Analisi del ciclo di vita (LCA) della produzione industriale di pentossido di vanadio

Il pentossido di vanadio (V2O5) è la principale forma commerciale del vanadio, materia prima critica per l’Unione Europea, la cui domanda crescerà soprattutto grazie alle batterie a flusso redox. Si ottiene principalmente da scorie siderurgiche (co-produzione) e, in misura minore, dalla conversione diretta della titanomagnetite (processo primario). Gli studi LCA riguardano quasi solo la prima via e manca un confronto diretto tra le due. Questa tesi colma tale lacuna con una LCA cradle-to-gate, con unità funzionale pari a 1 tonnellata di V2O5 al 99% in peso. L’inventario del processo primario si basa sui report di sostenibilità di Largo Inc. (2022-2024), quello della co-produzione sullo studio di Chen et al. (2015) sull’impianto Pan Steel. Gli impatti sono stati valutati con il metodo EF 3.1 (16 categorie) tramite SimaPro, e la robustezza è stata verificata con il metodo Monte Carlo. Nel processo primario i carichi si concentrano nel roasting, dominato dal consumo di heavy fuel oil, e nella concentrazione del minerale, dove pesa l’elettricità. Collocando il processo in un contesto europeo con sistemi di abbattimento di NOx e SOx conformi ai BAT-AEL, con minerale importato dal Brasile 12 categorie su 16 migliorano. Con minerale importato dalla Russia, grazie alla minore distanza di trasporto, tutte le categorie migliorano rispetto allo scenario europeo con minerale brasiliano e il Climate change scende di circa l’11% rispetto al caso brasiliano. Questi scenari adattano dati brasiliani all’Europa, quindi hanno rappresentatività geografica ridotta. Rispetto al processo primario non modificato, la co-produzione è peggiore in 15 categorie su 16 (dal 38.6% al 95.0%). Il principale hotspot è la produzione di coke. Nella maggior parte delle categorie i coefficienti di variazione risultano contenuti: fanno eccezione Human toxicity, Ionising radiation e Water use nel processo primario, a cui nella co-produzione si aggiunge Ecotoxicity.