Riduzione di emissioni di gas serra nel settore residenziale

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1 Riduzione di emissioni di gas serra nel settore residenziale Marco Piana 1

2 Consumi di energia ed emissioni di co2 in Europa 2

3 Consumi di energia all anno anno per abitazione media 3

4 Emissioni di CO2 per nazione 4

5 Gas serra per macrosettori ITALIA 9 t CO 2 -eq./abitante 5

6 Concentrazione di CO 2 (1000 DC 2000 DC) 6

7 L evoluzione della compatibilità ambientale di prodotti in materia plastica 7

8 ANNI 60 nasce il concetto from cradle to crave per analisi dell impatto ambientale dei prodotti ANNI 70 EPA (Environmental Protection Agency) introduce il LCT (Life Cycle Thinking) per lo studio su analisi delle risorse di materia prima a per applicazioni finali basati su Analisi Energetica per le due societ etàcoca Cola e Mobil. In Europa nasce il manuale per l analisi l energetica di Boustead. ANNI 90 viene coniato il termine LCA Life Cycle Assessment durante un congresso dell associazione Chimica e Tossicologia Ambientale 8

9 LIFE CYCLE THINKING (LCT) LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) Environmental Product (EPD) Green Public Procurement (GPP) ECO Label Life Cycle design (LCD) per costruzioni Integrated Product Policy (IIP) Gestione integrata rifiuti Progettazione eco-compatile compatile 9

10 LCA LCA: Compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita dei flussi in entrata e in uscita, nonché i potenziali impatti ambientali di un sistema di prodotto. LCA: : non descrive un prodotto ma descrive il sistema che lo genera LCA:strumento strategico innovativo - confronto tra diverse produzioni - gestione energetico ambientale - costi di gestione 10

11 ENERGIA Base ponderatamente più importante di un LCA èl efficienza energetica di un processo TERMODINAMICA: : I I principio II principio I principio: : E ingresso + E materia prima = E prodotti + E rifiuti Efficienza energetica: E prodotti E ingresso + E materia prima Exergia (Ex): quota di energia utilizzabile in un processo termodinamicamente reversibile. E E un parametro di qualità delle fonti energetiche utilizzate 11

12 II principio: : Ex ingresso + Ex materie prime = Ex prodotti + Ex rifiuti + Ex distrutta Efficienza Energetica = Ex prodotti Ex ingresso + Ex materie prime LCA può utilizzare Energia eexenergia e per descrivere quanta energia viene consumata e di quale qualità. 12

13 Proposte operative: IL MARCHIO HQI: L EPS a PRESTAZIONI GARANTITE 13

14 Proposta di etichetta per una futura evoluzione del marchio HQI Dichiarazione caratteristiche tecnico-prestazionali di idoneità dell EPS EPD only STEAM GPP REACH lasted of life 50 years 14

15 Etichette PVC: 15

16 Due esempi: 1) Analisi del Ciclo di Vita applicata alla produzione del Polistirene Espanso Sinterizzato. 2) Analisi e valutazione del Ciclo di Vita di finestre in PVC, in i alluminio e in legno. 16

17 Analisi LCA applicata alla produzione del Polistirene Espanso Sinterizzato (EPS) 17

18 Risultati energetici (in MJ per 1 kg di prodotti in EPS) Fonti energetiche Azienda Azienda Azienda Azienda Azienda Azienda primarie A B C D E F Idroelettrico 2,53 1 0,41 0,28 0,38 0,81 Legno e biomassa 0,12 0,05 0,02 0,02 0,02 0,04 Altre Rinnovabili rinnovabili (geotermico, 0,16 0,08 0,01 0,01 0,01 0,05 solare, ecc.) Recupero energetico -3-3,05-2, ,96-2,6 Totale Rinnovabili -0,19-1,92-2,55-2,69-2,55-1,7 Non rinnovabili Carbone 5,59 3,86 2,93 2,75 2,83 3,09 Petrolio 43,86 40,81 37,69 42,33 43, Gas 73,52 84,3 56,17 50,9 50,53 48,14 Lignite 0,34 0,34 0,34 0,34 0,33 0,29 Nucleare 3,35 1,97 1,38 1,26 1,34 1,62 Altre rinnovabili (geotermico, solare, ecc.) Totale non rinnovabili TOTALE 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,11 126,8 131,42 98,65 97,72 98,84 103,95 126,61 129,5 96,1 95,03 96,29 102,25 18

19 Risultati ambientali (u. f. = 1 kg di prodotti in EPS) INDICATORE UNITÀ DI MISURA AZIENDA A VALORE/kg AZIENDA B VALORE/kg AZIENDA C VALORE/kg AZIENDA D VALORE/kg AZIENDA E VALORE/kg AZIENDA F VALORE/kg GWP 100 kg CO 2 5,436 5,679 3,342 3,312 3,444 4,032 AP mol H + 1,1 0,9 0,7 1 1,1 1,4 EP g O 2 112,3 111,1 81,3 86,6 128,2 118,7 ODP g CFC11 Trascurabile Trascurabile Trascurabile Trascurabile Trascurabile Trascurabile POCP g C 2 H 4 3,5 4,6 2,1 2,6 2,9 5,9 Produzione % tot 18,2% 11,0% 18,8% 31,1% 15,2% 5,7% INDICATORE UNITÀ DI MISURA EPS MEDIO VALORE/kg GWP 100 kg CO 2 4,025 AP mol H + 1,0 EP g O 2 101,1 ODP g CFC11 Trascurabile POCP g C 2 H 4 3,1 GWP 100: effetto serra potenziale a 100 anni. AP: acidificazione potenziale. EP: eutrofizzazione potenziale. ODP: distruzione dell ozono stratosferico. POCP: formazione di ossidanti fotochimici. 19

20 Interpretazione dei risultati: GER Riferimento dell esempio: esempio: azienda F ,3 89, ,7 GER [MJ/kg] ,9% -27,0% % Riciclato 20

21 Interpretazione dei risultati: GWP Riferimento dell esempio: esempio: azienda F 4,5 4 4,032 GWP [kg CO2-eq./kg] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5-24,6% 3,038-51,5% 1, % Riciclato 21

22 Analisi e valutazione del ciclo di vita di finestre in PVC in Alluminio -in Legno 22

23 Categorie di serramenti: 23

24 Dettaglio dei confini del sistema analizzato: 24

25 Principali caratteristiche degli infissi comparati: 25

26 Dati di input utilizzati nel modelloper la stima del calore disperso attraverso un unit unitàdi infisso di dimensione 120x150 cm 26

27 .stima dell energia energia dispersa attraverso un unit unitàdi dimensione 120x150 cm e dell energia energia necessaria, su base annua, a reintegrare tale dispersione durante il periodo invernale 27

28 Ipotesi adottate nel modello di fine vita 28

29 GER e GWP associati ad unitàdi infisso di dimensione 120x150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon 29

30 GER (MJ) associato ad un unit unitàdi infisso di dimensioni 120x150 cm, vetro camera 4/15/4 basso emissivo con Argon 30

31 GER e GWP associati all interno del ciclo di vita 31

32 Valori di trasmittanza termica U dei serramenti 32

33 Fase di produzione e uso GER e GWP 33

34 LA CASA DA 2 LITRI 34

35 CARATTERISTICHE PRIMARIE PER LA CASA DA 2 LITRI : 1. Tutti i componenti devono avere e presentare lo studio LCA per confrontare i due parametri principali: GER e GWP 2. Le prestazioni richieste devono essere mantenute e garantite per 50 anni nell applicazione di reale utilizzo 3. I materiali devono poter essere recuperabili e riciclabili dopo l intero ciclo di vita 4. Ogni singola parte dell edificio deve permettere una facile manutenzione 35

36 TUTTE LE AZIENDE ISCRITTE ALLA DUE ASSOCIAZIONI: POSSONO PRENDERE PARTE AL PROGETTO CASA 2 LITRI 36

37 Il progetto casa 2 litri èstato realizzato costituendo un esempio pilota realizzando cinque ville a schiera nel comune di Ozzano (BO). Tutte le caratteristiche riportate in precedenza sono state attuate utilizzando materiali e componenti prodotti dalle aziende associate ad Aipe e Centro di Informazione sul Pvc 37

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39 2 LITRE HOUSE SCIENTIFIC RESEARCH CENTRE 39

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41 COMPONENTI UTILIZZATI : EPS PVC 1. ISOLAMENTO A CAPPOTTO 1. MEMBRANE IMPERMEABILIZZANTI 2. PANNELLI PREFORMATI PER TETTI 2. FINESTRE 3. PANNELLI ISOLANTI PER RISCALDAMENTO A PAVIMENTO 4. PANNELLI ELASTICIZZATI PER PAVIMENTI GALLEGGIANTI 3. VERANDE 4. CANALI DI GRONDA 5. PARETI INTERNE ISOLATE 5. CAVI ELETTRICI 6. ISOLAMENTO PARETI CONTRO TERRA 6. CAVI DOTTI 7. ISOLAMENTO DELLE FONDAZIONI 7. FOGNATURE 8. ELEMENTI PER TETTI VERDI 8. ACQUEDOTTI 9. SCARICHI 10. SISTEMI DI IRRIGAZIONE 11. CONDOTTI SOLARE 41

42 THERMAL TRANSMITTANCE 2 LITRE HOUSE STANDARD HOUSE K [W/M²K] 0,035 0,030 W I N D O W S 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 W A L L F L O O R S R O O F Utilizzate Tradizionali n. strutture

43 ENERGIA RICHIESTA DALLA CASA 2 LITRI PROGETTO PILOTA OZZANO 1.TOTALE ENERGIA RICHIESTA PER RISCALDAMENTO, ILLUMINAZIONE E ILLUMINAZIONE NEL PERIODO INVERNALE PER LE 5 UNITA ABITATIVE Q = MJ = 8021 KWH 2.. ENERGIA NECESSARIA SPECIFICA Energia richiesta per superficie utile (Kwh/mq year) Emissioni di CO2 per superficie utile (Kg/mq year) SUPERFICIE UTILE PER LE 5 UNITA ABITATIVE: 518 MQ CASA 2 CASA TRADIZIONALE LITRI 15,51 80,06 4,74 24,48 43

44 SISTEMA A PUNTEGGIO ITACA : 1-QUALITA AMBIENTALE ESTERNA Inquinamento atmosferico Inquinamento delle acque Inquinamento luminoso Integrazione con l ambiente l naturale e costruito VOTO PESO % VOTO P. 0,75 0,75 0,3 1,2 Voto Peso% Voto P ,15 2 CONSUMO DI RISORSE Isolamento termico Sistemi solari passivi Produzione acqua sanitaria Energia elettrica (fonti non rinnovabili) Consumo netto di acqua potabile Riutilizzo di strutture esistenti Utilizzo di materiali locali/regionali Riciclabilità dei materiali VOTO PESO % VOTO P. 0,75 0,75 0,75 0,3 0,3 0 0,45 0,5 Voto Peso% Voto P. 3,8 30 1,14 3 QUALITA AMBIENTE INTERNO Emissione di CO Gestione acque piovane Rifiuti solidi da costruzione e da demolizione VOTO PESO% VOTO P. 1,6 1,5 1,5 Voto Peso% Voto P. 44 4,6 20 0,92

45 4-QUALITA AMBIENTE INTERNO Illuminazione naturale Isolamento acustico di facciata isolamento acustico dei sistemi tecnici Temperatura dell aria nel periodo invernale Inerzia termica Controllo degli agenti inquinanti-fibre minerali Inquinamento elettromagnetico-campi elettrici e magnetici a frequenza industriali (50 Hz) Inquinamento elettromagnetico-campi elettromagnetici ad alta frequenza (100 khz-300 GHz) VOTO PESO % VOTO P. 0,3 0,45 0,45 0,75 0,45 0,5 0 0,3 Voto Peso% Voto P. 3,2 30 0,96 5 QUALITA DEL SERVIZIO Regolazione locale della temperatura dell aria Accessibilita ai sistemi tecnici Monitoraggio dei consumi VOTO PESO% VOTO P. 1,2 0,6 1,2 Voto Peso% Voto P ,15 6 QUALITA DELLA GESTIONE Disponibilità documentazione tecnica dell edificio edificio VOTO 5 PESO% 100 VOTO P. 5 Voto Peso% Voto P ,25 7 TRASPORTI Prossimità a servizi locali VOTO 3 PESO% 100 VOTO P. 3 Voto Peso% Voto P ,15 45 Punteggio 3,72

46 I NUOVI PROGETTI CON CASA 2 LITRI Seguendo i principi e l approccio progettuale ed esecutivo del progetto Pilota Casa Ozzano 2 Litri, si sono create opportunitàper la progettazione e la realizzazione di complessi residenziali e non, in diverse parti d Italia tra cui possiamo elencare: -Centro didattico pubblico di 300 mq in un area dell Ente Parco, Comune di Monteveglio -Complesso ricettivo a residence & SPA per un totale di mq provincia di Lecce mq di residenziale nel Comune di Vignola -Centro commerciale, uffici direzionali, residence e residenzialeper un totale di mq in Comune di Fiorano -Complesso residenziale, campus universitario e struttura alberghiera per un totale di mq nel Comune di Trieste -Complesso residenziale di mq nel Comune di Macerata mq di residenze con costruzione a secco per la protezione civile Comune di Medicina -Progetto Monteluce Comune di Perugia (supervisori energetico/ambientali) per un totale di mq 46 -Nuovo Autogrill a Ravenna: ECOGRILL

47 ESEMPI DI LCA: Oggetto dello studio è una casa monofamiliare di circa 227 mq abitabili più garage e scantinato, costruita ad Ann Arbor, Michigan. Le dimensioni sono prossime alla media per case residenziali statunitensi di attuale costruzione. Lo studio è stato focalizzato su due indicatori: - Consumo di energia primaria - Potenziale di riscaldamento globale (GWP) che sono ritenuti i piùimportanti tra quelli connessi alla tipologia costruttiva e all edilizia in generale. Elettricitàe gas costituiscono il 90% dei consumi energetici del residenziale americano e annualmente negli Stati Uniti il 24% del gas naturale ed il 35% dell energia elettrica è consumata nel settore residenziale, che èresponsabile del 19% del totale di emissioni di CO 2 negli USA. OBIETTIVO dello studio èla riduzione dell impatto relativo ai due indicatori, in termini economicamente accettabili, utilizzando tecnologie disponibili nella zona. Va sottolineato che lo studio si limita a scelte progettuali, non tenendo conto di possibili razionalizzazioni nei processi di produzione di materiali e componenti. 47

48 Le FASI DEL CICLO DI VITA analizzate sono state: Pre-uso Produzione e trasporto dei materiali e componenti Costruzione dell edificio Uso Tutte le attività relative a 50 anni di utilizzo (tutta l energia consumata per il condizionamento, l illuminazione, l utilizzo degli elettrodomestici e quella per produrre i materiali di manutenzione) Fine vita Demolizione e trasporto dei residui allo smaltimento o riciclaggio (fasi non incluse nello studio) 48

49 La casa in oggetto rappresenta l UNITA FUNZIONALE di riferimento,, le cui prestazioni sono: Area calpestabile 227,6 mq Volume abitabile interno1 763,4 mc Scantinato 155,6 mq Garage 45 mq Occupanti 4 persone Vita utile 50 anni Stile architettonico tradizionale Riscaldamento C Caldaia riscaldamento a gas Raffrescamento C Impianto di raffrescamento elettrico Boiler a gas Illuminazione naturale e qualità aria adeguate Illuminazione artificiale adeguata Elettrodomestici tipici per gli USA 49

50 La VALUTAZIONE DEGLI IMPATTI èstata effettuata con l aiuto di data base e modelli (pubblicazioni qualificate e citate). L analisi ha portato a questi risultati: Consumo di energia primaria: GJ di cui: Pre uso % Uso % Fine vita % GWP ton Eq. di CO2 di cui: Pre uso % Uso % Fine vita % 50

51 Ripetuta la LCA sul progetto ambientalmente ottimizzato, si sono ottenuti i seguenti risultati: Casa Standard Casa Ottimizzata % Massa totale materiali ton ton Consumo di energia GJ 5.653GJ -63 GWP ton CO 2 eq 374 ton CO 2 eq

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