Environmental performance of the innovative, patented mixing system in an agricultural biogas plant based on lca approach

Fig. 2. The overall framework of the LCA approach according to the goal of the study.
E. Wrzesi´nska-Jędrusiak et al.

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Journal of Cleaner Production 349 (2022) 131420
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occurring energy carriers. 
The analysed system produces electricity from a renewable resource, 
that is biogas generated in the pig slurry fermentation process. The 
function of the system was determined as electricity production and 
functional unit results as 100 kWh of electricity generated and supplied 
to the grid with standard parameters was taken as a functional unit. 
2.4. Allocation 
The study considered that the only product was electricity. The 
biogas plant was developed as part of pig farm facilities to improve the 
overall impact due to the pig slurry management. However, the research 
did not focus on the environmental impact of the farm but the com-
parison of two different mixing systems tested in this biogas plant and 
their environmental and energy efficiency. Biogas generated in the 
fermentation process by using different mixing systems is burnt directly 
in the cogeneration system and converted into electricity supplied to the 
grid. 
The cut-off approach was used in the end-of-life allocation. The heat 
is included in the system boundaries but only partially as a way to 
maintain the required temperature of the digester. The heat is not used 
externally; all surplus is treated as heat waste. 
In addition, digestate resulting from the fermentation process is 
considered waste. The digestate was considered as waste or by-product. 
It can be spread on fields, but it is still treated as a slurry with better- 
fertilizing properties. The analysis takes into account only the diges-
tate storage stage. On the other hand, the environmental impacts that 
relate to the application of digestate on fields were attributed to the pig 
farming process. In the case of the pig slurry management from pig 
farming and the digestate management after anaerobic treatment, due to 
the negligible differences between their quantities, the environmental 
burdens for application of slurry and digestate processes will be com-
parable. The differences can be found in fertilizing properties, however, 
numerous factors determine these properties including the soil condi-
tions and quality (
Risberg et al., 2017
). Moreover, the characteristics of 
digestate will not change in both scenarios of the mixing system. The 
amount of the digestate obtained is also similar, and the volume dif-
ference from an environmental impact perspective is negligible. There-
fore, all environmental burdens were fully attributed to the electricity 
generated.