LCI per lo scenario CAT

I dati utilizzati per l'analisi degli impatti sono per la maggior parte primari, ovvero forniti o dal gestore dell'impianto o dagli agricoltori che fanno parte della Cooperativa CAT, nell'ambito del progetto biomassval. Di rado è stato necessario ricorrere a dati secondari e/o terziari, espressamente referenziati.

6.3.1 Coltivazioni

La Tabella 13 contiene i dati utilizzati per le tre coltivazioni dedicate mentre le varie fasi delle coltivazioni, dalla semina alla raccolta, sono effettuate mediante trattori agricoli i cui consumi sono riassunti nella Tabella 14 e 15.

Tabella 13: Riassunto delle principali materie prime utilizzate per le coltivazioni

Tipologia Unità di misura Mais Sorgo Triticale

Rese ton tq/ha 65 50 40

Fertilizzanti

Urea (46% N) kg/ha 650 450 25

Nitrato d'ammonio (35% N) kg/ha 0 0 30

N tot kg/ha 299 207 19,3 kg/ha 150 0 0 Semi kg/ha 2 18 200 Pesticidi Glifosate – 360 g/L L/ha 2,5 2,5 0 Merlin – 375 g/L L/ha 1,2 0 0 Sulfonylurea L/ha 0 0 60 Tibuconazolo L/ha - - -

Irriguo acqua di fiume (2 irrigazioni) L/ha 650000₆₅₀₀₀₀ 0₀ 0₀ Anidride fosforica (26% P₂O₅)

Tabella 14: Consumi di gasolio per le differenti pratiche agricole

Diesel

Unità di misura Mais Sorgo Triticale

Aratura L/ha 28 20 20 Erpicatura L/ha 13 16 16 Semina L/ha 1,5 1,5 2,5 Concimazione L/ha 2 2 3 Diserbo L/ha 1,5 0,75 0,75 Sarchiatura L/ha 3 3 - Irrigazione L/ha 160 0 0

Trinciatura (raccolta) L/ha 50 50 45

Le biomasse dedicate, i cui flussi sono indicati in Tabella 16, arrivano all'impianto mediante l'utilizzo di trattori dotati di carro con una capacità di 18 tonnellate trasportate per una distanza media di 9,9 km. I flussi, invece di biomasse residuali sono presentate in Tabella 17 e anch'esse subiscono un trasporto medio di 9,9 km, ad eccezione della polpa suppressata e dei liquami che sono trasportati rispettivamente per una distanza di 54 km e 6 km.

Non è stato possibile reperire i dati relativi alla coltivazione dedicata delle barbabietole e, per questo motivo, è stato utilizzato il processo equivalente presente nel database di Ecoinvent. Allo stesso modo si è agito per la polpa suppressata che, nonostante sia biomassa residuale, il suo processo alloca anche gli impatti causati dalla lavorazione delle barbabietole poiché la polpa ha un valore economico che, invece, non hanno graspi vinacce e liquami.

Tabella 15: Consumi di olio lubrificante per le differenti pratiche agricole

Unità di misura Mais Sorgo Triticale Aratura L/ha 1,0E-001 1,0E-001 1,0E-001 Erpicatura L/ha 5,0E-002 5,0E-002 5,0E-002 Semina L/ha 5,0E-002 5,0E-002 5,0E-002 Concimazione L/ha 1,0E-002 1,0E-002 1,0E-002 Diserbo L/ha 1,0E-002 1,0E-002 1,0E-002

Sarchiatura L/ha - - -

Irrigazione L/ha 6,0E-001 - -

L/ha 3,0E-001 3,0E-001 3,0E-001 Totale L/ha 1,1E+000 5,2E-001 5,2E-001 Trinciatura

(raccolta)

Tabella 16: Massa in ingresso ai digestori per ciascuna coltivazione dedicata Mais Triticale Sorgo Barbabietole

9987 4472 199 86

Totale alimentazione 2012 (t)

Tabella 17: Massa in ingresso ai digestori delle biomasse residuali Graspi Polpa Vinacce Liquami

1066 1948 92 3900

Totale alimentazione 2012 (t)

per il calcolo delle emissioni dirette ed indirette di N2O, NH3, NO3- e dal manuale di

Ecoinvent (Nemecek, Kägi, 2007) per la determinazione delle emissioni di P (Allegato 1).

6.3.2 Processi interni all'impianto CAT

Una volta giunte all'impianto, le biomasse sono sistemate all'interno delle trincee. Per questa operazione sono utilizzate due macchine agricole che per stoccare 1000 t di biomassa lavorano per 10 ore con un consumo medio di 11 L/h di gasolio. Il totale dei consumi è quindi di 220 L/h di gasolio ogni 1000 ton di biomassa in ingresso all'impianto.

Il carico degli alimentatori comporta un impegno di 1,5 h/die da parte dell'automezzo “DIECI”. Considerando un consumo di 10 L/h di gasolio, quotidianamente si ha un consumo di 15 L di gasolio. Questo valore deve essere moltiplicato per 366 (giorni di attività dell'impianto nel 2012).

A valle del processo di digestione anaerobica, per l'intero anno 2012, sono stati prodotti 3.898.000 Nm3 _{di biogas con una concentrazione di metano del 51,8%, di anidride}

carbonica del 47%, di H2S di 19 ppm e di O2 dello 0,3%.

La combustione del biogas comporta la produzione di circa 8,6 GWh di energia elettrica (pari a 31032 GJ). Di questa, una parte è utilizzata all'interno dell'impianto e un'altra è venduta al GSE. Come già visto, la Tabella 8 riassume la produzione, gli autoconsumi, la vendita e l'acquisto di energia elettrica.

La combustione del biogas comporta la produzione, in aggiunta, anche di energia termica che in parte viene utilizzata per riscaldare le vasche di digestione e in parte viene dissipata. La Tabella 10 riassume le quantità di energia termica in differenti unità di misura. Per funzionare, i cogeneratori necessitano di 0,1 g di olio lubrificante per ogni kWh prodotto.

Durante la fase di digestione anaerobica si verificano emissioni indirette di biogas in atmosfera a causa di perdite dell'impianto ed ammontano all'1% in volume del biogas prodotto (Herrmann, 2013).

Le emissioni dirette invece derivano dalla combustione del biogas nei cogeneratori. Si producono principalmente NOx e CO, le cui quantità sono quelle rilevate dalla sonda di

controllo (Tabella 18) presente sugli scarichi dei cogeneratori. I valori risultano essere rispettivamente di 1284,4 e 4072 mg/m3 _{di biogas combusto. Le emissioni di CO}

calcolate stechiometricamente e quindi si ha che la combustione di 1 kg di metano produce 2,75 kg di anidride carbonica. Le emissioni di VOC sono calcolate sulla base dei valori proposti da Chevalier, Meunier (2005). La Tabella 19 riassume il totale delle emissioni nell'anno 2012.

6.3.3 Digestato

Rispetto al feedstock in ingresso all'impianto, l'82% della massa totale è trasformata in digestato. Quindi, sommando i valori di Tabella 16 e 17, otteniamo circa 21759 tonnellate di biomassa. Ricalcolando secondo la percentuale di trasformazione in digestato, la produzione di digestato ammonta a 17842 tonnellate. Di questa quantità, il 13% costituisce la frazione solida e l'87% la frazione liquida. Le emissioni da stoccaggio e spandimento del digestato sono state calcolate sulla base dei valori mostrati nella Tabella 11 mediante l'ausilio di equazioni del manuale di IPCC, 2006 (Dong et al., 2006) per il calcolo delle emissioni dirette ed indirette di N2O, NH3, NO3- e dal manuale di Ecoinvent

(Nemecek, Kägi, 2007) per la determinazione delle emissioni di P (Allegato 2).

Tabella 18: Concentrazione delle emissioni dai cogeneratori/m3 _{di biogas combusto}

motore 1 motore 2 Media

O2 % 7,8 8,3 8,1 175,0 162,5 168,8 CO ppm 539,0 531,0 535,0 7,4 7,1 7,3 NO ppm 175,0 161,0 168,0 NO _x ppm CO₂ %

Tabella 19: Emissioni dai cogeneratori per la combustione del volume di biogas prodotto nel 2012

Unità di misura Quantità Fonte

CO kg 1,6E+04 Primario kg 5,0E+03 Primario NO kg 5,0E+03 Primario kg 2,2E+01 Primario kg 2,2E+06 Calcolato VOC kg 1,3E+03 kg 3,7E+01 NOX NO₂ CO2 Calcolato (Chevalier, 2005) SO₂ Calcolato (Chevalier, 2005)