CO2 fossile e biogenica nella termovalorizzazione: come misurarla

CO2 fossile e biogenica nella termovalorizzazione: come misurarla

Ogni prezzo della CO2 che si applica, o sta per applicarsi, alla termovalorizzazione dei rifiuti colpisce solo la quota fossile della CO2. Il prezzo nazionale della CO2 in Germania, il periodo di monitoraggio nel Regno Unito, l'obbligo di misura in Francia e la proposta di ETS UE per il 2031 dipendono tutti dallo stesso numero: quanta parte del carbonio bruciato da un impianto proviene da plastiche e altri materiali fossili, e quanta da carta, legno, tessili in fibra naturale e scarti alimentari. Di solito circa la metà è biogenica, quindi il modo in cui si determina questa quota decide gran parte del conto.

Questo articolo confronta i metodi consolidati, cosa misura effettivamente ciascuno e dove divergono. Si tratta di informazioni generali e non di una guida alla conformità; il metodo che un impianto può utilizzare è stabilito dal regime che lo riguarda e dall'autorità competente.

Perché la ripartizione conta

I rifiuti urbani misti sono biogenici per circa la metà. Uno studio di lungo periodo dell'istituto di ricerca svizzero Empa ha rilevato una quota media di carbonio fossile del 48 ± 4% per la termovalorizzazione in Svizzera, con differenze tra impianti che seguivano la composizione dei rifiuti (Empa). Uno studio del 2026 su tre impianti austriaci e uno cinese ha rilevato quote di CO2 biogenica dal 55 al 64% in Austria e dal 53 al 63% in Cina, con fattori di emissione fossili da 320 a 470 kg di CO2 per tonnellata di rifiuti in Austria (Fellner et al., Waste Management 2026).

Sono intervalli ampi. In un impianto che tratta 300.000 tonnellate l'anno, la differenza tra un fattore di emissione fossile di 320 kg e uno di 470 kg vale 45.000 tonnellate di CO2. A qualsiasi prezzo della CO2, è la differenza tra due budget molto diversi, e dipende quasi interamente da cosa c'è nei rifiuti.

I quattro metodi consolidati

Analisi merceologica manuale

Campioni dei rifiuti in ingresso vengono selezionati a mano in frazioni (carta, plastiche, tessili, organico, inerti e così via), e a ciascuna frazione si attribuisce un contenuto tipico di carbonio biogenico e fossile. È un metodo intuitivo e mostra quali materiali determinano la quota fossile. Il suo punto debole è la rappresentatività: una campagna merceologica copre poche tonnellate su decine di migliaia, in pochi giorni, mentre la composizione cambia con il conferitore e la stagione. È uno dei metodi normati elencati nella ricerca della TU Wien sulla determinazione del contenuto di biomassa (TU Wien).

Dissoluzione selettiva

È un metodo di laboratorio in cui il materiale biogenico viene disciolto chimicamente e la frazione fossile residua viene pesata. Lavora su campioni preparati, quindi condivide il problema di campionamento dell'analisi merceologica: il risultato è rappresentativo solo quanto i pochi chilogrammi che arrivano in laboratorio.

Il metodo del radiocarbonio (C14) nei fumi

Il carbonio biogenico contiene l'isotopo radioattivo carbonio 14 ai livelli atmosferici attuali; il carbonio fossile non ne contiene. Misurare il contenuto di C14 della CO2 al camino fornisce la quota biogenica di ciò che è stato effettivamente bruciato. La ISO 13833 specifica campionamento e analisi: la CO2 viene raccolta come gas o assorbita in soluzioni alcaline, con campionamento integrato su periodi da un'ora fino a un mese, e il metodo copre frazioni biogeniche da 0,02 a 1,0 (Beta Analytic, ISO 13833). FORCE Technology lo utilizza dal 2013 in inceneritori danesi e svedesi per la rendicontazione ETS UE (FORCE Technology). Per i combustibili solidi secondari, la CEN/TS 15747 descrive la determinazione del C14 sul combustibile stesso (CEN/TS 15747).

Il C14 misura direttamente il risultato, ed è per questo che viene spesso considerato il riferimento. Fornisce però una quota, non una massa: per trasformare la quota in tonnellate di CO2 fossile l'impianto ha comunque bisogno della CO2 totale, che dipende dalla misura del volume dei fumi.

Il metodo del bilancio

Il metodo del bilancio, normato come ISO 18466, riconcilia bilanci di massa ed energia con i dati di esercizio di routine (produzione di vapore, composizione dei fumi, ceneri e così via) per calcolare le frazioni biogenica e fossile dei rifiuti in alimentazione. Il software BIOMA della TU Wien lo implementa e precisa che sono necessari solo dati di esercizio misurati di routine. Secondo la TU Wien, il metodo del bilancio secondo la ISO 18466:2016 e sue forme adattate sono accettati in Germania nell'ambito del BEHG per il monitoraggio delle emissioni di CO2 dei termovalorizzatori (TU Wien, BIOMA).

Quanto concordano?

Sulla quota biogenica, bene. Uno studio del 2008 di Empa e TU Wien su tre impianti austriaci ha rilevato una stretta concordanza tra metodo del bilancio e C14, con una CO2 biogenica di poco superiore al 50% (Mohn et al. 2008). Un confronto svedese tra quattro metodi ha rilevato che il metodo del bilancio e i calcoli basati su analisi merceologiche davano risultati simili negli impianti in cui erano stati usati entrambi (Åbo Akademi).

Sulle tonnellate assolute, meno. Lo studio del 2026 ha trovato i due metodi "altamente coerenti" sulle quote biogeniche, ma le masse assolute di CO2 fossile differivano fino a diverse migliaia di tonnellate l'anno, soprattutto per l'incertezza nella misura del volume dei fumi. La riconciliazione del bilancio energetico ha ridotto le discrepanze, e gli autori osservano che su un anno le differenze potrebbero spostare il valore dei certificati di CO2 di diverse centinaia di migliaia di euro (Fellner et al. 2026).

La lezione pratica: la quota è la parte più facile. Il tonnellaggio dipende dalle misure attorno alla quota, ed è lì che si guadagna o si perde denaro.

Su quale metodo si basa ciascun regime

Regno Unito: il periodo volontario di monitoraggio, rendicontazione e verifica iniziato a gennaio 2026 adotta un approccio integrato che combina la misura del C14 con i fattori di emissione (GOV.UK).

Germania: il BEHG lavora con quote di biomassa standard per codice rifiuto (53,5% per i rifiuti residui), e il metodo del bilancio è accettato per il monitoraggio a livello di impianto. Vedi BEHG e termovalorizzatori.

Francia: dal 2024 circa 80 termovalorizzatori sono tenuti a misurare la CO2 fossile (Amorce).

UE: la proposta ETS di luglio 2026 includerebbe gradualmente l'incenerimento dal 2031; le regole di monitoraggio per il settore devono ancora essere definite. Vedi ETS UE per la termovalorizzazione.

Cosa nessuno di questi metodi dice

Tutti e quattro i metodi rispondono alla domanda "qual era la quota fossile di ciò che abbiamo bruciato in questo periodo?". Nessuno risponde a "quali conferimenti l'hanno determinata?". Un campione mensile di C14 integra migliaia di carichi. Il metodo del bilancio lavora sull'intero impianto. Una campagna merceologica copre una manciata di carichi.

Questa lacuna conta per tre decisioni. Ripartire in modo equo i costi della CO2 tra i clienti richiede di sapere quale conferitore porta quali rifiuti. Spiegare uno scostamento al verificatore è molto più facile quando un picco può essere ricondotto a conferimenti specifici. E stabilizzare il forno, che stabilizza anche la quota fossile, richiede informazioni prima che i rifiuti vengano alimentati, non dopo che sono stati bruciati.

Dove si inseriscono i dati di composizione per singolo conferimento

L'analisi della composizione al conferimento non sostituisce un metodo di misura riconosciuto. Lo integra. WS Scan rileva ogni conferimento con telecamere ad alta risoluzione durante lo scarico e ne stima la composizione e parametri chiave come potere calorifico e frazione biogenica, collegati al mezzo tramite il riconoscimento targhe. Nel corso di settimane e mesi si costruisce così uno storico per singolo conferimento: quali conferitori portano carichi ricchi di plastica, come cambia la composizione con la stagione e come un risultato mensile di C14 si collega a ciò che è effettivamente entrato dal cancello.

Per un impianto che si prepara a un prezzo della CO2, questo è il contesto attorno al numero ufficiale: il metodo di riferimento dice quale era la quota, lo storico dei conferimenti dice perché. Lo storico alimenta anche il report digitale di controllo dei rifiuti e l'analisi del potere calorifico che l'impianto già utilizza per l'esercizio.

FAQ

Quale quota della CO2 della termovalorizzazione è fossile? In genere circa la metà. Empa riporta una quota media di carbonio fossile del 48 ± 4% in Svizzera; uno studio del 2026 ha rilevato quote di CO2 biogenica dal 55 al 64% in tre impianti austriaci. I singoli impianti variano in base ai propri rifiuti.

Quale metodo è il più accurato? Il C14 nei fumi misura direttamente la quota biogenica di ciò che è stato bruciato ed è spesso considerato il riferimento. Il metodo del bilancio concorda strettamente sulla quota e può funzionare in continuo a partire dai dati di esercizio. Per le tonnellate assolute di CO2 fossile, entrambi dipendono da altre misure, in particolare dal volume dei fumi.

Il metodo del bilancio è accettato in Germania? Secondo la TU Wien, il metodo del bilancio secondo la ISO 18466:2016 e sue forme adattate sono accettati nell'ambito del BEHG per il monitoraggio della CO2 dei termovalorizzatori. I dettagli per il singolo impianto vanno verificati con la DEHSt.

L'analisi della composizione basata su immagini può sostituire la misura del C14? No. Fornisce stime per singolo conferimento che spiegano e ripartiscono la quota fossile, non una misura riconosciuta ai fini della rendicontazione.

Con quale frequenza si campiona il C14? La ISO 13833 prevede periodi di campionamento integrato da un'ora fino a un mese. La frequenza che un impianto deve adottare è stabilita dal suo piano di monitoraggio e dal regime applicabile.