LCA E PREVENZIONE DEI RIFIUTI: ASPETTI METODOLOGICI Ing. Lucia Rigamonti, PhD Ricercatrice al Politecnico di Milano - DICA Sezione ambientale

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1 LCA E PREVENZIONE DEI RIFIUTI: ASPETTI METODOLOGICI Ing. Lucia Rigamonti, PhD Ricercatrice al Politecnico di Milano - DICA Sezione ambientale Tel.:

2 COSA E' L'LCA LCA = LIFE CYCLE ASSESSMENT VALUTAZIONE DEL CICLO DI VITA

3 LCA: DEFINIZIONE E ASPETTO INNOVATIVO La LCA valuta gli aspetti ambientali e i potenziali impatti ambientali relativi ad un prodotto, ad un processo o ad un attività ( product system ): la valutazione include l intero ciclo di vita del prodotto/processo/attività, comprendendo l estrazione e il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale (ISO 14040) VISIONE GLOBALE DEL SISTEMA PRODUTTIVO DALLA CULLA ALLA TOMBA DALLA CULLA ALLA CULLA SI SEGUE PASSO PER PASSO IL CAMMINO DELLE MATERIE PRIME

4 LCA DI UN PRODOTTO: CONFINI DEL SISTEMA Esempio: Ciclo di vita di una T-shirt Estrazione materie prime Lavorazione materie prime e assemblaggio Distribuzione Uso e manutenzione Smaltimento/ Recupero

5 LCA DI UN PRODOTTO: CONFINI DEL SISTEMA Estrazione e lavorazione materie prime e assemblaggio Distribuzione Uso e manutenzione Possibili diversi confini dello stesso sistema studiato: from cradle to gate (dalla culla all uscita dell azienda) from cradle to grave (dalla culla alla tomba) o from cradle to cradle (dalla culla alla culla) Smaltimento/ Recupero N.B.: sistema = ma confini darà risultati

6 UNITA FUNZIONALE UNITA FUNZIONALE: prestazione quantificata del sistema di prodotto da utilizzare come unità di riferimento : - indice delle prestazioni svolte dal sistema (quantifica la funzione del sistema considerata come principale) - unità di misura di riferimento a cui legare gli elementi in ingresso e in uscita Esempio della T-shirt COSA: la funzione fornita: T-shirt (taglia S, M o L) di poliestere QUANTO: il quantitativo fornito dalla funzione: una T-shirt IN CHE MODO: qualità/proprietà della funzione fornita: indossata una volta alla settimana e lavata in lavatrice a 30 gradi PER QUANTO TEMPO: durata del prodotto: 5 anni N.B.: Il confronto tra diversi prodotti/sistemi deve essere svolto sulla base della stessa funzione, quantificata dalla stessa unità funzionale

7 LCA DI UN PRODOTTO: RACCOLTA DATI (ANALISI DI INVENTARIO) Estrazione e lavorazione materie prime Quali? Quanti? Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo e assemblaggio Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Distribuzione Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo CONSUMO DI RISORSE EMISSIONI DIRETTE in aria, acqua, suolo Uso e manutenzione Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Smaltimento/ Recupero Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo

8 LCA: DALL'INVENTARIO AGLI IMPATTI CONSUMO DI RISORSE EMISSIONI DIRETTE in aria, acqua, suolo TABELLA DI INVENTARIO (LCI): FLUSSI ELEMENTARI EMISSIONI DIRETTE ED INDIRETTE in aria, acqua e suolo CATEGORIE DI IMPATTO: - riscaldamento globale - assottigliamento della fascia di ozono - tossicità umana - acidificazione - impoverimento delle risorse minerali e fossili -..

9 CLASSIFICAZIONE: assegnazione dei risultati dell LCI alle categorie di impatto scelte LCA: DALL'INVENTARIO AGLI IMPATTI Emissioni gassose Riscaldamento globale CO 2 (fossile) Tossicità umana Formazione fotochimica di ozono Acidificazione SO x COV NM CH 4 NO x Propano, butano, eptano Formaldeide Benzene Toluene IPA As, Cr, Cu, Se, Cd, Hg, Zn, Pb, V, Co, Ni Diossine Etilene HF NH 3 HCl N 2 O PM10

10 LCA: DALL'INVENTARIO AGLI IMPATTI CARATTERIZZAZIONE: si calcola l effetto totale attraverso la sommatoria dei singoli effetti potenziali, valutati tramite un fattore di conversione (detto fattore di caratterizzazione e calcolato tramite i modelli di caratterizzazione) Es. per il riscaldamento globale: CO 2 Fattore di caratterizzazione della CO 2 CO 2 eq. N 2 O Fattore di caratterizzazione dell N 2 O CO 2 eq. CO 2 eq. CH 4 Fattore di caratterizzazione del CH 4 CO 2 eq.

11 LCA DI UN PRODOTTO: RISULTATI Estrazione materie prime Lavorazione materie prime Per unità funzionale: Cambiamento climatico: x kg CO 2 eq. Acidificazione: y moli H+ eq. Impoverimento risorse minerali e fossili: z kg Sb eq. Consumo complessivo di energia: MJ eq.. e assemblaggio Distribuzione Uso e manutenzione Smaltimento/ Recupero

12 LCA DI UN SERVIZIO, AD ES. LA GESTIONE DEI RIFIUTI LCA PRODOTTO LCA SERVIZIO UNITÀ FUNZIONALE: solitamente, per un prodotto è riferita all output del sistema, per i rifiuti si determina in riferimento all input del sistema CONFINI DEL SISTEMA: per un prodotto intero ciclo di vita (da estrazione di materie prime a smaltimento/recupero), per i rifiuti in generale dal momento in cui un materiale diventa rifiuto a quello in cui il rifiuto diventa inerte o lascia il sistema come emissione

13 LCA DEL SERVIZIO GESTIONE RIFIUTI: CONFINI DEL SISTEMA, distribuzione e uso di tutti i prodotti che costituiscono il rifiuto Raccolta Trasporto ad eventuale impianto di pretrattamento Pretrattamento Il sistema incluso nell'analisi parte dal momento in cui si ha il rifiuto (approccio zero burden ), le attività produttive a monte sono escluse Trasporto all'impianto di trattamento Trattamento

14 LCA DEL SERVIZIO GESTIONE RIFIUTI: CONFINI DEL SISTEMA, distribuzione e uso dei prodotti in Al che costituiscono il rifiuto Raccolta alluminio Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Trasporto all'impianto di selezione Impianto di selezione Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Trasporto all'impianto di riciclo Impianto di riciclo Esempio: gestione del rifiuto in alluminio Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Consumo di materiali Consumo di energia di rifiuti Emissioni in aria, acqua e suolo Alluminio secondario

15 LCA DEL SERVIZIO GESTIONE RIFIUTI: CONFINI DEL SISTEMA Esempio: discarica vs termovalorizzazione del rifiuto residuo, distribuzione e uso dei prodotti che costituiscono il rifiuto indifferenziato Tutti i processi precedenti al momento in cui i prodotti diventano rifiuti (processi upstream) vengono esclusi dai confini del sistema, essendo comuni a tutti gli scenari confrontati (considerano la stessa quantità e composizione di rifiuto in ingresso) Raccolta residuo indifferenziato Trasporto all'eventuale pre-trattamento Pre-trattamento Trasporto in discarica Discarica Trasporto al termovalorizzatore Termovalorizzatore

16 LCA DEL SERVIZIO GESTIONE RIFIUTI: RISOLUZIONE CASI DI MULTI-FUNZIONALITA' espansione dei confini del sistema con sostituzione: TERMOVALORIZZAZIONE TERMOVALORIZ- ZAZIONE - FONTE ALTERNATIVA DI ENERGIA Trattamento rifiuti RSU di energia Trattamento rifiuti RSU di energia di energia TERMOVALORIZZAZIONE IMPIANTO DI RICICLO Al TERMOVALORIZ IMPIANTO DI - RICICLO ZAZIONE Al - IMPIANTO FONTE ALTERNATIVA DI PRODUZ. PRIMARIA DI ENERGIA DI Al Trattamento del RSU rottame di energia di Al Trattamento del rottame RSU di energia di Al di energia di Al N.B.: Il processo sostituito (ossia evitato) dipende dal mercato economico in cui avvengono le operazioni di gestione dei rifiuti

17 LCA DEL SERVIZIO GESTIONE RIFIUTI: INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI Al primario evitato Ogni emissione, ogni flusso elementare, ogni impatto potenziale potrà avere: Segno negativo: il recupero di materia ed energia che avviene nel sistema rifiuti più che compensa gli impatti dovuti al trattamento degli stessi Segno positivo: la gestione dei rifiuti determina degli impatti aggiuntivi nell'ambiente e sulla salute umana, nonostante il recupero di materia e di energia che in essa avviene

18 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE NON E' PIU' VERO CHE tutti i processi precedenti al momento in cui i prodotti diventano rifiuti (processi upstream) sono comuni a tutti gli scenari confrontati Attività che prevedono la riduzione del consumo di beni o servizi (tipo1) Comportano unicamente dei benefici ambientali ed energetici: vengono evitate la produzione del bene/fornitura del servizio e la gestione dei rifiuti che ne derivano Attività che prevedono l utilizzo di beni e servizi alternativi che generano meno rifiuti (tipo 2), il riutilizzo (tipo 3) e l estensione della vita utile di beni (tipo 4) Possono comportare degli impatti ambientali e dei consumi energetici aggiuntivi: ciclo di vita dei beni/servizi alternativi (tipo 2) esercizio centri del riuso/negozi dell usato, operazioni di pulizia dei beni riutilizzati e loro fase d ulteriore uso (tipo 3) riparazione/manutenzione dei beni esistenti di cui si è estesa la vita utile e loro fase d ulteriore uso (tipo 4)

19 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE Quando alcuni degli scenari confrontati includono una o più attività di prevenzione dei rifiuti, l entità con cui alcuni dei processi upstream hanno luogo o la loro tipologia varia da uno scenario all altro e non è possibile escluderli a priori dall analisi almeno quei processi upstream o quelle parti di tali processi che differiscono da uno scenario all altro devono essere inclusi/e nei confini del sistema Espandere a monte i confini del sistema degli scenari che prevedono l attuazione di una o più attività di prevenzione (scenari preventivi) al fine di includere: 1. i processi upstream evitati grazie all attuazione dell attività di prevenzione 2. gli eventuali processi upstream aggiuntivi che hanno luogo come conseguenza dell attuazione dell attività di prevenzione

20 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE!!!!!!!!!!!! Attenzione!!!!!!!!!!!! Multifunzionalità risolta con espansione dei confini del sistema con sostituzione I potenziali impatti possono risultare di segno negativo (benefici) Paradosso nell'lca: più rifiuti si producono meglio è! Si deve invece espandere a monte il sistema analizzato ed includere nell'analisi i processi upstream: il mancato beneficio associato alla gestione dei rifiuti evitati con l'attività di prevenzione solitamente risulta minore del beneficio associato alla mancata produzione del bene / fornitura del servizio

21 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE VALUTAZIONE LCA DI UN SISTEMA DI GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI CHE INCLUDE ALMENO UN'ATTIVITA' DI PREVENZIONE: DUE FASI: 1. Valutazione LCA dell'attività di prevenzione rispetto all'attività tradizionale presentazione dell'ing. Grosso 2. Inserimento della valutazione effettuata al punto 1 nell'lca del sistema di gestione integrato presentazione dell'ing. Nessi

22 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE VALUTAZIONE LCA DI UN SISTEMA DI GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI CHE INCLUDE ALMENO UN'ATTIVITA' DI PREVENZIONE: DUE FASI: 1. Valutazione LCA dell'attività di prevenzione rispetto all'attività tradizionale presentazione dell'ing. Grosso 2. Inserimento della valutazione effettuata al punto 1 nell'lca del sistema di gestione integrato presentazione dell'ing. Nessi

23 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE: FASE 1 ESEMPIO: consumo di acqua di rete vs consumo di acqua confezionata in bottiglie monouso vs consente di ridurre la produzione di rifiuti, gli impatti potenziali sull ambiente e la salute umana e i consumi energetici complessivi? Studio di LCA: Unità funzionale: il consumo di x litri di acqua da bere da parte di un generico cittadino italiano

24 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE: FASE 1 principali processi inclusi nei confini del sistema negli scenari preventivi analizzati (consumo di acqua di rete): reagenti chimici ed energia elettrica Ciclo di vita dei materiali filtranti Ciclo di vita bottiglie in PET Ciclo di vita carbone attivo Ciclo di vita delle principali infrastrutture dell impianto di potabilizzazione e della rete di distribuzione Estrazione e lavorazione sabbia quarzifera Processi di captazione, depurazione e pompaggio in rete dell acqua Smaltimento in discarica dei fanghi di depurazione (10% del totale) Affinamento dell acqua al punto d'uso o a livello pubblico Trattamento del retentato presso impianto di depurazione delle acque reflue Prelievo dell acqua dal fontanello Trasporto con auto Consumo al punto d uso Ciclo di vita caraffa in vetro (incluso il lavaggio in lavastoviglie) = Processi inclusi in tutti gli scenari preventivi = Processi inclusi nel solo scenario in cui si consuma acqua di rete di origine sotterranea affinata e prelevata al rubinetto = Processi inclusi nel solo scenario in cui si consuma acqua di rete di origine superficiale affinata e prelevata da fontanelli

25 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE: FASE 1 carta per etichette granuli vergini di PET granuli vergini di PLA PSS ( * ) dei granuli di PET riciclati granuli vergini di HDPE tappi (stampaggio a iniezione) pasta termo-meccanica (evitata) assi in legno (evitata) preforme (stampaggio a iniezione) granuli vergini di LDPE film termoretraibile (estrusione) Riciclo interfalda in cartone Riciclo film estensibile e di copertura unità di carico granuli vergini di LDPE film di copertura unità di carico granuli vergini di LLDPE film estensibile (estrusione) Operazioni all impianto di imbottigliamento: stiro-soffiaggio delle preforme; riempimento, tappatura, etichettatura e confezionamento in fardelli delle bottiglie; palletizzazione dei fardelli Trasporto con autocarro Vendita Trasporto con auto Consumo cartoncino per interfalda componenti del pallet (tavole e blocchetti in legno, chiodi in acciaio) Riciclo pallet (dopo 20 cicli) pannello compensato (evitata) principali processi inclusi nei confini del sistema negli scenari base analizzati (consumo di acqua confezionata in bottiglie monouso) Riciclo bottiglie in PET Incenerimento bottiglie in PET non raccolte in modo differenziato Compostaggio/ incenerimento bottiglie in PLA Riciclo film termoretraibile Incenerimento film termoretraibile non raccolto in modo differenziato + tappi ed etichette granuli vergini di PET (evitata) di energia elettrica e calore (evitata) di energia elettrica e calore (evitata, solo per incenerimento) assi in legno (evitata) di energia elettrica e calore (evitata) = Processi inclusi in tutti gli scenari base = Processi inclusi solo negli scenari base in cui si utilizzano bottiglie monouso in PET o PET riciclato = Processi inclusi solo nello scenario base in cui si utilizzano bottiglie monouso in PET 50% riciclato = Processi inclusi solo negli scenari base in cui si utilizzano bottiglie in PLA = Processi non inclusi (*) PSS: Policondensazione allo stato solido

26 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE VALUTAZIONE LCA DI UN SISTEMA DI GESTIONE INTEGRATA DEI RIFIUTI CHE INCLUDE ALMENO UN'ATTIVITA' DI PREVENZIONE: DUE FASI: 1. Valutazione LCA dell'attività di prevenzione rispetto all'attività tradizionale presentazione dell'ing. Grosso 2. Inserimento della valutazione effettuata al punto 1 nell'lca del sistema di gestione integrata presentazione dell'ing. Nessi

27 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE: FASE 2 CONFRONTO TRA: uno scenario di gestione integrata dei rifiuti base: no espansione a monte; include quantomeno la gestione del rifiuto che verrà evitato con l'azione che si metterà in atto nello scenario preventivo uno scenario di gestione integrata dei rifiuti preventivo: include la gestione di tutti i flussi di rifiuto considerati nello scenario base e il cui quantitativo rimane invariato, così come dei rifiuti eventualmente prodotti in aggiunta come conseguenza dell'azione di prevenzione + espansione a monte dei confini del sistema per includere i processi upstream aggiuntivi e quelli evitati

28 LCA DI SISTEMI DI GESTIONE RIFIUTI CHE INCLUDONO ATTIVITA' DI PREVENZIONE: FASE 2 SCENARIO PREVENTIVO Evitata estrazione materie prime Evitata produzione Evitata distribuzione Evitato utilizzo Processi upstream del ciclo di vita dei beni o servizi alternativi che generano meno rifiuti (tipo 2) (utilizzati in sostituzione di quelli che generano il rifiuto prevenuto) Eventuale pulizia e successivo utilizzo dei beni riutilizzati (tipo 3) Riparazione/ manutenzione e successivo utilizzo dei beni durevoli di cui si è estesa la vita utile (tipo 4) Rifiuto evitato Rifiuto prodotto Raccolta, selezione & trattamento (TMB, riciclaggio, trattamento termico, discarica) Trattamenti domestici o in-situ (compostaggio domestico) Confini del sistema tradizionali Processi di produzione primaria evitata

29 CONCLUSIONI Con l LCA è possibile valutare i potenziali impatti ambientali netti associati all attuazione di un attività di prevenzione e quindi: Verificare se (o in quali condizioni) la riduzione della produzione di rifiuti è realmente associata anche ad una riduzione degli impatti complessivi sull ambiente e la salute umana FASE 1 Verificare e quantificare l'eventuale miglioramento delle prestazioni ambientali del sistema di gestione integrata dei rifiuti nel momento in cui si implementano attività di prevenzione FASE 2

30 CONCLUSIONI PERCHE' L'LCA: - perché l obiettivo delle misure di prevenzione è la riduzione degli impatti ambientali connessi alla produzione e gestione dei rifiuti e non semplicemente della quantità di rifiuti prodotti - perché la direttiva stessa richiede che si adotti un approccio del ciclo di vita (Direttiva 2008/98/CE: Articolo 4(2): Nell'applicare la gerarchia dei rifiuti [ ], gli Stati membri adottano misure volte a incoraggiare le opzioni che danno il miglior risultato ambientale complessivo. A tal fine può essere necessario che flussi di rifiuti specifici si discostino dalla gerarchia laddove ciò sia giustificato dall'impostazione in termini di ciclo di vita in relazione agli impatti complessivi della produzione e della gestione di tali rifiuti [ ]")

31 GRAZIE PER L'ATTENZIONE!

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