Title: Diapositiva 1
1UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA Facoltà di
Agraria- Scienze MM.FF.NN. Corso di Laurea
Magistrale in Scienze e Tecnologie per lAmbiente
e il Territorio
Lanalisi del ciclo di vita (LCA) della
produzione di 1 MJ di energia termica da
combustione di biomassa legnosa
Relatore Ch.mo prof. Davide Pettenella Correlator
e Ing. Paolo Neri
Laureanda Alice Tanfoglio
In collaborazione con
Ente per le Nuove Tecnologie lEnergia e
lAmbiente
2Obiettivo dello studio
Valutazione
della produzione di 1 MJ di energia termica da
combustione di cippato
con il metodo LCA - Life Cycle Assessment
(norma europea UNI EN ISO 14040)
3 Processo che permette di valutare gli impatti
ambientali associati ad un prodotto, processo o
attività, attraverso lidentificazione e la
quantificazione dei consumi di materia, energia
ed emissioni nellambiente. (SETAC, 1991)
4CICLO DI VITA
From cradle to grave
Materie prime
Realizzazione
Uso
Dismissione
Riutilizzo, riciclo, smaltimento
51 - Fase preliminare
2 - Inventario
3 - Elaborazione dati
6Elaborazione dati
Alle sostanze catalogate nellinventario vengono
assegnate una o più categorie di impatto
Classificazione
Caratterizzazione
Sostanza x Fattore di Caratterizzazione
Il risultato della caratterizzazione viene
rapportato ad un valore di riferimento
Normalizzazione
Assegnazione di un fattore di valutazione ad ogni
categoria di impatto
Valutazione
7Applicazione del metodo LCA al sistema oggetto
di studio
81 - Fase preliminare
Valutazione
della produzione di 1 MJ di energia termica da
combustione di cippato
91 - Fase preliminare
- Sistema oggetto di studio
Impianto di produzione di energia termica di
proprietà dellAzienda Agricola Reffo (Dolo VE)
Componenti principali
101 - Fase preliminare
- Sistema oggetto di studio
CALDAIA
111 - Fase preliminare
- Sistema oggetto di studio
- Superficie utilizzata 3500 m2
- Produttività 1,2 t /ha/anno/100m
ARBORETO
- Quantità raccolta 12 t / anno
- Arboreto misto platano, ontano, olmo, ciliegio,
noce, frassino e farnia
121 - Fase preliminare
110.400 MJ
- AIEL Ass. Italiana Energie Agroforestali
software SimaPro 7.0
- Strumento elaborazione dati
132 - Inventario
14Inventario
1- Cippato, da arboreto di pianura, bruciato in
caldaia, 35 kW
15Inventario
2- Produzione legno
16Inventario
Stima CO2 assorbita
Contenuto idrico del legno fresco (w)
50 Sostanza secca (SS) 0,5 t /t legno
fresco Contenuto di C nella SS circa 50
0,25 t / t legno fresco
Peso 1 mole CO2 44 g
Peso 1 mole C 12 g
17Inventario
Stima CO2 assorbita
Rapporto tra i pesi molecolari di CO2 e C 44/12
3,66
3,66 t CO2 / t C
1 t C
4 t legno fresco
3,66 / 4 0,91 t CO2 / t legno fresco
quantità di CO2 assorbita dalla biomassa
raccolta
10,92 t/anno
12 t 0,91
18Inventario
3- Coltivazione in vivaio
1 p
19Inventario
3- Coltivazione in vivaio
- PET bottle grade 60 kg
- Fertiliser (N)1,824kg
- Fertiliser (P)0,582kg
- Fertiliser (K)0,708kg
- Molybdenum, in ground 0,002112kg
- Magnesium, in ground 0,24kg
- Iron, in ground0,0504kg
- Manganese, in ground0,00576kg
- Zinc, in ground0,001728kg
- Copper, in ground0,00768kg
- Sulfur, in ground0,384kg
- thiocarbamate-compounds/RER S0,03kg
- Glyphosate, at regional storehouse/RER S0,102kg
20Inventario
3- Coltivazione in vivaio
- 2,4-D, at regional storehouse/CH 0,001998 kg
- Pyretroid-compounds 0,001998 kg
- Organophosphorus-compounds 0,001998 kg
- Sulphur B 2500 003996 kg
- Triazine-compounds 0,003996 kg
- Dithiocarbamate-compounds 0,003996 kg
- Irrigating 289,98 m2
- Application of plant protection products, by
field sprayer/CH 60 m2 - Transport, lorry 28 t 0,12337 tkm
Inputs tecnologici
21Inventario
3- Coltivazione in vivaio
- Deltamethrin 0,0000028kg
- Chlorpyrifos 0,000046kg
- Cyproconazole 0,001005kg
- Ziram 0,0011796kg
- Thiram 0,0295kg
- Glyphosate 0,000714kg
Emissioni in acqua
22Inventario
3- Coltivazione in vivaio
- Thiram 0,000189 kg
- Deltamethrin 0,001015 kg
- Chlorpyrifos 0,000992 kg
- Cyproconazole 0,0000972 kg
- Ziram 0,00000756 kg
- Glyphosate 0,000278 kg
Emissioni al suolo
Trattamento rifiuti
23Ripartizione ambientale () fitofarmaci
Modello di fugacità di Mackay (Mackay e Paterson,
1981)
P.A. Aria Acqua Suolo Sedimenti Solidi sospesi Biomassa acquatica Biomassa terrestre
Thiram 0,36 98,3 0,63 0,59 0 0 0,13
Ziram 0,36 98,3 0,63 0,59 0 0 0,13
Deltamethrin 0 0,14 50,82 47,43 0,08 0,01 1,52
Chlorpyrifos 0 2,29 49,64 46,43 0,08 0,01 1,65
Cyproconazole 0 83,77 8,1 7,56 0,01 0 0,55
archivio APAT prodotti fitosanitari
24Ripartizione ambientale Glyphosate
Modello di fugacità di Mackay (Mackay e Paterson,
1981)
- Molecola fortemente ionizzabile
scelta Koc
- Unità di mondo Basso Piave
P.A. Aria Acqua Suolo Sedimenti Solidi sospesi Biomassa acquatica Biomassa terrestre
Glyphosate 1,1510-08 5,7710-02 7,1410-02 1,3710-02 2,2810-05 4,1310-10 2,8110-03
25Inventario
4- Taglio e cippatura
- Power sawing, with catalytic converter 8,7 h
- Wood chopping, mobile chopper 6000 kg
Elettricità
26Inventario
5- Emissioni e ceneri (0,000309 m3)
0,074 kg
- Acetaldehyde 6,1E-08 kg
- Ammonia 1,73 E-06 kg
- Arsenic 1E-09 kg
- Benzene 9,1E-07 kg
- Benzene, ethyl- 3E-08 kg
- Benzene, hexachloro- 7,2E-15 kg
- Benzo(a)pyrene 5E-10 kg
- Bromine 6E-08 kg
- Cadmium 7E-10kg
- Calcium 5,85E-06 kg
27Inventario
5- Emissioni e ceneri (0,000309 m3)
- Carbon dioxide, biogenic 0,134 kg
- Carbon monoxide, biogenic 0,000118 kg
- Chlorine 1,810-07 kg
- Chromium 3,9610-09 kg
- Chromium VI 410-11 kg
- Copper 2,210-08 kg
- Dinitrogen monoxide 0,000003 kg
- Dioxins, as 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin
3,110-14 kg - Fluorine 510-08 kg
- Formaldehyde1,310-07 kg
- Heat, waste1,08 MJ
28Inventario
5- Emissioni e ceneri (0,000309 m3)
- Hydrocarbons aliphatic unspecified 9,110-07 kg
- Hydrocarbons aliphatic unsaturated 3,110-06 kg
- Lead 2,510-08 kg
- Magnesium3,610-07 kg
- Manganese1,710-07 kg
- Mercury 310-10 kg
- Methane, biogenic7E-07kg
- m-Xylene1,2E-07kg
- Nickel6E-09kg
- Nitrogen oxides0,00013kg
- NMVOC, non-methane volatile organic compounds,
unspecified origin9E-07kg - PAH, polycyclic aromatic hydrocarbons1,11E-08kg
29Inventario
5- Emissioni e ceneri (0,000309 m3)
- Particulates, lt 2.5 um0,000034kg
- Phenol, pentachloro-8,1E-12kg
- Phosphorus3E-07kg
- Potassium2,34E-05kg
- Sodium1,3E-06kg
- Sulfur dioxide2,5E-06kg
- Toluene3E-07kg
- Zinc3E-07kg
- Disposal, wood ash mixture, pure, 0 water, to
landfarming/CH 0,00025kg - Disposal, wood ash mixture, pure, 0 water, to
municipal incineration/CH 0,00025kg
303- Elaborazione dati
Il metodo Eco-indicator 99
Categorie di impatto
Categorie di danno
31Analisi dei risultati
32Impatto totale 0,00164913 Pt
55,11 Human Health 27,27 Ecosystem Quality
17,62 Resources
Emissioni e ceneri 88
Produzione legno -13
33EPS 2000
Impatto totale 0,00838478 Pt
49,23 Human Health 33,28 Ecosystem Production
Capacity 16,88 Abiotic Stock Resource 0,61
Biodiversity
Emissioni e ceneri 175
Produzione legno -193
34IMPACT 2002
Impatto totale 1,01710-5 Pt
53,24 Human Health 35,21 Ecosystem
Quality 6,71 Climate Change 4,86 Resources
Emissioni e ceneri 83
35EDIP/UMIP 97
Impatto totale 0,000264 Pt
Emissioni e ceneri 75,18
36CO2 EMESSA
Carbon dioxide biogenic 108 g Carbon dioxide 4,07
g Carbon dioxide, fossil 2,14 g
CO2 ASSORBITA
Carbon dioxide in air 105,6 g
37Analisi di sensibilità
38Produzione 1 MJ da diverse fonti
- Heat industrial coal fornace 1-10 MW
(centrale termica a carbone)
2. Heat natural gas at boiler atm., low NOx
(centrale termica a gas)
3. Heat, light fuel oil, at boiler 10 kW
condensing
(impianto a olio combustibile per utenza
monofamiliare)
4. Heat, at plate collector, one familiy house for
(impianto solare termico per utenza monofamiliare)
5. Cippato, bruciato in caldaia, 35 kW
(sistema oggetto di studio)
39Produzione 1 MJ da diverse fonti
Processo meno impattante
1
2
3
5
4
40Analisi dei costi esterni
41Analisi dei costi esterni
Human Health Ecosystem Quality/ Biodiversity Resources/Abiotic Stock Resource Ecosystem Production capacity
EPS 2000 0,0041 0,00005102 0,0014 0,0028
Eco-indicator 99 (UE15) 0,00131268 0,0010588 0,000171138
Eco-indicator 99(pop. mondiale) 0,0218 0,0175 0,0028
Con entrambi i metodi la categoria che ha un
impatto maggiore è Human Health
42Conclusioni
43 Emissioni e ceneri
Human Health
1 MJ
0,075 MJ
Bilancio energetico 1 0,075 0,925
Rapporto efficienza 1 / 0,075 13,3
Human Health