Valutazione della sostenibilità ambientale mediante analisi LCA di una bio-raffineria multi-prodotto e ottimizzazione della produzione di biogas

The aim of thesis, starting from greenhouse gases emission in atmosphere and the effective environmental sustainability of biofuels, is the verification, through an LCA (Life Cycle Assessment) analysis, of the real sustainability of the biofuel produced in a multiproduct bio-refinery. Simultaneously, one part of this work consisted in the optimization of the biogas production starting from industrial wastewater and crude glycerol production within the same bio-refinery. Constant monitoring of the main process parameters of the anaerobic digester, together with the use of specific countermeasures aimed at the reduction of acidosis within the digester, allowed to avoid long impasses of the reactor and to maximize the electric energy produced through a congeneration engine and introduced in the electric network. The LCA analysis, developed using the software SimaPro following the “cradle-to-gate” approach, has been run following the IPCC-100y and GGP methodologies and created expressly following the criteria and values of equivalent CO2 stated in the 2009/28/CE European norm. Final results concerning biodiesel certified average savings of 82.6% for economic allocation and of 83.9% for mass allocation on equivalent CO2 emission when compared with fossil diesel: these values are consistent with the expected standard saving (83%), according to the European norm for biodiesel produced using animals and vegetable waste.

Il presente lavoro, partendo dalle tematiche relative alle emissioni di gas a effetto serra in atmosfera e alla effettiva sostenibilità ambientale dei biocarburanti, si sviluppa con l’obiettivo di verificare la reale sostenibilità del biocarburante generato in una bioraffineria multiprodotto mediante lo svolgimento di una analisi LCA (Life Cycle Assessment). Parallelamente, una parte della tesi è consistita nell’ottimizzazione della produzione di biogas a partire dalle acque reflue industriali e della glicerina grezza prodotta all’interno della medesima bioraffineria. Il monitoraggio costante dei principali parametri di processo del digestore anaerobico, unito all’utilizzo di opportune contromisure volte principalmente a contrastare i principi di acidosi del digestore, ha permesso di evitare stalli prolungati del reattore e massimizzare l’energia elettrica prodotta tramite motore cogenerativo e immessa in rete. L’analisi LCA, sviluppata con il software SimaPro secondo la logica “dalla culla al cancello”, è stata eseguita secondo le metodologie IPCC-100y, GGP e una creata appositamente rispettando i criteri e i valori di CO2 equivalente previsti dalla normativa europea 2009/28/CE. I risultati ottenuti sul biodiesel hanno certificato un risparmio medio di emissioni di CO2 eq. rispetto al gasolio fossile pari all’82,6% per l’allocazione economica e dell’83,9% per quella massica, perfettamente in linea con l’83% di risparmio standard previsto dalla normativa europea per il biodiesel prodotto a partire da rifiuti animali e vegetali.