Analisi LCA volta al supporto decisionale della progettazione di un impianto di digestione anaerobica per il trattamento della FORSU

This MSc Thesis, born thanks to the collaboration with “A2A Ambiente S.p.a.”, compares different technological alternatives for a projected anaerobic digestion plant for the treatment of OFMSW and calculates its potential environmental impacts, using the LCA methodology (Life Cycle Assessment). Four main scenarios are assessed, in all of which the produced biogas is upgraded to produce biomethane, to be injected in the gas distribution grid, while the digestate is composted so that it can be recovered as soil amendment or fertilizer. Scenarios DRY 0 and WET 0 differ mainly thanks to the anaerobic digestion technology: dry digestion in the first one and wet digestion in the latter. For both of this scenarios a second configuration is also studied (DRY 1 and WET 1) in which the amount of biogas burned in emergency torch is reduced by 90% thanks to the use of a tank and the heat demand of the plant is provided from biogas and not biomethane, as in previous scenarios. Moreover, the possible sites for the plant are assessed with reference to the area where the OFMSW is produced. Results highlight that the configuration with dry anaerobic digestion generally has lower impacts compared with the wet one. In the majority of potential impact categories, the substitution of natural gas from biomethane translates into an avoided impact, this mostly explains the smaller environmental footprint for DRY 1 and WET 1 comparing to the respective base scenario. As far as the study on possible sites for the plant is concerned, no significant variation is found in the majority of impact categories but it would be preferable a location near the area where the OFMSW is produced.

La presente Tesi di Laurea, nata dalla collaborazione con A2A Ambiente S.p.a., confronta delle alternative tecnologiche per un progetto di impianto di digestione anaerobica per il trattamento della FORSU e ne valuta i potenziali impatti ambientali, seguendo la metodologia LCA (Life Cycle Assessment). Vengono valutati quattro scenari principali, in ognuno di questi il biogas prodotto viene raffinato per ottenere biometano, da immettere nella rete di distribuzione del gas, mentre il digestato viene compostato per poterlo recuperare come ammendante o fertilizzante. Gli scenari DRY 0 e WET 0 si differenziano per essere incentrati su tecnologie di digestione anaerobica rispettivamente a secco e a umido. Per entrambi gli scenari viene valutata una seconda configurazione (DRY 1 e WET 1) in cui il biogas bruciato nella torcia di emergenza diminuisce del 90% grazie all’uso di un serbatoio di accumulo e la caldaia per il soddisfacimento del fabbisogno termico dell’impianto viene alimentata a biogas anziché a biometano, come nei precedenti scenari. Inoltre viene svolta un’analisi delle possibili localizzazioni dell’impianto rispetto alla zona di produzione della FORSU. I risultati dello studio hanno messo in luce che la configurazione con digestione anaerobica a secco ha in genere impatti potenziali minori di quella con digestione anaerobica a umido. Nella maggior parte delle categorie d’impatto potenziale la sostituzione del gas naturale da parte del biometano corrisponde a un impatto evitato, cosa che spiega la minore impronta ambientale degli scenari DRY 1 e WET 1 rispetto ai corrispettivi scenari di partenza. Per quanto riguarda l’analisi delle possibili localizzazioni dell’impianto, nel complesso non si verificano variazioni significative per la maggior parte delle categorie d’impatto ma risulta auspicabile una localizzazione in prossimità del bacino di produzione della FORSU.