Life cycle assessment of biogas systems in the european context. Analisi del ciclo di vita di scenari di produzione ed utilizzo di biogas nel contesto europeo

The study analysed the environmental performance from cradle to grave of different biogas production and utilisation scenarios with a Life Cycle Assessment (LCA) approach. The analysis aimed at considering on the whole some issues of biogas systems that other studies did not included in details: firstly, the leakages of methane from different source points in the production chain and in the plant; secondly, the specific nutrient content in the digestate, that can affect the emissions that occur during its management and the possibility to use it as substitute of chemical fertilisers; thirdly, the inclusion of credits that manure digestion can grant. In fact, these criticalities can influence the amount of the greenhouse gas (GHG) emissions in the environment that have to be accounted for. The study underlines how these are able to affect the sustainability of biogas systems. New processes were created with calculations and data found in the international literature to include these issues in the LCA analysis, performed in accordance with ISO and ILCD recommendations. Reference systems and complete inventories were taken from Ecoinvent 2.2 database after a critical analysis. This study showed that even though the environmental policies encourage biogas production and utilisation in order to assure GHG savings, in real plants some techniques are responsible for higher emissions than the reference system. The highest greenhouse gas emissions were attributed to the pathways in which energy crops are used as feedstock and the digestate is stored in open air, in which upgrading technologies with low efficiency in methane recovering are used and in which the agricultural effort to produce the feedstock is high. The worst scenario resulted in emissions of CO2 equivalents 27,6% higher than the reference system, while the best can achieve 363% of GHG savings. The results underlined also that the emissions of biogas systems generally creates higher impacts than the reference systems concerning the majority of the categories recommended by the ILCD (i.e. human toxicity, ecotoxicity, acidification). Preferring manure that avoids the emissions that otherwise the undigested material would cause resulted to be the best solution.

Lo studio ha analizzato le prestazioni ambientali, dalla culla alla tomba, di diversi scenari di produzione e di utilizzo del biogas con un approccio del tipo Analisi del Ciclo di Vita (LCA). L’analisi è stata effettuata al fine di considerare nell’insieme alcuni aspetti riguardanti le filiere di biogas che altri studi non avevano valutato in dettaglio: in primo luogo le perdite di metano da diversi punti della catena produttiva e dagli impianti; secondariamente il contenuto specifico di nutrienti nel digestato, che influenza le quantità di gas che emette durante il suo trattamento e la sua possibilità di impiego come fertilizzante agricolo; infine, il computo delle emissioni evitate di cui la digestione di reflui zootecnici può beneficiare. Infatti, questi aspetti critici possono influenzare i valori dei gas serra (GHG) emessi che devono essere conteggiati . Lo studio sottolinea come questi siano in grado di influenzare la sostenibilità delle filiere di biogas. Per effettuare la LCA, nuovi processi sono stati creati con calcoli e con dati reperiti dalla letteratura internazionale, mentre gli scenari di riferimento e gli inventari di emissioni completi sono stati tratti da Ecoinvent 2.2 dopo un’attenta analisi critica. Lo studio è stato realizzato come raccomandato da ISO e dall’International Reference Life Cycle Data System (ILCD). Lo studio ha mostrato che sebbene le politiche in campo ambientale incoraggino produzione ed utilizzo di biogas per assicurare risparmi di GHG, negli impianti reali alcune pratiche causano emissioni più alte degli scenari di riferimento, fino ad arrivare a un incremento del 27,6%. Le emissioni più elevate in assoluto sono attribuite agli scenari di biogas in cui sono utilizzate le colture energetiche, il digestato è stoccato all’aperto e le tecnologie di upgrading hanno bassa efficienza di recupero di metano. I risultati hanno sottolineato che le filiere di biogas generalmente sono più impattanti rispetto allo scenario di riferimento considerando la maggior parte delle categorie di raccomandate dall’ILCD, come tossicità umana, ecotossicità, acidificazione. La situazione migliora utilizzando reflui zootecnici che evitano l’emissione di gas che il materiale non trattato ugualmente causerebbe.