Energy recovery from dumped waste: environmental and economic assessment

Despite the growing global interest in environmental issues in recent years, the problem of waste abandonment persists. This phenomenon primarily affects developing countries, but even more developed ones feel its impact. This thesis is part of the INTESA project – " INtegrazione di sistemi di TElerilevamento e Sensoristica per l’individuazione di accumulo di materiali in Abbandono " – promoted by the National Research Council – Institute for Atmospheric Pollution (CNR-IIA) and funded by POR Calabria FESR FSE 2014/2020 of the Calabria Region (LIVING LABS). This project, focused on three municipalities in Calabria, aims to develop a procedure for identifying sites potentially subject to illegal dumping, with the goal of restoring dignity to the affected areas and reducing the environmental pressure caused by the uncontrolled dump of waste. After an in-depth field research aimed at collecting data, including site identification, the types of abandoned materials, and the involved surfaces, a study will be conducted on the waste disposal options identified. The study will utilize the "Life Cycle Assessment" (LCA) methodology, which assesses the environmental impact of a process in all its phases. This tool will provide information on the most sustainable management. The impact of the current situation, uncontrolled waste disposal in the environment and the consequences of a potential fire, will be analysed as Case 0. Subsequently, landfill disposal (Case 1) and three scenarios of energy and material recovery will be considered. Specifically, the management in the waste-to-energy plant in Gioia Tauro (2-G), the waste-to-energy plant in Acerra (2-A), and finally, management through a gasifier plant, a facility that uses advanced energy and material recovery technologies but is currently not present in Italy, will be examined. In conclusion, a cost analysis will be conducted, primarily considering waste transportation, final management in the plant, and site reclamation. The results will demonstrate how waste treatment through an incineration or gasification plant brings numerous advantages for the environment and public health, thanks to a significant reduction in greenhouse gas emissions and pollutants. However, the scenario that best meets economic and environmental needs will be waste disposal in the Gioia Tauro incinerator.

Nonostante negli ultimi anni si registri un crescente interesse globale per le questioni ambientali, il problema dell'abbandono dei rifiuti persiste. Questo fenomeno colpisce principalmente i paesi in via di sviluppo, ma anche quelli più sviluppati ne risentono. Questa tesi si inserisce all’interno del progetto INTESA – “INtegrazione di sistemi di TElerilevamento e Sensoristica per l’individuazione di accumulo di materiali in Abbandono” – promosso dal Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto Inquinamento Atmosferico (CNR-IIA) e finanziato nell’ambito del POR Calabria FESR FSE 2014/2020 della Regione Calabria (LIVING LABS). Tale progetto, focalizzato su tre comuni della Calabria, si propone di sviluppare una procedura volta all’identificazione dei siti potenzialmente soggetti all'abbandono illegale, con l'obiettivo di ripristinare dignità alle aree colpite e ridurre la pressione ambientale causata dallo smaltimento indiscriminato dei rifiuti. Dopo un'approfondita ricerca sul campo, finalizzata al raccoglimento di dati tra i quali l’individuazione dei siti, la tipologia dei materiali abbandonati e le superfici coinvolte, verrà condotto uno studio sulle opzioni di smaltimento dei rifiuti identificati. Lo studio si avvarrà della metodologia "Analisi del ciclo di vita" (Life Cycle Assessment - LCA), che valuta l'impatto ambientale di un processo in tutte le sue fasi. Questo strumento fornirà informazioni sulla gestione più sostenibile. Si analizzerà come caso 0 l'impatto della situazione attuale, cioè lo smaltimento incontrollato dei rifiuti nell'ambiente e le conseguenze di un possibile incendio. Successivamente, si considererà lo smaltimento in discarica (caso 1) e tre scenari di recupero energetico e di materiali. Si esaminerà infatti la gestione nel termovalorizzatore di Gioia Tauro (2-G), nel termovalorizzatore di Acerra (2-A) e, infine, la gestione tramite gassificatore, un impianto che utilizza tecnologie avanzate di recupero energetico e di materiali, ma che attualmente non è presente in Italia. Al termine, si condurrà un'analisi dei costi, considerando principalmente il trasporto dei rifiuti, la gestione finale nell'impianto e la bonifica dei siti trattati. I risultati mostreranno come il trattamento dei rifiuti tramite termovalorizzatore o gassificatore comporti numerosi vantaggi per l'ambiente e la salute pubblica, grazie a una significativa riduzione delle emissioni di gas serra e gas inquinanti. Tuttavia, lo scenario che meglio risponde alle esigenze economiche ed ambientali risulterà essere lo smaltimento nell’inceneritore di Gioia Tauro.