Greenhouse gas emissions and energy balance of palm oil biofuel

The search for alternatives to fossil fuels is boosting interest in biodiesel production. Among the crops used to produce biodiesel, palm trees stand out due to their high productivity and positive energy balance. This work assesses life cycle emissions and the energy balance of biodiesel production from palm oil in Brazil. The results are compared through a meta-analysis to previous published studies: Wood and Corley (1991) [Wood BJ, Corley RH. The energy balance of oil palm cultivation. In: PORIM intl. palm oil conference agriculture; 1991.], Malaysia; Yusoff and Hansen (2005) [Yusoff S. Hansen SB. Feasibility study of performing an life cycle assessment on crude palm oil production in Malaysia. International Journal of Life Cycle Assessment 2007;12:50-8], Malaysia; Angarita et al. (2009) [Angarita EE, Lora EE, Costa RE, Torres EA. The energy balance in the palm oil-derived methyl ester (PME) life cycle for the cases in Brazil and Colombia. Renewable Energy 2009;34:2905-13], Colombia; Pleanjai and Gheewala (2009) [Pleanjai S. Gheewala SH. Full chain energy analysis of biodiesel production from palm oil in Thailand. Applied Energy 2009;86:S209-14], Thailand; and Yee et al. (2009) [Yee KF, Tan KT, Abdullah AZ, Lee la. Life cycle assessment of palm biodiesel: revealing facts and benefits for sustainability. Applied Energy 2009;86:S189-96], Malaysia. In our study, data for the agricultural phase, transport, and energy content of the products and co-products were obtained from previous assessments done in Brazil. The energy intensities and greenhouse gas emission factors were obtained from the Simapro 7.1.8. software and other authors. These factors were applied to the inputs and outputs listed in the selected studies to render them comparable. The energy balance for our study was 1:5.37. In comparison the range for the other studies is between 1:3.40 and 1:7.78. Life cycle emissions determined in our assessment resulted in 1437 kg CO(2)e/ha, while our analysis based on the information provided by other authors resulted in 2406 kg CO(2)e/ha, on average. The Angarita et al. (2009) [Angarita EE, Lora EE, Costa RE, Torres EA. The energy balance in the palm oil-derived methyl ester (PME) life cycle for the cases in Brazil and Colombia. Renewable Energy 2009:34:2905-13] study does not report emissions. When compared to diesel on a energy basis, avoided emissions due to the use of biodiesel account for 80 g CO(2)e/MJ. Thus, avoided life Cycle emissions associated with the use of biodiesel yield a net reduction of greenhouse gas emissions. We also assessed the carbon balance between a palm tree plantation, including displaced emissions from diesel, and a natural ecosystem. Considering the carbon balance outcome plus life cycle emissions the payback time for a tropical forest is 39 years. The result published by Gibbs et al. (2008) [Gibbs HK, Johnston M, Foley JA, Holloway T, Monfreda C, Ramankutty N, et al., Carbon payback times for crop-based biofuel expansion in the tropics: the effects of changing yield and technology. Environmental Research Letters 2008;3:10], which ignores life cycle emissions, determined a payback range for biodiesel production between 30 and 120 years. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise de ciclo de vida de duas soluções de ETICS

Dissertação de natureza científica para obtenção do grau de mestre em Engenharia Civil

Generic life cycle assessment of the Jatropha biodiesel system

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Sustentabilidade dos produtos de construção - aplicação da análise do ciclo de vida a um perfil de alumínio

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, Perfil de Construçã

Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) del Monoestearat de Glicerina a CRODA Ibérica, S.A. – Mevisa Site

L’estudi de l’Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) ha estat realitzat a l’empresa CRODA Ibèrica S.A - Mevisa Site, en concret a la línia productiva on s’hi fabrica el monoestearat de glicerina utilitzant una eina informàtica comercial denominada SIMAPRO que analitza i compara els aspectes mediambientals d’un producte d’una manera sistemàtica i consistent seguint les recomanacions de les normes ISO 14040

Assessing environmental impacts using a comparative LCA of industrial and artisanal production processes: "Minas Cheese" case

This study uses the Life Cycle Assessment (LCA) methodology to evaluate and compare the environmental impacts caused by both the artisanal and the industrial manufacturing processes of "Minas cheese". This is a traditional cheese produced in the state of Minas Gerais (Brazil), and it is considered a "cultural patrimony" in the country. The high participation of artisanal producers in the market justifies this research, and this analysis can help the identification of opportunities to improve the environmental performance of several stages of the production system. The environmental impacts caused were also assessed and compared. The functional unit adopted was 1 kilogram (Kg) of cheese. The system boundaries considered were the production process, conservation of product (before sale), and transport to consumer market. The milk production process was considered similar in both cases, and therefore it was not included in the assessment. The data were collected through interviews with the producers, observation, and a literature review; they were ordered and processed using the SimaPro 7 LCA software. According to the impact categories analyzed, the artisanal production exerted lower environmental impacts. This can be justified mainly because the industrial process includes the pasteurization stage, which uses dry wood as an energy source and refrigeration.

Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) del Monoestearat de Glicerina a CRODA Ibérica, S.A. – Mevisa Site

L’estudi de l’Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) ha estat realitzat a l’empresa CRODA Ibèrica S.A - Mevisa Site, en concret a la línia productiva on s’hi fabrica el monoestearat de glicerina utilitzant una eina informàtica comercial denominada SIMAPRO que analitza i compara els aspectes mediambientals d’un producte d’una manera sistemàtica i consistent seguint les recomanacions de les normes ISO 14040

Influência da matriz elétrica na adaptação de inventários de ciclo de vida para o cenário brasileiro

A ausência de um banco de dados nacional é frequentemente apontada pelos profissionais da área como um dos maiores gargalos à realização de estudos de ciclo de vida no Brasil. Dessa forma, a utilização de bancos de dados internacionais torna-se a única alternativa para viabilizar a elaboração de tais estudos. Um dos bancos mais utilizados é o suíço ecoinvent, que se encontra na versão 3. Como os processos existentes no ecoinvent não retratam a realidade brasileira, a adaptação mais básica que costuma ser realizada é alterar a matriz elétrica. No presente estudo, foram escolhidos 20 elementos desse banco de dados e foi feita a alteração da matriz elétrica, com o objetivo de compreender os impactos de tal alteração. O software SimaPro foi utilizado e o método de avaliação de impacto IPCC 2007 GWP 100a foi o escolhido para avaliar o desvio entre o elemento original do ecoinvent e o elemento adaptado. Os resultados demonstram que o desvio chega a 214% dentro da amostra escolhida. O estudo conclui que a utilização de bancos de dados internacionais sem as devidas adaptações ao cenário brasileiro pode levar a resultados não condizentes com a realidade. A alteração da matriz elétrica é a adaptação mais básica, mas isso não garante o alinhamento com o material produzido no Brasil.

Avaliação de Ciclo de Vida em processo de fabricação de rolamentos

Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental - FEB

Valutazione di impatto ambientale mediante analisi LCA per la progettazione sostenibile di un concentratore solare

L'oggetto della seguente tesi riguarda la valutazione di impatto ambientale del ciclo di vita di un concentratore solare, mediante l'applicazione della metodologia LCA – Life Cycle Assessment. Il lavoro di tesi presenta una breve introduzione su tematiche ambientali e sociali, quali lo Sviluppo sostenibile e le energie rinnovabili, che conducono verso l'importanza della misurazione del così detto impatto ambientale, e soprattutto dell'aspetto fondamentale di una valutazione di questo tipo, vale a dire l'analisi dell'intero ciclo di vita legato ad un prodotto. Nella tesi viene presentata inizialmente la metodologia utilizzata per la valutazione, la Life Cycle Assessment, descrivendone le caratteristiche, le potenzialità, la normalizzazione in base a regolamenti internazionali ed analizzando una ad una le 4 fasi principali che la caratterizzano: Definizione dell'obiettivo e del campo di applicazione, Analisi di inventario, Valutazione degli impatti e Interpretazione dei risultati. Il secondo capitolo presenta una descrizione dettagliata dello strumento applicativo utilizzato per l'analisi, il SimaPro nella versione 7.1, descrivendone le caratteristiche principali, l'interfaccia utente, le modalità di inserimento dei dati, le varie rappresentazioni possibili dei risultati ottenuti. Sono descritti inoltre i principali database di cui è fornito il software, che contengono una moltitudine di dati necessari per l'analisi di inventario, ed i così detti metodi utilizzati per la valutazione, che vengono adoperati per “focalizzare” la valutazione su determinate categorie di impatto ambientale. Il terzo capitolo fornisce una descrizione dell'impianto oggetto della valutazione, il CHEAPSE, un concentratore solare ad inseguimento per la produzione di energia elettrica e termica. La descrizione viene focalizzata sui componenti valutati per questa analisi, che sono la Base e la struttura di sostegno, il Pannello parabolico in materiale plastico per convogliare i raggi solari ed il Fuoco composto da celle fotovoltaiche. Dopo aver analizzato i materiali ed i processi di lavorazione necessari, vengono descritte le caratteristiche tecniche, le possibili applicazioni ed i vantaggi del sistema. Il quarto ed ultimo capitolo riguarda la descrizione dell'analisi LCA applicata al concentratore solare. In base alle varie fasi dell'analisi, vengono descritti i vari passaggi effettuati, dalla valutazione e studio del progetto al reperimento ed inserimento dei dati, passando per la costruzione del modello rappresentativo all'interno del software. Vengono presentati i risultati ottenuti, sia quelli relativi alla valutazione di impatto ambientale dell'assemblaggio del concentratore e del suo intero ciclo di vita, considerando anche lo scenario di fine vita, sia i risultati relativi ad analisi comparative per valutare, dal punto di vista ambientale, modifiche progettuali e processuali. Per esempio, sono state comparate due modalità di assemblaggio, tramite saldatura e tramite bulloni, con una preferenza dal punto di vista ambientale per la seconda ipotesi, ed è stato confrontato l'impatto relativo all'utilizzo di celle in silicio policristallino e celle in silicio monocristallino, la cui conclusione è stata che l'impatto delle celle in silicio policristallino risulta essere minore. Queste analisi comparative sono state possibili grazie alle caratteristiche di adattabilità del modello realizzato in SimaPro, ottenute sfruttando le potenzialità del software, come l'utilizzo di dati “parametrizzati”, che ha permesso la creazione di un modello intuitivo e flessibile che può essere facilmente adoperato, per ottenere valutazioni su scenari differenti, anche da analisti “alle prime armi”.

Valutazione di impatto ambientale di un gruppo elettrogeno mediante Life Cycle Assessment: il caso COGEM.

Il presente lavoro ha come oggetto l’analisi di impatto ambientale, svolta mediante la metodologia Life Cycle Assessment (LCA) di un gruppo elettrogeno prodotto da COGEM s.r.l., azienda italiana situata a Castel d’Argile, nel bolognese, con l’obiettivo di supportare eventuali scelte di riprogettazione del prodotto anche in termini di Design for Disassembly. Dopo una prima analisi del contesto attuale in cui si colloca, la metodologia LCA è stata studiata nel dettaglio per poterla poi applicare al prodotto in oggetto. Esso è stato individuato mediante un’analisi delle vendite di COGEM, in seguito si è svolta una fase di raccolta dati e si sviluppata l’analisi LCA usando il software SimaPro 7.1. I risultati ottenuti hanno consentito di individuare le possibili aree di miglioramento dell’impatto ambientale dell’intero ciclo di vita del gruppo elettrogeno. In particolare si sono valutate due soluzioni innovative: un gruppo elettrogeno alimentato a olio vegetale e uno progettato in ottica DFD per consentire un corretto smaltimento dei rifiuti.

Materiali lapidei in provincia di Bologna: studio sulle cave storiche e ipotesi di sostenibilità.

Lo studio effettuato verte sulla ricerca delle cave storiche di pietra da taglio in provincia di Bologna, facendo partire la ricerca al 1870 circa, data in cui si hanno le prime notizie cartacee di cave bolognesi. Nella ricerca si è potuto contare sull’aiuto dei Dott. Stefano Segadelli e Maria Tersa De Nardo, geologi della regione Emilia-Romagna, che hanno messo a disposizione la propria conoscenza e le pubblicazioni della regione a questo scopo. Si è scoperto quindi che non esiste in bibliografia la localizzazione di tali cave e si è cercato tramite l’utilizzo del software ArcGIS , di georeferenziarle, correlandole di informazioni raccolte durante la ricerca. A Bologna al momento attuale non esistono cave di pietra da taglio attive, così tutte le fonti che si sono incontrate hanno fornito dati parziali, che uniti hanno permesso di ottenere una panoramica soddisfacente della situazione a inizio secolo scorso. Le fonti studiate sono state, in breve: il catasto cave della regione Emilia-Romagna, gli shape preesistenti della localizzazione delle cave, le pubblicazioni “Uso del Suolo”, oltre ai dati forniti dai vari Uffici Tecnici dei comuni nei quali erano attive le cave. I litotipi cavati in provincia sono quattro: arenaria, calcare, gesso e ofiolite. Per l’ofiolite si tratta di coltivazioni sporadiche e difficilmente ripetibili dato il rischio che può esserci di incontrare l’amianto in queste formazioni; è quindi probabile che non verranno più aperte. Il gesso era una grande risorsa a fine ‘800, con molte cave aperte nella Vena del Gesso. Questa zona è diventata il Parco dei Gessi Bolognesi, lasciando alla cava di Borgo Rivola il compito di provvedere al fabbisogno regionale. Il calcare viene per lo più usato come inerte, ma non mancano esempi di formazioni adatte a essere usate come blocchi. La vera protagonista del panorama bolognese rimane l’arenaria, che venne usata da sempre per costruire paesi e città in provincia. Le cave, molte e di ridotte dimensioni, sono molto spesso difficili da trovare a causa della conseguente rinaturalizzazione. Ci sono possibilità però di vedere riaprire cave di questo materiale a Monte Finocchia, tramite la messa in sicurezza di una frana, e forse anche tramite la volontà di sindaci di comunità montane, sensibili a questo argomento. Per avere una descrizione “viva” della situazione attuale, sono stati intervistati il Dott. Maurizio Aiuola, geologo della Provincia di Bologna, e il Geom. Massimo Romagnoli della Regione Emilia-Romagna, che hanno fornito una panoramica esauriente dei problemi che hanno portato ad avere in regione dei poli unici estrattivi anziché più cave di modeste dimensioni, e delle possibilità future. Le grandi cave sono, da parte della regione, più facilmente controllabili, essendo poche, e più facilmente ripristinabili data la disponibilità economica di chi la gestisce. Uno dei problemi emersi che contrastano l’apertura di aree estrattive minori, inoltre, è la spietata concorrenza dei materiali esteri, che costano, a parità di qualità, circa la metà del materiale italiano. Un esempio di ciò lo si è potuto esaminare nel comune di Sestola (MO), dove, grazie all’aiuto e alle spiegazioni del Geom. Edo Giacomelli si è documentato come il granito e la pietra di Luserna esteri utilizzati rispondano ai requisiti di resistenza e non gelività che un paese sottoposto ai rigori dell’inverno richiede ai lapidei, al contrario di alcune arenarie già in opera provenienti dal comune di Bagno di Romagna. Alla luce di questo esempio si è proceduto a calcolare brevemente l’ LCA di questo commercio, utilizzando con l’aiuto dell’ Ing. Cristian Chiavetta il software SimaPRO, in cui si è ipotizzato il trasporto di 1000 m3 di arenaria da Shanghai (Cina) a Bologna e da Karachi (Pakistan) a Bologna, comparandolo con le emissioni che possono esserci nel trasporto della stessa quantità di materiale dal comune di Monghidoro (BO) al centro di Bologna. Come previsto, il trasporto da paesi lontani comporta un impatto ambientale quasi non comparabile con quello locale, in termini di consumo di risorse organiche e inorganiche e la conseguente emissione di gas serra. Si è ipotizzato allora una riapertura di cave locali a fini non edilizi ma di restauro; esistono infatti molti edifici e monumenti vincolati in provincia, e quando questi devono essere restaurati, dove si sceglie di cavare il materiale necessario e rispondente a quello già in opera? Al riguardo, si è passati attraverso altre due interviste ai Professori Francesco Eleuteri, architetto presso la Soprintendenza dei Beni Culturali a Bologna e Gian Carlo Grillini, geologo-petrografo e esperto di restauro. Ciò che è emerso è che effettivamente non esiste attualmente una panoramica soddisfacente di quello che è il patrimonio lapideo della provincia, mancando, oltre alla georeferenziazione, una caratterizzazione minero-petrografica e fisico-meccanica adeguata a poter descrivere ciò che veniva anticamente cavato; l’ipotesi di riapertura a fini restaurativi potrebbe esserci, ma non sembra essere la maggiore necessità attualmente, in quanto il restauro viene per lo più fatto senza sostituzioni o integrazioni, tranne rari casi; è pur sempre utile avere una carta alla mano che possa correlare l’edificio storico con la zona di estrazione del materiale, quindi entrambi i professori hanno auspicato una prosecuzione della ricerca. Si può concludere dicendo che la ricerca può proseguire con una migliore e più efficace localizzazione delle cave sul terreno, usando anche come fonte il sapere della popolazione locale, e di procedere con una parte pratica che riguardi la caratterizzazione minero-petrografica e fisico-meccanica. L’utilità di questi dati può esserci nel momento in cui si facciano ricerche storiche sui beni artistici presenti a Bologna, e qualora si ipotizzi una riapertura di una zona estrattiva.

Applicazione della metodologia Life Cycle Assessment al Passito di Pantelleria

Il presente studio riguarda l’applicazione della metodologia Life Cycle Assessment (LCA) ad una bottiglia di Passito di Pantelleria, prodotta dall’Azienda vitivinicola “Donnafugata” localizzata nel comune di Marsala in Sicilia. L’obiettivo di tale studio consiste nel quantificare e valutare le prestazioni energetico-ambientali derivanti dall’intero ciclo di vita del processo produttivo, nonché le fasi di produzione che presentano il maggiore impatto. Lo studio è stato ulteriormente approfondito effettuando una comparazione tra la produzione della singola bottiglia di Passito nei diversi anni 2007, 2008 e 2009 con lo scopo di determinare quali tra questi risulta avere il maggiore impatto ambientale. Gli impatti ambientali di un’Azienda vitivinicola risultano avere la loro particolare importanza in quanto la produzione di vino è un processo di natura complessa. Di conseguenza tali impatti possono compromettere le componenti fondamentali del processo produttivo, a partire dalle uve coltivate in vigna fino ad arrivare in cantina, dove avviene la trasformazione dell’uva in mosto e la successiva fase di vinificazione che determina il prodotto finale messo in commercio. Proprio attraverso il fluire delle seguenti fasi di trasformazione, in che misura queste consumano energia e producono emissioni? È importante sottolineare che lo studio del ciclo di vita di un prodotto può essere considerato come un supporto fondamentale allo sviluppo di schemi di etichettatura ambientale attraverso i quali è possibile indirizzare il consumatore finale verso beni più rispettosi dell’ambiente e fornire informazioni chiare e trasparenti sulle prestazioni ambientali del prodotto stesso. Allo stesso tempo tale strumento può essere adoperato dall’azienda per fornire garanzia delle credenziali ambientali del prodotto acquisendo così un vantaggio competitivo rispetto alle aziende concorrenti. Infatti, nell’ambito delle politiche comunitarie di prodotto, una delle applicazioni più significative della valutazione del ciclo di vita si ha nella dichiarazione ambientale di prodotto o EPD (Environmental Product Declaration). L’EPD è uno schema di certificazione volontaria che rappresenta un marchio di qualità ecologica per i prodotti, permettendo di comunicare informazioni oggettive, confrontabili e credibili relative alla prestazione ambientale degli stessi. Per essere convalidabili, le prestazioni ambientali presenti nelle EPD devono rispettare i requisiti stabiliti dal PCR- Product Category Rules, un documento nel quale sono presenti le regole per lo studio di una certa categoria di prodotto. Il presente lavoro può essere suddiviso in cinque step successivi. Il primo prevede la descrizione della metodologia LCA, adottata per la quantificazione dell’impatto ambientale, analizzandone singolarmente le quattro fasi principali che la caratterizzano; il secondo presenta la descrizione dell’Azienda vitivinicola e del Passito di Pantelleria, oggetto della valutazione, mettendo in evidenza anche le particolarità ambientali del territorio Pantesco in cui il prodotto prende vita; il terzo fornisce una descrizione delle caratteristiche principali dello strumento applicativo utilizzato per l’analisi, SimaPro nella versione 7.3; il quarto descrive le diverse attività di lavorazione svolte nel complesso processo di produzione della bottiglia di Passito, focalizzando l’attenzione sui componenti primari dell’oggetto di valutazione ed il quinto riguarda la descrizione dell’analisi LCA applicata alla singola bottiglia di Passito.

Applicazione della Metodologia LCA(Life Cycle Assesment): La sostenibilità ambientale di Impianti a Biomassa della regione Emilia Romagna

Lo studio che la candidata ha elaborato nel progetto del Dottorato di ricerca si inserisce nel complesso percorso di soluzione del problema energetico che coinvolge necessariamente diverse variabili: economiche, tecniche, politiche e sociali L’obiettivo è di esprimere una valutazione in merito alla concreta “convenienza” dello sfruttamento delle risorse rinnovabili. Il percorso scelto è stato quello di analizzare alcuni impianti di sfruttamento, studiare il loro impatto sull’ambiente ed infine metterli a confronto. Questo ha consentito di trovare elementi oggettivi da poter valutare. In particolare la candidata ha approfondito il tema dello sfruttamento delle risorse “biomasse” analizzando nel dettaglio alcuni impianti in essere nel Territorio della Regione Emilia-Romagna: impianti a micro filiera, filiera corta e filiera lunga. Con la collaborazione di Arpa Emilia-Romagna, Centro CISA e dell’Associazione Prof. Ciancabilla, è stata fatta una scelta degli impianti da analizzare: a micro filiera: impianto a cippato di Castel d’Aiano, a filiera corta: impianto a biogas da biomassa agricola “Mengoli” di Castenaso, a filiera lunga: impianto a biomasse solide “Tampieri Energie” di Faenza. Per quanto riguarda la metodologia di studio utilizzata è stato effettuato uno studio di Life Cycle Assesment (LCA) considerando il ciclo di vita degli impianti. Tramite l’utilizzo del software “SimaPro 6.0” si sono ottenuti i risultati relativi alle categorie di impatto degli impianti considerando i metodi “Eco Indicator 99” ed “Edip Umip 96”. Il confronto fra i risultati dell’analisi dei diversi impianti non ha portato a conclusioni di carattere generale, ma ad approfondite valutazioni specifiche per ogni impianto analizzato, considerata la molteplicità delle variabili di ogni realtà, sia per quanto riguarda la dimensione/scala (microfiliera, filiera corta e filiera lunga) che per quanto riguarda le biomasse utilizzate.