Il trattamento degli oli esausti

Da Lca rifiuti.

Il presente studio ha come scopo quello di analizzare l’impatto ambientale che la gestione degli oli esausti, dalla fase di raccolta a quella dello smaltimento, provoca in termini di consumo di risorse, uso del suolo, danni alla qualità dell’ecosistema e danni relativi alla salute umana. Ciò che è stato assunto a premessa dello studio si fonda sulla suddivisione, al fine della valutazione ambientale, del prodotto oli esausti in due processi principali; il primo, chiamato “Trattamento oli esausti con olio combustibile come coprodotto”, si sviluppa in due sottoprocessi: “Raccolta e analisi” di oli esausti e “Rigenerazione oli esausti”, che risulta il processo principale all’interno dello studio in oggetto poiché, in riferimento all’unità funzionale di 1 [ton], circa il 77% è destinato a rigenerazione con conseguente attribuzione di emissioni in aria, acqua e nel suolo che ne derivano. Attraverso i citati sottoprocessi, considerate le possibili destinazioni cui può essere soggetto l’olio esausto (combustione, rigenerazione e termodistruzione a valle delle analisi di laboratorio), le quali fanno capo al processo principale precedentemente detto, si può considerare l’olio combustibile come un prodotto del processo di “raccolta e analisi”. Il secondo processo principale viene chiamato “Trattamento oli esausti con olio combustibile come prodotto evitato” e ad esso fa riferimento il processo “Separazione oli esausti”. In tale sottoprocesso vengono imputate, a seguito delle analisi di laboratorio, le percentuali di olio destinato a uno dei tre trattamenti (combustione, rigenerazione e termodistruzione) andando a considerare l’olio combustibile come prodotto che ne evita la produzione da petrolio greggio. Per quanto riguarda il trattamento di termodistruzione sono state considerate solamente le emissioni in atmosfera che l’incenerimento degli oli esausti causa.

Successivamente alla valutazione ambientale è stata eseguita una valutazione economica andando a quantificare quanto il costo interno sostenuto per la gestione degli oli esausti vada ad impattare sul costo esterno sostenuto dalla società

a cura di Paolo Neri

Titolo della tesi: Analisi del ciclo di vita della gestione degli oli esausti

Autore della tesi: Riccardo Guido

Relatori: Antonio Peretto, Paolo Neri

Università: Università degli studi di Bologna, Facoltà di Ingegneria


Applicazione del metodo LCA alla gestione degli oli esausti

Obiettivo dello studio

L’obiettivo dello studio è la valutazione del danno ambientale e dei costi interni ed esterni della gestione degli oli esausti


Campo di applicazione dello studio

La funzione del sistema è il trattamento del fine vita degli oli esausti. Il sistema che deve essere studiato è la gestione degli oli usati conferiti al COOU nel 2004. I confini del sistema vanno dalla raccolta dei rifiuti al loro smaltimento. Sono state studiate due ipotesi: una che considera l’olio combustibile, che si ottiene dal processo di separazione dell’olio esausto, come coprodotto. L’altra che lo considera come prodotto evitato ossia come prodotto di cui si evita la produzione e che verrà anch’esso utilizzato in altri processi. L’unità funzionale è di 1 [ton] di olio esausto raccolta e trattata nel 2004. Nella valutazione dei danni ambientali relativi alla gestione degli oli esausti è stato utilizzato il codice SimaPro7. Vengono raccolti sul campo i dati relativi alla raccolta, trasporto, e al trattamento di rigenerazione. Per rappresentare i processi relativi ai trasporti, all’energia elettrica, all’energia termica, alla produzione dei materiali costituenti gli impianti si usano i processi presenti nella banca dati del codice SimaPro7. I metodi utilizzati per la valutazione dei danni ambientali sono stati i seguenti: Eco-Indicator99, EPS200, Impact2002+.

Inventario

Il flusso dei materiali utilizzati e le diverse forme di energia impiegate, riferite all’unità funzionale di riferimento, vengono visualizzate schematicamente attraverso la seguente flow-chart: I flussi di materiali ed energia impiegati nella gestione degli oli esausti si articolano, all’interno di tale studio, nel seguente modo:

  • Raccolta: implica sia il consumo di energia combustibile derivante da fonti energetiche non rinnovabili (petrolio, gas) ed emissioni in atmosfera causate dalla combustione delle suddette fonti energetiche
  • Stoccaggio: fase successiva alla raccolta destinata allo stoccaggio degli oli. In questa fase sono state attribuite tutte le voci, relative al consumo energetico, al processo principale dello studio ossia il processo di rigenerazione a causa della difficoltà ad attribuire ed allocare le singole voci energetiche ai soli processi di stoccaggio e di rigenerazione.
  • Analisi degli oli conferiti: anali effettuate grazie a particolari strumentazione che permettono la corretta destinazione dell’olio usato ossia: rigenerazione, combustione o termodistruzione
  • Processo di rigenerazione: delle tre possibili destinazione dell’olio analizzato abbiamo considerato, in maniera dettagliata, solo tale processo grazie al quale si realizzano prodotti che possono essere considerati come coprodotti o come prodotti evitati.
  • Processo di combustione: per tale processo abbiamo considerato in un caso, l’olio destinato a combustione come coprodotto del processo trattamento oli esausti mentre, nel secondo caso come prodotto evitato ossia olio esausto destinato alla produzione di energia elettrica o termica.
  • Processo di termodistruzione: valutato e considerato solo le emissioni in uscita dall’inceneritore in atmosfera

Le analisi svolte riguardano i processi di trattamento oli esausti (con olio combustibile come coprodotto) e il processo di rigenerazione.

Inoltre si è fatto il confronto tra il processo trattamento oli esausti (con olio combustibile come coprodotto) e il processo trattamento oli esausti (con olio combustibile visto come prodotto evitato) al fine di valutare i benefici di considerare l’uno rispetto all’altro.


Valutazione ambientale dei processi ed interpretazione dei risultati

Le voci presenti all’interno dell’inventario vengono classificate in un primo momento in categorie di danno ed in un secondo categorie di impatto le quali sono diverse per ogni metodo di valutazione (Impact 2002+, Eco-Indicator99, EPS2000). I quantitativi delle sostanze impiegate nelle diverse fasi del processo trattamento degli oli esausti sono caratterizzate da una unità di misura le quali verranno normalizzate ossia assumeranno un valore dimensionale al fine di facilitarne la valutazione che comprenderà, per ogni metodo impiegato, un fattore moltiplicativo di danno. Il risultato della valutazione finale sarà così espresso in Punti.

Analisi dei singoli processi

  • Trattamento oli esausti con olio combustibile come coprodotto
Figura 1 Lo schema a bloccchi del trattamento degli oli esausti
Tabella 1 Diagramma della valutazione per single score del processo Rigenerazione oli esausti_Bressi
Metodi
Categorie di Danno
Valutazione
Danno Totale [Pt/kg]
%delle Categorie di Danno sul Danno Totale
ECOINDICATOR 99 modificato
Human Health
Ecosystem Quality
Resources
0,14296
19,43
2,32
78,25


IMPACT 2002+ modificato
Human Health
Ecosystem Quality
Climate Change
Resources
0,0001457
20,47
2,51
37,45
39,56


EPS 2000 modificato
Human Health
Ecosystem Production Capacity
Abiotic Stock Resources
Biodiversity
0,90069
8,32
70,8
20,79
0,1


Tabella 2: Valutazione del danno ambientale con le relative percentuali di danno sulle rispettive categorie vista con i 3 metodi dell’LCA


Il processo principale utilizzato nell’analisi di tale studio è stato il processo di trattamento oli esausti con olio combustibile come coprodotto. All’interno del medesimo il processo più impattante in termini ambientali a causa di quantità di olio esausto impiegata nel processo di rigenerazione è il processo di Rigenerazione oli esausti_Bressi il quale ha il seguente danno su 1 [ton] di olio esausto trattato:


Dall’analisi dei risultati, eseguita con il metodo Eco-Indicator99 modificato, si nota che per 1 kg di olio rigenerato:

  • Il danno totale vale 0.047967 Pt dovuto per il 56.17% a Heat gas B250, per il 12.84% a Electricity LV use in I + imports, per il 12.68% a Oil sludge to special waste incinerator, per il 5.31 ad H2 ETH e per il 3.78% alle emissioni del processo stesso.
  • In Human Health il danno vale 0.0064813Pt(13.51%) dovuto per il 35.97% a Nitrogen oxide (per il 40.58% nel processo stesso) e per il 34.26% a Carbon dioxide (per il 57.71% in Heat gas B250)
  • In Ecosystem Quality il danno vale 0.0010343 Pt (2.16%) dovuto per il 43.56% a Nitrogen oxide
  • In Resources il danno vale 0.040452 Pt (84.33%)dovuto per il 70.89% a Nitrogen oxide (per il 40.58% nel processo stesso) e per il 34.26% a Carbon dioxide (per il 57.71% in Heat gas B250)
Figura 2 Diagramma della valutazione per single score del processo Rigenerazione oli esausti_Bressi
  • Trattamento oli esausti con olio combustibile come prodotto evitato
Tabella 3 Trattamento oli esausti con olio combustibile come prodotto evitato


Analisi di sensibilità

All’interno dell’analisi di sensibilità è stato eseguito un confronto tra i il processo di trattamento oli esausti con olio combustibile come coprodotto ed il processo trattamento oli esausti con olio combustibile come prodotto evitato al fine di valutare quale delle due assunzione ha maggiore impatto in termini ambientali. Pertanto è stato necessario creare un nuovo processo, Atrattamento oli esausti che considerasse l’olio combustibile come prodotto evitato.


Figura 3 Il diagramma della valutazione del confronto tra Trattamento oli esausti(con olio combustibile come prodotto evitato) e Trattamento con olio combustibile(con olio combustibile come coprodotto)



Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:


  • Considerando l’olio recuperato come prodotto che evita la produzione di olio combustibile (Residual oil in refinery fornace CH) si ottiene un danno evitato che vale -0.036072 Pt mentre con il co-prodotto si ottiene un danno di 0.050602 Pt
  • In Human Health si passa da un danno di 0.0072488 a un danno evitato di -0.015846 Pt dovuto principalmente a Sulfur oxides e a Particulates < 10 µm (stationary) (in Residual oil in refinery fornace CH per il processo con il danno evitato e in Electricity oil I per il processo con il co-prodotto)
  • In Ecosystem Quality si passa da un danno di 0.0011662 (principalmente dovuto a Nitrogen oxides in Electricity oil I per il processo con il co-prodotto) a un danno evitato di -0.0043545Pt dovuto principalmente a Nickel in Residual oil in refinery fornace CH per il processo con il danno evitato)
  • In Resources si passa da un danno di 0.042187 Pt dovuto principalmente a Gas, natural, 35 MJ per m3, in ground (in Heat gas B250 per il processo con il danno evitato) a un danno evitato di -0.015872Pt dovuto principalmente a Oil, crude, 42.6 MJ per kg, in ground (in Residual oil in refinery fornace CH per il processo con il danno evitato)

Valutazione dei costi interni ed esterni

La valutazione dei costi interni (costi che sostiene il privato ossia in un termine unico il produttore del bene) e dei costi esterni (costi che sostiene la collettività in termini di salute e qualità di vita a seguito dell’attività generata) sono stati eseguiti utilizzando il metodo Eco-Indicator99 ed EPS2000.


Danno
Costi esterni (€/t)
Costi normalizzati (€/t)
Costi interni (€/t)
EcoIndicator99
Human Health (DALY)
3.35E-4
10.45
163.28
Ecosystem Quality (PDF*m2*y)
17.9
2.74
42.8
Resources (MJ Surplus)
750.64
25
391
Totale
768.54
38.19
597.05
180.8
EPS 2000
Human Health (ELU)
74.92
74.92
Biodiversity (ELU)
0.868
0.868
Abiotic Stock Resource (ELU)
187.22
187.22
Totale
263.008
263.008
180.8
Ecosystem Production Capacity (ELU)
637.68
637.68
Totale
900.668
900.668
180.8

Conclusioni generali

Attraverso il metodo LCA si è potuto analizzare in modo quantitativo l’impatto ambientale della gestione degli oli esausti. È bene notare come non sia possibile dare un giudizio globale e complessivo sulla valutazione dell’impatto ambientale guardando alla sola gestione di tale prodotto, dovendosi viceversa effettuare un’analisi in conformità con il principio cardine dell’LCA, ossia dalla culla alla tomba del prodotto analizzato. Grazie a questo principio si considerano non solo i materiali necessari al loro trattamento bensì anche energie e conseguenti emissioni in aria, nel suolo e in acqua. Confrontando i due processi da noi assunti si è notato come il processo che considera l’olio combustibile come prodotto evitato ha un’impatto ambientale minore rispetto al processo che lo considera come coprodotto; dall’analisi risultano, infatti, rispettivamente i seguenti dati: -0.0360702 [Pt/kg] e 0.050602 [Pt/kg].

Un altro aspetto considerato, che dovrebbe essere tenuto nella giusta considerazione, ha interessato la valutazione economica dei costi interni di gestione sostenuti dal produttore e i costi esterni sostenuti dalla collettività. Dai dati ottenuti si è evinto che il costo esterno che la collettività deve sostenere a fronte della gestione degli oli esausti è circa 4 volte il costo sostenuto dai privati per la gestione degli stessi. Nell’esempio esaminato si ha un costo interno di 180 € mentre un costo esterno di 750 €


Bibliografia

Giorgio Bressi, Recupero degli oli usati. Codice civile e leggi collegate, a cura di G. De Nova, Zanichelli, 2006.

Guido R. e altri, Analisi del ciclo di vita della gestione degli oli esausti, Documento ENEA ACS-P135-023, Bologna, 2006