Riassunto analitico
Il metodo di valutazione del ciclo di vita (LCA) è stato applicato a un sistema di riciclaggio plastica in Norvegia, usando il software SimaPro. Il lavoro sperimentale si è basato su dati forniti dall’azienda, integrando i dati mancanti con studi di letteratura e processi di database. L'LCA riguardava film flessibili in polietilene (LDPE e LLDPE) post-consumo dai settori agricolo e industriale. La linea di lavoro prevede triturazione, lavaggio, asciugatura, estrusione. Il prodotto, un granulato di alta qualità, è trasformato dall'azienda, in un altro stabilimento, in sacchetti, sostituendo materiale vergine. Questa fase non è stata inclusa nell'analisi. Il processo genera anche uno scarto, di sola plastica, espulso dall'estrusore. L'obiettivo era rivalorizzare tale scarto, che non può diventare pellet ed è attualmente incenerito. L'azienda vuole aumentare la propria circolarità valorizzandolo, sfruttando anche le buone caratteristiche dello stesso. È stato quindi considerato come coprodotto e utilizzato per produrre un oggetto ipotetico, un vaso da giardino. Esso costituirebbe un composito legno-plastica (WPC), fatto dello scarto plastico e di una frazione di legno (un 20% di segatura) proveniente da un'azienda vicina. L'attenzione è stata posta sulla valutazione dell'impatto del processo di riciclaggio, dalla ricezione dei rifiuti (i film) alla loro uscita dall'impianto come materiale secondario. Gli input erano i materiali, l'acqua, l'energia, il trasporto di attrezzature e di materiali, le lavorazioni, i macchinari; le uscite erano il prodotto principale (il granulato), il coprodotto (lo scarto plastico), il residuo (rifiuti misti, rimossi dalla plastica durante la pulizia, che non possono essere rivalorizzati e vengono inceneriti), le emissioni di particolato e le acque reflue (con loro trattamento e smaltimento). I risultati hanno mostrato alti impatti per i processi umidi a causa di un uso massiccio di acqua; il Climate change ha visto il più grande impatto, in particolare per la CO2 emessa con l'incenerimento del residuo. La modellazione del WPC era ipotetica, secondo studi dei ricercatori dell'Università norvegese della scienza e della tecnologia (NTNU). La letteratura è stata utile per valutare le tendenze di mercato e trovare casi reali da prendere come riferimento. L'impatto dell’oggetto è stato calcolato, includendone produzione, uso e fine vita; l’oggetto veniva acquistato da un utente, usato per tutta la sua vita utile, poi incenerito. La produzione, insieme ai pretrattamenti e al fine vita della frazione di PE, ha dato il massimo impatto, la fase d’uso ha dato un contributo trascurabile. L'attuale scenario, l’incenerimento dello scarto plastico, è stato analizzato come confronto. L'opzione del suo riciclaggio è risultata favorevole, in particolare per il Climate change (dovuto alle emissioni in aria dai vari incenerimenti). La produzione alternativa di WPC con ingredienti vergini è stata valutata: l’impatto è risultato molto più alto rispetto alla produzione con plastica riciclata, in particolare nelle categorie Resources (a causa di materiali vergini evitati), Climate change e Human health (a causa dell’uso evitato di combustibili e delle emissioni in aria evitate). Il riferimento dell’LCA è stato il progetto Klump, guidato da ricercatori di NTNU in collaborazione con l'azienda. La prima fase del progetto è stata condotta durante un tirocinio Erasmus+ presso NTNU a Gjøvik, Norvegia. Si trattava di un’analisi screening LCA, con dati approssimati raccolti in loco. Si sono raccolti i dati per valutare preliminarmente il beneficio del riciclaggio dello scarto rispetto al suo smaltimento (incenerimento o discarica). Sono state anche formulate ipotesi sulla realizzazione del WPC. Da questi risultati è stato realizzato un LCA completo, fuori dal contesto del progetto, con la supervisione del Gruppo di Lavoro LCA dell'Università di Modena e Reggio Emilia (UniMORE).
|
Abstract
In this study the Life Cycle Assessment (LCA) method was applied to a plastic recycling system in Norway, using the SimaPro software. The experimental work was based on data provided by the recycling company, and integrating missing data with literature studies and database processes. The LCA covered the processing of post-consumer polyethylene (LDPE and LLDPE) flexible films, from agricultural and industrial sectors. The working line includes shredding, washing, drying, extrusion. The main product, a high-quality granulate, is transformed by the company, in another plant, into plastic bags, substituting virgin material. This stage was not included in the analysis. The process also generates a scrap, constituted only by plastic, ejected during extrusion.
The aim was to revalorize this scrap. It cannot become pellet and is now sent to incineration. The company wants to increase its circularity by valorising the scrap, also exploiting its good characteristics. It was thus considered a co-product and used to produce a hypothetical object, a garden flowerpot. It would be a Wood Plastic Composite (WPC) made of the recycled scrap and a wood fraction (20% sawdust) from a company nearby.
The focus was put on the impact evaluation of the recycling process, from waste reception to its exit from the plant as secondary material. Inputs were materials, water, energy, transport of equipment and materials, processing, machineries; outputs were the main product (the granulate), the co-product (the scrap), the residual (mixed waste, removed from the plastic during cleaning, which cannot be revalorized and is sent to incineration), particulate emissions and wastewater (with their treatment and disposal).
The results displayed high impacts for wet processes, due to a massive water usage; Climate change category saw the biggest impact, especially for CO2 emitted by the incineration of residual.
WPC modelling was conjectural, according to studies conducted by researchers of the Norwegian University of Science and Technology (NTNU). Literature was useful to assess market trends and find real case studies to be taken as references. The impact of the item was calculated, along with its manufacturing, Use and End of Life (EoL); the item was supposed to be bought by a private user, used for its entire lifetime and finally sent to incineration. The manufacture, together with pre-treatments and the EoL of the PE fraction, gave the highest impact, with respect to a negligible contribute of the Use phase.
The current scenario of scrap incineration was analysed as comparison. The option of scrap recycling resulted favourable, especially in Climate change (connected to emissions in air from incinerations).
The alternative WPC production with virgin ingredients was evaluated: its impact resulted much higher than the manufacturing with recycled plastic, in particular in Resources (because of avoided virgin materials), Climate change and Human Health (because of avoided exploited fuels and avoided emissions in air).
The reference of this LCA was the Klump project, led by researchers from NTNU in collaboration with the company. The first project step was conducted during an Erasmus+ traineeship at NTNU in Gjøvik, Norway. It consisted of a screening LCA, with rough data collected on site. It has ensured to collect data for assessing preliminarily the benefit of recycling the scrap, in comparison to its disposal (incineration or landfilling). Hypotheses about the WPC realization were formulated. Starting from these results, a complete LCA has been realized, outside the context of the Klump project, with supervision of the LCA Working Group of the University of Modena and Reggio Emilia (UniMORE).
|