Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell Ambiente Agroforestale DiPSA Analisi ambientale e economica in aziende vivaistiche pistoiesi Giulio Lazzerini Francesco Paolo Nicese Ce.Spe.Vi. 5 aprile 2013 T5 Analisi ambientale ed economica in aziende vivaistiche Le attività condotte: 1. Fase preliminare alla definizione dello studio LCA e scelta del software per la valutazione delle emissioni 2. Individuazione delle aziende oggetto di indagine per diverse tipologie di produzione 3. Elaborazione scheda per l analisi dell'inventario e raccolta delle informazioni nelle aziende scelte per lo studio LCA 4. Valutazione dell impatto in termini di emissioni CO 2 equivalente 5. Valutazione del bilancio del C 6. Analisi economico ambientale di possibili scenari di miglioramento
Fase preliminare alla definizione di un studio LCA Campo di applicazione di uno studio LCA L indagine è stata condotta in tipologie differenti di vivaio: produzioni in pieno campo; produzioni in contenitore; riproduzione delle piante. Funzioni del sistema e unità funzionale dello studio LCA funzioni del sistema in esame: produzione, conservazione e imballaggio di piante presenti all interno dell unità funzionale unità funzionale: si è deciso di scegliere come unità funzionale la superficie coltivata. Confini del sistema dello studio LCA L approccio che si è seguito è quello dalla culla al cancello. Tale percorso inizia con l estrazione e la fabbricazione delle materie grezze, poi seguono una serie di trasformazioni fino alla produzione in azienda di prodotti finiti per il mercato. Scelta del software per l analisi LCA GaBi è un software elaborato dalla PE International in collaborazione con il dipartimento di ingegneria IKP dell Università di Stoccarda; E un programma modulare che consente di creare bilanci di ciclo di vita di prodotti e servizi e di analizzare e interpretare i risultati, standardizzato secondo le norme della serie ISO 14040; è strutturato in modo tale da consentire l elaborazione dei dati considerando sia i flussi e i processi che i diagrammi di flusso denominati plan.
Gli output del software per l analisi LCA es. di plan es. di bilancio Individuazione delle aziende oggetto di indagine N. Processo produttivo Specie coltivata Ciclo colturale Substrato Sup. settore (m 2 ) Densità di impianto (piante/m 2 ) Vasetteria 1 Riprod. Ø 12 Acer platanoides da talea 50% t., 50% p. 470,6 47,17 2 Riprod. Ø 12 Quercus phellos da seme 50% t., 50% p. 361,8 34,13 3 Vaso Ø 24 Nandina domestica vaso vaso 58% t., 37% p., 5 % s.v. 526,5 5,13 4 Vaso Ø 45-50 Pinus pinea P. C. - vaso 58% t., 16% p., 26% l.v. 369,2 0,99 5 Vaso Ø 24 x Cupressocyparis leylandii P. C. vaso 26% t., 17% p., 17% l.v., 16% c., 10% l.r., 14% s.v. 996,5 3,63 6 Vaso Ø 22 Cupressus m. goldcrest P. C. vaso 26% t., 17% p., 17% l.v., 16% c., 10% l.r., 14% s.v. 1670,8 3,34 7 Vaso Ø 24 Magnolia g. gallissoniensis vaso vaso 26% t., 17% p., 17% l.v., 16% c., 10% l.r., 14% s.v. 864,5 3,56 8 Vaso Ø 24 Pyracantha navaho, Photinia x fraseri vaso vaso 65% t., 35% p. 1422,6 4,34 Pieno campo 9 P. C. 0-5 anni Picea gl. globosa, Cupressus sempervirens 3527,3 1,18 10 P. C. 0-5 anni Ilex aq. aurea, Magnolia g. gallisoniensis 2853,6 0,42 11 P. C. 0-5 anni Gleditsia tr. sunburst, Acer rubrum 3000,0 0,22 12 P. C. 5-10 anni Pyrus call. Chanticleer 3000,0 0,15 P.C. = Pieno Campo; t. = torba; p. = pomice; l.v. = lapillo vulcanico; c. = fibra di cocco; l.r. = lolla di riso; s.v.= scarti verdi
Elaborazione scheda per l analisi dell'inventario (LCI) Le categorie di dati raccolti per l'inventario (LCI) dello studio LCA sono: 1.«dati primari», cioè quei dati che sono stati raccolti nelle singole aziende; 2.per «dati secondari»si intendono invece i dati che sono stati utilizzati per completare il modello del sistema in esame e sono stati reperiti da banche dati o da studi precedentemente svolti. Dati Primari: Dati di base: Tipo di impianto (vasetteria, pieno campo) Superfici coltivate Numero vasi e loro diametro, numero piante Strutture e dotazioni (materiali): Dotazioni: lago, Impianto fertirrigazione (pompe, impianti, quadri elettrici, ecc), dotazioni sotto terra Impianto: telo antialga, ala gocciolante, tubazioni di alimentazione, elettrovalvole, palerie orizzontali e verticali Consumi fase di coltivazione: Substrati (torba, pomice, scarti verdi, altri materiali) Fertilizzanti (kg e % di nutrienti N, P 2 O 5, K 2 O) Altre sostanze chimiche impiegate per la fertirrigazione (acido nitrico, rame, ecc.) Prodotti fitosanitari (kg e % di P.A) Input energetici (corrente elettrica, carburante serre e mezzi agricoli) Imballi piante Elaborazione scheda per l analisi dell'inventario (LCI) Le categorie di dati raccolti per l'inventario (LCI) dello studio LCA sono: 1.«dati primari», cioè quei dati che sono stati raccolti nelle singole aziende; 2.per «dati secondari»si intendono invece i dati che sono stati utilizzati per completare il modello del sistema in esame e sono stati reperiti da banche dati o da studi precedentemente svolti. Dati secondari produzione di elettricità processi di trasporto produzione di materiali plastici (polietilene, PVC, ecc.) produzione di sostanze chimiche (acido nitrico) produzione acciaio e ferro di strutture (serre, capannoni, paleria, ecc.) produzione pompe di irrigazione (acciaio, ghisa). Non sono stati considerati: Fabbricazione delle Macchine (trattrici, muletti, macchine operatrici, invasatrici, ecc.) Fabbricazione Fabbricati aziendali
Emissioni rilevate nella aziende campione Emissioni in CO 2 eq calcolate (kg m 2 a 1 ) per ciascuna risorsa/processo preso in esame Vasetteria Pieno Campo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Impianto 1,56 0,89 0,07 0,23 0,16 0,16 0,04 0,05 0,01 0,01 0,06 0,00 Dotazioni aziendali 0,01 0,01 0,1 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 Fertilizzanti 0,96 0,7 1,67 1,71 0,31 0,29 0,52 0,55 0,18 0,18 0,01 0,27 Prodotti fitosanitari 0,06 0,06 0,08 0,1 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,04 0,04 Gasolio 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 Energia elettrica 1 1 0,14 0,14 0,62 0,62 0,62 0,47 0,02 0,02 0,02 0,02 Substrato 9,43 6,83 6,71 1,13 1,46 1,35 2,39 6,29 - - - - Plastica Vaso 7,0 4,84 3,27 1,61 2,51 1,48 2,46 3,00 - - - - Imballaggio 0,43 0,31 0,37 0,01 0,26 0,26 0,26 0,08 0,55 0,40 0,16 0,19 Totale emissioni 20,49 14,66 12,42 4,96 5,36 4,20 6,34 10,50 0,88 0,63 0,32 0,56 Accumulo di C nelle specie legnose casi studio Come si fa a calcolare la quantità di CO 2 fissata dalla pianta? Peso secco della pianta Contenuto di C nella pianta Quantità equivalente di CO 2 X 48 50% 3,67 Altri elementi C CO 2 (Kg/m 2 ) = [(N x SST) x 0,5] x 3.67 (N = n piante/m 2 ; SST= Sostanza Secca Totale (g))
Accumulo di C nelle specie legnose casi studio Per le piante allevate in pieno campo, l accumulo di sostanza secca non è stato misurato, ma stimato attraverso equazioni allometriche basate sulla misura del diametro (del tronco) rilevato all altezza del petto (130 cm) (DBH Diameter at Breast Height Jia and Akiyama, 2005): Tronco: log 10 (y) = 2.32log 10 (x) 0.95 Branche/rami: log 10 (y) = 2.35log 10 (x) 1.84 Radici: log 10 (y) = 1.98log 10 (x) 1.10 Dove y èla sostanza secca (kg) e x èildbh (cm). Accumulo di C nelle specie legnose casi studio Sequestro di CO 2 calcolato (Kg m 2 a 1 ) per ciascun processo Processo 1 Processo 3 Processo 7 Processo 12(*) Totale CO 2 sequestrata 1,18 4,33 1,36 0,93 SD 0,25 1,06 1,87 0,22 Campioni (n) 5 5 5 30 (*): sequestro calcolato su piante vecchie 10 anni Differenza della CO 2 nei quattro processi produttivi indagati (1, produzione di giovani piante; 3 e 7: produzioni di piante in vaso diametro 24 cm; 12: produzione in piena terra). Kg CO 2/ m 2.anno 25 20 15 10 5 0 Emissioni Sequestro Differenza -5-10 1 3 7 12
Analisi economico ambientale di possibili scenari di miglioramento Dall analisi del ciclo di vita (LCA) applicata ai processi produttivi considerati dal Progetto VIS è emerso che, nel caso della coltivazione in contenitore, le maggiori emissioni di CO 2 equivalente derivano dall uso della torba nei substrati e dei vasi di plastica. Per il miglioramento della performance ambientale, quindi, un azienda vivaistica con coltivazioni in contenitore dovrebbe diminuire l uso della torba, sostituendola con altri materiali (in percentuale del 10 20 % con compost, fibra di cocco, substrato riutilizzato ecc.) e sostituire i vasi di plastica con altri di materiale biodegrabile (es. Mater Bi ) o di plastica riciclata. Scenari 1 Caratteristiche re impiego del substrato recuperato dalla lavorazione degli scarti verdi nella misura del 20% del volume totale del substrato impiegato per la coltivazione. 2 Impiego di vasi in plastica biodegradabile (Mater Bi ) invece del vaso in PELD. 3 combinazione degli scenari 1 e 2. Analisi economico ambientale di possibili scenari di miglioramento Scenario di riferimento Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Analisi economica costi per vasi, substrato e trattamento degli scarti verdi ( /ha) Costo dei vasi (43.400 vasi/ha) 14.973,00 14.973,00 39.096,00 39.096,00 Costo del substrato vergine (110 /t) 22.676,50 18.141,20 22.676,50 18.141,20 Costo del substrato di recupero (56 /t) 2.308,88 2.308,88 Costo del trattamento degli scarti verdi (discarica o consorzio) escluso trasporto 1.640,30 672,80 1.621,50 690,00 Costo totale per smaltimento dei vasi plastica 267,55 Totale 39.289,80 36.363,43 63.358,00 60.200,08 Differenza Fertilizzanti, fitofarmaci, carburanti, energia elettrica e impianto irriguo, piazzale 2.926,37 ( 7.4%) Analisi ambientale emissione di CO 2 equivalente (t/ha) 24.068,20 (+61.3) 20.910,28 (+53.2) 12,1 12,3 12,1 12,3 Substrato 62,9 50.4 62,9 50.4 Vasi 30,0 30,0 8.8 8.8 Totale 105,0 92,7 83,8 71.5 Differenza 12,3 ( 12%) 21.2 ( 20.%) 33.5 ( 32%) Progetto VIS VIS Vivaismo Sostenibile Pistoia, 22 5 novembre aprile 2013 2011
Conclusioni L analisi LCA si èrivelata un buon metodo di valutazione dell impatto ambientale per le aziende vivaistiche Il software GaBi 4 è risultato efficace pur con alcuni limiti inerenti soprattutto ad alcune banche dati di corredo La «vasetteria» è risultata maggiormente impattante rispetto alla coltivazione «in pieno campo» per effetto soprattutto del largo uso di torbe e plastiche Per il vivaio in pieno campo si può osservare come ci sia un saldo positivo fra CO 2 emessa e sequestrata, cosa che non si rileva invece per la vasetteria per le piccole e medie piante L uso degli scarti verdi e dei vasi biodegradabili presenta indubbi vantaggi dal punto di vista ambientale. Dal punto di vista economico, invece, l uso dei vasi biodegradabili èmeno conveniente. La qualificazione del prodotto sul mercato con una etichetta che ne attesti la maggiore sostenibilità ambientale in termini di riduzione delle emissioni di Gas Serra (come ad esempio la carbon footprint o la EPD), potrebbe aumentare il prezzo di vendita delle piante rendendo possibile introdurre innovazioni tecnologiche come ad esempio l uso di un vaso biodegradabile. Sperimentazioni su substrati Pistoia, 22 novembre 2011 Dip. di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e dell Ambiente Agroforestale DiPSA Analisi ambientale e economica dei processi produttivi in aziende vivaistiche Grazie per l attenzione!! Grazie per l attenzione!! Giulio Lazzerini Francesco Paolo Nicese Ce.Spe.Vi. 5 aprile 2013