Discarica con recupero di biogas

Da Lca rifiuti.

Obiettivo dello studio è la determinazione del danno ambientale e del costo dovuto alla raccolta e al conferimento di rifiuti indifferenziati nella discarica di Poiatica di Reggio Emilia.

La metodologia LCA per la valutazione ambientale della gestione dei rifiuti conferiti nella discarica di Poiatica (Reggio Emilia)con e senza recupero di biogas

a cura di Paolo Neri

Titolo della tesi: Analisi del ciclo di vita (LCA) di una discarica per RSU ed RSA con recupero energetico da biogas

Autore della tesi di Laurea: Irene Taddei

Relatore: Gigliola Spadoni

Correlatore: Paolo Neri

Università: Università di Modena e Reggio E., Facoltà di Ingegneria per l’Ambiente e per il Territorio.

Descrizione della discarica di Poiatica

La discarica di Poiatica si trova ad est della località omonima situata nel comune di Carpiteti (RE) nel tratto medio-basso dell'avvallamento naturale generato da un piccolo effluente di sinistra idrografica del fiume Secchia; tale avvallamento è stato in passato sfruttato per l'estrazione di argilla che è attualmente praticata nelle aree circostanti.

L'abitato più vicino è la frazione di Colombaia ad una distanza di circa 3 km.

Nella parte sud-est della discarica si trovano alcuni edifici adibiti ad uffici, allo stoccaggio del materiale ed al lavaggio degli automezzi che conferiscono i rifiuti; sempre nella stessa area vi è la cabina dell'ENEL, la stazione per l'aspirazione del biogas, la cabina con la strumentazione elettronica per il controllo del sistema biogas e la torcia di combustione.


Capacita’ della discarica e smaltimento dei rifiuti

L'impianto è attivo dal luglio ’95; i primi due lotti (divisi in settori e di capacità complessiva pari a 520.000 m3) sono attualmente in fase di completamento ed è stata cominciata la realizzazione del terzo lotto della capacità di 437.000 m3 che sarà suddiviso in quattro settori distinti; essa fa parte del progetto di ampliamento della discarica per un totale di 1.000.000 m3 autorizzato in conformità all’aggiornamento del PISR 2001 e relativamente al quale è stato presentato nel marzo 2001 un accurato Studio di Impatto Ambientale.

Nel presente studio si fa tuttavia riferimento solo alla prima fase di ampliamento (437.000 m3) ipotizzando che dopo il completamento di tale 3° lotto la discarica venga chiusa.

Tabella Errore. Nel documento non esiste testo dello stile specificato..1 area e volume lotti


lotto
settore
volume (m³)
1° lotto
45.000
155.000
2° lotto
320.000
3° lotto
437.000
TOTALE
957.000

Il 1° e 2° lotto e l'area comprensiva di piazzale, pesa, uffici, vasche del percolato e viabilità interna occupano una superficie di 55.000 m2; a questa va aggiunta quella relativa al 3° lotto che è stimabile approssimativamente come pari a 28.350 m2 (il calcolo è stato effettuato in base alla planimetria dell'impianto). A completamento del 3° lotto l'impianto arriverà a coprire un'area di circa 83.350 m2.

Il bacino di utilizzo della discarica comprende i seguenti Comuni della Comunità Montana dell'Appennino Reggiano: Baiso, Busana, Carpineti, Casina, Castelnovo, Collagna, Ligonchio, Ramiseto, Toano, Vetto e Villa Minozzo; alla discarica sono conferiti anche parte dei rifiuti della città di Reggio Emilia ed una quantità limitata di RSU provenienti da altre province nell'ambito di specifici protocolli di intesa e rientranti nel PISR.

Tabella 2.2 Rifiuti conferiti in discarica fino al 2001.


anno
RSU (t)
RSA (t)
TOT (t)
1995
53.051
4.024
57.075
1996
50.419
6.393
56.812
1997
42.867
6.032
48.899
1998
27.263
7.625
34.888
1999
39.807
7.959
47.766
2000
51.228
11.723
62.951
2001
62.354
9.150
71.504
TOT (t)
326.989
52.906
379.895

[[Image:]]La composizione merceologica media di RSU nella Provincia di Reggio Emilia[1] è:

Figura 1 La composizione merceologica media degli RSU nella provincia di R.E.

LCA della discarica di Poiatica in assenza di recupero energetico

Descrizione dell'obiettivo dello studio

Obiettivo dello studio è la determinazione del danno ambientale e del costo dovuto alla raccolta e al conferimento di rifiuti indifferenziati nella discarica di Poiatica di Reggio Emilia.

Campo di applicazione dello studio

Le funzioni del sistema

La funzione del sistema è la gestione dei rifiuti urbani raccolti in modo indifferenziato.

L’unità funzionale

L’unità funzionale è costituita da 1 tonnellata di rifiuti solidi urbani e assimilabili.

Il sistema che deve essere studiato

Il sistema che deve essere studiato è il conferimento di rifiuti indifferenziati della provincia di Reggio Emilia nella discarica di Poiatica compiuta dall’Azienda AGAC.

I confini del sistema

Si considera quella parte del ciclo di vita dei prodotti usati dai cittadini di Reggio Emilia che va dalla raccolta (indifferenziata) dei rifiuti conferiti in discarica, alla combustione in torcia del biogas ed al trattamento del percolato da essi prodotti.

Qualità dei dati

Per lo studio viene usato il codice di calcolo SimaPro5.0.

Per una parte degli elementi dell’inventario si sono usate le banche dati del codice i cui dati si riferiscono ad un periodo compreso tra il 1996 e il 2001. Per l’impianto di pretrattamento e i trattamenti successivi a cui vengono sottoposti i materiali trattati vengono usati gli ‘waste treatment’ della banca dati del codice e quelli creati in base a dati ottenuti dall’Azienda produttrice dell’impianto, dall’AGAC e da altri studi.

Metodologia di valutazione dell’impatto ambientale

La valutazione dell’impatto ambientale viene eseguita utilizzando il Metodo Eco - indicator 99 E/CW. Esso è stato ricavato dal metodo degli Eco - indicator 99 E modificato per tenere conto dei costi e del consumo di acqua.

Inventario

Tabella 3 Il waste treatment caso senza recupero energetico.

SimaPro 5.0	Processes	Date:	11/03/2003	Time:	15:12:07
Project: biogas
Category type	Waste treatment
Date	18/12/2002
Comment: lca nel caso in cui non si effetui recupero energetico.

Waste treatment
B caso senza recupero energetico:1ton;All waste types;Landfill

Materials/fuels
B Impianto captazione biogas..1.306E-6 p.....1/765600=1.306E-6 
B costr.resto discarica.......1.306E-6 p.....1/765600=1.306E-6 

Electricity/heat
B biogas non captato...18.38 m3..nell'arco di 40 anni vengono captati
                                 126.627.652Nm3 di biogas;
                                 nell’ipotesi che esso rappresenti il
                                 90% del biogas prodotto, la quantità
                                 sfuggita sarà:14.069.739Nm3;
                                 rapportando alla quantità di
                                 rifiuti: 14.069.739/765600=18.38Nm3. 
B emissioni torcia...1592.98 m3..in base ad analisi sulle emissioni
                                 dalla torcia (due campionamenti
                                 effettuati nel 2002: N1171 e N2499)
                                 risulta una portata media di
                                 4090.5Nm3/h; nello stesso anno si ha
                                 (considerando un tenore di metano
                                 del 40% circa) una portata media di
                                 biogas alla torcia di 608,4Nm3/h =>
                                 il rapporto fumi/biogas è circa 6,7;
                                 assumendo tale rapporto come
                                 riferimento e considerando un
                                 funzionamento continuo della torcia,
                                 la quantità totale di fumi è data
                                 dalla somma delle portate orarie
                                 (20779.4) nei 40 anni (in assenza di
                                 recupero) moltiplicata per 6,7 e per
                                 il numero di ore in un anno (8760)
                                 =>1.219.584.545Nm3 => rapportando
                                 alla quantità di rifiuti:
                                 1.219.584.545/765600=1592.98Nm3. 
B trasporto percolato...9.36 tkm.trasporto del percolato
                                 a Mancasale;187.2kg*50 km
                                 (distanza media tra Poiatica e
                                 Mancasale) = 9.36t*km 
B percolato................1 p...depurazione e percolato perso 
B caricamento rifiuti....8.3 min.per caricare un cassonetto 
                                 da 2400 l occorrono 2 min;
                                 la quantità di rifiuti non
                                 compattati(0.1t/m3) contenuti in
                                 tale cassonetto vale: 2.4m3*0.1t/m3
                                 =0.24t; il tempo per caricare 1t
                                 vale:2min/0.24t=8.3min/t.
B trasporto rifiuti.....17.5 tkm.trasporto rifiuti dal cassonetto
                                 alla discarica (linea d’aria): 
                                 -dist. discarica-RE: 42km;
                                 -dist. discarica –Ligonchio: 28km;
                                 valore medio della dist. max: 35km;
                                 come valore medio della distanza si
                                 si considera la metà del valore
                                 medio della max distanza: 17.5km. 
B compattaz.rifiuti.....1.35 min.si considera solo il compattatore
                                 che lavora 4.5h/g; in 1 giorno
                                 vengono compattate circa 199.8t; il
                                 tempo impiegato per compattare 1t
                                 vale: 4.5*60/199.8=1.35min/t.  
B Poiatica en.el.
prel. senza rec.....1.306E-6 p...energia elettrica prelevata dalla
                                 rete nell'arco di tempo 1995-2035;
                                 rapportando alla quantità di rifiuti
                                 conferiti in discarica: 1.306E-6p. 
B Poiatica saldo
senza rec...........1.306E-6 p...saldo complessivo senza rec.;
                                 rapportando alla quantità di rifiuti
                                 conferiti in discarica: 1.306E-6p. 

Non material emission
Occup. as industrial area..10.89 m2a..L'area occupata dai primi due
                                      lotti con annessi e connessi
                                      (piazzale, viabilità interna) è
                                      pari a 55.000m2; a tale area
                                      occorre aggiungere l'estensione
                                      del 3° lotto(calcolo 
                                      approssimato in base a
                                      colloquio con tecnici Agac) 
                                      di area pari a 28350m2;
                                      il totale vale quindi 83350m2;
                                      rapportando alla quantità di
                                      rifiuti conferiti entro la
                                      chiusura (765600t) e
                                      moltiplicando per 100 anni si
                                      ottiene: 83350*100/765600=10,89
Conv.to industr.area...-36.28E-6 m2...conversione da area indust.
                                      a terreno originario:
                                      83350/(30*100)/765600=36.28E-6

Calcolo e analisi dei risultati dell’LCA in assenza di recupero energetico

Nelle tabelle e figure seguenti sono riportati i risultati principali dell’LCA; nel waste treatment sia i material che i process sono rapportati alle tonnellate di rifiuti conferiti; i risultati sono invece riferiti ad 1 kg di rifiuti.

Tabella 4 La caratterizzazione


Impact category
Unit
Total
B caso senza recupero energetico
B Impianto captazione biogas
B costr.resto discarica
B biogas non captato
B emissioni torcia
Carcinogens
DALY
1.21E-8
x
1.31E-11
2.63E-12
1.09E-12
x
Respiratory org.
DALY
2.59E-10
x
1.56E-12
1.47E-12
9.71E-11
x
Respiratory inorg.
DALY
3.84E-8
x
3.55E-10
7.62E-10
8.86E-11
1.1E-8
Climate change
DALY
4.71E-8
x
8.2E-11
4.06E-11
3.63E-8
6.03E-9
Radiation
DALY
8.07E-12
x
1.01E-13
x
x
x
Ozon layer
DALY
7.86E-12
x
4.5E-14
6.52E-14
x
x
Ecotoxicity
PAF*m2yr
0.00379
x
0.00011
2.42E-5
1.17E-8
x
Acidific./Eutroph.
PDF*m2yr
0.00168
x
9.08E-6
7.02E-6
1.87E-6
0.00057
Land use
PDF*m2yr
0.00934
0.00915
1.06E-5
1.1E-5
x
x
Minerals
MJ surplus
0.00117
x
4.06E-5
5.57E-6
x
x
Fossil fuels
MJ surplus
0.0211
x
0.000398
0.000413
x
x
Costo
euro
0.00525
x
x
x
x
x
Impact category
B trasporto percolato
B percolato
B caricamento rifiuti
B trasporto rifiuti
B compattazione rifiuti
B Poiatica en.el.prel. senza rec
B Poiatica saldo senza rec.
Carcinogens
x
1.12E-8
x
x
x
8.57E-10
x
Respiratory org.
4.03E-12
3.33E-12
1.13E-10
7.54E-12
1.83E-11
1.26E-11
x
Respiratory inorg.
1.03E-9
1.28E-9
1.5E-8
1.93E-9
2.43E-9
4.55E-9
x
Climate ch’ange
1.4E-10
4.86E-10
1.95E-9
2.61E-10
3.17E-10
1.54E-9
x
Radiation
x
9E-13
x
x
x
7.07E-12
x
Ozon layer
x
6.69E-13
x
x
x
7.09E-12
x
Ecotoxicity
x
0.00191
x
x
x
0.00175
x
Acidific./Eutroph.
5.68E-5
8.44E-5
0.000609
0.000106
9.9E-5
0.000137
x
Land use
x
0.000106
x
x
x
6.84E-5
x
Minerals
x
8.63E-5
x
x
x
0.00104
x
Fossil fuels
0.000662
0.0013
0.00932
0.00124
0.00152
0.00621
x
Costo
x
x
x
x
x
x
0.00525

Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si può notare che per 1 kg di rifiuto si ha che:

  • il costo del waste treatment è di 0.00525 €/kg;
  • nella categoria di danno Human Health (9.7E-8 DALY) il danno più elevato (48.6%) si ha nella categoria di impatto Climate change (4.71E-8 DALY) ed è causato per il 77% dal process biogas non captato (3.63E-8 DALY) per il quale si ha l’emissione di 7.57 g di metano;
  • nella categoria di danno Ecosystem Quality (0.0114 PDF*m2y) il danno più elevato si ha nella categoria di impatto Land use (0.00934 PDF*m2y) ed è principalmente causato dall’occupazione del territorio da parte della discarica;
  • nella categoria di danno Resources (0.0223 MJ Surplus) circa l’82% del danno è dovuto alla categoria di impatto Fossil fuels (0.00211 MJ surplus) ed è principalmente causato dal process caricamento dei rifiuti che richiede l’uso di 2.63 g di crude oil ETH. Oltre al caricamento dei rifiuti, l’ altro processo che contribuisce maggiormente (27.8%) al danno relativo a questa categoria è l’energia elettrica utilizzata per il funzionamento dell’impianto (0.00621 MJ Surplus). In tale categoria incidono anche i processi relativi alla raccolta, al trasporto e alla compattazione in discarica dei rifiuti (per un totale di 0.00276 MJ Surplus) ed al trattamento e trasporto del percolato (0.001962 MJ Surplus).

Tabella 5 La valutazione


Impact category
Unit
Total
B caso senza rec. en.
B Impianto captaz. biogas
B costr. resto discarica
B biogas non captato
B emiss. torcia
Total
Pt
0.00376
0.000892
2.65E-5
3.17E-5
0.000708
0.000387
Carcinogens
Pt
0.000235
x
2.54E-7
5.11E-8
2.11E-8
x
Respiratory org.
Pt
5.02E-6
x
3.04E-8
2.86E-8
1.88E-6
x
Respiratory inorg.
Pt
0.000746
x
6.89E-6
1.48E-5
1.72E-6
0.000214
Climate change
Pt
0.000915
x
1.59E-6
7.88E-7
0.000704
0.000117
Radiation
Pt
1.57E-7
x
1.96E-9
x
x
x
Ozon layer
Pt
1.53E-7
x
8.74E-10
1.27E-9
x
x
Ecotoxicity
Pt
3.7E-5
x
1.07E-6
2.36E-7
1.14E-10
x
Acidif./ Eutroph.
Pt
0.000164
x
8.85E-7
6.84E-7
1.83E-7
5.56E-5
Land use
Pt
0.000911
0.000892
1.03E-6
1.08E-6
x
x
Minerals
Pt
3.93E-5
x
1.37E-6
1.87E-7
x
x
Fossil fuels
Pt
0.000707
x
1.34E-5
1.39E-5
x
x
Costo
Pt
0
x
x
x
x
x
Impact category
B trasp. percol.
B percol.
B caricam. rifiuti
B trasp. rifiuti
B compatt. rifiuti
B Poiatica en.el.prel. senza rec
B Poiatica saldo senza rec.
Total
5.06E-5
0.000336
0.000703
9.46E-5
0.000114
0.000416
0
Carcinogens
x
0.000218
x
x
x
1.66E-5
x
Respiratory org.
7.83E-8
6.47E-8
2.19E-6
1.46E-7
3.56E-7
2.45E-7
x
Respiratory inorg.
2E-5
2.49E-5
0.00029
3.74E-5
4.72E-5
8.82E-5
x
Climate change
2.71E-6
9.43E-6
3.78E-5
5.08E-6
6.14E-6
2.99E-5
x
Radiation
x
1.75E-8
x
x
x
1.37E-7
x
Ozon layer
x
1.3E-8
x
x
x
1.38E-7
x
Ecotoxicity
x
1.86E-5
x
x
x
1.71E-5
x
Acidif./ Eutroph.
5.54E-6
8.23E-6
5.93E-5
1.04E-5
9.65E-6
1.34E-5
x
Land use
x
1.03E-5
x
x
x
6.67E-6
x
Minerals
x
2.9E-6
x
x
x
3.49E-5
x
Fossil fuels
2.22E-5
4.35E-5
0.000313
4.16E-5
5.09E-5
0.000209
x
Costo
x
x
x
x
x
x
0

Figura 2 La valutazione per processi

Figura 2-La valutazione del processo senza recupero di biogas

Dall’analisi dei risultati della valutazione si può concludere che per 1 kg di RSU:

  • il danno totale vale 0.00376 Pt;
  • tale danno si riscontra per 50.5% nella categoria di danno Human Health (0.0019 Pt), per 29.5% nella categoria Ecosystem Quality (0.00111 Pt), per 20% nella categoria Resources (0.000747 Pt);
  • il danno dovuto all’uso del territorio da parte della discarica è il 24.2% del totale;
  • il danno dovuto alla raccolta, al trasporto, alla compattazione dei rifiuti rappresenta il 24.2% del danno totale (9.116E-4 Pt) mentre quello dovuto al trasporto del percolato (5.06E-5 Pt) l’ 1.3%;
  • il danno dovuto al biogas non captato (0.000708 Pt) rappresenta il 18.8% del totale, quello dovuto alla combustione del biogas in torcia (0.000387 Pt) il 10.3% e quello dovuto al percolato (raccolto e trattato o perso) l’8.9% (0.000336 Pt);
  • la categoria di impatto che contribuisce maggiormente al danno totale è Climate change (24.3% del totale con 0.000915 Pt);
  • il danno dovuto all’ utilizzo di energia elettrica per il funzionamento è l’ 11% del totale (0.000416 Pt);
  • il danno dovuto alla costruzione della discarica ed agli impianti di captazione del biogas (2.65E-5 Pt) e del percolato (3.17E-5 Pt) rapprenta l’1.5% del totale.

LCA del fine vita del biogas con recupero energetico

Descrizione degli obiettivi e del campo di applicazione dello studio

Gli obiettivi rimangono quelli del caso precedente fatta eccezione per i confini del sistema che vanno dalla raccolta (indifferenziata) dei rifiuti conferiti in discarica, al trattamento del percolato ed alla combustione del biogas che avviene in parte in un motore per il recupero energetico e per la restante parte in torcia con conseguente emissione di fumi.

Inventario

Tabella 6 Il waste treatment B caso con recupero

SimaPro 5.0	Processes	Date:	11/03/2003	Time:	17:25:35
Project: biogas
Category type	Waste treatment
Date	18/12/2002
Comment: lca nel caso di recupero energetico. 

Waste treatment
B caso con recupero energetico:1ton:All waste types;Landfill

Materials/fuels
B Impianto captaz.biogas....1.306E-6 p  impianto per la captazione
                                        del biogas (tubazioni,
                                        sottostazioni, centrale di
                                        aspirazione); rapportando
                                        alla quantità di rifiuti:
                                        1p/765600=1.306E-6p 
B costr.resto discarica.....1.306E-6 p  rete e vasche di raccolta
                                        del percolato, rete di
                                        drenaggio acque meteoriche;
                                        rapportando alla quantità di
                                        rifiuti: 1p/765600=1.306E-6p
B impianto rec. Energetico..1.306E-6 p  modulo per il recupero
                                        energetico (comprensivo di
                                        platea); rapportando alla
                                        quantità di rifiuti:
                                        1p/765600=1.306E-6p 
B modulo cabina.............1.306E-6 p  cabina con locale
                                        trasformatore e quadri MT e
                                        controllo motore; rapportando
                                        alla quantità di rifiuti
                                        1p/765600=1.306E-6
Oil heavy B300.................0.073 kg olio per il motore; ciascun
                                        motore di RR consuma circa
                                        0.83kg/h (di esercizio)
                                        mentre nella scheda tecnica è
                                        indicato il valore: 0.31kg/h:
                                        il rapporto tra consumo
                                        effettivo di olio e consumo
                                        teorico è quindi 2.68;
                                        supponendo un pari rapporto
                                        per il mot. di Poiatica, per
                                        il quale è indicato sulle 
                                        schede tecniche un valore di
                                        0.19kg/h, si ha un consumo
                                        effettivo di 0.5kg/h;
                                        considerando 7500 h/anno e 15
                                        anni di funzionamento, si ha:
                                        56250kg olio;rapportando alla
                                        quantità di rifiuti:
                                        56250/765600=0.073kg 

Calcolo e analisi dei risultati dell’LCA del fine vita del biogas con recupero energetico

Nelle tabelle e figure seguenti sono riportati i risultati principali dell’LCA del waste treatment caso con recupero energetico; nel waste treatment sia i material che i process sono rapportati alle tonnellate conferite; i risultati dell’analisi sono invece riferiti ad 1 kg di rifiuti.

Tabella 7 La caratterizzazione


Impact category
Unit
Total
B caso con recupero energetico
B Impianto captaz. biogas
B costr. resto discarica
B impianto rec.en.
Carcinogens
DALY
6E-9
x
1.31E-11
2.63E-12
-1.58E-11
Respiratory organics
DALY
2E-10
x
1.56E-12
1.47E-12
1.36E-13
Respiratory inorganics
DALY
9.52E-9
x
3.55E-10
7.62E-10
4.4E-10
Climate change
DALY
4.27E-8
x
8.2E-11
4.06E-11
1.09E-11
Radiation
DALY
-4.27E-11
x
1.01E-13
x
2.84E-16
Ozone layer
DALY
-3.73E-11
x
4.5E-14
6.52E-14
1.23E-14
Ecotoxicity
PAF*m2yr
-0.00789
x
0.00011
2.42E-5
0.000175
Acidif./ Eutroph.
PDF*m2yr
0.000934
x
9.08E-6
7.02E-6
3.8E-6
Land use
PDF*m2yr
0.00887
0.00915
1.06E-5
1.1E-5
9.34E-6
Minerals
MJ surplus
-0.00467
x
4.06E-5
5.57E-6
8.54E-5
Fossil fuels
MJ surplus
-0.0234
x
0.000398
0.000413
7.04E-5
Costo
euro
-0.00064
x
x
x
x
Impact category
B cabina
Oil heavy B300
B trasporto percolato
B percolato
B caricam. rifiuti
B trasporto rifiuti
Carcinogens
-2.48E-11
1.92E-11
x
1.12E-8
x
x
Respiratory organics
1.81E-13
8.38E-13
4.03E-12
3.33E-12
1.13E-10
7.54E-12
Respiratory inorganics
2.26E-10
4.05E-11
1.03E-9
1.28E-9
1.5E-8
1.93E-9
Climate change
8.29E-12
1.12E-11
1.4E-10
4.86E-10
1.95E-9
2.61E-10
Radiation
2.96E-15
x
x
9E-13
x
x
Ozone layer
6.48E-15
2.48E-13
x
6.69E-13
x
x
Ecotoxicity
0.000252
1.98E-5
x
0.00191
x
x
Acidif./ Eutroph.
2.61E-6
1.61E-6
5.68E-5
8.44E-5
0.000609
0.000106
Land use
3.91E-6
x
x
0.000106
x
x
Minerals
9.11E-5
x
x
8.63E-5
x
x
Fossil fuels
4.66E-5
0.000312
0.000662
0.0013
0.00932
0.00124
Costo
x
x
x
x
x
x
Impact category
B compatt. rifiuti
B biogas non captato
B emissioni torcia
B fumi motore
B Poiatica en.el.prel.con rec.en.
B Poiatica en.el.ceduta rec.en.
B Poiatica saldo con rec.
Carcinogens
x
1.09E-12
x
2.85E-11
3.79E-10
-5.61E-9
x
Respiratory org.
1.83E-11
9.71E-11
x
3.2E-11
5.73E-12
-8.47E-11
x
Respiratory inorg.
2.43E-9
8.86E-11
7.25E-9
6.92E-9
2.04E-9
-3.02E-8
x
Climate change
3.17E-10
3.63E-8
3.96E-9
8.78E-9
7E-10
-1.04E-8
x
Radiation
x
x
x
x
3.17E-12
-4.69E-11
x
Ozone layer
x
x
x
x
2.78E-12
-4.12E-11
x
Ecotoxicity
x
1.17E-8
x
x
0.000752
-0.0111
x
Acidif./ Eutroph.
9.9E-5
1.87E-6
0.000375
0.000431
6.18E-5
-0.000914
x
Land use
x
x
x
x
3.02E-5
-0.000447
x
Minerals
x
x
x
x
0.000361
-0.00534
x
Fossil fuels
0.00152
x
x
x
0.0028
-0.0415
x
Costo
x
x
x
x
x
x
-0.00298

Dall’analisi dei risultati della caratterizzazione si può vedere che:

  • si ha un guadagno di 0.00064 €/kg;
  • nella categoria di danno Human Health (5.8E-8 DALY) la categoria di impatto che presenta il maggior danno (73.6%) è Climate change (4.27E-8 DALY): esso è dovuto principalmente (per l’85%) al process biogas non captato (3.63E-8 DALY) con il quale vengono emessi 7.57 g di metano;
  • nella categoria di danno Ecosystem Quality (0.009015 PDFm2y) la categoria di impatto che presenta il maggior danno (98.4%) è la categoria di impatto Land Use (0.00887 PDFm2y): esso è dovuto principalmente all’uso del territorio da parte della discarica;
  • nella categoria di danno Resources (-0.02807 MJ Surplus) entrambe le categorie di impatto presentano un vantaggio dovuto alla produzione dell’energia elettrica mediante la combustione di biogas nel motore (-0.04684 MJ Surplus). La categoria di impatto che presenta il maggior vantaggio è Fossil fuel (-0.0234 MJ Surplus): esso è dovuto principalmente al risparmio di 0.0286 MJ Surplus prodotti impiegando 8.09 g di crude oil ETH . In questa categoria di danno il maggiore danno è dovuto al processo che rappresenta il caricamento dei rifiuti (0.00932 MJ Surplus) che consuma 2.63 g di crude oil ETH.

Tabella 8 La valutazione


Impact category
Unit
Total
B caso con recupero energetico
B Impianto captaz.biogas
B costr. resto discarica
B impianto recupero energetico
Total
Pt
0.00107
0.000892
2.65E-5
3.17E-5
1.67E-5
Carcinogens
Pt
0.000116
x
2.54E-7
5.11E-8
-3.06E-7
Respiratory organics
Pt
3.89E-6
x
3.04E-8
2.86E-8
2.64E-9
Respiratory inorganics
Pt
0.000185
x
6.89E-6
1.48E-5
8.55E-6
Climate change
Pt
0.000828
x
1.59E-6
7.88E-7
2.12E-7
Radiation
Pt
-8.29E-7
x
1.96E-9
x
5.52E-12
Ozone layer
Pt
-7.25E-7
x
8.74E-10
1.27E-9
2.4E-10
Ecotoxicity
Pt
-7.69E-5
x
1.07E-6
2.36E-7
1.71E-6
Acidif./ Eutroph.
Pt
9.11E-5
x
8.85E-7
6.84E-7
3.7E-7
Land use
Pt
0.000865
0.000892
1.03E-6
1.08E-6
9.11E-7
Minerals
Pt
-0.000157
x
1.37E-6
1.87E-7
2.87E-6
Fossil fuels
Pt
-0.000786
x
1.34E-5
1.39E-5
2.37E-6
Costo
Pt
0
x
x
x
x
Impact category
B cabina
Oil heavy B300
B trasporto percolato
B percolato
B caricam. rifiuti
B trasporto rifiuti
Total
1.18E-5
1.22E-5
5.06E-5
0.000336
0.000703
9.46E-5
Carcinogens
-4.8E-7
3.73E-7
x
0.000218
x
x
Respiratory organics
3.51E-9
1.63E-8
7.83E-8
6.47E-8
2.19E-6
1.46E-7
Respiratory inorganics
4.38E-6
7.87E-7
2E-5
2.49E-5
0.00029
3.74E-5
Climate change
1.61E-7
2.17E-7
2.71E-6
9.43E-6
3.78E-5
5.08E-6
Radiation
5.75E-11
x
x
1.75E-8
x
x
Ozone layer
1.26E-10
4.82E-9
x
1.3E-8
x
x
Ecotoxicity
2.46E-6
1.93E-7
x
1.86E-5
x
x
Acidif./ Eutroph.
2.55E-7
1.57E-7
5.54E-6
8.23E-6
5.93E-5
1.04E-5
Land use
3.81E-7
x
x
1.03E-5
x
x
Minerals
3.06E-6
x
x
2.9E-6
x
x
Fossil fuels
1.56E-6
1.05E-5
2.22E-5
4.35E-5
0.000313
4.16E-5
Costo
x
x
x
x
x
x
Impact category
B compatt. rifiuti
B biogas non captato
B emissioni torcia
B fumi motore
B Poiatica en.el.prel.con rec.en.
B Poiatica en.el.ceduta rec.en.
B Poiatica saldo con rec.
Total
0.000114
0.000708
0.000254
0.000348
0.000183
-0.00271
0
Carcinogens
x
2.11E-8
x
5.54E-7
7.36E-6
-0.000109
x
Respiratory org.
3.56E-7
1.88E-6
x
6.2E-7
1.11E-7
-1.64E-6
x
Respiratory inorg.
4.72E-5
1.72E-6
0.000141
0.000134
3.97E-5
-0.000587
x
Climate change
6.14E-6
0.000704
7.69E-5
0.00017
1.36E-5
-0.000201
x
Radiation
x
x
x
x
6.15E-8
-9.1E-7
x
Ozone layer
x
x
x
x
5.4E-8
-7.99E-7
x
Ecotoxicity
x
1.14E-10
x
x
7.33E-6
-0.000109
x
Acidif./ Eutroph.
9.65E-6
1.83E-7
3.65E-5
4.21E-5
6.03E-6
-8.92E-5
x
Land use
x
x
x
x
2.94E-6
-4.35E-5
x
Minerals
x
x
x
x
1.21E-5
-0.000179
x
Fossil fuels
5.09E-5
x
x
x
9.42E-5
-0.00139
x
Costo
x
x
x
x
x
x
0

Figura 3 La valutazione per processo.

Figura 3-La valutazione del processo con recupero di biogas

Dall’analisi dei risultati della valutazione si può concludere che:

  • la discarica, nonostante il recupero di energia elettrica (-0.00271 Pt), produce un danno complessivo che vale 0.00107 Pt;
  • dei processi relativi alla discarica senza recupero quello che produce il danno maggiore è l’uso del territorio della stessa (0.000865 Pt), seguito dal biogas non captatato (0.000708 Pt) e dal caricamento rifiuti (0.000703 Pt);
  • delle tre parti in cui è stato suddiviso l’impianto (costruzione resto discarica: 3.17E-5 Pt, impianto di captazione: 2.65E-5 Pt, modulo per il recupero energetico e cabina: 2.85E-5 Pt) quello che dà maggior danno è la costruzione della parte di discarica relativa alla rete di raccolta del percolato e delle acque meteoriche (3.17E-5 Pt).

Confronto tra gli LCA senza e con recupero energetico

Nelle tabelle e figure seguenti sono riportati i principali risultati relativi al confronto tra i casi senza e con recupero energetico (i valori sono riferiti ad 1 kg di rifiuti conferiti).

Tabella 9 La caratterizzazione


Impact category
Unit
B caso con rec. energetico
B caso senza rec. energetico
Carcinogens
DALY
6E-9
1.21E-8
Respiratory organics
DALY
2E-10
2.59E-10
Respiratory inorganics
DALY
9.52E-9
3.84E-8
Climate change
DALY
4.27E-8
4.71E-8
Radiation
DALY
-4.27E-11
8.07E-12
Ozone layer
DALY
-3.73E-11
7.86E-12
Ecotoxicity
PAF*m2yr
-0.00789
0.00379
Acidification/ Eutrophication
PDF*m2yr
0.000934
0.00168
Land use
PDF*m2yr
0.00887
0.00934
Minerals
MJ surplus
-0.00467
0.00117
Fossil fuels
MJ surplus
-0.0234
0.0211
Costo
euro
-0.00064
0.00525

Tabella 10 La valutazione


Impact category
Unit
B caso con recupero energetico
B caso senza recupero energetico
Total
Pt
0.00107
0.00376
Carcinogens
Pt
0.000116
0.000235
Respiratory organics
Pt
3.89E-6
5.02E-6
Respiratory inorganics
Pt
0.000185
0.000746
Climate change
Pt
0.000828
0.000915
Radiation
Pt
-8.29E-7
1.57E-7
Ozone layer
Pt
-7.25E-7
1.53E-7
Ecotoxicity
Pt
-7.69E-5
3.7E-5
Acidification/ Eutrophication
Pt
9.11E-5
0.000164
Land use
Pt
0.000865
0.000911
Minerals
Pt
-0.000157
3.93E-5
Fossil fuels
Pt
-0.000786
0.000707

Figura 4 La valutazione per processo

Figura 4-La valutazione del confronto

Dall’analisi del confronto si può concludere che:

  • Con il recupero energetico il danno dovuto alla discarica il danno passa da 0.00376 a 0.00107 Pt con un guadagno del 71.5%;
  • dal confronto tra i due LCA studiati si può notare che il danno dovuto alla combustione del biogas passa da 0.000387 Pt nel caso in cui tutto il biogas viene bruciato in torcia a 0.000602 Pt nel caso in cui il biogas sia bruciato in parte in torcia (0.000254 Pt) e in parte nel motore (0.000348 Pt); si ha perciò un aumento del danno (relativo alla combustione del biogas) pari al 55.5%;
  • nella categoria di danno Human Health il danno si riduce da 0.0019 a 0.00113 Pt con un guadagno del 40.5%;
  • nella categoria di danno Ecosystem Quality il danno si riduce da 0.00111 a 0.000879 Pt con un guadagno del 20.8%;
  • nella categoria di danno Resources si passa da un danno di 0.000747 ad un vantaggio -0.000943 Pt con un guadagno del 226%.

Bibliografia

I. Taddei e altri, Analisi del ciclo di vita (LCA) di una discarica per RSU ed RSA con recupero energetico da biogas., Doc. ENEA PROT-P135-016, Bologna, 2003


  1. BERGONZONI M., BUTTOL P., CECCHINI F., NERI P., SALSI M. ARDUINI A., “Calcolo delle quantità di percolato e di biogas prodotte in 30 anni da 1 t di RSU conferiti nella discarica di Poiatica (RE) sulla base dei dati AGAC aggiornati. Determinazione della composizione e delle quantità di biogas e di percolato prodotti dagli scarti mensa”, doc. ENEA OT-SBB-00014, Bologna, 2000.