Greenhouse gas emissions from inorganic and organic fertilizer production and use: A review of emission factors and their variability

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Émissions de gaz à effet de serre provenant de la production et de l'utilisation d'engrais inorganiques et organiques: un examen des facteurs d'émission et de leur variabilité
Titre anglais
Greenhouse gas emissions from inorganic and organic fertilizer production and use: A review of emission factors and their variability
Auteur(s)
  • WALLING Eric
  • VANEECKHAUTE Céline
Editeur(s)
Autre(s)
Id
CXWTYD94
Version
2724
Date ajout
28 octobre 2020 12:26
Date modification
5 novembre 2020 17:16
Résumé français
Les engrais sont devenus une partie essentielle de notre chaîne d'approvisionnement alimentaire mondiale et sont nécessaires pour soutenir notre population croissante. Cependant, les engrais peuvent également contribuer aux émissions de gaz à effet de serre (GES), ainsi qu'à d'autres pertes potentielles de nutriments dans l'environnement, par ex. par lessivage. Pour réduire cet impact environnemental, des outils tels que les analyses du cycle de vie et les systèmes d'aide à la décision sont utilisés pour aider à sélectionner des scénarios de fertilisation durable. Ces scénarios incluent souvent des amendements dérivés des déchets organiques, tels que les fumiers, les composts et les digestats. Pour produire une évaluation et une comparaison précises des scénarios de fertilisation potentiels, ces outils nécessitent des facteurs d'émission (FE) qui sont utilisés pour estimer les émissions de GES et qui font partie intégrante de ces analyses. Cependant, ces FE semblent être de nature très variable, ce qui entraîne souvent une grande incertitude sur les résultats des analyses. Cette revue vise à identifier les fourchettes et les sources de variabilité des FE pour fournir une meilleure compréhension de l'incertitude potentielle sur les résultats, ainsi que de fournir des recommandations pour la sélection des FE pour les études futures. À ce titre, un examen approfondi de la littérature sur les émissions de GES provenant de la production, du stockage, du transport et de l'application d'engrais synthétiques (N, P, K), composts, digestats et fumiers a été effectué. Cet article met en évidence la forte variabilité présente dans les données d'émissions et confirme le grand impact de cette incertitude sur la qualité et la validité des prévisions de GES liées aux engrais. La variabilité des FE provient de la source d'énergie utilisée pour la production, les conditions d'exploitation, les systèmes de stockage, le type de culture et de sol, la teneur en éléments nutritifs du sol, la quantité et la méthode d'application d'engrais, la communauté bactérienne du sol, la méthode d'irrigation, entre autres. De plus, il existe un manque de connaissances lié aux FE pour les engrais potassiques et les processus de valorisation des déchets (digestion anaérobie / compostage). Dans l'ensemble, sur la base de cet examen, il est recommandé de déterminer les FE au cas par cas lorsque cela est possible et d'utiliser les analyses d'incertitude comme un outil pour mieux comprendre l'impact de la variabilité des FE.
Résumé anglais
Fertilizers have become an essential part of our global food supply chain and are necessary to sustain our growing population. However, fertilizers can also contribute to greenhouse gas (GHG) emissions, along with other potential nutrient losses in the environment, e.g. through leaching. To reduce this environmental impact, tools such as life cycle assessments and decision support systems are being used to aid in selecting sustainable fertilization scenarios. These scenarios often include organic waste-derived amendments, such as manures, composts and digestates. To produce an accurate assessment and comparison of potential fertilization scenarios, these tools require emission factors (EFs) that are used to estimate GHG emissions and that are an integral part of these analyses. However, such EFs seem to be very variable in nature, thereby often resulting in high uncertainty on the outcomes of the analyses. This review aims to identify ranges and sources of variability in EFs to provide a better understanding of the potential uncertainty on the outcomes, as well as to provide recommendations for selecting EFs for future studies. As such, an extensive review of the literature on GHG emissions from production, storage, transportation and application of synthetic fertilizers (N, P, K), composts, digestates and manures was performed. This paper highlights the high variability that is present in emissions data and confirms the great impact of this uncertainty on the quality and validity of GHG predictions related to fertilizers. Variability in EFs stem from the energy source used for production, operating conditions, storage systems, crop and soil type, soil nutrient content, amount and method of fertilizer application, soil bacterial community, irrigation method, among others. Furthermore, a knowledge gap exists related to EFs for potassium fertilizers and waste valorization (anaerobic digestion/composting) processes. Overall, based on this review, it is recommended to determine EFs on a case by case basis when possible and to use uncertainty analyses as a tool to better understand the impact of EF variability.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Utile à l'AB
  • FREDO environnement
  • FREDO fertilisation
  • compost
  • greenhouse gas emissions
  • manure
  • synthetic
WEB tags
  • anaerobic digestion
  • digestate
  • waste valorization
Titre de la publication
Journal of Environmental Management
Volume
276
Pages
111211
Date caractères
December 15, 2020
Date publication
15 décembre 2020
Doi
10.1016/j.jenvman.2020.111211 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
0301-4797 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.