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Annesso tecnico 1. Le informazioni concernenti i risultati delle emissioni ed i costi si basano sulla documentazione ufficiale dell'Organo esecutivo e dei suoi organi sussidiari, in particolare sui documenti EB.AIR/WG.3/R.8, R.9 e R.16, nonché ENV/WP.1R.86 e Corr.1, riprodotti ne "Gli effetti dell'inquinamento atmosferico attraverso le frontiere e la lotta antiinquinamento*/. Salvo indicazione contraria, si considera che le tecniche enumerate sono collaudate e si fondano sull'esperienza derivante dallo sfruttamento**/, 2. Le informazioni che figurano nel presente annesso sono incomplete. Dato che l'esperienza relativa ai nuovi motori ed ai nuovi impianti mediantel'uso di tecniche ad emissioni deboli, nonché all'adattamento degli impianti esistenti, si accresce costantemente, sarà necessario sviluppare ed emendare regolarmente l'annesso. L'annesso che non potrà essere un resoconto esauriente delle opzioni tecniche, ha la finalità di assistere le Parti nella ricerca di tecniche praticabili dal punto di vista economico, ai fini dell'adempimento degli obblighi contratti in virtù del protocollo. I. TECNICHE DI LOTTA CONTRO LE EMISSIONI DI NOx PROVENIENTI DA FONTI FISSE 3. La combustione di combustibili fossili è la principale fonte fissa di emissioni antropiche di NOx. Inoltre, alcune operazioni di- verse dalla combustione possono contribuire alle emissioni di NOx. 4. Le grandi categorie di fonti fisse di emissioni di NOx possono essere: a) gli impianti di combustione, b) i forni industriali, (ad esempio la lavorazione del cemento) c) i motori fissi (turbine a gas e motori a combustione interna) d) le operazioni diverse dalla combustione (ad esempio produzione di acido nitrico). 5. Le tecniche di riduzione delle emissioni di NOx sono imperniate su alcune modifiche della combustione o dell'operazione e - in particolare per le grandi centrali termiche - sul trattamento dei gas di combustione. 6. Per l'adattamento A POSTERIORI degli impianti esistenti, la portata di applicazione delle tecniche anti-NOx può essere limitata da effetti secondari negativi sul funzionamento o da altre restrizioni proprie dell'impianto. Di conseguenza, in caso di adattamento successivo, vengono date unicamente valutazioni approssimative per i valori caratteristicamente realizzabili delle emissioni di NOx. Per gli impianti nuovi, gli effetti secondari negativi possono essere ridotti ad un minimo, o esclusi grazie ad un'adeguata progettazione. 7. In base ai dati di cui disponiamo oggi, il costo delle modifiche della combustione può essere considerato come debole negli impianti nuovi. Invece, nel caso dell'adattamento A POSTERIORI, ad esempio nelle grandi centrali termiche, tale costo poteva variare all'incirca tra gli 8 ed i 25 franchi svizzeri per kWel (nel 1985). In linea di massima, i costi di investimento per i sistemi di trattamento dei gas di combustione sono assai più elevati. 8. Per le fonti fisse, i coefficienti di emissione sono espressi in milligrammi di NO2 per metro cubo (mg/m3) normale (0 oC, 1 013 mb), peso secco. Impianti di combustione 9. La categoria degli impianti di combustione include la combustione di combustibili fossili nei forni, caldaie, riscaldatori indiretti ed altri impianti di combustione che forniscono un apporto di calore superiore a 10 MW senza miscela di gas di combustione con altri effluenti o materie trattate. Per gli impianti nuovi o esistenti, si dispone delle seguenti tecniche di combustione, che possono essere utilizzate da sole o unite: a) Bassa temperatura nella camera di combustione, compresa la combustione su strato allo stato fluido, b) Funzionamento con debole eccesso di aria, c) Installazione di bruciatori speciali anti-NOx, d) Riciclaggio di gas di canna fumaria nell'aria di combustione, e) Combustione scaglionata/aria addizionale, f) Ricombustione (ripartizione del combustibile)***. I risultati standard che è possibile ottenere sono riassunti alla tabella 1 Parte di provvedimento in formato grafico 10. Il trattamento dei gas di canna fumaria per riduzione catalitica selettiva (RCS) è una misura supplementare di riduzione delle emissioni di NOx il cui rendimento raggiunge l'80% o anche più. Si ha ora, in area CEE, una grande esperienza per quanto riguarda il funzionamento di impianti nuovi o adattati successivamente, in particolare per le centrali termiche aventi più di 300 MW (termici). Se vi si aggiungono modifiche di combustione, si possono facilmente ottenere valori di emissione di 200 mg/m3 (combustibili solidi, 6% di 02) e di 150 mg/m3 (combustibili liquidi, 3% di 02). 11. La riduzione non catalitica selettiva (RNCS), tecnica di trattamento di gas di canna fumaria che consenta di ottenere una riduzione dal 20 al 60% di NOx, è una tecnica meno costosa che ha applicazioni particolari (ad esempio forni di raffineria e combustione di gas sotto carico minimo). MOTORI FIASSI: TURBINE A GAS E MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA 12. È possibile diminuire le emissioni di NOx delle turbine a gas fisse sia modificando la combustione (canale secco) sia per iniezione di acqua/vapore (canale umido). Questi due tipi di metodologie sono soddisfacentemente collaudate. È in tal modo possibile ottenere valori di emissione di 150 mg/m3 (gas, 15% di 02) e 300 mg/m3 (carburante, 15% di 02). L'adattamento A POSTERIORI è possibile. 13. È possibile diminuire le emissioni di NOx dei motori fissi a combustione interna ad accensione mediante scintilla sia modificando la combustione (ad esempio miscela povera e riciclaggio di gas di scappamento), sia trattando i gas di scappamento (convertitore catalitico a 3 canali ad anello chiuso, RCS). La possibilità tecnica ed economica di applicare questi vari procedimenti varia a seconda dalle dimensioni del motore, dal tipo del motore (due tempi/quattro tempi) e dal modo di funzionamento del motore (carico costante/variabile). Il sistema a miscela povera consente di ottenere valori di emissione di NOx di 800 mg/m3 (5% di 02), il procedimento RCS riduce le emissioni di NOx in misura considerevole sotto 400 mg/m3 (5% di 02) ed il convertitore catalitico a tre canali consente anche di scendere al di sotto di 200 mg/m3 (5% di 03). FORNI INDUSTRIALI - CALCINAZIONE DEL CEMENTO 14. Il procedimento di pre-calcinazione è in fase di valutazione nell'area della Commissione come eventuale tecnica per ridurre le concentrazioni di NOx nel gas di canna fumaria dei forni, nuovi o esistenti, di calcinazione del cemento a circa 300 mg/m3 (10% di 02). Operazioni diverse dalla combustione - Produzione di acido nitrico 15. La produzione di acido nitrico con assorbimento sotto alta pressione (8 bars) permette di mantenere le concentrazioni di NOx negli effluenti non diluiti al di sotto di 400 mg/m3. Lo stesso risultato si può ottenere mediante assorbimento sotto pressione me- dia unito ad un procedimento RCS o ad ogni altro procedimento di riduzione dei NOx avente analoga efficacia. È possibile l'adattamento a posteriori. II. TECNICHE DI LOTTA CONTRO LE EMISSIONI DI NOx PROVENIENTI DA VEICOLI A MOTORE 16. I veicoli a motore di cui al presente annesso sono quelli adibiti ai trasporti su strada e cioè: le autovetture private, i veicoli utilitari leggeri ed i veicoli utilitari pesanti funzionanti a benzina o a carburante diesel. Vengono menzionate, quando necessario, le categorie di veicoli (M1, M2, M3, N1, N2, N3) definite nel Regolamento n.13 della CEE adottato in applicazione dell'Accordo del 1958 concernente l'adozione di condizioni uniformi di omologazione, nonché il riconoscimento reciproco dell'omologazione delle attrezzature e delle parti di veicoli a motore. 17. I trasporti su strada sono una fonte importate di emissioni antropiche di NOx in molti paesi della Commissione: essi contribuiscono in misura che va dal 40 all'80% al totale delle emissioni nazionali. In totale, i veicoli a benzina contribuiscono ai due terzi del totale delle emissioni di NOx dovute ai trasporti stradali. 18. Le tecniche di cui si dispone per lottare contro gli ossidi di azoto provenienti dai veicoli a motore sono riassunte alle tabelle 3 e 6. È opportuno raggruppare le tecniche in funzione delle norme di emissione nazionali ed internazionali esistenti o proposte, che differiscono a causa del diverso rigore delle disposizioni. Dato che i cicli di prova regolamentari attuali corrispondano solo alla guida in zone urbane, le valutazioni delle relative emissioni di NOx riportate in appresso tengono conto della guida a velocità più ele- vate quando le emissioni di NOx rischiano di essere particolarmente importanti. 19. I costi di produzione supplementari indicati nelle tabelle 3 e 6 per le varie tecniche sono valutazioni del costo di fabbricazione e non dei prezzi al dettaglio. 20. È importante controllare la conformità allo stadio della produzione, anche in base alle risultanze del veicolo in fase di utilizzazione, per accertarsi che il potenziale di riduzione previsto dalle norme di emissione viene in pratica ottenuto. 21. Le tecniche che comportano l'utilizzazione di convertitori catalitici o che si basano su di essa, necessitano di carburante senza piombo. La libera circolazione dei veicoli attrezzati con un tale convertitore è subordinata alla possibilità di procurarsi ovunque carburante senza piombo. AUTOVETTURE PRIVATE A BENZINA ED A CARBURANTE DIESEL (M1) 22. La tabella 2 riassume quattro norme di emissione. Queste norme sono utilizzate nella tabella 3 per raggruppare le varie tecniche di motore applicabili ai veicoli a benzina in funzione del loro potenziale di riduzione delle emissioni di NOx. ---------------------- */ Studi sull'inquinamento atmosferico N.4( Pubblicazione delle Nazioni Unite, numero di vendita: P.87.II.E.36). ** È attualmente difficile fornire dati affidabili, in termini assoluti, sui costi delle tecniche anti-emissioni. È dunque opportuno, per quanto riguarda i costi indicati nel presente annesso, porre l'accento sulle relazioni tra i costi delle varie tecniche invece che su costi numerati assoluti. *** L'esperienza di esercizio di tale tecnica di combustione è limitata. (v.note a/, b/, c/, pag. seguente) a/ Le capacità indicanti l'apporto di calore in MW (termici) per combustibile (potere calorifico inferiore). b/ In considerazione dei limiti propri dell'impianto e delle notevoli incertezze per quanto riguarda i risultati dell'adattamento a posteriori degli impianti esistenti, è possibile fornire solo valori approssimativi. c/ Per i piccoli impianti (10 MW - 100 MW) tutte le cifre fornite comportano un grado più elevato di incertezza. Parte di provvedimento in formato grafico Tabella 3: TECNICHE APPLICABILI AI MOTORI A BENZINA, RISULTATI DI EMISSIONE, COSTI E CONSUMO DI CARBURANTE CORRISPONDENTE ALLE NORME DI EMISSIONE. Riduzione Costo indice di Norma Tecnica composita a/ supplementare consumo di dei NOx di produzione carburante a/ % (Franchi svizzeri 1986) A. Riferimento (motore -c/ - 100 attuale ad accensione con scintilla con carburatore) B. a) Iniezione di 25 200 105 carburante + RGE + aria secondaria d/ b) Catalizzatore a 55 150 103 tre canali ad anello aperto (+RGE) c) Motore a miscela 60 200-600 90 povera con catalizzatore di ossidazione (+ RGE) e/ C. Catalizzatore a tre canali ad anello chiuso 90 300-600 95 D. Catalizzatore a tre 92 350-650 98 canali ad anello chiuso (+ RGE) a/ Le valutazioni concernenti la riduzione composita di NOx e l'indice di consumo di carburante concernono un'autovettura europea di peso medio funzionante in condizioni di guida media in Europa. b/ I costi supplementari di produzione potrebbero essere espressi in modo più pratico, in percentuale del costo totale del veicolo. Tuttavia, poiché le valutazioni di costo sono destinate soprattutto al raffronto in termini relativi, si è preferita la formulazione dei documenti originali. c/ Coefficiente di emissione composito di NOx -2,6 g/km d/ RGE: Riciclaggio dei gas di scappamento. e/ Unicamente in base e dati relativi a motori sperimentali. Non vi è praticamente nessuna produzione di veicoli a motore a miscela povera. 23. Le no di emissione A,B, C e D comprendono limiti di emissione non solo per NOx ma anche per gli idrocarburi (HC) ed il monossido di carbonio (CO). Le valutazioni estimative di emissione di tali inquinanti, in relazione al riferimento ECE R.15.04, sono date nella tabella 4. Tabella 4: RIDUZIONI ESTIMATIVE DELLE EMISSIONI DI HC E DI CO DA PARTE DI AUTOVETTURE PRIVATE A BENZINA SECONDO VARIE TECNICHE Norme Riduzione di HC Riduzione di CO (%) (%) B. a) 30 - 40 50 b) 50 - 60 40-50 c) 70 - 90 70-90 C. 90 90 D. 90 90 24. Le attuali autovetture diesel possono soddisfare alle esigenze di emissione di NOx stabilite dalle norme A,B e C. Le rigorose esigenze relative all'emissione di particelle nonché i limiti rigorosi, per quanto riguarda NOx, della norma D implicano che le autovetture pri- vate a diesel necessiteranno di nuovi perfezionamenti, comprendenti probabilmente il controllo elettronico della pompa di alimentazione, sistemi perfezionati di iniezione di carburante, il riciclaggio dei gas di scarico e trappole per particelle. Esistono allo stato attuale solo veicoli sperimentali (Veder anche tabella c, nota a). Altri veicoli utilitari leggeri (N1) 25. I metodi di lotta relativi alle autovetture private sono applicabili, ma possono variare i seguenti fattori: riduzione di NOx, costi e tempi di avvio della produzione commerciale. Veicoli pesanti a benzina (M2, M3, N2, N3) 26. Questo tipo di veicolo ha un'importanza solo relativa in Europa, che va diminuendo in Europa orientale. I livelli di emissione di NOx US 1990 e US-1991 (vedere tabella 5) potrebbero essere raggiunti, mediante un costo modesto, anche senza progressi tecnici importanti. Veicoli diesel pesanti (M2, M3, N2, N3) 27. Tre norme di emissione sono riassunte nella tabella 5. Esse sono riportate nella tabella 6 per raggruppare le tecniche-motori applicabili ai veicoli diesel pesanti in funzione del potenziale di riduzione di NOx. La configurazione di riferimento del motore è modificata, essendovi la tendenza a sostituire i motori ad aspirazione naturale con i motori a turbo-compressore. Questa tendenza incide sui valori migliorati del consumo di riferimento del carburante. Nessuna valutazione comparativa del consumo viene dunque fornita nel presente documento. Tabella 5: DEFINIZIONE DELLE NORME DI EMISSIONE Norme LImiti NOx (g/kWh) Osservazioni I ECE R.49 18 Collaudo con 13 Modalità II US-1990 8.0 Collaudo a condizioni transitorie III US-1991 6.7 Collaudo a condizioni transitorie Tabella 6: MOTORI DIESEL PESANTI: TECNICHE, RISULTATI DI EMISSIONE a/ E COSTI CORRRISPONDENTI AL LIVELLO DI EMISSIONE PREVISTO DALLE NORME. Norma Tecnica Riduzione Costo di produzione estimativa supplementare di NOx (%) (dollari E.-U. 1984) I Motore diesel classico - - attuale ad iniezione diretta II b/ Turbocompressore + 40 115 dollari E.U. raffreddamento intermedio di cui 69 dollari + sfasamento del'iniezione E.U. attribuibili (Modifica della camera di alla norma NO combustione e delle condutture) (I motori ad aspirazione c/ naturale non potranno probabilmente soddisfare a questa norma) III b/ Perfezionamento delle 50 404 dollari E.U. tecniche enumerate al par.II (di cui 68 dollari e sfasamento di iniezione E.U. attribuibili variabile e utilizzazione di alla norma NO sistemi elettronici c/ a/ Un'alterazione della qualità del carburante diesel avrebbe un'influenza sfavorevole sull'emissione e potrebbe incidere sul consumo di carburante per i veicoli utilitari sia pesanti che leggeri. b/ È sempre necessario verificare la disponibilità, su grandezza naturale, dei nuovi componenti. c/ La differenza si spiega con la lotta contro le emissioni di particelle ed altre considerazioni.