Analisi economica ed energetica del ciclo di produzione di nuovi prodotti a base di legumi e verdure, intesi come mezzo per ridurre il consumo energetico degli alimenti a parità di intake calorico

Introduzione della problematica nel contesto scientifico internazionale

Le tendenze attuali nella produzione e nel consumo di cibo sono considerate insostenibili. Per esempio, circa un terzo dell'influenza umana sulle emissioni di gas serra (GHGE) e sull'uso del suolo (LU) è legato alla nostra dieta e alle catene produttive alimentari (Vringer et al. 2010). I legumi sono una parte essenziale della dieta grazie al loro alto contenuto di proteine (57%), seguiti dai carboidrati (40-50%), fibre e grassi (8 -15%). Inoltre i legumi hanno un fabbisogno energetico minore in comparazione ad altri prodotti ad alto contenuto proteico. Tra i legumi con la crescita più significativa nei processi di produzione ci sono i fagioli, i ceci, i piselli, le lenticchie e il caiano con una varietà di prodotti precotti in scatola, polveri utilizzate come condimenti e additivi, minestre istantanee, creme. Secondo le statistiche della FAO, la produzione dei legumi costituisce il 26,8% del intera produzione del settore agroalimentare nel 2018 (Osorio et al., 2021)

Rilevanza del problema

Il passaggio teorico di tutta la popolazione a una dieta con un consumo ridotto di carne, pesce e uova, potrebbe ridurre l'impatto ambientale del cibo del 25% (con il 10% della popolazione che modifica la propria scelta di consumo alimentare si potrebbe ottenere una riduzione del 2,5%)(Faber. 2012) Una delle opzioni per abbattere il consumo energetico degli alimenti è quella di ridurre il consumo medio pro-capite alimentare specialmente nei paesi in cui il tasso giornaliero raccomandato, espresso in calorie, viene superato (Pimentel et al., 2008). Diminuire l'apporto calorico pro-capite, ridurrebbe significativamente l'energia utilizzata nella produzione alimentare. Pertanto in letteratura (Faber et al. 2012) sono considerate varie opzioni dietetiche, con il potenziale di ridurre l'impatto ambientale del cibo dal 13 al 25%. Una dieta sana comporta una riduzione delle emissioni di gas serra del 10% rispetto allo scenario Business as Usual (BAU). Pertanto è possibile identificare diverse diete, con i relativi impatti in termini di emissioni di gas serra, o altri tipi di danni ambientali, come l’utilizzo del suolo o lo spreco di risorse idriche. Le diete con meno carne comportano una minore richiesta di pascoli e una maggiore richiesta di terreni coltivati. L’allevamento implica un gigantesco fabbisogno di colture destinate alla mangimistica per soddisfare la maggior parte del fabbisogno calorico del bestiame. L'adozione su larga scala di diete vegetariane o quasi-vegetariane comporterebbe semplicemente un cambiamento nei tipi di colture che vengono prodotte, passando a colture destinate principalmente all’alimentazione umana.

Metodo attraverso il quale il problema verrà affrontato

La metodologia quali-quantitativa prevede due fasi di analisi di cui la prima è un'indagine della letteratura attinente ai fabbisogni, tra cui energetici, di prodotti alimentari di origine vegetale e leguminosa, mentre la seconda consiste nella compilazione dei macro dati per prodotto e supply chain, coadiuvata da un gruppo di esperti di settore e stakeholder. Seguendo il contributo di Alia et al. 2019, il progetto si propone di raccogliere il consumo di energia per settore compilazione dei macro dati per prodotto e supply chain, coadiuvata da un gruppo di esperti di settore e stakeholder. Seguendo il contributo di Alia et al. 2019, il progetto si propone di raccogliere il consumo di energia per settore produttivo alimentare nel lasso temporale dal 2022-2024. I dati sul consumo energetico specifico (SEC) per i prodotti, i processi e la distribuzione degli alimenti saranno raccolti sulla base di indici di intensità energetica (PEI) basata sul prodotto (Briam et al., 2015), dove l'input energetico in megajoule (MJ) sarà diviso per la produzione del prodotto in chilogrammi (kg). Gli studi LCA (Life Cycle Assessment) che riportano valori SEC dovranno essere integrati in quest’analisi per fornire risultati robusti. Durante la seconda fase, un gruppo di esperti composto da ricercatori, agricoltori, dirigenti, e professionisti tecnici del settore saranno consultati per ottenere conoscenze a livello empirico. Queste due fasi hanno i seguenti obiettivi (i) identificare le strategie circolari che meglio si adattano all'agricoltura industriale e alla sua catena produttiva. (ii) determinare il livello attuale di adozione di queste strategie per stabilire il potenziale delle diverse proposte, distinguendo tra non applicate, in fase di sviluppo, a basso livello di attuazione, in espansione o ampiamente utilizzato. (iii) comparare funzionalmente i modelli produttivi del settore agroalimentare che minimizzano scarti e rifiuti industriali, ottimizzando la domanda energetica per kg di prodotto. (iv) analizzare la sostituibilità nella domanda: effetti comportamentali del cambiamento di dieta

Obiettivi e risultati attesi

Questo progetto si propone di misurare in maniera sperimentale il consumo energetico dei prodotti a base di legumi e verdure realizzati in stabilimenti industriali, per arrivare a collegare i singoli prodotti venduti con la loro impronta di CO2 (kg CO2/kg di prodotto). Questo obiettivo potrà essere realizzato attraverso l’integrazione di diverse analisi: La comparazione energetica richiesta per diversi prodotti e diverse supply chain agroalimentari a parità di intake calorico dell’output La comparazione di modelli produttivi del settore agroalimentare che minimizzino scarti e rifiuti industriali, ottimizzando la domanda energetica per kg di prodotto. Analisi di sostituibilità nella domanda: effetti comportamentali del cambiamento di dieta. Mostrare le differenze tra la dieta BAU e le diete alternative ipotizzate per la popolazione di riferimento in termini di emissioni di gas serra.

Bibliografia:
Alia, Bakalis, S., Fryer, P. J., & Lopez-Quiroga, E. (2019). Mapping Energy Consumption in Food Manufacturing.
Trends in Food Science & Technology. doi:10.1016/j.tifs.2019.02.034
Jasper Faber, Maartje Sevenster, Agnieszka Markowska, Martine Smit (CE Delft) Karin Zimmermann, Rafat Soboh,
Jonathan van ’t Riet ( LEI) Behavioural Climate Change- Mitigation Options- Domain Report Food- Report Delft,
April 2012
Pimentel, D., and Pimentel, M. (2008). Food, Energy and Society, 3rdedn., CRC, Boca Raton, F
Osorio, L.L.D.R.; Flórez-López, E.; Grande-Tovar, C.D. The Potential of Selected Agri-Food Loss and Waste to
Contribute to a Circular Economy: Applications in the Food, Cosmetic and Pharmaceutical Industries. Molecules
2021, 26, 515. https://doi.org/ 10.3390/molecules26020515
Vringer K, Benders R, Wilting H, Brink C, Drissen E, Nijdam D, Hoogervorst N (2010) A hybrid multi-region
method (HMR) for assessing the environmental impact of private consumption. Ecological Economics

Macè srl. - Via Prampolini, 32/A - 44047 Terre del Reno (FE) 

Il progetto è coerente con i seguenti Ambiti di Ricerca e Innovazione del PNR 2021-2027:

5.5.2 Cambiamento climatico, mitigazione e adattamento
Articolazione 6 Valutazione della efficacia e della sostenibilità delle misure di mitigazione

5.6.1 Green technologies
Articolazione 4 Riduzione dei rifiuti e della domanda di critical raw materials tramite approcci di disassembling e materials recovery, remanufacturing e refurbishing
Articolazione 5 Industrial symbiosis, co-located assets
Articolazione 6 “A fair benchmarking”: sviluppo e diffusione dei metodi della ecologia industriale per una corretta valutazione comparativa tra tecnologie green e consolidate

La ricerca metterà in luce i benefici ed i limiti di nuovi prodotti a base vegetale, in particolare a base leguminosa. Inoltre analizzerà la loro sostenibilità ambientale in un’ottica di ciclo vita e dei possibili effetti del cambiamento di dieta derivante. Gli impatti attesi avranno ricadute nella modellazione delle politiche agro-industriali, delle politiche economiche per l’ambiente e per la ricerca di mercato di aziende che operano nel settore agro alimentare.

• Sostenibilità agro-industriale
• filiera agro-alimentare
• carbon-label
• eco-label
• analisi del ciclo vita
• impatti alimentari
• economia circolare
• sicurezza alimentare
• consumo energetico
• legumi