Dopo la macinazione, la successiva fase importante del ciclo di vita di un caffè è la torrefazione. Tutte le analisi del ciclo di vita (LCA) che abbiamo studiato mostrano che la fase di tostatura contribuisce molto poco alle emissioni complessive di gas serra (GHG) da una tazza di caffè.

Nel App LCA, la cifra preimpostata per le emissioni di carbonio derivanti dalla tostatura è di 0,19 chilogrammi di CO2 per chilogrammo di caffè verde. Questo valore è preso da Killian et al. (2013), che lo hanno basato sul loro studio sul caffè coltivato in Tanzania (PCF Pilotprojekt Deutschland, 2008). Secondo la loro ricerca, la torrefazione rappresenta solo 2,7% dell'impronta di carbonio totale di una tazza di caffè.

La ricerca è stata commissionata da Tchibo per le sue operazioni di torrefazione industriale in Germania. Il valore di 0,19 kg può quindi essere considerato una stima ragionevole delle emissioni di GHG legate alla torrefazione in un processo industriale altamente ottimizzato.

Due studi suggeriscono che le emissioni di gas a effetto serra dei processi di torrefazione su piccola scala potrebbero essere più elevate. Un'analisi di un mulino a secco e torrefazione combinati in Perù (Franco e Bartl 2018) ha stimato che le emissioni di gas a effetto serra derivanti dalla macinazione e dalla torrefazione siano pari a 0,89 kg CO2 per kg di caffè verde, di cui 0,70 kg provenienti dal gas naturale utilizzato per alimentare la torrefazione. Un'altra analisi, del caffè prodotto e torrefatto in Thailandia (Phrommarat 2019), ha stimato le emissioni di GHG del gas utilizzato per alimentare la torrefazione a 0,42 kg CO2 per kg di caffè verde.

Queste stime per le emissioni di gas serra presso la torrefazione sono molto più alte delle stime del processo di torrefazione industriale a Tchibo, ma rappresentano ancora solo una piccola frazione delle emissioni complessive di una tazza di caffè.¹

Ridurre il consumo di energia in torrefazione

Le tostatrici tradizionali a tamburo sono notoriamente inefficienti, con ben 75% dell'energia termica che viene persa attraverso il camino invece di essere trasferita ai chicchi (Pantaleo et al 2018). Se è necessario un postbruciatore per ridurre il fumo e volatile biologico composto (VOC) e conformi alle normative locali, quindi viene sprecato ancora più calore. Infatti, se non ottimizzato con cura, il postcombustore può consumare più energia della stessa torrefazione (Bertinotti 2014).

Un modo importante per ridurre l'impatto ambientale della tostatura dei chicchi, quindi, è trovare un modo per utilizzare tutta l'energia termica "persa". Nella sua forma più semplice, questo potrebbe significare utilizzare l'energia per riscaldare i locali della torrefazione durante l'inverno. Questo ha il potenziale per risparmiare una notevole quantità di energia, a seconda dell'attività; un'analisi di una torrefazione nel Vermont, nel nord-est degli Stati Uniti, ha rilevato che l'operazione utilizzava più gas per il riscaldamento dell'edificio rispetto a quella utilizzata per la torrefazione durante i mesi invernali (Toland 2015).

In alternativa, un certo numero di modelli di macchine per la torrefazione fanno ricircolare i gas riscaldati dallo scarico all'ingresso, riducendo l'energia necessaria per riscaldare l'aria in ingresso. Gli esempi più noti di questo sono le macchine per la torrefazione realizzate da Loring, che rivendicano una riduzione del consumo energetico di 80%. Le tostatrici Loring sono efficienti dal punto di vista energetico sia perché ricircolano i gas di tostatura sia perché eliminano la necessità di un postbruciatore separato.

Le macchine per la torrefazione che fanno ricircolare i gas di scarico caldi, come questa prodotta da Loring, possono ridurre significativamente l'energia utilizzata nella torrefazione.

I grandi torrefattori industriali hanno modi ancora più sofisticati per utilizzare quell'energia termica. Una tecnica sperimentata da Probata sfrutta il calore dello scarico per preriscaldare dolcemente il caffè verde mentre è nella tramoggia. Oltre a ridurre la quantità di energia necessaria per tostare il caffè, alcuni torrefattori hanno scoperto che il preriscaldamento del caffè verde li aiuta a ottenere un migliore sviluppo dell'aroma (Cho 2017).

Il calore disperso può essere utilizzato anche in refrigeratori ad assorbimento; utilizzato per l'aria condizionata o per raffreddare più velocemente i chicchi dopo la tostatura (De Monte et al 2003), o può anche essere utilizzato per generare elettricità in un Ciclo Rankine organico turbina (Pantaleo et al 2018).

La scelta del combustibile può incidere anche sulle emissioni legate alla torrefazione, in quanto il gas naturale determina emissioni leggermente inferiori rispetto al propano (US Energy Information Administration 2020). Un'altra fonte di energia, l'elettricità, è meno efficiente in termini di riscaldamento rispetto al gas e non può essere utilizzata efficacemente in macchine per la torrefazione più grandi. Tuttavia, l'uso dell'elettricità per alimentare macchine più piccole consente di utilizzare una fonte di energia completamente rinnovabile.

L'efficienza dei pannelli solari è aumentata notevolmente negli ultimi anni. L'energia solare può essere utilizzata per alimentare le apparecchiature o anche per tostare direttamente il caffè.

Laddove le condizioni lo consentono, è possibile ridurre ancora di più le emissioni mediante l'uso di collettori solari per tostare il caffè. Nello studio in Perù (Franco e Bartl 2018), una torrefazione convenzionale è stata confrontata con una torrefazione che utilizzava collettori solari per tostare il caffè e pannelli solari per fornire tutta l'elettricità dell'azienda. Quando sono state prese in considerazione le emissioni di carbonio della produzione delle apparecchiature, l'impronta di carbonio della torrefazione a energia solare era inferiore alla metà di quella della torrefazione convenzionale.

¹UN numero di notizia fonti online sostengono che 15% dell'impronta di carbonio del caffè può essere attribuito alla torrefazione, ma questo sembra derivare da un'errata lettura dei dati in Killian et al (2013). Killian et al stimano che la torrefazione rappresenti solo 4% rispetto alle emissioni totali di GHG attribuibili al caffè preparato.

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