Beyond waste: a comparative LCA study of chestnut shell utilization strategies

The present study conducts a comparative Life Cycle Assessments (LCAs) comparing the environmental impacts of a frozen chestnut production process using a conventional linear production model with a new configuration that involves converting waste chestnut shells into syngas and biochar, as by-product, through gasification. The study has been conducted in collaboration with UNIMORE, who provided the data of production plant located in Portugal. Given that the agri-industrial sector contributes significantly to global greenhouse gas emissions, the aim is to assess the potential benefits of adopting circular economy principles to utilize chestnut shell waste for generating syngas. The produced syngas is hence recycled as a thermal energy source for the peeling process, reducing reliance on fossil fuels. The study demonstrates a reduction in emissions across several impact categories with the new production configuration. Specifically, notable reductions are observed in climate change (-17%), ecotoxicity of freshwater (-70%), resource use fossil (-44%), and terrestrial eutrophication (-14%). Despite biochar being treated as waste in this study, the primary motivation stems from the growing interest in biochar as a carbon removal technology. Therefore, the study serves to understand the environmental impacts associated with processes involving biochar production. Furthermore, the results can inform future investigations into the various applications of biochar.

Questo studio si focalizza sulla valutazione comparativa del ciclo di vita (LCA) degli impatti ambientali di un processo di produzione di castagne surgelate. In particolare, si confrontano un modello di produzione lineare convenzionale e un modello basato su una nuova configurazione che prevede la conversione dei gusci di castagne, che sono uno scarto del processo, in syngas e biochar attraverso la gassificazione. Lo studio è condotto in collaborazione con UNIMORE (Università di Modena e Reggio Emilia) , che ha fornito i dati relativi all’impianto produttivo di un'azienda portoghese. Dato che il settore agroindustriale contribuisce significativamente alle emissioni globali di gas serra, l'obiettivo è valutare i potenziali benefici dovuti ai principi dell'economia circolare per valorizzare gli scarti di gusci di castagne per generare energia. Il syngas prodotto è quindi riciclato come fonte di energia termica all’interno del processo di pelatura delle castagne, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili. Lo studio dimostra che la nuova configurazione produttiva comporta una riduzione delle emissioni in diverse categorie di impatto. In particolare, si osservano riduzioni significative nel cambiamento climatico (-17%), nell'ecotossicità delle acque dolci (-70%), nell'uso di risorse fossili (-44%) e nell'eutrofizzazione terrestre (-14%). Nonostante il biochar venga trattato come scarto in questo studio, la motivazione principale per cui lo studio è stato condotto deriva dall'interesse crescente per il biochar che trova applicazione in diversi ambiti, come il trattamento acque, agricoltura (ammendante), zootecnia, edilizia. Pertanto, lo studio serve a comprendere gli impatti ambientali associati ai processi in cui è coinvolta la formazione di biochar. Inoltre, i risultati possono essere utili per future indagini sulle varie applicazioni del biochar.