Circolarità del settore eolico da raggiungere anche per le pale a fine vita

La circolarità del settore eolico rimane da completare, poiché nonostante la maggior parte dei componenti degli impianti sia già parte integrante di un approccio circolare, alcuni apparati non lo sono. Le pale delle turbine eoliche, per esempio, hanno delle caratteristiche dimensionali e costruttive, che attualmente implicano una gestione del tutto lineare del proprio ciclo di vita. Per capire come il comparto si sta preparando a cogliere le nuove sfide, anche alla luce degli obiettivi del Pniec, Canale Energia ha intervistato Davide Astiaso Garcia, segretario generale di Anev.

Gli obiettivi di diffusione degli impianti eolici definiti dal Pniec per il 2030 suggeriscono di operare quanto prima il repowering degli impianti più datati. Si stima che a seguito delle attività di sostituzione della prima generazione di aerogeneratori, il quantitativo di pale eoliche in dismissione in Italia nel prossimo decennio è stimabile nell’intervallo tra le 30.000 e le 40.000 tonnellate.

Attualmente, le pale eoliche a fine vita come vengono qualificate e conseguentemente smaltite, dato che la vetroresina è un materiale particolare, non godendo di alcuna soluzione efficiente di riciclo, state valutando altri materiali più semplicemente riciclabili da sostituire alla vetroresina, penso alla fibra di carbonio come materiale sostitutivo o integrativo? 

A valle del processo di riciclo meccanico si ottiene un macinato a diverse granulometrie contenente sia resina che fibra di vetro. Tale macinato è un inerte che non presenta rischi per l’ambiente. A valle del processo di riciclo termico (pirolisi con recupero di energia) la fibra di vetro viene separata dall’olio pirolitico derivante dalla decomposizione termica della resina termoindurente. In questo caso, l’olio viene riutilizzato come carburante per alimentare il processo. Gli output complessivi di processo sono quindi fibra di vetro e residui carboniosi, entrambi inerti che non presentano rischi per l’ambiente. 

Per quanto riguarda l’impronta carbonica delle tecnologie identificate, si riportano le seguenti considerazioni: 

– Macinazione meccanica: presenta basse emissioni di gas a effetto serra (Ghg), certamente inferiori di almeno un ordine di grandezza rispetto alle emissioni specifiche cradle-to-gate relative alla produzione di componenti in materiale composito in fibra di vetro (Gfrp, tipicamente comprese tra 2 e 5 kg CO2 eq/kg) e soprattutto in fibra di carbonio (Cfrp, superiori a 20 CO2 eq/kg). Essa non comporta inoltre nessun altro tipo di inquinamento atmosferico a parte l’uso di energia elettrica. 

– Pirolisi: ha un impatto sull’emissione di gas a effetto serra (Ghg) più elevato, pari a circa 3 kg CO2 eq/kg, dovuta principalmente al consumo di elettricità e gas naturale;

– Solvolisi: presenta le emissioni di gas a effetto serra (Ghg) più elevate rispetto alle precedenti tecnologie, pari a circa 6 kg CO2 eq/kg. Inoltre viene utilizzata una certa quantità di solventi che devono essere smaltiti ed alcuni di questi possono necessitare di specifiche cautele operative;

– Cementificio: ha un basso impatto sull’emissione di gas a effetto serra (Ghg) e contribuisce a ridurre le emissioni per la produzione di cemento del 16% per la sostituzione pro-quota dell’usuale combustibile (pet-coke) con la componente organica della vetroresina.

Le potenzialità di mantenimento delle caratteristiche originali delle fibre riciclate sono mediamente superiori per quelle in carbonio rispetto alle fibre di vetro, inoltre, il valore commerciale del prodotto è decisamente superiore per le prime. Per tali motivi, i processi di riciclo delle fibre di carbonio hanno in genere un buon potenziale di sostenibilità economica, anche se quella ambientale rimane da verificare. Nel caso delle fibre di vetro, invece, la macinazione e il co-processing nei cementifici sono competitivi con la pirolisi con recupero di energia anche se, seppure a parità di basso impatto ambientale, non forniscono come output fibre riciclate.

Quali sono le tecnologie in fase di sperimentazione o che vengono già adottate dai recycler di materiali compositi e potrebbero quindi essere applicate alle pale eoliche in Italia?

La vetroresina in funzione della tipologia di trattamento di recupero effettuata può essere utilizzata per differenti scopi specifici.

Nel caso di recupero meccanico tramite triturazione, sono possibili i seguenti utilizzi: pannelli per isolamento termico e pannelli fonoassorbenti (materiale sostituito: fibra di vetro vergine), pannelli per edilizia e piastrelle (materiale sostituito: materiali ceramici, laterizi), prodotti di arredamento e design (materiale sostituito: plastiche vergini, legni, metalli), Bmc (Bulk moulding compounds) per produzione di componentistica elettrica e automobilistica (materiale sostituito: cariche minerali, ad es. carbonato di calcio, idrossido di alluminio), tubi in filament winding o centrifugati (materiale sostituito: sabbia), prodotti da pultrusione (materiale sostituito: cariche minerali), materiale per modelli e stampi (materiale sostituito: tavole a fresare/milling board in resina epossidica), carica inerte per asfalti ad alta resistenza all’usura o cemento (materiale sostituito: carbonato di calcio, idrossido di alluminio, sabbia). 

Nel caso di recupero termico o chimico, la fibra di vetro viene separata alla resina e sono possibili i seguenti utilizzi della fibra recuperata: materiale di rinforzo per asfalti autodrenanti (materiale sostituito: fibra di vetro vergine), secondo la Uni EN 13043:2013 “Aggregates for bituminous mixtures and surface treatments for roads, airfields and other trafficked areas”. Oppure, pannelli per isolamento termico (materiale sostituito: fibra di vetro vergine), materiale di rinforzo per matrici termoplastiche da utilizzare nei settori automotive, e altri (materiale sostituito: fibra di vetro vergine), additivo antiritiro in malte cementizie (materiale sostituito: fibra di vetro vergine), rinforzo nel cartongesso (materiale sostituito: fibra di vetro vergine). 

Tra le principali tecnologie oggi disponibili riveste una certa importanza di recupero misto termico / materico per la produzione di cemento (i.e. co-processing – materiali sostituiti: pet-coke, calce, portland).

Ad oggi molte aziende intendono entrare nel mercato dei materiali realizzati a partire dalle pale eoliche riciclate. In alcuni casi, la commercializzazione di questi materiali è già iniziata, ad esempio nel caso dei piani per tavoli e scrivanie. Nei prossimi anni, la disponibilità di pale eoliche a fine vita sarà rilevante in termini quantitativi e ciò consentirà lo sviluppo del mercato di prodotti ottenuti da pale riciclate.

Il segmento della plastica rinforzata con fibra di vetro ha rappresentato la quota maggiore del mercato dei materiali compositi, detenendo circa il 95% del mercato totale 2019. 

I principali fattori che guidano la crescita del mercato della fibra di vetro (rGF ) e della fibra di carbonio (rCF) includono il crescente accumulo di rifiuti e normative UE sempre più stringenti sullo smaltimento dei compositi (proposta del divieto di conferimento in discarica). La crescita costante (Cagr 8.3% 2014-2019) degli ultimi anni della domanda di GF e CF vergini ci porta ad essere confidenti dell’elevata possibilità di assorbimento del materiale composito riciclato dal mercato.

Una valutazione sull’implementazione dei diversi processi deve anche necessariamente tenere conto dei costi del processo e del livello di maturità tecnologia (Trl) che attualmente è molto diverso, come è diversa la resa qualitativa in dipendenza del tipo di fibra di rinforzo, vetro o carbonio, contenuta nel composito da trattare. 

I tre processi attualmente più maturi dal punto di vista industriale sono la macinazione, il co-processing nei cementifici e la pirolisi; anche il livello di mantenimento delle proprietà del riciclato è diverso, in particolare tra i processi di trattamento delle fibre di vetro e quelli delle fibre di carbonio.

Un altro modo per attuare un decommissioning circolare potrebbe essere quello di rimettere in circolazione quelle ricondizionate, una sorta di second-hand delle pale eoliche, magari nei mercati extraeuropei, che hanno parametri diversi rispetto ai nostri? 

Negli ultimi anni è stata osservata una maggiore difficoltà nel trovare pale sostitutive per i modelli più vetusti o per pale ormai fuori mercato. È pertanto ipotizzabile che un selezionato numero di pale verrà conservato o venduto come spare part.

Pur trattandosi di un mercato secondario, dimensionalmente piuttosto limitato e subordinato a valutazioni di fattibilità sito-specifiche, è talvolta percorribile l’opzione di rilocazione degli aerogeneratori in altri siti contraddistinti da ventosità molto alte, infrastrutturazione di rete o stradale non ottimale, eventualmente appartenenti a Paesi che si trovano in una fase iniziale del loro percorso di decarbonizzazione o elettrificazione, come ad esempio in alcune zone del Centro e Sud America.

Quando invece, un componente non è più in grado di adempiere alla propria funzione nel contesto in cui sta operando, la soluzione più sostenibile è utilizzarlo in un contesto diverso, nel quale possa mantenere il suo valore, a fronte di limitate modifiche. Le pale eoliche, essendo realizzate con materiali compositi, risultano particolarmente adatte a questo scopo in quanto il materiale è durevole, resistente al danneggiamento e all’aggressione ambientale e facile da riparare.

La normativa europea e quella italiana a che punto sono sul tema? 

La pala eolica riciclata con processo meccanico soddisfa i requisiti tecnici della norma Uni 10667-13:2013 materie plastiche prime-secondarie – cariche ottenute da macinazione di scarti industriali e/o da post consumo di compositi di materiale plastico – parte 13: Requisiti e metodi di prova. 

Non sono attualmente disponibili standard nazionali o internazionali in ambito Uni, EN o Iso per quanto riguarda gli altri tipi di riciclato (pirolisi, solvolisi o altro).

Non sono attualmente disponibili a livello nazionale, europeo o internazionale (a parte le già citate Uni 10667-13) normative per la classificazione della vetroresina riciclata o macinata a seconda della destinazione d’uso.

In Italia, la cessazione della qualifica di rifiuto (end of waste) è disciplinata, in termini generali, dall’art. 184-ter del D.Lgs. 152/2006 ove si prevede, tra l’altro, che i criteri di end of waste “sono adottati in conformità a quanto stabilito dalla disciplina comunitaria ovvero, in mancanza di criteri comunitari, caso per caso per specifiche tipologie di rifiuto attraverso uno o più decreti del Ministro dell’ambiente e della tutela del territorio e del mare”.

La riforma della disciplina della cessazione della qualifica di rifiuto, in attuazione delle disposizioni dell’articolo 6 della direttiva 2008/98/CE, rappresenta uno dei criteri previsti dall’ art.16 della legge 4 ottobre 2019, n.117 (legge di delegazione europea 2018), nell’ambito della delega concessa al Governo per il recepimento delle citate nuove direttive su rifiuti e imballaggi.

In attuazione della disposizione attualmente vigente, sono stati emanati quattro regolamenti end of waste:

– D.M. 14 febbraio 2013, n. 22 (che disciplina la cessazione della qualifica di rifiuto di determinate tipologie di combustibili solidi secondari),

– D.M. 28 marzo 2018, n. 69 (che disciplina il conglomerato bituminoso),

– D.M. 15 maggio 2019, n. 62 (prodotti assorbenti per la persona (Pap),

– D.M. 31 marzo 2020, n. 78 (gomma vulcanizzata derivante dagli pneumatici fuori uso).

– D.M. 22 settembre 2020, n. 188 (carta e cartone).

Al momento, sono ancora in via di definizione o in programma i provvedimenti relativi ad altre tipologie di rifiuti, tra cui la vetroresina.

In qualità di rifiuto speciale, le pale eoliche sono soggette alle disposizioni sul recupero e smaltimento dello stesso DLgs 152/2006.

Secondo il Decreto, lo smaltimento finale (conferimento in discarica) è una legittima destinazione delle pale eoliche, benché da perseguire una volta verificata l’impossibilità tecnica ed economica di procedere con il recupero secondo tecniche economicamente e tecnicamente sostenibili.

Come già evidenziato, lo smaltimento rappresenta l’unica alternativa ad oggi esistente per gestire le pale eoliche a fine vita, ma risulta essere ampiamente impattante sia per le aziende che per la comunità.

Ci sono esempi internazionali?

A livello nazionale, quattro paesi europei fanno un chiaro riferimento ai materiali compositi nella loro legislazione sui rifiuti: Germania, Austria, Paesi Bassi e Finlandia. Questi paesi vietano che i compositi vengano conferiti in discarica o inceneriti. La Francia sta valutando la possibilità di introdurre un obiettivo di riciclo per le turbine eoliche nel suo quadro normativo.

In Germania, il divieto di collocare direttamente in discarica rifiuti con contenuto organico totale superiore al 5% è entrato in vigore nel 2009. Considerando il contenuto organico costituito dalla resina, le pale non possono essere smaltite in discarica.

Nei Paesi Bassi, il vigente Piano nazionale di gestione dei rifiuti in discarica dei rifiuti compositi vieta “in linea di principio” il conferimento del composito in discarica. È però concessa un’esenzione qualora il costo del trattamento alternativo sia superiore a 200 €/t.

Essendo il costo di riciclo meccanico delle pale in Olanda compreso tra 500 -1.000 €/t. compreso il taglio in spezzoni in situ (di cui 150 -300 €/t per il solo grinding), di fatto il conferimento in discarica resta ancora la pratica standard.

Quali sono le maggiori criticità che riscontrate nell’attuare
la circolarità in questo comparto? 

La maggior parte di un aerogeneratore è costituita da materiale metallico, quindi facilmente riciclabile, fanno eccezione le pale che sono costituite per l’80-90% in peso di materiali compositi (resine epossidiche arricchite con fibre di vetro e, in alcuni casi, anche fibra di carbonio), oltre ad altri materiali minori (ad es. colla, vernici, schiuma di polistirene, schiuma poliuretanica e legno di balsa). Il recupero delle materie costituenti le pale risulta molto difficile allo stato attuale, per la mancanza di una filiera consolidata sia nella valorizzazione della specie di rifiuto in questione, che nel successivo riutilizzo delle materie da esso potenzialmente recuperabili. Ciò si traduce in un onere non indifferente per le aziende che scelgono di investire in questa tecnologia verde ed in un onere per la comunità, allorché tali rifiuti vengano gestiti secondo le altre opzioni disponibili: discarica ed incenerimento. Tali operazioni sono ulteriormente complicate dalla notevole dimensione delle pale stesse: si consideri che la pala di un aerogeneratore di taglia “kilowatt” è più lunga dell’ala di un aereo di linea. Per tali ragioni, la scelta obbligata per buona parte dei casi è costituita dal conferimento in discarica o dall’incenerimento.

Anche alla luce dei quantitativi prevedibili per il prossimo decennio, risulta fondamentale promuovere approcci sostenibili nel lungo termine per l’intera catena del valore del settore eolico, identificando già oggi soluzioni efficaci per la gestione delle pale eoliche in dismissione secondo logiche di circolarità, favorendo le soluzioni più efficienti sul piano ambientale ed economico.

In sintesi, qui sotto le maggiori criticità:

– Eterogeneità dei codici Eer attualmente utilizzati per classificare le pale eoliche in materiale composito in fibra di vetro;

– Limitato numero in Italia di operatori che dispongono di un processo di riciclo idoneo ed autorizzato, sia per il pretrattamento (taglio e macinazione), che per il trattamento (processo di riciclo). Tali operatori possiedono autorizzazioni al recupero dei rifiuti non sempre compatibili con i codici Eer assegnati alle pale;

– Presenza di aziende ad oggi individuate come potenziali utilizzatori del materiale riciclato o pretrattato che non dispongono di un’autorizzazione alla gestione di rifiuti all’interno del proprio processo produttivo;

– A causa della scarsità di operatori in Italia e del limitato numero di pale eoliche a fine vita finora disponibili per eseguire i test di riciclo, è stata valutata la possibilità di un trasporto transfrontaliero con notifica della pala dismessa verso operatori esteri, opzione spesso esclusa per la complessità degli aspetti logistici ed autorizzativi;

– Necessità di una regolamentazione di settore che introduca il principio dell’Epr (Extended producer responsibility a carico dei produttori);

– Assenza di un decreto End of waste specifico per la vetroresina;

– Basso grado di maturità (Trl) per soluzioni di recupero con basso down-cycling;

– Assenza di standard di accettabilità specifici per i materiali risultanti dal processo di riciclo al riutilizzo in altri processi produttivi;

– Difficoltà nel rendere conveniente e competitiva la scelta di questi materiali rispetto a quelli vergini;

– Assenza di un consolidato mercato di sbocco per i materiali provenienti dalle operazioni di trattamento e recupero;

– Basso valore intrinseco del materiale recuperabile.

Anev, Elettricità Futura e Assocompositi hanno avviato un confronto con la Direzione generale per l’economia circolare del MiTE, proponendo un coinvolgimento del settore eolico nei tavoli di lavoro sui decreti End of waste sui materiali compositi. A che punto è questo percorso e quali sono le vostre richieste?

Riporto al riguardo quanto dichiarato nel comunicato stampa congiunto divulgato il 15 luglio scorso. I contenuti delle risposte alle precedenti domande vengono difatti dal lavoro congiunto fatto da Anev con Elettricità Futura e Assocompositi. Al seguente link è possibile scaricare il position paper:

Anev ed Elettricità Futura, in collaborazione con Assocompositi, hanno predisposto un position paper sulle attività delle aziende del settore eolico per garantire la gestione sostenibile e circolare delle pale eoliche a fine vita e favorire il rinnovamento degli impianti esistenti in ottica Green Deal 2030. La maggior parte dei componenti degli impianti eolici sono già conformi all’approccio circolare, tuttavia, le pale delle turbine eoliche implicano attualmente una gestione di tipo lineare del proprio ciclo di vita.

Le Associazioni che rappresentano questo settore ritengono indispensabile costituire una filiera del trattamento, ridimensionamento, riciclo e soprattutto riuso economicamente sostenibile dei materiali derivanti dalla dismissione delle pale eoliche che si prevede in incremento nei prossimi anni, sia per il termine della loro vita utile, che per consentire gli investimenti di repowering dei parchi eolici esistenti. Emerge quindi l’esigenza e l’opportunità che il settore si prepari, insieme altri attori della filiera e agli stakeholders istituzionali, ad affrontare la circolarità di questi materiali compositi.

Per centrare l’obiettivo l’intero processo deve essere supportato da un impianto normativo che semplifichi e, ove necessario, supporti anche economicamente la gestione virtuosa dei materiali: grande importanza riveste in tale ambito la definizione del processo per cessazione della qualifica di rifiuto (End of waste) dei materiali compositi costituenti le pale eoliche, in particolare la vetroresina. 

Anev, Elettricità Futura e Assocompositi hanno pertanto avviato un confronto con la Direzione generale per l’economia circolare del MiTE proponendo un coinvolgimento del settore eolico nei tavoli di lavoro sui decreti End of waste sui materiali compositi. Sarà così possibile integrare al meglio le esigenze di circolarità con le specificità del settore eolico, chiamato ad incrementare speditamente e senza ostacoli la potenza installata anche attraverso progetti di rinnovamento degli impianti esistenti già in corso e programmati.