title: STRATEGIA PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO - (COMUNICAZIONE DELLA COMMISSIONE AL CONSIGLIO E AL PARLAMENTO EUROPEO)

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environmental protection
hydrocarbon
oil pollution

text: COMMISSIONE DELLE COMUNITÀ' EUROPEE Bruxelles, 15. 11. 1996 COM(96) 557 def. STRATEGIA PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO (COMUNICAZIONE DELLA COMMISSIONE AL CONSIGLIO E AL PARLAMENTO EUROPEO) Indice 1. 2. RIASSUNTO PROBLEMATICA Fonti naturali Concentrazioni atmosferiche di metano 2. 1. Metano 2. 2. 2. 3. 2. 4. Metano e cambiamento climatico mondiale 2. 5. 2. 6. Stabilizzazione e riduzione delle emissioni mondiali di metano Eliminazione delle emissioni di metano: combustione con o senza recupero di energia - Fattori economici legati al processo prescelto Emissioni di metano nell'UE 2. 7. 3. FONTI DI METANO NELL'UE E INVENTARI ATTUALI 3. 1. 3. 2. 3. 3. 4. Agricoltura Rifiuti Energia OPZIONI PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO. ALCUNE MISURE COMUNICATE DAGLI STATI MEMBRI E DA PAESI TERZI AGRICOLTURA TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RIFIUTI 4. 1. 4. 1. 1. Fermentazione enterica 4. 1. 2. Effluenti di allevamento 4. 1. 3 Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi 4. 2. 4. 2. 1. Discariche 4. 2. 2. Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi 4. 3. 4. 3. 1. Estrazione e distribuzione di combustibili fossili 4. 3. 1. 1. Carbone 4. 3. 1. 2. Gas naturale 4. 3. 2. Combustione 4. 3. 3. Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi ENERGIA 5. MISURE POLITICHE DELL'UE DA PRENDERE IN CONSIDERAZIONE AGRICOLTURA 5. 1. 5. 1. 1. Fermentazione enterica 5. 1. 2. Effluenti di allevamento 5. 2. 5. 3. 5. 3. 1. Estrazione e distribuzione di combustibili fossili 5. 3. 1. 1. Carbone 5. 3. 1. 2. Gas naturale 5. 3. 2. Combustione TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RIFIUTI ENERGIA 5. 4. CONCLUSIONI ALLEGATO - 1- 0 5 5 5 5 6 6 7 7 8 8 8 8 9 9 9 11 12 12 12 14 15 15 15 16 17 17 17 18 18 19 19 21 21 21 21 22 22 25 1. RIASSUNTO // metano, un problema mondiale? Dall'epoca preindustriale, la concentrazione di metano (CH4) nell'atmosfera continua ad aumentare, principalmente a causa dell'attività umana. Il metano è un gas attivo ad effetto serra che trattiene il calore (dalle radiazioni a raggi infrarossi) impedendone la dispersione nello spazio e contribuendo ad aumentare le temperature dell'atmosfera e della superficie terrestre e, quindi, ali'"effetto serra mondiale. Attualmente è il secondo fattore, dopo il biossido di carbonio (C02) che contribuisce al surriscaldamento del pianeta; il 18% dell'effetto serra globale è dovuto alle crescenti concentrazioni di metano nell'atmosfera, mentre il contributo del biossido di carbonio è circa il 66% (cfr. figura 2). Obiettivo della comunicazione Il presente documento espone i problemi e le preoccupazioni legati alle emissioni di metano nell'atmosfera, individua le fonti delle emissioni e i pozzi di assorbimento principali, presenta alcune soluzioni economicamente razionali per ridurre queste emissioni e fornisce un ventaglio di possibili misure da integrare in una strategia comunitaria di contenimento delle emissioni. La comunicazione comprende varie misure che concernono espressamente ciascun settore prioritario: agricoltura, rifiuti ed energia. A livello comunitario e internazionale si ammette che una politica di riduzione del metano dovrebbe rappresentare un elemento importante della strategia globale di cambiamento climatico, in particolare quando si consideri che la sua attuazione avrebbe un impatto più immediato che non la riduzione del C02. La presente comunicazione risponde alla sfida e sviluppa una strategia comunitaria credibile di riduzione delle emissioni di metano, con proposte politiche e misure realistiche, che potrebbe rappresentare un elemento fondamentale della politica di cambiamento climatico che l'UE sta mettendo a punto. Nel quadro di riferimento politico restano ancora da risolvere alcuni problemi quanto all'orientamento da scegliere per ridurre le emissioni di metano, problemi la cui valutazione è legata principalmente alla scelta tra il raggiungimento di un determinato obiettivo di riduzione entro una data scadenza (come indicato nel Quinto programma di azione a favore dell'ambiente) o l'adozione di misure politiche scelte in un elenco di opzioni che offrano il rapporto costo/efficacia più valido per una data percentuale di riduzione. Quest'ultima potrebbe, di massima, essere stabilita in funzione di una valutazione monetaria dei costi sociali delle emissioni di metano oppure in base ad altri metodi opportuni. Da ultimo, la valutazione della redditività della strategia proposta potrà necessitare altre analisi più approfondite, prima di attuare azioni politiche concrete a livello comunitario. Principali proprietà del metano Tra le caratteristiche del metano, nocive per l'atmosfera, indichiamo qui di seguito le principali. Innanzitutto, la concentrazione di metano (1,72 ppm) nell'atmosfera è quasi raddoppiata dall'inizio di questo secolo, a causa soprattutto dell'attività umana. In secondo luogo, l'entità del contributo di un gas ad effetto serra al surriscaldamento del pianeta, viene di norma espressa secondo il suo potenziale di riscaldamento globale (Global Warming Potential - GWP). Il GWP riflette il maggiore potenziale di una sostanza, rispetto alla sostanza standard, il C02 che per definizione ha un GWP uguale a 1. Il potenziale di riscaldamento globale del metano è 62 volte superiore a quello del C02 e ciò mostra l'importanza di ridurne le emissioni. In terzo luogo, rispetto al C02, la stabilizzazione della concentrazione di metano nell'atmosfera comporterebbe oggigiorno la riduzione soltanto del 10% delle emissioni antropiche globali annue, una percentuale nettamente inferiore rispetto al C02, per il quale occorre ridurre di quasi il 60% le emissioni antropiche annue. Questa differenza ha chiaramente delle ripercussioni sui tempi delle politiche e delle misure e sull'entità delle risorse da investire per conseguire obiettivi specifici di riduzione. Il biossido di carbonio rimane tuttavia il fattore che continua a destare maggiore preoccupazione per il futuro surriscaldamento del pianeta. Un altro parametro importante sono i tempi di permanenza del metano nell'atmosfera, 12-17 anni, rispetto a 50-200 anni per il C02. In altre parole, la realizzazione di una strategia per ridurre le emissioni di metano inciderebbe sul fenomeno serra, in tempi relativamente brevi rispetto al C02, per il quale l'impatto delle misure sarebbe avvertibile soltanto a medio o lungo termine. Occorre infine sottolineare che la semplice combustione del metano trasforma questo gas in C02 ed elimina il 95% del suo potenziale di surriscaldamento. Inventari UE Nell'UE, l'agricoltura, i rifiuti e l'energia sono le tre principali fonti delle emissioni antropiche di metano. Gli inventari elaborati per questi settori sono riassunti qui di seguito (dati CORINAIR 90). L'agricoltura (45%) è al primo posto con una produzione di metano dovuta alla fermentazione enterica anaerobica (digestione) degli animali (30%) e al trattamento anaerobico delle deiezioni animali (letame) (15%). Seguono i rifiuti (32%) dove il metano è prodotto dalla fermentazione anaerobica della materia organica contenuta nelle discariche. Il metano è infine prodotto nel settore dell'energia (23%), in particolare l'estrazione mineraria (12%), la produzione di gas naturale (8%), la distribuzione e l'utilizzo. Inventari UE (anno 1990) delle principali fonti di emissioni antropiche di metano Agricoltura 44,7% 10,2 Mt fermentazione enterica (digestione) dei ruminanti (bovini, pecore): effluenti di allevamento: 30% 14,7% Rifiuti 31,5% 7,3 Mt discariche: trattamento delle acque reflue (funghi): 30,8% 0,7% Ineijuì 11% s. / Mt estrazione, trasporti) e deposito del carbone: produzione e disti ilui/ionc del gas: combustione: trasporto: 11,4% H,M% 2% 0,8% Mt = milioni di tonnellate Strategia comunitaria per ridurre le emissioni di metano Il presente documento presenta varie opzioni per ridurre le emissioni di CH4 nonché le politiche e le misure già attuate in alcuni Stati membri e paesi terzi. Le opzioni considerate valide nei settori più promettenti a livello comunitario, nazionale, regionale e locale - essenzialmente agricoltura, rifiuti ed energia - sono proposte come eventuali azioni da attuare sotto forma di una strategia comunitaria. Qui di seguito una breve descrizione di queste opzioni. Nel settore dell'agricoltura, le possibilità più interessanti per ridurre le emissioni di metano concernono la gestione del letame. I digestori anaerobici o le semplici vasche coperte sono un mezzo efficace per limitare e ridurre le emissioni di metano. Bisogna far conoscere agli agricoltori comunitari le possibilità offerte da queste tecnologie, attraverso programmi di dimostrazione e studi di fattibilità a livello comunitario, nazionale, regionale e locale. In un secondo tempo potrebbe essere prevista una legislazione comunitaria che imponga l'installazione di sistemi di recupero e l'obbligo concernerebbe unicamente aziende di allevamento di determinate dimensioni (numero di capi da definire). Nel settore dei rifiuti, occorre distinguere tra misure specifiche concernenti le discariche nuove e quelle esistenti e misure generali intese a ridurre i rifiuti organici da porre a discarica. Per le discariche anaerobiche nuove, a livello dell'UE occorre garantire che le autorizzazioni siano concesse soltanto se altre alternative di riduzione del metano non sono risultate fattibili; in tal caso si dovrà predisporre un sistema molto efficiente per recuperare ed utilizzare il metano prodotto. Nel caso delle discariche esistenti, la legislazione comunitaria dovrebbe prevederne l'ammodernamento, onde raccogliere e utilizzare per quanto possibile il metano e ove ciò non sia possibile, promuovere il ricorso alla bruciatura in torcia (flaring). Con incentivi economici supplementari, a livello nazionale e comunitario, si dovrebbero promuovere un maggiore recupero del metano nonché l'applicazione e l'ulteriore sviluppo di opportune tecnologie. Parallelamente, a livello comunitario, nazionale, regionale e locale, si dovrebbero adottare misure generali per ridurre le quantità di rifiuti organici in tutte le discariche, ad esempio minimizzazione della produzione di rifiuti, raccolta separata, sviluppo di prodotti riciclati, compostaggio, ecc. Nel settore dell'energia, la produzione di carbone e le conseguenti emissioni di metano continueranno a diminuire in futuro e sarebbe estremamente difficile giustificare spese supplementari per realizzare tecniche di recupero del metano. Un'iniziativa comunitaria dovrebbe limitarsi ad incoraggiare gli Stati membri a varare programmi per promuovere l'applicazione delle migliori tecnologie disponibili nelle miniere di carbone che saranno ancora in esercizio dopo un certo periodo (ad es. : 10 anni). Il compito è più facile nel caso delle emissioni di gas naturale per le quali si potrebbe definire una norma comunitaria di fughe minime, onde sostituire i tratti meno efficienti delle reti di trasmissione e distribuzione, Una seconda iniziativa, a cura degli Stati membri, potrebbe ridurre le emissioni di metano aumentando la frequenza dei controlli sulle reti di gasdotti e riducendo così le fughe di gas naturale. La riduzione dell'effetto serra e in particolare la riduzione delle emissioni di metano è intrinsecamente una questione ambientale mondiale ed è pertanto preferibile, data la dimensione internazionale, un approccio comunitario anziché azioni diverse attuate separatamente a livello nazionale. Non si può tuttavia escludere che alcune iniziative proposte nella strategia, in linea con il principio di sussidiarietà, possano essere meglio realizzate a livello nazionale, regionale e locale. Queste iniziative comunque dovranno essere in sintonia con gli sforzi di coordinamento a livello internazionale e comunitario per garantire i futuri impegni ambientali a livello mondiale. La comunicazione riporta scenari di strategie simili (studio CITEPA), i cui risultati sono piuttosto importanti, malgrado alcune incertezze. Le conclusioni dello studio sono che se si applicassero nell'UE misure simili, le previste riduzioni delle emissioni di metano, rispetto ai livelli nel 1990, potrebbero essere, rispettivamente del 30% e del 41 % nel 2005 e nel 2010. Le opzioni proposte sono presentate nella tabella riassuntiva qui di seguito. SINTESI DELLE MISURE POLITICHE DELL'UE DA PRENDERE IN CONSIDERAZIONE PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO AGRICOLTURA * Fermentazione enterica promozione della ricerca e incentivi (a livello UE e nazionale) per sviluppare politiche e misure attuabili; * Effluenti animali digestori anaerobici o vasche coperte (di preferenza con utilizzazione energetica o, alternativamente, con bruciatura in torcia); la fase: programmi di dimostrazione a livello comunitario, nazionale, regionale e locale; la fase: obbligo a livello comunitario di installare sistemi di recupero e utilizzazione per le aziende di capacità superiore a un determinato numero di capi (numero da definire). RIFIUTI * Misure venerali promozione a livello comunitario, nazionale, regionale e locale di misure quali: minimizzazione della produzione di rifiuti organici, compresi i rifiuti di imballaggi; incoraggiamento della raccolta separata dei rifiuti organici; recupero dei rifiuti organici (compostaggio) e operazioni di recupero dell'energia. Ove compatibile con l'ambiente, il recupero materiale dovrebbe essere preferito alle operazioni di recupero dell'energia. In entrambi i casi si dovrà comunque tener conto delle conseguenze ambientali, economiche e scientifiche la cui valutazione in certi casi potrebbe portare a preferire il recupero di energia; incentivi economici a livello comunitario e nazionale per promuovere i prodotti riciclati. * Nuove discariche legislazione comunitaria che contempli l'obbligo per le discariche anaerobiche, in assenza di alternative di riduzione del metano, di essere dotate di sistemi di recupero e utilizzazione del metano. * Discariche esistenti legislazione comunitaria che imponga l'ammodernamento delle discariche esistenti con sistemi per la raccolta e l'utilizzazione del metano ogniqualvolta possibile. Sostegno e promozione di processi di recupero del metano che producono energia mediante incentivi economici a livello comunitario e nazionale. Ove ciò non sia possibile, incoraggiare la bruciatura in torcia. ENERGIA * Carbone raccomandazione dell'UE agli Stati membri di varare piani di riduzione delle emissioni di CH4 che promuovano le migliori tecniche disponibili in materia di recupero nelle miniere di carbone. * Gas naturale determinazione a livello comunitario di una norma di fughe minimum; aumento della frequenza dei controlli sui gasdotti, a livello nazionale. ALLEGATO AL RIASSUNTO Contesto politico internazionale e comunitario La Convenzione intergovernativa quadro sul cambiamento climatico (Framework Convention on climate change - FCCC), ratificata dalla CE nel dicembre 1993, prevede impegni specifici di intervento per ridurre le emissioni dei gas ad effetto serra e riferire gli effetti stimati di queste azioni sui livelli di emissioni previsti, con l'obiettivo di riportare, singolarmente o collettivamente, ai livelli del 1990 le emissioni antropiche di biossido di carbonio e di altri gas ad effetto serra non disciplinate dal protocollo di Montreal. Si deve quindi tener conto dei gas ad effetto serra, quali il biossido di carbonio, il metano, l'ossido di azoto che stanno superando la loro concentrazione naturale nell'atmosfera. Il dibattito internazionale e comunitario in corso sulle risposte politiche al cambiamento climatico si è per ora concentrato sul biossido di carbonio (C02) e sui clorofluorocarburi (CFC) prestando meno attenzione agli altri gas serra, tra cui il metano e l'ossido di azoto, in parte a causa di insufficienti dati quantitativi sulle loro fonti e sui pozzi di assorbimento. Le conoscenze scientifiche su tutti i gas ad effetto serra sono comunque nettamente migliorate e si hanno sempre meno incertezze sui loro effetti per il clima. Evoluzione della politica comunitaria Nel febbraio 1993, l'UE con il suo Quinto programma di azione a favore dell'ambiente "Per uno sviluppo durevole e sostenibile" si è impegnata ad adottare misure per garantire uno sviluppo sostenibile. In questa prospettiva, l'UE ha ricordato che il metano (CH4) è uno dei principali fattori dell'effetto serra e nel suo programma quadro sul cambiamento climatico (cap. 5) essa ha definito una serie di azioni concernenti i gas ad effetto serra, quali C02, CH4, N20, CFC. intese, nel caso specifico del metano, a ridurne le emissioni. Parallelamente, con il suo programma di ricerca sull'ambiente e il clima, l'UE mira a migliorare le conoscenze sulle fonti e sui pozzi di assorbimento dei gas ad effetto serra. Nella relazione sull'attuazione del Quinto programma di azione a favore dell'ambiente (gennaio 1996) circa la questione del cambiamento climatico, si affermava la necessità di un'azione prioritaria a livello UE per "individuare altri gas responsabili dell'effetto serra diversi dal C02", indicando anche che "La Commissione non è ancora pronta per preparare un elenco dei problemi e delle misure connessi con la riduzione dei valori per le emissioni di metano e di ossido di azoto". Nel giugno 1993, la decisione del Consiglio 93/389/CEE ha introdotto un meccanismo di controllo a livello comunitario delle emissioni di C02 e di altri gas ad effetto serra. L'articolo 7, paragrafo 2 specifica anche che per i gas serra diversi dal C02, "si devono varare programmi nazionali di contenimento sotto forma di politiche". Nelle conclusioni del Consiglio Ambiente del 15-16 dicembre 1994, il Consiglio ha chiesto alla Commissione di presentare il più presto possibile una strategia per ridurre oltre al C02 altri gas ad effetto serra, in particolare il metano e l'ossido di azoto. Inoltre, il gruppo ad hoc del Consiglio sul clima, incaricato di preparare il contributo della Comunità ai negoziati del Protocollo, nell'ambito del mandato di Berlino, sta esaminando la posizione della Comunità in tre settori chiave, l'agricoltura, la gestione di rifiuti e l'industria, dove sono all'esame, in vista del loro eventuale inserimento nel Protocollo, politiche e misure intese a limitare e/o ridurre le emissioni di metano. 2. PROBLEMATICA 2. 1. Metano Il metano (CH4) è un gas ad effetto serra, radioattivo e chimicamente attivo. Essendo radioattivo, il metano trattiene le radiazioni infrarosse o il calore e contribuisce al surriscaldamento della terra. Attualmente viene al secondo posto dopo il biossido di carbonio (C02) per il suo contributo al possibile surriscaldamento futuro. Essendo chimicamente attivo, il metano forma complesse reazioni chimiche nell'atmosfera. Di norma la presenza di CH4 è eliminata naturalmente dall'idrossido radicale (OH) la cui concentrazione tuttavia diminuisce continuamente e ciò, oltre ad accrescere la presenza di metano nell'atmosfera, aumenta anche le concentrazioni atmosferiche dell'ozono1 e le concentrazioni stratosferiche di vapore acqueo, entrambi due gas ad effetto serra. 2. 2. Fonti naturali Le variazioni del livello atmosferico di metano negli ultimi 150 000 anni, sono in gran parte attribuibili alle alterazioni delle emissioni di metano dai sistemi naturali, in particolare le zone umide. Ciò lascia pensare che esista un rischio di aumento delle emissioni di metano da fonti naturali, parallelamente ai futuri cambiamenti climatici. Le emissioni di varie fonti naturali, in particolare zone umide, idrati gassosi e permafrost sono fortemente influenzate da variabili ambientali, quali la temperatura e le precipitazioni. Il cambiamento climatico provocato dall'azione umana potrebbe quindi attivare il rilascio di un maggior numero di gas ad effetto serra dai sistemi naturali, aggravando così l'entità dei futuri cambiamenti climatici. I mezzi di intervento in questo campo sono limitati. Il presente documento non approfondisce la questione delle fonti naturali di metano e dei pozzi di assorbimento né tratta gli effetti nocivi delle attività umane su essi, bensì si concentra unicamente sulle emissioni antropiche di CH4 in quanto esse sono una delle principali cause all'origine del cambiamento climatico. 2. 3. Concentrazioni atmosferiche di metano Le concentrazioni atmosferiche di metano sono in aumento a causa delle attività umane che rilasciano metano nell'atmosfera e in parte anche dell'aumento della popolazione mondiale. Nel 1990, il livello di concentrazione del metano era di circa 1,72 ppm2 - quasi il doppio del quantitativo stimato all'inizio di questo secolo. Una sintesi dei dati forniti dai campioni di ghiaccio e da misurazioni dirette che indicano l'aumento delle concentrazioni di metano nell'atmosfera è riportata nelle figure 1, 2 e 3. L'analisi dello spettro solare infrarosso ha mostrato che la concentrazione atmosferica di metano è aumentata negli ultimi 40 anni di circa il 30%. Attualmente nell'atmosfera vi sono circa 4 850 milioni di tonnellate di Mt3 e questo quantitativo sembra aumentare di 30 milioni di tonnellate l'anno. Le concentrazioni di metano nell'atmosfera dovrebbero continuare ad aumentare, anche se i programmi di misurazione mondiali indicano che il tasso di aumento sembra essere diminuito negli ultimi anni. Il tasso annuo di aumento del metano nell'atmosfera è ora di circa 0,0115 ppm. Il metano è uno dei principali fattori della formazione di ozono nella troposfera, lppm = lppmv = 1 parte per milione in volume lppb = lppbv = 1 parte per miliardo in volume lppm = lOOOppb 1 Mt = 106t = 109kg 2. 4. Metano e cambiamento climatico mondiale L'aumento della concentrazione di metano nell'atmosfera ha implicazioni importanti per il cambiamento climatico mondiale. Il metano assorbe i raggi infrarossi (infrared radiation - IR) o il calore emesso dalla superficie della terra e, impedendone il rilascio nello spazio, contribuisce ad aumentare le temperature dell'atmosfera e di superficie e quindi all'"effetto serra". Il contributo di un gas ad effetto serra al surriscaldamento del pianeta è di norma espresso dal suo potenziale di riscaldamento globale (Global Warming Potential -GWP). Il GWP indica il maggiore potenziale di una sostanza rispetto alla sostanza di riferimento, il C02, che per definizione ha un GWP pari a 1. Non esistono metodi semplici per calcolare il GWP rispetto al C02, in parte perché le sostanze hanno effetti diretti e indiretti. Come già menzionato, il metano contribuisce indirettamente al surriscaldamento del pianeta influenzando il quantitativo di ozono nella troposfera e nella stratosfera, il quantitativo di idrossido (OH) nella troposfera e il quantitativo di vapore acqueo nella stratosfera. L'effetto indiretto del metano sul surriscaldamento a seguito di queste reazioni chimiche potrebbe essere comparabile come grandezza al suo effetto diretto, anche se permangono notevoli incertezze4. L'IPCC5 ha raccomandato di usare un GWP di 62 che rispecchia gli effetti diretti e indiretti in un orizzonte temporale di 20 anni; ciò significa che l'impatto sul surriscaldamento del pianeta di 1 t di CH4 è 62 volte superiore all'impatto di 1 t di C02. Se si considerano gli stessi effetti nell'arco di 100 anni, il GWP sarà all'incirca 25. Nello stesso periodo si è calcolato che circa il 18% dell'effetto serra è dovuto alle crescenti concentrazioni di metano nell'atmosfera. Il contributo totale nel 1990 alla forzatura radioattiva di tutti i gas ad effetto serra è indicato nella figura 2. 2. 5. Stabilizzazione e riduzione delle emissioni mondiali di metano Poiché la presenza di metano nell'atmosfera aumenta in ragione di circa 30 Mt l'anno, per stabilizzare le concentrazioni mondiali di metano agli attuali livelli, bisognerebbe ridurne le emissioni secondo un simile ordine di grandezza. Questa riduzione rappresenta meno del 10% delle attuali emissioni antropiche ed è nettamente inferiore al percentuale di riduzione necessario per stabilizzare gli altri principali gas ad effetto serra: per il C02 occorre una riduzione di circa il 60%; per il monossido di azoto una riduzione del 70-80 % e per i clorofluorocarburi una riduzione del 70-85 %. Dato che il metano ha una durata di permanenza nell'atmosfera relativamente breve rispetto agli altri principali gas ad effetto serra, la riduzione delle emissioni di metano contribuirà a migliorare il problema del surriscaldamento del pianeta in tempi relativamente ravvicinati (il CH4 ha un tempo medio di permanenza nell'atmosfera di 12-17 anni mentre per il C02 si tratta di 50-200 anni). Le strategie di riduzione del metano offrono pertanto una possibilità concreta di rallentare a breve termine il surriscaldamento del pianeta. D'altro lato, dato l'aumento relativamente elevato della concentrazione annua di metano, il persistere delle attuali tendenze potrebbe avere un impatto a lungo termine sulla temperatura del pianeta pressoché altrettanto drammatico di quello previsto qualora le concentrazioni di C02 continuassero ad aumentare. In conclusione, la riduzione delle emissioni di CH4 oltre ad essere un'alternativa interessante a breve termine, si configura anche come un impegno necessario per il lungo termine. 4 5 Un'incertezza tipica è +. 35% rispetto al riferimento C02. International Panel on Climate Change. 2. 6. Eliminazione delle emissioni di metano; combustione con o senza recupero di energia Fattori economici legati al processo prescelto La combustione di metano provoca un rilascio di energia, seguito da emissioni di C02 e di vapore acqueo. Durante la combustione, una tonnellata di CH4 è trasformata in 2,75 t di C02. Ciò significa che se si paragonano su una base uguale i valori GWP (prima e dopo la combustione), il valore GWP 62 prima della combustione (per il metano) diventa, dopo la combustione 2,75 (2,75 x GWP6 di C02). Con la conversione di CH4 in C02 nel processo di combustione, si elimina il 95% del problema dell'effetto serra in quanto il C02 prodotto durante la combustione rappresenterà soltanto il 5% del potenziale di surriscaldamento del pianeta del metano iniziale. Nella misura in cui è possibile evitare le emissioni di metano mediante la raccolta di C02 e la sua successiva combustione con un recupero energetico, si ottiene un duplice vantaggio. In questo caso chiaramente non vi saranno emissioni nette ad effetto serra, in quanto il C02 prodotto dalla combustione sarà controbilanciato dal risparmio di combustibile che sarebbe stato altrimenti necessario per produrre energia. In conclusione, se da un lato l'impiego di torce (combustione semplice senza recupero di energia) è consigliabile per eliminare le emissioni di metano e i loro effetti negativi per l'atmosfera, dall'altro, si devono preferire, ove economicamente giustificato, sistemi abbinati ad un recupero dell'energia. Da notare tuttavia che con questa eliminazione completa del contributo al surriscaldamento del pianeta del metano recuperato, il 95% del vantaggio è legato alla semplice combustione di CH4 in C02 e soltanto il 5% è dovuto al risparmio della sostituzione di altra energia per l'utilizzazione del tenore energetico. In altre parole, dal punto di vista del clima, l'importanza del recupero del metano risiede nell'eliminazione delle molecole di CH4, molto di più che nell'impiego dell'energia liberata durante la combustione. Ciò può essere illustrato con l'esempio seguente: nell'ipotesi che la tassa proposta C02/energia di 10 USD/barile rispecchi l'internaiizzazione del costo esterno delle emissioni di C02, la cifra equivalente per il metano sarebbe dell'ordine di 1 500 USD per tonnellata di CH4. Questo valore va comparato al prezzo del metano come combustibile per l'industria che è di circa 240-460 USD/t. Di conseguenza, le decisioni in merito al recupero di CH4, ad esempio dalle discariche o dal letame (biogas) dovrebbero essere basate su un valore marginale del metano recuperato nettamente superiore rispetto al suo valore come combustibile. In altri termini, il recupero di CH4 soltanto per l'eliminazione in torcia o flaring (combustione senza recupero di calore), sarà giustificato in molti casi se si include il potenziale rilascio nell'atmosfera del metano che non è stato recuperato o bruciato in torcia. 2. 7. Emissioni di metano nell'UE Alla tabella 2 figura un inventario delle fonti antropiche delle emissioni di metano per l'anno 1990 che è una sintesi degli inventari nazionali specifici elaborati dagli Stati membri dell'UE e trasmessi all'Agenzia europea dell'ambiente (European Environment Agency - EEA). Questi inventari sono stati preparati nell'ambito del programma sulla base di dati CORINAIR 90 e comprendono gli ultimi inventari aggiornati e gli inventari provvisori (gennaio 1995). I risultati sono estesi all'UE ampliata; i dati dell'ex Germania occidentale e dell'ex Germania orientale sono fusi insieme. La tabella 3 presenta le fonti di emissione di metano per settore principale nell'UE-15. Nell'UE, le emissioni antropiche di metano rappresentano circa 23 Mt l'anno, cioè il 6% circa delle emissioni mondiali, stimate a 385 Mt l'anno. 6 II potenziale di surriscaldamento del C02 è per definizione 1. 7 3. FONTI DI METANO NELL'UE E INVENTARI ATTUALI Il riassunto CORINAIR 90 (cfr. tabella 2 in allegato) copre 11 settori fonte principali (comprese le fonti naturali) e indica il contributo di ciascun settore alle emissioni totali nell'UE. Per le emissioni antropiche di metano si possono trarre le conclusioni seguenti (cfr. anche tabella 3). 3. 1. Agricoltura Le emissioni dovute all'agricoltura rappresentano la principale fonte delle emissioni di metano nell'UE. Stimate a 10,2 Mt per l'anno 1990, esse rappresentano il 44,7% delle emissioni europee. Queste emissioni derivano principalmente da: la fermentazione enterica (digestione) dei ruminanti (bovini, ovini): gli effluenti di allevamento: 30% 14,7% 3. 2. Rifiuti Le emissioni dovute al trattamento e allo smaltimento dei rifiuti rappresentano la seconda fonte delle emissioni di metano nell'UE. Stimate a 7,3 Mt per l'anno 1990, rappresentano il 32% delle emissioni europee e provengono principalmente da: le discariche: il trattamento delle acque reflue (fanghi) 30,8% 0,7% Se si tiene conto delle emissioni provenienti dalle discariche incontrollate e libere, i rifiuti potrebbero diventare la prima fonte di emissioni di metano nell'UE. 3. 3. Energia Le emissioni dovute all'energia rappresentano la terza fonte delle emissioni di metano nell'UE. Stimate a 5,3 Mtper l'anno 1990, esse rappresentano il 23,3% delle emissioni europee e derivano principalmente da: estrazione mineraria, trasporti e deposito: produzione e distribuzione di gas: combustione: trasporti: 11,4% 8,8% 2 % 0,8% 4. OPZIONI PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO. ALCUNE MISURE COMUNICATE DAGLI STATI MEMBRI E DA PAESI TERZI Le specificità delle emissioni di metano, come già visto al capitolo 1, mostrano l'importanza di promuovere strategie per ridurre le quantità di metano disperse nell'atmosfera. Il metano inoltre è una fonte energetica oltre ad essere un gas ad effetto serra e il controllo delle emissioni può offrire vantaggi economici supplementari (cfr. anche cap. 5). Oggigiorno, inoltre, sono disponibili sul mercato tecnologie avanzate e ben dimostrate. Le opzioni per ridurre le emissioni di metano dalle fonti principali (agricoltura, trattamento e smaltimento dei rifiuti, energia), saranno trattate più in dettaglio nelle pagine successive. La tabella 4 in allegato riassume gli aspetti tecnico-economici e indica l'efficacia di queste opzioni. Nel contesto della Convenzione quadro sul cambiamento climatico7 si è proceduto ad una compilazione e a una sintesi delle recenti comunicazioni nazionali delle Parti dell'allegato I. Questa analisi preliminare mostra le attuali tendenze delle politiche e delle misure varate dalle Parti per ovviare al cambiamento climatico. Sono state analizzate circa 25 comunicazioni, 12 delle quali inviate da Stati membri dell'UE. Questo capitolo presenta unicamente le considerazioni principali su questa valutazione e copre ciascun settore di interesse descritto più avanti. Oltre a queste osservazioni, sono anche riportate alcune azioni intraprese da singoli Stati membri. Il presente capitolo non prende in considerazione le fonti antropiche che rappresentano meno dell'I % delle emissioni dell'UE (trattamento delle acque reflue, coltivazione del riso). 4. 1. AGRICOLTURA 4. 1. 1. Fermentazione enterica Il metano è prodotto dal normale processo digestivo dei ruminanti (bovini, ovini, caprini) che hanno una prima digestione nel rumine. Parte di questo metano è espirata o eruttata dall'animale e da un punto di vista puramente energetico è una trasformazione alimentare inefficiente; l'animale non può usare l'energia del mangime convertita in metano per il mantenimento, la crescita o la produzione. Altri pseudo-ruminanti (maiali e cavalli) e anche gli esseri umani producono metano con la fermentazione enterica, ma queste emissioni sono ridotte rispetto a quelle dei ruminanti. Il presente capitolo esamina pertanto soltanto le misure per ridurre le emissioni di metano dei bovini e degli ovini. Qui di seguito sono presentate tre opzioni per ridurre le emissioni di metano dei ruminanti. Riduzione del bestiame Un'opzione molto efficace per ridurre le emissioni animali di metano è chiaramente la riduzione del numero di capi. A livello europeo, comunque, la tendenza che si profila per i prossimi anni, anche se permangono notevoli incertezze, è già quella di ridurre leggermente il numero di ruminanti. Gli effetti indiretti legati all'applicazione di misure di politica agraria diverse da quelle concernenti la riduzione del bestiame avrà a sua volta un impatto su questa riduzione. L'UE controlla la produzione agricola in eccesso con i sistemi di imposizione e la fissazione di quote. Le politiche attuali hanno già ridotto il numero di animali negli ultimi anni. Lo strumento delle quote lattiere si è rivelato molto efficace per ridurre l'eccedenza di latte e il numero di vacche da latte. Le misure agro-ambientali, quali gli incentivi economici per promuovere, ove opportuno, l'estensificazione dell'allevamento animale contribuiscono a diminuire la densità del bestiame e possono portare ad una Framework Convention on Climate Change - FCCC. riduzione di esso. In futuro, l'evoluzione della politica agraria potrà incidere sulle popolazioni di bestiame. Per esempio, da un lato, gli sforzi per ridurre l'eccedenza di letame possono portare a ridurre il numero di animali ma, dall'altro, in alcune zone può essere necessario mantenere o aumentare la densità del bestiame per mantenere e conservare il paesaggio. La riduzione delle emissioni di metano nell'UE limitando il numero di capi è inoltre possibile soltanto se i ruminanti non vengono allevati altrove per compensare la minore produzione comunitaria di latte e carne. Su scala mondiale, infatti, un trasferimento della produzione verso paesi tecnologicamente meno avanzati può addirittura avere un effetto perverso se il letame è trattato in maniera meno ecologica. La diminuzione del consumo di prodotto dei ruminanti può essere quindi un'alternativa alla riduzione mondiale del numero di animali. Oggigiorno, anche se il bilancio delle politiche e delle misure mostra una riduzione nel numero di animali, è difficile valutare su scala europea l'impatto di queste misure nel 2000 e al di là, nonché appurare in che misura e per quali tipi di animali la riduzione potrebbe avere effettivamente luogo. In ogni caso non sono previsti tra il 1990 e il 2000 cambiamenti drastici. Trasformazione pia efficiente del forgino E' possibile prendere delle misure per aumentare l'efficienza animale diminuendo le perdite energetiche dovute alla metanogenesi, ad esempio il trattamento con alcali e ammoniaca della paglia poco digeribile, i supplementi alimentari sotto forma di blocchi a base di melasse e di purea, la "defaunazione" mediante supplementi a base di minerali e proteine. L'incidenza di queste opzioni nutrizionali non è molto significativa se applicata al bestiame europeo in quanto la maggior parte degli animali ha già una dieta equilibrata, ad alta digeribilità e con sufficienti sostanze nutritive. Alcune opzioni sono comunque applicabili, come l'aumento del livello di assorbimento del foraggio, la sostituzione del foraggio grossolano con concentrati e una composizione modificata dei concentrati. Il maggiore assorbimento di foraggio, modifica il tenore VF A del rumine8 in maniera da formare meno acetato e più propionato, con conseguenti minori emissioni di metano. In genere anche il livello di produzione dell'animale aumenta. Dato che il foraggio grossolano contiene un elevato livello di carboidrati strutturali (fibre), la sua sostituzione parziale nel regime con concentrati migliora in genere la formazione di propionato e diminuisce la produzione di metano. Modificando la composizione dei concentrati attualmente aggiunti nel senso di diminuirne le fibre, è possibile ridurre il metano. Le alternative sono l'amido e gli zuccheri. Sostituendo il 25 % dei carboidrati strutturali con carboidrati non strutturali è possibile una riduzione di CH4 di circa il 20%. Aumento della produttività animale A titolo di completezza, pur essendo discutibile, presentiamo una terza opzione possibile. Aggiungendo al foraggio agenti potenziatori della produzione, oppure iniettando queste sostanze negli animali, è possibile migliorare la produttività animale (latte, carne) e diminuire le emissioni di metano per prodotto agricolo. Sono state registrate riduzioni delle emissioni per unità del 5 %-30%. Attualmente I metanobatteri sono bloccati dall'ammoniaca e dal propionato, un acido grasso volatile (volatile fatty acid - VF A). Mantenendo un livello sufficiente di ammoniaca e cambiando la composizione VFA nel rumine, nel senso di più propionato e meno acetato, è possibile ridurre la produzione di metano. 10 vengono usati diversi antibiotici, ionofori e composti alogenati per stimolare la produzione e alcuni di essi agiscono anche sulla metanogenesi nel rumine. Infine, a parte gli additivi, è possibile anche migliorare la produzione animale mediante manipolazioni transgenetiche oppure tecniche di riproduzione basate sulla biotecnologia. 4. 1. 2. Effluenti di allevamento Se questi effluenti sono mantenuti in condizioni anaerobiche (assenza di aria) a temperature superiori a 15°C, i metanobatteri producono metano. A questo livello, si può avviare una fermentazione controllata del metano. Le emissioni di metano dalla digestione anaerobica (fermentazione) costituiscono una risorsa energetica ricuperabile. La gestione delle deiezioni animali e le tecniche di recupero consentono la raccolta di metano. Questo metano ricuperato (biogas) può essere bruciato in torcia oppure servire per la produzione di energia (calore e/o elettricità) dell'azienda agricola o la vendita (cfr. cap. 5). Come già menzionato nel capitolo 2, il processo di flaring diminuisce fino al 95% l'effetto nocivo del metano recuperato se esso fosse stato emesso, mentre il recupero e l'impiego di metano eliminano completamente questo effetto e contribuiscono addirittura a ridurre maggiormente l'effetto serra diminuendo il bilancio totale delle emissioni di C02. I prodotti finali stabilizzati provenienti dalla digestione anaerobica possono servire come mangime e supplementi in acquicoltura e pescicoltura oppure come fertilizzanti. Mantenendo gli effluenti di allevamento in condizioni aerobiche, cioè con presenza di aria (rivoltando il letame regolarmente oppure con aerazione forzata), ha luogo la trasformazione aerobica del prodotto con una sostituzione delle emissioni di CH4 con emissioni di C02. Questo processo porta ad un composto stabilizzato che può essere utilizzato come fertilizzante. Chiaramente, in questo processo, la risorsa energetica e i vantaggi del biogas (CH4) vanno persi, ma il vantaggio principale risiede nella sostituzione di un gas a torte effetto serra con un gas debole in tal senso e porta ad una riduzione drastica, fino al 95%, del GWP delle emissioni residue (cfr. cap. 2). In genere, le misure politiche per ridurre i capi di bestiame avranno conseguenze indirette sulla strategia di riduzione degli effluenti di allevamento, con una forte incidenza quindi sulle emissioni di metano dovute a questa fonte. Qui di seguito sono presentate due opzioni che applicano tecniche di recupero anaerobico per ridurre le emissioni di metano dovute agli effluenti di allevamento. Vasche coperte Il trattamento delle deiezioni animali nelle vasche è associato ad operazioni agricole intensive su vasta scala. La parte solida è rimossa dalle stalle con grandi quantità d'acqua e il liquame è convogliato nelle vasche primarie dove in condizioni anaerobiche è trasformato in metano, a patto di mantenere temperature sufficientemente elevate. Ponendo una copertura impermeabile galleggiante sopra la vasca e applicando una pressione negativa, è possibile recuperare metano, con tassi di recupero fino all'80%. Digestori I digestori sono reattori speciali concepiti per aumentare la decomposizione anaerobica della materia organica e massimizzare quindi la produzione delle emissioni di metano all'interno del reattore per il recupero. Approssimativamente, un digestore anaerobico riduce il potenziale delle emissioni di metano di due terzi o più, lasciando il terzo restante nell'effluente. E' ancora possibile ricavare metano dagli effluenti. Di conseguenza, i digestori efficienti, dotati di sistemi del recupero del gas, possono ridurre le emissioni di metano fino al 70% ed eventualmente percentuali superiori a più lungo termine. 11 I digestori di piccole dimensioni sono relativamente semplici da costruire e gestire e rappresentano quindi una buona strategia per le piccole aziende isolate e per le regioni con risorse tecniche, finanziarie e materiali limitate. Il recupero di fertilizzante di alta qualità dai digestori può addirittura essere più redditizio dell'energia fornita dal biogas. I digestori su grande scala, spesso impianti tecnologicamente più avanzati, vengono di genere riscaldati e necessitano un maggiore investimento di capitale per unità. Con la progettazione avanzata, è possibile migliorare notevolmente le prestazioni dei digestori e utilizzarli in regioni più fredde. 4. 1. 3. Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi FCCC: circa il 10% delle politiche e misure comunicate in materia di CH4 concernevano l'agricoltura. Soltanto nove Parti hanno indicato misure effettive per ridurre il CH4 proveniente dalla fermentazione enterica o dagli effluenti di allevamento. Vengono piuttosto menzionati strumenti politici, quali programmi di informazione/educazione volti a migliorare la produttività del bestiame e la gestione del letame. Sono state comunicate anche misure indirette, quali la riduzione dei capi di bestiame che chiaramente incidono sulle emissioni di metano dovute alla fermentazione enterica e al letame. Paesi Bassi: uno dei principali strumenti introdotti dai Paesi Bassi è la politica in materia di letame che non consente di spargere sul terreno più fosfati di quanto possano essere assorbiti dal raccolto. Questa politica dovrebbe ridurre il numero di bovini e la quantità di effluenti riducendo così indirettamente le emissioni di CH4 dalle coltivazioni. Germania: la Germania ha varato una legge sull'allevamento animale che dovrebbe portare a ridurre le emissioni di metano migliorando l'efficienza digestiva degli animali. Francia: ritenendo che i livelli e le condizioni delle emissioni in agricoltura non siano sufficientemente conosciuti, la Francia ha avviato un programma di ricerca concernente in particolare la fermentazione enterica e la gestione degli effluenti di allevamento. 4. 2. TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RIFIUTI 4. 2. 1. Discariche Il metano si forma nei sottostrati delle discariche come conseguenza diretta della decomposizione dei rifiuti solidi organici in condizioni anaerobiche. La componente organica dei rifiuti depositati nelle discariche è attaccata dai metanobatteri in un complesso processo biologico che produce metano, biossido di carbonio e altri gas, in una maniera simile al deposito o alla digestione del letame. Esistono varie opzioni per ridurre le emissioni di metano dalle discariche, alcune di esse con una resa fino al 90%. Queste opzioni sono brevemente descritte qui di seguito. - Gestione delle discariche anaerobiche (senza aria): recupero e sfruttamento del metano Se la discarica è ricoperta da uno strato impermeabile, vengono potenziate le condizioni anaerobiche all'interno di essa e si accelera la formazione di metano. Si possono evitare le emissioni di metano nell'atmosfera eliminando il gas prodotto dai rifiuti. All'interno della discarica sono quindi installati pozzi di recupero e applicando una pressione a vuoto, è possibile raccogliere il gas di metano. Sono possibili tassi di recupero del 50%-80%, con concentrazioni di metano che variano dal 30% al 70%. Le opzioni per il gas recuperato, in genere di qualità media sono due, produzione di energia o flaring. Con la prima, il gas può essere utilizzato per produrre energia, elettricità e/o calore. L'elettricità può 12 essere prodotta in sito o in una centrale nelle vicinanze utilizzando motori a combustione interna oppure turbine a gas. Il gas delle discariche può anche essere utilizzato direttamente come fonte combustibile, senza conversione in elettricità, e può essere venduto previo leggero trattamento o addirittura senza trattamento come gas di qualità media per il fabbisogno energetico e il riscaldamento industriale, residenziale o commerciale a livello locale, oppure essere trasformato in gas di alta qualità e venduto alle aziende di distribuzione del gas naturale. Il gas delle discariche può essere inoltre bruciato in torcia (combustione) se la quantità di gas non è sufficiente a giustificare un progetto energetico, oppure come tappa iniziale, prima di realizzare le opzioni di utilizzazione. Queste opzioni eliminerebbero completamente (fino al 100%) o quasi del tutto (fino al 95%) il problema degli effetti nocivi per l'atmosfera dovuti al gas metano delle discariche. - Gestione delle discariche aerobiche (con aria) In una discarica aerobica, il rapporto CH4/produzione di C02 si sposta verso la produzione di C02, a causa della maggiore ossidazione. L'azione dei metanobatteri è bloccata e quindi i batteri aerobici possono trasformare la materia organica in biossido di carbonio e acqua e al posto della fermentazione si ha il compostaggio dei rifiuti organici. Per mantenere nella discarica le condizioni aerobiche sono necessari accorgimenti specifici descritti qui di seguito. Negli impianti semi-aerobici, l'aria è distribuita nella discarica attraverso i tubi di raccolta del fango posti sul fondo. I tubi devono avere un diametro sufficiente per lasciar passare sia il fango che l'aria. Rispetto alle discariche anaerobiche, è possibile una riduzione del 50% della produzione di metano. Il sistema di discarica semi-aerobica con ricircolo è una versione migliorata di quello semi-aerobico. Il tasso di decomposizione e depurazione del fango è potenziato facendolo circolare nella discarica in modo da favorire la crescita di batteri aerobici, grazie alla maggiore disponibilità di ossigeno e sostanze nutritive. Rispetto alle discariche anaerobiche, è possibile ridurre dell'80% la produzione di metano. Nelle discariche aerobiche, l'aerazione si effettua con dispositivi a insufflazione diretta di aria. Con questo sistema si può ridurre la produzione di metano del 90%. - Riduzione dei rifiuti organici da porre a discarica Innanzitutto, ciò è possibile riducendo al minimo la quantità dei residui organici prodotti. Nei casi dove ciò non sia realizzabile, si dovrebbero prevedere operazioni di recupero, ad esempio compostaggio. Nelle strutture di compostaggio, i rifiuti organici sono trasformati in condizioni aerobiche in biossido di carbonio, acqua e principalmente compost che può servire come miglioratore del suolo (funzione ammendante). Nei sistemi estensivi, i rifiuti organici sono semplicemente rivoltati periodicamente mentre in quelli intensivi si ricorre alla ventilazione forzata. Si stanno mettendo a punto diverse tecnologie di recupero nuove, atte a ridurre le emissioni legate ai rifiuti organici, come la digestione anaerobica controllata (biogassificazione) per produrre metano o la pirolisi (conversione termica) per produrre petrolio o gas. Alcuni rifiuti organici come la carta potrebbero essere riciclati con un processo specifico ed essere reintrodotti nel ciclo di produzione della carta. La direttiva del Consiglio 94/62/CE sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggio, ha già stabilito criteri per ridurre e riciclare gli imballaggi e i rifiuti di imballaggio. 13 Il buon funzionamento delle operazioni di recupero dipende spesso dalla disponibilità di rifiuti opportunamente selezionati in vista di un dato processo di recupero e si deve quindi prendere in esame la raccolta separata dei rifiuti organici. I rifiuti organici possono anche essere sottoposti ad un processo di recupero dell'energia dando in genere la preferenza a trattamenti di recupero del materiale come il composting. In alcuni casi però, le conseguenze per l'ambiente e l'economia e restrizioni tecnologiche possono giustificare l'opzione di un recupero dell'energia. 4. 2. 2. Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi FCCC: La maggior parte dei paesi hanno comunicato misure intese a riciclare e a ridurre al minimo i rifiuti, applicate mediante regolamenti, direttive politiche e norme tecniche. Diversi paesi hanno comunicato orientamenti per cambiare le abitudini commerciali e lo stile di vita, promuovere il riciclo e la riduzione al minimo dei rifiuti, norme tecniche per disciplinare gli imballaggi e i rifiuti municipali, tasse (concernenti le discariche e i rifiuti) a titolo di strumenti politici per ridurre i volumi di rifiuti nonché accordi volontari per incoraggiare il riciclo a livello di famiglie, piccole imprese e industria. Molte Parti hanno riferito in merito a politiche e misure intese a migliorare la depurazione delle acque reflue e a ridurre le emissioni di metano dalle discariche, soprattutto riducendo il numero di discariche e introducendo norme tecniche per diminuirne le emissioni di CH4. In alcuni casi sono stati introdotti incentivi per promuovere lo sviluppo degli impianti di trattamento delle acque reflue e sostenere progetti di utilizzazione del biogas. Alcuni paesi hanno adottato accordi volontari per promuovere il recupero e l'impiego di energia dai rifiuti. Regno Unito: Il governo britannico cerca di ridurre le quantità di metano proveniente dalle discariche mediante: - l'adozione di politiche che promuovono la riduzione al minimo dei rifiuti e il riciclo, compreso il recupero energetico; - l'introduzione di altre misure per promuovere 1 ' impiego del metano proveniente dalle discariche come fonte energetica e il flaring di metano (conversione di CH4 in C02). Il governo promuove anche il recupero di energia da rifiuti con decreti-legge che impongono agli enti erogatori in Inghilterra e nel Galles di produrre più elettricità dalle fonti rinnovabili. Uno strumento economico all'esame è l'introduzione di una tassa sulle discariche che potrebbe avere un impatto rilevante sui quantitativi di rifiuti messi a discarica. Austria: Per sostituire i combustibili fossili con energie rinnovabili, in particolare il CH4 proveniente dalle discariche, l'Austria ha emanato regolamenti che concernono la fornitura di elettricità alla rete pubblica mediante normative sulle discariche. Finlandia: Il programma del governo in materia di discariche, prevede una riduzione sostanziale del loro numero, con l'obiettivo, tra l'altro, di avere nel 2000 soltanto più 200 discariche. Grazie a questa riduzione numerica, si potrebbero consacrare maggiori sforzi e risorse alla gestione e alla supervisione delle discariche esistenti, onde ridurne l'impatto nocivo sull'ambiente. Un altro obiettivo è quello di ridurre il volume di rifiuti messi a discarica, aumentando il recupero e il riuso dei rifiuti. Francia: Dal luglio 1992, la Francia dispone di un regolamento che dovrebbe modificare completamente l'attuale strategia di gestione dei rifiuti conferendo maggiore importanza al riciclo e alla valorizzazione. Nel 2002 verranno pertanto autorizzati soltanto lo smaltimento dei rifiuti finali ed i rifiuti organici saranno trattati in discariche moderne con incenerimento e recupero delle emissioni di metano. 14 4. 3. ENERGIA 4. 3. 1. Estrazione e distribuzione dei combustibili fossili 4. 3. 1. 1. Carbone Il metano si forma durante la fossilizzazione (il processo di formazione del carbone) e rimane imprigionato sotto pressione nella vena di carbone e negli strati di roccia circostanti. Questo metano è liberato quando la vena di carbone è fratturata e fuoriesce nell'atmosfera oppure penetra nuovamente nelle gallerie, man mano che procede l'estrazione di carbone. Dato che il metano è altamente esplosivo, l'aria di miniera che lo contiene viene eliminata dalle gallerie e convogliata direttamente nell'atmosfera. Lo stesso tipo di tecnica può servire per il recupero di metano. Uno dei parametri più importanti del carbone estratto è il suo grado di fossilizzazione che determina il tenore di gas per unità di massa (ad es. : la lignite rispetto all'antracite). Per ridurre le emissioni di CH4 provenienti dall'estrazione mineraria, occorrono due tipi di tecnologie, tecnologie di recupero e di utilizzo (è anche possibile la combustione o flaring del gas di recupero). Qui di seguito sono presentate tre tecniche di recupero con le relative possibilità di utilizzo. I migliori risultati in termini di emissioni di metano ed ottimizzazione dell'impiego del gas, si otterranno combinando queste strategie di recupero. - Recupero potenziato dal fornello (sob) L'area fortemente fratturata di carbone e roccia che si forma dopo lo sfornellamento della volta, dopo che è stato prelevato il carbone, è una cavità o fornello che può rilasciare grandi quantità di metano nelle gallerie le quali vengono successivamente evacuate mediante un sistema di ventilazione. Se il gas è recuperato prima che entri nella miniera, il recupero è più efficiente e il fabbisogno di ventilazione è minore. Le principali tecniche di recupero comprendono pozzi verticali scavati dall'alto e fori praticati da gallerie intermedie nella zona fornello. L'efficienza del recupero di metano varia dal 20 al 50%. L'opzione principale per utilizzare il gas di qualità media recuperato è la produzione di energia sul sito medesimo mediante turbina a gas o motori a combustione interna. L'energia può essere utilizzata direttamente sul sito oppure venduta a consumatori nelle vicinanze o agli enti erogatori. - Degassificazione prima dello sfruttamento minerario Il recupero del metano prima dell'estrazione, mediante degassificazione preliminare, si configura interessante perché il metano è eliminato prima di mescolarsi con l'aria delle gallerie. Le due principali tecnologie di recupero sono i fori orizzontali all'interno della miniera e i pozzi verticali scavati dall'alto prima di procedere all'abbattimento. A causa del suo elevato potere calorifico, il gas recuperato può servire a diverse applicazioni, produzione di elettricità, sistemi di distribuzione del gas e riscaldamento industriale. Questo gas contiene il 95% di metano e può essere venduto in reti di gasdotti di alta qualità. E' possibile un tasso di recupero del metano fino al 70 %. 15 - Uso dell'aria di ventilazione La maggior parte del gas di miniera è rilasciata nell'atmosfera attraverso il sistema di ventilazione usato nelle miniere in sotterraneo per motivi di sicurezza. Il tenore di metano dell'aria di scarico, sempre per motivi di sicurezza, deve essere inferiore al 5% (spesso 0,5%). Malgrado la bassa concentrazione, sembra possibile usare l'aria di ventilazione come aria di combustione in turbine o caldaie. La fattibilità tecnico-economica però, non è ancora stata dimostrata. I tassi di recupero del metano variano dal 10 al 90%. 4. 3. 1. 2. Gas naturale Il metano è il costituente principale del gas naturale e a partire dalle componenti e dalle operazioni della rete di gas naturale di un paese possono essere rilasciate nell'atmosfera notevoli quantità di metano. Le fonti di emissione sono in genere pozzi di gas e di petrolio, impianti di trattamento e deposito e reti di trasformazione e distribuzione. I pozzi di petrolio sono anche fonti di emissione di gas naturale, anche se in quantitativi ridotti. In genere, il petrolio pompato dai pozzi è una miscela bifase (liquida e gassosa) che rilascia gas naturale recuperabile. Le emissioni sono principalmente dovute alle normali operazioni di varie componenti della rete di gas naturale, quali ventilazione e una bruciatura incompleta nella torcia (combustione) presso i pozzi di petrolio e di gas, operazioni alla centrale di spinta, impianti di trattamento del gas, dispositivi di controllo alimentati a gas e perdite accidentali (emissioni fuggitive). Qui di seguito presentiamo brevemente due strategie per ridurre le emissioni. - Riduzione desìi scarichi nell 'aria e bruciatura efficace nella torcia durante la produzione Nella produzione petrolifera, il gas separato dal petrolio e recuperato è in genere usato se esiste una domanda di gas naturale come fonte energetica, altrimenti viene rilasciato direttamente (scarichi nell'aria), bruciato (combustione nella torcia) oppure reiniettato nel giacimento in modo da mantenere la pressione di formazione o eliminare i gas indesiderati che si formano durante la produzione del petrolio. Anche se gli scarichi nell'aria e la combustione nella torcia di gas sono severamente controllati e la reiniezione di gas è sempre più applicata, sarebbe possibile ridurre ulteriormente le emissioni di gas proveniente da lavorazioni industriali ottimizzando queste due operazioni. Le emissioni legate alla produzione di gas avvengono durante l'esplorazione, le perdite in fase di estrazione e le perturbazioni del sistema e per ridurle bastano miglioramenti marginali alla prassi attuale che ridurranno anche i rischi per la sicurezza dovuti a fughe di metano e diminuiranno le perdite di prodotto, con la possibilità di conseguire tassi di recupero del metano fino al 50%. - Mislioramento dell 'individuazione delle fuehe e della riparazione dei gasdotti I gasdotti sono soggetti a corrosione e si hanno quindi periodicamente delle fughe. Gli interventi di prevenzione e riparazione, oltre a ridurre le emissioni accidentali (fuggitive), presentano un triplice vantaggio: maggiore sicurezza degli impianti, riduzione di costi economici delle perdite di gas e infine minori danni ambientali. Questi risultati possono essere raggiunti grazie ad una serie di interventi, tra cui citiamo: migliore rilevamento delle fughe e ispezione dei gasdotti, manutenzione preventiva e programmi di sostituzione nonché maggiore utilizzo di materiali resistenti alla corrosione (acciai rivestiti, PVC, PE). In questa maniera, la resa di recupero del metano potrebbe raggiungere l'80%. 16 4. 3. 2. Combustione Le emissioni di metano dalle fonti di combustione dei combustibili fossili, stazionarie e mobili (cfr. tabella 2) possono essere ridotte alterando i processi di combustione onde ridurre le quantità di gas prodotte oppure applicando tecnologie di controllo dei gas di scarico, quali i reattori catalitici, al fine di ridurre le emissioni di alcuni gas al termine del processo di combustione. La fattibilità di alcune di queste opzioni non è ancora dimostrata e, in molti casi, il potenziale di riduzione delle emissioni non è stato ben quantificato. Le emissioni di CH4 dovute alla combustione di combustibile fossile possono essere considerate una fonte minore nell'inventario del metano (meno del 3%). 4. 3. 3. Descrizione di alcune misure comunicate dagli Stati membri e da paesi terzi FCCC: sono state comunicate politiche per ridurre le emissioni fuggitive di combustibile fossile associate alla sua produzione, quali l'estrazione di carbone e di gas naturale. Queste politiche hanno la forma di linee direttrici per emissioni basse e programmi di informazione per incoraggiare gli interventi volontari. Paesi Bassi: i giacimenti offshore sono responsabili dell'80% delle emissioni di metano nei Paesi Bassi. Il governo e le società produttrici del gas stanno discutendo misure, in particolare per quanto riguarda il maggiore uso di gas sulle piattaforme offshore. Francia: soprattutto per considerazioni di sicurezza, "GDF"9, ha effettuato nel periodo 1990-1993 la sostituzione di 6 000 km della vecchia rete del gas e si prevede di destinare 1 Mrd di FF l'anno nel periodo 1993-2000 per sostituire 1 000 km/anno della vecchia rete. Questa misura dovrebbe produrre anche effetti indiretti sulle emissioni di metano. La Francia ha affermato che nel periodo 1990-2000 si potrebbero ridurre le perdite di 27 kt/anno. Regno Unito: Il governo britannico è partito dall'ipotesi di lavoro secondo cui le emissioni di metano dovute all'estrazione mineraria (0,8 milioni di t nel 1990) potrebbero essere circa dimezzate nel 2000 e incoraggia gli enti ad aumentare la proporzione di metano proveniente dalle miniere e intende prendere iniziative per imporre agli enti di pubblicare rapporti periodici sui loro interventi di abbattimento delle emissioni di metano. Le autorità britanniche hanno recentemente ordinato uno studio per esaminare il potenziale tecnico, i costi e l'efficacia di eventuali misure intese a limitare le emissioni di metano dovute alla produzione carboniera in sotterraneo nel Regno Unito. 5. MISURE POLITICHE DELL'UE DA PRENDERE IN CONSIDERAZIONE Questo capitolo presenta e discute le migliori opzioni politiche per categoria di fonte (agricoltura, rifiuti, energia) per controllare le emissioni di CH4. Queste opzioni si basano su politiche o studi esistenti sulle misure economicamente efficaci per ridurre le emissioni di metano. Si deve però riconoscere che manca una documentazione in materia di analisi costi-efficacia. La non disponibilità di dati quantificati, in particolare quelli concernenti le misure meno costose per la società, solleva alcune preoccupazioni circa la validità di una strategia concernente il metano. Sarebbero auspicabili altri lavori e studi a livello dell'UE e degli Stati membri. Al riguardo, si dovrebbero evidenziare i lavori svolti da ECOFYS ("Cost- effectiveness of emission reducing measures for methane in the Netherlands"). Per i risultati ottenuti, cfr. fig. 5. Gaz de France. 17 5. 1. AGRICOLTURA Nel trattare le misure politiche da prendere in considerazione in questo settore, in particolare quelle attinenti alla riduzione delle emissioni di metano dovute all'allevamento del bestiame, si devono tener presenti la necessità di un'impostazione coerente per tutte le questioni ambientali legate a questo settore e le pertinenti normative (esistenti o proposte). 5. 1. 1. Fermentazione enterica - riduzione del bestiame Sono assolutamente necessari dati più precisi sulle emissioni di metano provocate dalle attuali misure multisettoriali in agricoltura onde stabilire chiaramente il potenziale e la necessità di una riduzione del bestiame per influenzare le future politiche in questo campo. Di conseguenza, a breve termine, una misura intesa a ridurre il bestiame non si configura opportuna. - migliore utilizzazione del foraggio Le opzioni esistono, ma non se ne conoscono i costi e non si sa in che misura esse potrebbero essere applicate nell'UE in mancanza di dati affidabili sulle riduzioni di metano e i relativi costi. Una misura importante che potrebbe essere presa in considerazione è il potenziamento delle attuali conoscenze a livello comunitario e nazionale, promuovendo la ricerca o varando una nuova campagna di ricerca onde individuare meglio le emissioni di metano legate a questa opzione. - aumento della produttività animale In alcuni paesi dell'UE, come i Paesi Bassi, la Danimarca e la Germania, attualmente sono vietati per il bestiame da latte gli agenti che stimolano la produzione. Vi sono inoltre torti resistenze all'ulteriore uso di questi prodotti per il bestiame, che possono influenzare l'eventuale applicazione in futuro di questo tipo di misura. La maggior parte degli agenti stimolatori e le tecniche genetiche sono ancora oggetto di ricerca e non è previsto uno sfruttamento prima del 2000. E" difficile quantificare queste opzioni in termini di rapporto costo/efficacia, tranne per gli agenti stimolatori i cui costi sono relativamente ridotti rispetto ai risparmi ottenuti con gli animali. Di conseguenza, per la fermentazione enterica, occorrono in questo settore maggiori ricerche a livello comunitario e nazionale e le opzioni presentate non sono considerate attualmente fattibili. Da osservare che la promozione di questo tipo di incentivi tecnologici nell'UE potrebbe ridurre il numero di animali, ma in particolare potrebbe accentuare il carattere "intensivo" dell'allevamento, separando così quest'ultimo dall'utilizzazione del terreno. Una tale politica presenta diverse implicazioni per l'ambiente: 1) una maggiore concentrazione di deiezioni animali (letame), con uno spandimento eccessivo sul terreno, potrebbe avere effetti nocivi per il suolo e le acque, con il rischio di una conflittualità rispetto alla direttiva comunitaria sui nitrati, in caso di superamento della soglia di spandimento; 2) un minore quantitativo di erba e foraggio grossolano potrebbe anche comportare un'incidenza negativa sul paesaggio e sulle caratteristiche naturali. Gli spazi naturali gestiti e conservati potrebbero scomparire progressivamente con un incremento di spazi naturali abbandonati (e conseguenti possibili problemi, quali erosione, biotopi, incendi. ); la creazione di nuove specie di vacche efficienti ("vacche turbo") può influenzarne la biodiversità. 3) L'UE finanzia pertanto, nel quadro della normativa agro-ambientale (mediante premi del FEAOG agli agricoltori) la promozione di azioni volte a tutelare gli animali "meno produttivi" e a reintrodurli nelle aree e nei climi originari. 5. 1. 2. Effluenti di allevamento Il successo di impianti di trasformazione del letame in energia dipende da diversi fattori regionali importanti, tra cui la temperatura ambiente e il clima; le risorse economiche, tecniche e materiali; i requisiti delle normative locali e gli specifici vantaggi di sviluppare una risorsa energetica e un fertilizzante di alta qualità. Sotto il profilo della redditività, la tecnologia più promettente sembra essere quella di unità di piccole e medie dimensioni che producano calore e/o elettricità, facili da costruire, gestire e mantenere. L'impiego energetico nella stessa azienda o in una azienda confinante può anche essere realizzato facilmente. I costi di investimento sono relativamente ridotti e il duplice vantaggio (fertilizzanti ed energia) può essere molto elevato. Affinché queste tecnologie siano accettate e sviluppate occorre tuttavia dimostrarne l'utilità. Di conseguenza, in una prima fase, si dovrebbero definire a livello comunitario, nazionale, regionale e locale misure di accompagnamento, come programmi dimostrativi, campagne di promozione, incentivi finanziari e studi di fattibilità su scala locale. In una seconda fase, la tecnologia dovrebbe essere introdotta con una legislazione comunitaria vincolante, applicabile agli allevamenti di capacità superiore a un determinato numero di animali (numero da definire). In questa fase però, l'obbligo dovrebbe essere integrato con le politiche agraria e ambientale in vigore, come la direttiva sui nitrati e gli allevamenti estensivi di ruminanti. Le unità generatrici di gas e/o elettricità su grande scala, soprattutto per la vendita, non sono considerate strumenti redditizi dal punto di vista economico. Nell'UE le aziende sono in genere relativamente disperse e sarebbe pertanto necessario prevedere importanti mezzi di trasporto, in primo luogo per la raccolta dei volumi di effluenti (soprattutto fanghi e liquidi) da trattare e, successivamente, dopo la digestione, per recuperare l'enorme quantità di effluenti stabilizzati da spargere sui terreni e sulle colture come fertilizzante oppure da utilizzare per altre applicazioni. Le misure politiche da prevedere dovrebbero quindi essere strutturate in due fasi: * Fase 1: elaborazione di programmi dimostrativi con sovvenzioni pubbliche per illustrare l'affidabilità di questi impianti. Dimostrazione agli allevatori della validità economica e dell'affidabilità tecnica delle vasche coperte o dei digestori anaerobici. * Fase 2: obbligo, a livello comunitario, di introdurre questa tecnologia nelle aziende di allevamento che superano un determinato numero di animali (numero da definire). 5. 2. TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RIFIUTI L'azione comunitaria in questo campo può essere divisa in tre settori: misure generali intese a ridurre i quantitativi di rifiuti organici posti a discarica, nuove discariche e discariche esistenti. Misure generali Un settore promettente per la riduzione di metano è la diminuzione dei quantitativi di rifiuti organici posti a discarica. Questa tecnica redditizia va considerata come parte di un piano di eliminazione dei rifiuti nel quale la priorità è data alla prevenzione. Per i rifiuti comunque prodotti, si dovrebbe promuovere un migliore trattamento della frazione organica. Ai fini di un maggiore recupero, possono rivelarsi necessarie altre misure, quali la fissazione di norme e criteri di compostaggio adeguati e l'incentivo a raccogliere in modo separato i rifiuti organici per migliorare la fornitura di materiale 19 adeguato per i diversi processi di recupero. Il compostaggio in particolare, presenta il vantaggio di essere una misura redditizia con costi operativi ridotti e può fruttare un reddito relativamente elevato se il prodotto finale è di qualità sufficiente per essere venduto come miglioratore della struttura del suolo. Anche se in genere si dovrebbe dare la preferenza al recupero di materiale se non vi si oppongono considerazioni ambientali, economiche e tecnologiche, il recupero di energia dai rifiuti organici può costituire un'opzione. Delle misure comunitarie potrebbero contribuire ad attuare questo processo con la collaborazione delle regioni o dei comuni mediante programmi mirati di informazione, particolarmente nel caso di programmi di raccolta e di processi di minimizzazione dei rifiuti organici. Come prima priorità, si devono compiere sforzi a livello comunitario per evitare la produzione di rifiuti di imballaggi e, inoltre, riusare, riciclare e altrimenti recuperare i rifiuti di imballaggi. Si deve altresì incoraggiare l'uso di materiali riciclati negli imballaggi stessi. I problemi di competitività del prezzo dei prodotti riciclati potrebbero essere risolti introducendo incentivi economici per promuoverne l'uso. L'attuazione delle misure politiche sopra presentate porterebbe ad una notevole riduzione in futuro dei rifiuti organici da porre a discarica. Discariche nuove Se è stata appurata la non fattibilità di altre opzioni di riduzione del metano, si dovrebbero applicare nelle nuove discariche tecnologie di recupero ed utilizzo delle emissioni di metano. A questo proposito, sta per essere varata una legislazione comunitaria secondo la quale le nuove discariche dovranno essere soggette ad autorizzazione onde garantire che vengano installati, prima dell'entrata in funzionamento della discarica, sistemi di recupero e trattamento di tutti i quantitativi di metano prodotti. La nuova normativa imporrà in particolare l'adozione di misure opportune per controllare l'accumulo e la migrazione dei gas di discarica che dovranno essere raccolti, trattati ed usati in una maniera che "riduca al minimo i danni o il degrado dell'ambiente e i rischi per la salute umana", secondo norme severe. Discariche esistenti Le politiche di cui sopra avranno un impatto relativamente limitato sui rifiuti già posti a discarica che sono i principali fattori delle emissioni di CH4. Occorre pertanto elaborare azioni specifiche al riguardo. Si deve tener conto del fatto che le discariche esistenti non erano state concepite come impianti per la produzione di metano e quindi il loro riadattamento in tal senso risulta difficile. Le tecnologie però esistono e sono già applicate in alcuni siti. Si dovrebbero promuovere misure che impongano l'applicazione di queste tecnologie nelle discariche anaerobiche. Si deve adottare una legislazione comunitaria che imponga l'ammodernamento (retrofitting) delle discariche esistenti con sistemi per la raccolta e l'uso del metano ogniqualvolta possibile. Il gas così recuperato potrebbe essere venduto, utilizzato sul sito, trasformato in elettricità oppure, qualora nessuna di queste opzioni fosse fattibile, dovrebbe essere bruciato in torcia. Prossimamente, una normativa comunitaria imporrà l'obbligo di presentare piani per le discariche esistenti comprendenti una valutazione di queste opzioni. Potranno inoltre risultare necessari incentivi economici, a livello nazionale e comunitario, per promuovere un maggiore recupero del metano nonché l'applicazione e l'ulteriore sviluppo delle opportune tecnologie. Saranno necessari dei finanziamenti comunitari a favore della ricerca intesa a migliorare le tecniche di ammodernamento. I sistemi di recupero del metano nelle discariche anaerobiche in funzione registrano alcuni problemi circa l'uso del metano, a causa della variabilità della sua produzione (qualità, pressione e flusso) e del fatto che non è facile introdurre queste tecniche in una rete di distribuzione del gas. Di conseguenza, il gas recuperato è in genere utilizzato sul sito o bruciato e ciò elimina come minimo il 95% del problema dell'effetto serra provocato dalle emissioni di gas metano (cfr. cap. 2). Malgrado gli elevati costi di 20 investimento e funzionamento associati al recupero e all'utilizzazione di questo gas, l'enorme potenziale di riduzione dell'effetto serra rende queste misure redditizie (cfr. cap. 2. 6). 5. 3. ENERGIA 5. 3. 1. Estrazione e distribuzione dei combustibili fossili 5. 3. 1. 1. Carbone I metodi di recupero determinano in grande misura la qualità e la quantità del gas recuperato che a sua volta determina le possibili opzioni di utilizzazione. Per ridurre le emissioni, è necessario sviluppare sbocchi per il metano recuperato. La vendita e/o l'uso di metano può compensare in certi casi i costi di recupero. Il miglioramento delle tecniche di recupero del metano, oltre a ridurne le emissioni nell'atmosfera, renderà le miniere più sicure, più produttive e ridurrà i costi di ventilazione. Nel periodo 1990-2005/2010, la produzione comunitaria di carbone diminuirà con una conseguente riduzione delle emissioni di CH4. Le politiche vigenti nei paesi che sono importanti produttori di carbone consentiranno inoltre di ridurre nel 2010 le emissioni di CH4 del 40% rispetto ai livelli del 1990. Le tecnologie di recupero del CH4 sono già tecnicamente disponibili e la loro diffusione consentirebbe di ridurre ulteriormente le emissioni; si dovrebbe pertanto definire ed applicare, il più presto possibile, lo stato dell'arte nelle miniere con le migliori tecnologie disponibili. La loro applicazione alle miniere di carbone comunitarie dipende tuttavia dalla specificità delle miniere di ciascuno Stato membro interessato. La produzione comunitaria di carbone diminuirà nei prossimi anni e vi sarà una progressiva chiusura di miniere. In generale il settore carboniero rappresenta un onere finanziario per gli Stati membri che sovvenzionano l'industria carboniera. In questo contesto sarebbe estremamente diffìcile giustificare le spese supplementari necessarie per applicare tecniche di recupero del CH4. Un'iniziativa comunitaria dovrebbe pertanto limitarsi ad incoraggiare gli Stati membri interessati a varare programmi di riduzione delle emissioni di CH4, oppure piani intesi a promuovere l'applicazione delle migliori tecnologie di recupero disponibili per le miniere che continueranno ad essere in esercizio al di là di un certo periodo di tempo (ad es. : 10 anni). Un'altra iniziativa possibile è il rafforzamento dello strumento finanziario legato alla linea di bilancio della Comunità europea del carbone e dell'acciaio (CECA), il cui obiettivo è finanziare progetti di ricerca che promuovano le migliori tecnologie disponibili per ridurre le emissioni di metano. 5. 3. 1. 2. Gas naturale L'applicazione delle tecniche esistenti per ridurre le fughe presuppone finanziamenti e opportuni incentivi. Di conseguenza, una prima misura potrebbe essere quella di fissare una riorma di fughe minimum su scala comunitaria, nell'ottica di sostituire le parti meno efficienti delle reti di trasmissione e distribuzione con materiali di sostituzione adeguati, secondo un calendario specifico per ogni Stato membro interessato. Una proposta di norme di fughe minimum potrebbe essere di 350 m3/km/anno. La Francia, e in particolare GDF (Gaz de France), hanno calcolato che le perdite di gas nelle reti moderne che utilizzano materiali come l'acciaio al carbonio saldato, l'acciaio rivestito o il polietilene possono rappresentare 350 m3/km/anno, mentre le perdite sull'attuale rete in ghisa grigia sono state stimate a 3 500 m3/km/anno. Come già indicato al punto 4. 3. 3, la Francia sta effettuando la sostituzione di parte della sua vecchia rete di gas. Un'altra misura potrebbe essere quella di aumentare la frequenza dei controlli sui gasdotti. Uno studio realizzato da C1TEPA (cfr. punto 5. 4) mostra che raddoppiando la frequenza dei controlli in Europa, cioè ispezionando circa 800 km ogni anno (l'attuale media di controllo nell'UE è di 400 km/anno/unità lavorativa) si potrebbero ridurre le fughe del 50%. Contrariamente a quanto avviene con il consumo di carbone, nel 2010 il consumo di gas dovrebbe aumentare del 60% rispetto ai livelli di consumo del 1990. 5. 3. 2. Combustione Considerato il contributo molto modesto della combustione (meno del 3%), nell'immediato non è necessario adottare misure per questa fonte. Considerando inoltre il settore dei trasporti, la diffusione dei convertitori catalitici dovrebbe ridurre in parte queste emissioni. 5. 4. CONCLUSIONI In conclusione, la tabella seguente illustra le proposte della Commissione circa un programma di azione per diminuire nell'UE le emissioni di metano. Le misure politiche esposte nei punti precedenti per i tre principali settori sono riassunte e riportate nella tabella seguente. 22 SINTESI DELLE MISURE POLITICHE DELL'UE DA PRENDERE IN CONSIDERAZIONE PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO AGRICOLTURA * Fermentazione enterica promozione della ricerca e incentivi (a livello UE e nazionale) per sviluppare politiche e misure attuabili; * Effluenti animali digestori anaerobici o vasche coperte (di preferenza con utilizzazione energetica o, alternativamente, con bruciatura in torcia);. la fase: programmi di dimostrazione a livello comunitario, nazionale, regionale e locale;. la fase: obbligo a livello comunitario di installare sistemi di recupero e utilizzazione per le aziende di capacità superiore a un determinato numero di capi (numero da definire). RIFIUTI * Misure generali promozione a livello comunitario, nazionale, regionale e locale di misure quali:. minimizzazione della produzione di rifiuti organici, compresi i rifiuti di imballaggi;. incoraggiamento della raccolta separata dei rifiuti organici;. recupero dei rifiuti organici (compostaggio) e operazioni di recupero dell'energia. Ove compatibile con l'ambiente, il recupero di materiale dovrebbe essere preferito alle operazioni di recupero dell'energia. In entrambi i casi si dovrà comunque tener conto delle conseguenze ambientali, economiche e scientifiche la cui valutazione in certi casi potrebbe portare a preferire il recupero di energia; economici a livello comunitario e nazionale per promuovere i prodotti riciclati. * Nuove discariche legislazione comunitaria che contempli l'obbligo per le discariche anaerobiche, in assenza di altre alternative, di essere dotate di sistemi di recupero e utilizzazione del metano. * Discariche esistenti legislazione comunitaria che imponga l'ammodernamento delle discariche esistenti con sistemi per la raccolta e l'utilizzazione del metano ogniqualvolta possibile. Sostegno e promozione di processi di recupero del metano che producono energia mediante incentivi economici a livello comunitario e nazionale. Ove ciò non sia possibile, incoraggiare la bruciatura in torcia. ENERGIA * Carbone raccomandazione dell'UE agli Stati membri di varare piani di riduzione delle emissioni di CH4 che promuovano le migliori tecniche disponibili in materia di recupero nelle miniere di carbone. * Gas naturale determinazione a livello comunitario di una norma di fughe minimum; aumento della frequenza dei controlli sui gasdotti, a livello nazionale. Relativamente alla strategia proposta, si può far riferimento ad uno studio (CITEPA) finanziato dall'UE e terminato nel novembre 1993 nel quale sono state determinate le future tendenze delle emissioni di metano nell'UE prima dell'ampliamento (UE-12) negli anni 2005 e 2010 a partire da due scenari di emissione: - un primo scenario denominato scenario "Politiche vigenti", basato sulle attuali politiche nazionali degli Stati membri (UE-12) nel 1993, ha portato ad una prima valutazione della riduzione delle emissioni di metano (cfr. tabella seguente); - un secondo scenario, più ambizioso denominato scenario "Programma comunitario raccomandato", basato sullo scenario "Politiche vigenti" al quale è stata aggiunta una serie di misure politiche complementari, è relativamente simile alla strategia proposta e porta ad una seconda valutazione con una riduzione più drastica delle emissioni di metano (cfr. anche tabella seguente). Osservazione: l'insieme di azioni comunitarie proposte dal presente studio e i risultati ottenuti dalle previsioni delle emissioni potrebbero facilmente essere trasposti ed estrapolati ad una configurazione UE- 15 anziché UE-12, senza un'alterazione notevole delle conclusioni generali dei due scenari. Da notare che nell'ambito di ciascun settore (agricoltura, rifiuti, energia), un certo numero di misure, varate in alcuni Stati membri, hanno già avuto o avranno effetti indiretti supplementari sulla strategia proposta di riduzione delle emissioni di CH4, anche se queste misure non concernono o non concerneranno espressamente questo aspetto. E' il caso in particolare dell'agricoltura e dell'energia dove dopo il 2000 si prevede una riduzione delle emissioni di metano a causa della limitazione dei capi di bestiame nell'ambito della politica agraria comune e a seguito della minore produzione comunitaria di carbone. Lo studio CITEPA ha tenuto conto di questi effetti nelle valutazioni sulle riduzioni previste. Questi risultati sono presentati nella seguente tabella riassuntiva che indica le riduzioni previste delle emissioni di CH4 nel 2005/2010 rispetto ai livelli del 1990, sulla base di due scenari: a) b) politiche vigenti misure politiche supplementari dell'UE da prendere in considerazione. 2005 Politiche vigenti -7,00% - 1 1 , 1% - 18,5% -10,6% 2005 Politiche raccomandate - 2 4% - 4 5% - 2 4% - 3 0% 2010 Politiche vigenti - 9,70% - 14,5% - 2 5 , 3% - 14,3% 2010 Politiche raccomandate - 3 4% - 6 0% - 3 4% - 4 1% AGRICOLTURA RIFIUTI ENERGIA TOTALE (Fonte: CITEPA, Novembre 1993, UE-12) Come indicato nella tabella, è possibile prevedere nel 2005 e 2010 riduzioni delle emissioni del 30 e del 41% rispetto al livello del 1990 se fosse realizzato lo scenario "Misure politiche da prendere in considerazione". La tabella mostra anche che in questo caso, rispetto allo scenario "Politiche vigenti", la riduzione prevista delle emissioni di metano potrebbe triplicarsi. Tuttavia, per evitare qualsiasi interpretazione scorretta dei risultati dello studio CITEPA, è necessario tener presente l'attuale mancanza di conoscenze circa diversi parametri relativi al metano, ad esempio i fattori di emissione per i quali i dati attualmente disponibili presentano un notevole margine di incertezza. Questa incertezza si riflette quindi anche nei risultati dello studio. 24 ALLEGATO - Figure - Tabelle - Bibliografìa is Misure delle concentrazioni globali di metano Campione di ghiaccio Siple Campione di ghiaccio Byrd Campione di ghiaccio Dye Campione di ghiaccio Vostok Anni precedenti (1990 A. D. ) 1800H 1300-1 800-J > CU & X u a 4) CJ G o U 300-1 o • • è. V 10" 10» 10* 10s 10» 101 10° Dati attuali (1990 A. D. ) Concentrazioni atmosferiche annue di CH4 durante gli ultimi 160 000 anni (derivate da campioni di ghiaccio e dalla rete di campionatura in contenitori NOAA/CMDL) Fonte: Oak Ridge (1990) Fig 1 ppbv = ppb = parte per miliardo (in volume) Ofe Contributo globale alla forzatura radiativa integrata per gas - 19901 C a r o or Di o x i de 66% N î t r o us Ox i de : 5% C F C s: 1 1% M e tr Stima su una base equivalente al biossido di carbonio utilizzando i potenziali di riscaldamento globale (GWP) di IPCC (I990a) su un arco di tempo di ÌOO anni. Unicamente emissioni antropiche. Questo grafico serve a fornire una comprensione generale del contributo del metano al riscaldamento futuro sulla base dei valori GWP presentati in IPCCC (1990a). Questi valori GWP sono continuamente riveduti a causa di vari aspetti scientifici e metodologici. E' probabile che il contributo dei CFC presentato diminuisca e che il contributo di altri gas divenga ali'incirca lo stesso o superiore, a seguito di altre ricerche. pig n Ultimi due secoli Dati atmosferici Dati provenienti da 1. 6- 1. 4- Visione ampliata degli ultimi dieci anni PMrtm ~p»r ] 2 _|camPioni di ghiaccie Million H 1. 0 0. 8 H 0. 6 — • — • — • — •— 1750 1800 1850 1900 1950 ** H* ì? ÏÏ j* fi ii 1. 7 Parti per milione 1. 6 V? 1. 5 I 1978 1980 1 1982 I livelli di metano nell'atmosfera aumentano ad un tasso dell' 1 % l'anno 1984 1986 1988 1990 Fonti: Stauffer et al, 1985; Blake & Rowland, 1988 Ultimi 10 anni Fig 3 : OE08 » SiteJ 3 Mizuho * Summit (Bern) • Summit (Grenoble) — Cape Grim 1650 1550 \- (a) t o se H 1450 1350 1250 1150 1050 950 850 750 650 •2 6 ì 0. 40 0. 35 r 0. 30 0. 25 -I0. 20 0. 15 0. 10 H 0. 05 0 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Anno > t; o a s 50 e. 2 a ci ss ô '83 '84 "85 "86 '87 '88 Anno '89 '90 "91 '92 '93 (a) Concentrazione di CH4 derivata da campioni di ghiaccio dell'Antartico negli ultimi 1000 anni. Sono incluse osservazioni dirette della concentrazione di CH4 effettuate a Cape Grim, Tasmania, per dimostrare la leggera variazione tra i valori ottenuti con i campioni di ghiaccio e le misurazioni atmosferiche. La forzatura radiativa derivante da aumenti di CH4 relativi al periodo preindustriale sono indicati sull'asse di destra. L'effetto di sovrapposizione con N20 è registrato, conformemente a IPCC (1990). (b) Concentrazione globale media di CH4 nel periodo 1983 -1993 che mostra il declino del tasso di crescita negli anni 1991 e 1993. Fig. 4 ppbv = ppb = parte per miliardo (in volume) SERIE DI MISURE Riduzione delle emissioni di CH4 kton CH4/anno Riduzione delle emissioni di co2 kton C02/anno Costì specifici DifâonCm, Produzione di gas 1 Maggiore impiego di gas 2 Ulteriore aumento dell'impiego di gas 3 Offshore flaring Distribuzione di gas 4 Sostituzione della rete di ghisa grigia 5 Raddoppio della frequenza dei controlli delle fughe Effluenti di allevamento 6 Adeguamento di stalle/deposito 7 Digestione su grande scala 8 Digestione su scala aziendale (mesofilica) 9 Digestione su scala aziendale (psicrofila) Discariche; recupero di gas 10 Produzione di elettricità 11 Valorizzazione 12 Flaring Discariche; riduzione della messa a discarica 13 Compostaggio 14 Fermentazione 15 Incenerimento 11 (1%) 22 (2%) 6(1%) 52(5%) 9(1%) 18(2%) 4 (0%) 6(1%) 12(1%) 72 (7%) 31 (3%) 51 (5%) 5(1%) 1 (0%) 6(1%) Totale 307(31%) -160 -18 1000 4500 3000 0 -120 960 1100 -95 -70 16 600 1300 15700 0 0 -14 0 0 0 16 16 27 158 39 0 -2 1 96 336 Tabella : Misure di riduzione delle emissioni di metano nel 2000, come descritto nel presente studio Costi specifici CH4 (1000 Dif/ton) r- 15 15 10 I7 10 11 2 e 1 2 ^ V4 Figura: Curva di alimentazione delle misure di attenuazione del metano per l'anno 2000 nei Paesi Bassi: escluse le emissioni di C02 extra/evitate. 1 numeri si riferiscono alla tabella A. CII4 evitato (kton CH4) Fig 5 Mt y-1 115 + 70 30 ± 30 10 ± 5 5 ± 5 5 ± 5 175 70 ± 50 80 ± 10 40 ± 15 30 ± 15 15 ± 10 15 ± 10 35 ± 10 80 ± 45 385 560 ± 90 455 ± 50 30 ± 15 45 ± 10 530 ± 85 30 ± 5 Attuali pozzi di assorbimento e fonti di metano (stima) (Lelieveld & Crutzen, 1993) Stima dei pozzi e delle fonti di metano Fonti Fonti naturali Zone umide naturali (paludi, praterie palustri, tundra, ecc. ) Termiti Oceani Acque dolci Destabilizzazione di idrato CH4 Totale parziale fonti naturali Fonti antropiche Campi di riso Fermentazione enterica (soprattutto ruminanti) Discariche Combustione di biomassa Deiezioni animali Acque reflue Estrazione di carbone Estrazione di gas e petrolio, scarichi di gas, trasmissione di gas Totale parziale fonti antropiche Totale fonti Pozzi di assorbimento Reazione con OH nella troposfera Rimozione da parte del terreno Reazioni con OH, CI e O (IP) nella stratosfera Totale pozzi di assorbimento Aumento atmosferico10 Tabella 1 io Sulla base delle misure sull'aumento della concentrazione di CH4 S\ Riassunto CORINAIR 1990 (Fonti antropiche) C i l^ in tonnellate Produzione di elettricità, cogenerazione e teleriscaldamento Combustione nei settori commerciali, pubblico e residenziale Combustione industriale Processi di produzione Estrazione e distribuzione di combustibili fossili A 100 B DK D F FL GR I IRL L NL ES P S UK 137 866 6000 1100 1100 963 3803 0 3 550 8912 356 938 2O0 7800 3958 6106 112000 149900 6500 21 16733 3580 426 1900 44174 6913 9608 500 1200 NE 2718 14118 710 40 10000 6600 2100 6000 5900 AZ 25 1413 9527 7614 200 0 37 0 1600 8100 7300 3880 2904 4173 1547 14 0 0 91600 42437 11938 1547000 310100 100 363756 347460 10180 1628 940 683662 1978 0 1210500 Impiego di solventi 0 0 Trasporto stradale 2700 9161 Altre fonti/macchine mobili IE 0 0 1811 1056 - 0 NE 70000 22300 1880 2000 600 7550 0 3733 876 0 0 25229 1160 8154 40 0 172 14 20 0 0 NE 0 6400 11446 1391 12718 10500 160 1629 169 3498 300 Trattamento e smaltimento dei rifiuti 311000 4620 121600 2249000 739500 67100 202467 1302802 138340 3838 378000 506711 35180 179755 1088000 Agricoltura 202600 262564 263123 2052000 1611200 163000 362674 1764207 642610 17650 520000 874158 203662 205078 1076100 Corinair 1990 Totale per SM 617000 339703 407250 6054000 2847200 249330 935928 3485529 796110 23768 917670 2141872 254100 415782 3386100 !s/J 1° Tabella 2 Riassunto CORINAIR 1990 (Fonti antropiche) CH4 in kilo/tonnellate (10001) Totale UE Totale UE per settore per settore ( %) Produzione di elettricità, cogenerazione e teleriscaldamento Combustione nei settori commerciale, pubblico e residenziale Combustione industriale Processi di produzione Estrazione e distribuzione di combustibili fossili Impiego di solventi Trasporto stradale Altre fonti/macchine mobili Trattamento e smaltimento dei rifiuti Agricoltura Corinair 1990 Totale UE 25 370 49 49 4623 0,02 181 26 7328 10221 22872 0,11 1,62 0,22 0,21 20,21 0 0,79 0,11 32,04 44,69 100 Tabella 3 2i OPZIONI TECNICHE PER RIDURRE LE EMISSIONI DI METANO OPZIONI TECNICHE RIDUZIONE DICH4 DISPONIBILITÀ COSTI AGRICOLTURA Fermentazione enterica Riduzione del bestiame Trasformazione più efficiente del foraggio Aumento della produttività animale Effluenti di allevamento Vasche coperte Digestori max % 10 - 20 % ? 5 - 30 % fino all'80 % fino al 70 % Disponibile Disponibile Disponibile Disponibile ? Bassi Bassi/Medi Bassi/Medi TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DEI RIFIUTI Discariche Gestione delle discariche anaerobiche e sfruttamento di metano Gestione delle discariche aerobiche Gestione delle discariche semi aerobiche Riduzione dei rifiuti da porre a discarica ENERGIA 3 0 - 70 % Disponibile oltre l'80 % R &S fino al 50 % Disponibile Medi Elevati Medi fino al 100 % Disponibile Bassi/Medi Estrazione mineraria Maggiore recupero nel gob Degassificazione prima delle operazioni minerarie Impiego dell'aria di ventilazione Gas naturale Riduzione di scarichi & flaring Rilevamento di fughe e riparazione di gasdotti migliorati 20 - 50 % Disponibile Bassi fino al 70 % Disponibile Medi/Elevati 10 - 90 % R &S Bassi/Medi fino al 50 % Disponibile Bassi fino all'80 % Disponibile Bassi/Medi Tabella 4 "H BIBLIOGRAFIA 1. US EPA-Global Change Division. Anthropogenic methane emissions in the United States Estimates for 1990. Report to congress. April 1993 2. Steele, L. P. , E. J. Dlugokencky, P. M. 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DOCUMENTI IT 14 11 N. di catalogo : CB-CO-96-567-IT-C ISBN 92-78-11404-9 Ufficio delle pubblicazioni ufficiali delle Comunità europee L-2985 Lussemburgo