo di questi trattamenti può comportare un eventuale effetto inquinante solo a livello delle acque di reiniezione. In merito alla componente “acque sanitarie” del ciclo delle acque di centrale, per gli impianti geotermoelettrici valgono sostanzialmente le stesse considerazioni indicate in precedenza per gli impianti idroelettrici. La disamina del ciclo delle acque negli impianti di generazione termoelettrica è stata effettuata partendo dalle seguenti considerazioni: • la tipologia di impianto termoelettrico convenzionale, maggiormente utilizzata nel sistema elettrico nazionale, è l’impianto con turbine a vapore a ciclo aperto con approvvigionamento da mare o da fiume (sono inclusi anche cenni alle varianti relative alle tipologie alternative, essenzialmente gli impianti con turbine a gas, o a ciclo combinato, con ciclo di raffreddamento chiuso a secco o ad umido) • nell’ambito della struttura di una centrale termoelettrica, il ciclo dell’acqua può essere distinto in tre sottosistemi: Sistema di produzione acque di processo; Sistema di utilizzo acque di processo; Sistema di trattamento acque di processo. Su queste basi si è proceduto: • Alla caratterizzazione (fonte, quantità e qualità, utilizzo, interazioni con processi produttivi, alterazioni, destino finale, emissioni e ricicli) delle seguenti tipologie di acque peculiari dei sistemi sopraindicati: acque di apporto (in ingresso alla centrale) – di fiume/mare, potabile, meteorica – ; acque di processo – industriale, demineralizzata, potabile, grezza -; acque reflue – oleose, acido- alcaline, sanitarie -. • All’analisi delle soluzioni impiantistiche (trattamenti) in uso, in relazione ai seguenti obiettivi: livelli e modalità di trattamento dei reflui liquidi; livelli e modalità di utilizzo interno degli effluenti trattati in cicli produttivi; strategie e soluzioni già adottate ai fini del raggiungimento di obiettivi di qualità sotto il profilo aziendale.

Per il trattamento delle acque di apporto sono stati considerati e analizzati gli impianti di distillazione (acqua di mare), di chiariflocculazione, di filtrazione e demineralizzazione, per le acque di processo il trattamento del condensato del ciclo termico. Mentre per le acque reflue sono stati esaminati i processi e gli impianti in uso per il trattamento delle tre tipologie di acqua reflue sopraindicate (separazione statica degli oli; chiariflocculazione; fanghi attivi). • Alla messa in evidenza delle principali fonti di criticità presenti negli attuali metodi gestionali e tecnologici in atto nel ciclo acque delle attuali centrali termoelettriche del sistema elettrico nazionale, rispetto alle tre tipologie di acque presenti in una centrale termoelettrica (acque di apporto; acque di processo; acque reflue). A tale scopo sono state anche utilizzate come riferimento: le indicazioni normative contenute nella legislazione nazionale ed in quella europea in materia di tutela delle acque e di regolamentazione degli scarichi di impianti produttivi; le informazioni reperite in materia di struttura e gestione del ciclo delle acque in impianti di generazione termoelettrica su scala europea. • Alla definizione e alla descrizione di alcune soluzioni tecnico-gestionali introducibili per il miglioramento delle prestazioni del ciclo delle acque sotto il profilo sia aziendale che ambientale. In particolare sono stati sviluppati ad esempio gli aspetti tecnici inerenti: tecnologie a membrana (trattamento fluido termovettore; trattamento acque acido-alcaline); flottazione (trattamento acque oleose); biodischi, reattori sequenziali SBR, biofiltrazione sommersa, fitodepurazione (trattamento acque sanitarie). L’analisi del bilancio idrico e di specie chimiche era fra gli obiettivi dell’attività per l’anno 2000, per lo specifico degli impianti termoelettrici del sistema elettrico nazionale. Ed era, inoltre, prevista la sua successiva estensione anche alle altre tipologie di impianto di generazione, in particolare a quella geotermoelettrica. A tale scopo era, ovviamente, necessario disporre di dati reali rappresentativi delle principali tipologie di impianto presenti in Italia. L’acquisizione di queste informazioni presso un campione di centrali, era specifico oggetto di altra attività di Ricerca di Sistema (Attività 1), inclusa nell’ambito del sottoprogetto ESTERNA. Nell’arco dell’anno 2000, tuttavia, non è stato possibile avere a disposizione dati reali dalle centrali selezionate e contattate. Pertanto l’analisi del bilancio idrico e di specie chimiche è stata rinviata ad una fase successiva di prosecuzione dell’attività. In quest’ottica, si è, comunque, provveduto ad acquisire ed esaminare due pacchetti software, denominati “Waterbalance” e “Watersoft” che possono consentire, almeno nello specifico delle centrali termoelettriche la redazione di bilanci di materia e di energia, l’analisi dei costi operativi del sistema acqua, l’individuazione degli interventi impiantistici e gestionali atti a ridurre l’approvvigionamento idrico, il consumo di reagenti ed energia e la produzione di reflui e fanghi, l’analisi dei relativi costi e la diagnostica sui sistemi acqua esistenti.

Inoltre, per consentire l’acquisizione di tutti i dati necessari per questo tipo di analisi, presso un sottoinsieme rappresentativo di centrali esistenti in Italia, sono state messe a punto schede di acquisizione dati per le tipologie di impianto di generazione termoelettrico e geotermoelettrico che sono state sottoposte all’attenzione del responsabile dell’Attività 1 come richiesta di estensione del parco di dati e informazioni tecniche specialistiche da richiedere alle centrali selezionate come campione.