Life Cycle Assessment: Aspetti generali del caso

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1 Università degli Studi di Parma Dipartimento di Scienze Ambientali Life Cycle Assessment: Aspetti generali del caso Parma - 14 Novembre 2007 LCA: aspetti generali Il supermercato Terminologia e storia Appllicazioni Strutturazione Risultati Ambito applicazione Vantaggi/svantaggi Normativa Casi pratici Applicazione ambito rifiuti 1

2 Al supermercato (Specialmente lo studente di sc. / ing. Ambientali) Il problema delle scelte: In autobus o in automobile? Acqua in bottiglia di vetro o di plastica? Birra da 0,66 l o da 0,5 l? Latte in tetrapack??? Prodotto locale o estero? Sapone liquido in confezione o ricarica? Pile ricaricabili o usa e getta? Borsina di tela, carta o plastica? La butto?dove? Prima/dopo il supermercato Domande viscerali: Che materiale? Quale provenienza (percorso)? E che trasporto? Che quantità (come confrontarle)? Che destino? Che impatti e dove? Quali interessi ambiental(ist)i? Che costi? 2

3 LCA, ci aiuta? Risposte: non scontate, servono informazioni su: Origine Processo Destino LCA: soluzione? In parte Limitata a casi definiti Offre spunti per ragionamenti e soluzioni Terminologia LCA: Valutazione del ciclo di vita Definizione Attuale - ISO (Condivisa in ambito internazionale): 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 (UNI EN ISO 14040) 3

4 Terminologia 1990 Definizione SETAC (Society of Environmantal Toxicology and Chemistry), Prima definizione univoca, carattere metodologico: LCA: Procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici ed ambientali relativi a un processo o un attivit attività, effettuato attraverso l identificazione dell energia energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell ambiente. La valutazione include l intero ciclo di vita del processo o 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. Terminologia: i tre capisaldi Procedura valuta il carico ambientale ed energetico Riferita a un: processo, un prodotto, un attività o un sistema complesso. 4

5 Un po di storia Origini: primi anni 60: studio dei sistemi produttivi industriali Ottica diversa: orientata all intero sistema e non al singolo processo Anni 70: Pubblicazioni: tema della scarsità delle risorse ( The Limits to Growth (Meadows et al 1972) e A Blueprint for Survival (Goldsmith et al 1972) ) primi studi (es. coca cola company) Anni 80: Diffusione delle pratiche e dei manuali (Boustead) Crescente sensibilità ambientale Anni 90 Congressi mondiali (SETAC) Unificazione delle procedure XXI secolo Banche dati (es. ANPA) Normativa ISO Formazione universitaria 5

6 Ottica Life Cycle Thinking Per le tematiche ambientali: visione olistica o sistemica: NO logica di processo SI logica di prodotto Considerare gli impatti dell intero ciclo di vita nelle fasi di Progettazione Processo (responsabilità) Realizzazione strategie politiche, commerciali e decisionali LCA : Ambiti di applicazione CHI: industrie e aziende, enti pubblici a vario livello (Nazionale, Regionale, Locale), ONG (es. associazioni di consumatori, ambientaliste, ecc) PERCHE : motivazioni di carattere operativo (valutazione - miglioramento prestazioni) strategico (scelta tra alternative diverse) COME, usi di tipo: interno no necessità comunicazione all esterno esterno attenzione alla comunicazione al pubblico 6

7 LCA per le imprese Miglioramento prestazioni ambientali prodotto; design, progettazione di nuovi prodotti o processi; formulazione di politiche aziendali e strategie d impresa; comunicazione ed informazione sul prodotto pubblicizzare la politica ambientale dell impresa; strategie di marketing (definire l esigenza di nuovi prodotti) LCA per gli enti pubblici Appoggio tecnico e supporto per: ecolabelling, definizione di sussidi e tassazioni definizione di politiche ambientali. svolgimento dell attività di controllo 7

8 LCA per le ONG Supporto: all informazione verso il consumatore alla trattazione di tematiche e dibattiti ad interesse pubblico alle proposte orientate ad influenzare le decisioni pubbliche e aziendali. In pratica Applicazioni più frequenti: ambito degli imballaggi Confronto tra materiali di imballaggio diversi per offrire uno stesso servizio Miglioramento prestazioni di fasi diverse es. tipo di trasporto ; fine vita gestione dei rifiuti. Visione sistemica e non concentrata sullo smaltimento Scelta tra soluzioni diverse di gestione 8

9 Applicazioni: requisiti LCA: si inserisce in percorsi di notevole rilevanza economica e commerciale, necessita di: procedure e modalità univoche risultati il più possibile oggettivi e condivisibili Applicazioni: DA NON FARE Ricerca a posteriori per giustificazione scelte I risultati non sono prevedibili in anticipo 9

10 Limiti Tempi lunghi Periodo di indagine differenti Risultati differenti (comparsa nuove tecnologie - migliori prestazioni ambientali) Risultati confrontabili ma con strette condizioni complessità dell attività di ricerca dati non sempre reperibili Non valido come strumento da applicare tout court ma come supporto Inutile senza spirito critico e buon senso Scomodo per rappresentare ECOSISTEMI migliore per analisi energetica/processi industriali Punti di forza Visione sistemica delle problematiche Scientificità e rigore Metodologia Condivisa e riconosciuta (ambito internazionale) Risultati confrontabili Valido supporto decisionale Utile per scopi di comunicazione 10

11 COME FUNZIONA l LCA In ottica LCA: Dimensione orizzontale : relazioni tra i processi (concatenazione) Dimensione verticale : relazioni con l ambiente esterno Dimensione Temporale Quanto indietro posso andare? Prodotto Azienda che lo trasporta/distribuisce Industria che lo realizza Prelievo delle materie prime / estrazione combustibili PIANETA TERRA (Risorse) 11

12 Quanto avanti posso andare? Prodotto Consumatore che lo utilizza e getta Trasportatore che lo raccoglie Impianto che lo recupera / smaltisce PIANETA TERRA (emissioni) Ciclo di Vita PRODOTTO Industria che lo realizza Azienda che lo trasporta/distri buisce Consumatore che lo utilizza e getta Trasportatore che lo raccoglie Prelievo delle materie prime / estrazione combustibili Impianto che lo recupera / smaltisce AMBIENTE 12

13 Caratteristiche dei processi EMISSIONI e RIFIUTI Dim. Verticale Processo Processo Processo RISORSE (Energia, materie prime) Dim. Orizzontale Struttura di uno studio di LCA Norme ISO Individuano 4 fasi: 1. Goal definition and Scoping: definizione scopi ed obiettivi 2. Life Cycle Inventory (LCI): inventario 3. Life Cycle Impact Assessment (LCIA): Valutazione degli impatti 4. Life Cycle Interpretation: Interpretazione del LC Procedura ITERATIVA 13

14 Fase1: Goal definition and scoping STUDIO DI LCA: occorre definire a priori (Norme ISO): - Scopi e motivazioni - Campo di applicazione - Pubblico di destinazione Definizioni (1) Sistema di prodotti (Product System): L insieme elementare di unità di processo connesse tra loro per quanto riguarda materia ed energia, che perseguono una o più funzioni definite. L LCA non descrive propriamente un prodotto, ma il sistema che lo genera, in particolare la funzione del sistema stesso. Unità di processo : La più piccola parte di un sistema di prodotto processo o l impianto per il quale sono stati raccolti i dati 14

15 Definizioni (2) Flussi: in entrata (input) al sistema, in uscita (output) di collegamento tra le unità Unità funzionale: Prestazione quantificata di un sistema di prodotto da utilizzare come unità di riferimento in uno studio di valutazione del ciclo di vita. Da scegliere con accortezza! Essenziale per confrontare studi diversi!!! Risultati analoghi di uno studio espressi con unità funzionali diverse possono a conclusioni completamente diverse (BALDO 2005). Es. bottiglia, vernice Definizioni (3) Confine del Sistema: L interfaccia fra un sistema di prodotto e l'ambiente o un altro sistema di prodotto. definito a priori Stabilisce chi esercita il carico ambientale e chi lo subisce Chiarisce il dettaglio dell analisi Confini FISICI - GEOGRAFICI - TEMPORALI riferiti ad alcune fasi: From cradle to gate (dalla culla al cancello) From cradle to grave (dallla culla alla tomba) From gate to cradle (dal cancello alla tomba) 15

16 Fase 2 : Life Cycle Inventory (LCI) Costruzione Flow chart : Diagramma di flusso Visione schematica sistema Inventario dati Recupero informazioni per ogni processo Questionari, Tabelle input output Realizzazione eco-bilanci Scelta approccio analitico Normalizzazione dei dati Flow Chart 16

17 Ecobilancio Ogni unità elementare sub-sistema. definizione qualitativa e quantitativa flussi input e output Somma di tutti i flussi:ecobilancio Somma di vari Ecobilanci : LCA completo Tipologie di flussi: input di materie prime ed energia: input provenienti da altre unità: output all ambiente esterno: Ambiente esterno non è l ambiente nella sua accezione solamente ecologica, ma tutto ciò che sta al di fuori dei confini considerati. output ad altre unità: sottoprodotti, prodotti finiti o coprodotti (qualsiasi altro prodotto oltre a quello principale), i materiali sono ancora utilizzabili Approccio analitico Black box : calcolati solo input ed ouput totali processi interni (parziali) non considerati Catena di processi : indagati input ed output di ogni processo interno (parziale) Calcolo successivo dei totali di input ed output per ogni categoria. metodo più preciso richiede conoscenze dettagliate 17

18 Black box Catena di processi ECOBILANCIO: Collegamento tra le unità: esempio 18

19 Normalizzazione dati Riferire ogni flusso in entrata ed in uscita ad un particolare flusso di interesse, come può essere il flusso che coinvolge l unità funzionale o un suo sotto-prodotto Principi: Allocazione: regole di assegnazione (per sistemi con prodotti multipli) Bilancio di massa: uguale a zero in ogni unità (altrimenti viene violato il primo principio della termodinamica leggi di conservazione della massa e dell energia) Mix energetico nazionale Feedstock Impatti evitati Risultati dell inventario Totali per categoria Emissioni in aria CO2, CH4 ecc Emissioni in acqua BOD, COD, ecc Rifiuti Risorse consumate Acqua, Bauxite Energia impiegata MJ da fonte idroelettrica, Gasolio DIVISI PER FONTE / provenienza: Trasporto Processo Uso di combustibile Ecc 19

20 RISULTATI DI INVENTARIO: visualizzazione,esempi Fuel type Fuel prod'n Energy content Fuel use Feedstock Total & delivery of delivered in energy energy energy fuel transport (MJ) (MJ) (MJ) (MJ) (MJ) Coal Oil Uso di combustibili suddiviso per tipo di combustibile e fonte Emissioni in aria suddivise per fonte e totali Emission From From From From From From Totals fuel prod'n fuel use transport process biomass fugitive (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) dust (PM10) CO Fase 3 : Life Cycle Impact Assessment (LCIA) Valuta gli impatti del sistema sull ambiente esterno Risultati dell inventario: valori numerici (quantità) non assoluti riferiti all Unità funzionale Necessaria aggregazione in: Indicatori: GWP, ODP, Acidificazione, Toxicity for H. h. eutrofizzazione, ecc Categorie di danno: danni per l uomo, per l ambiente, per le risorse (eco indicator 99) Trattamento indicatori? Normalizzazione (es. rispetto a standard nazionali) Ponderazione (Valutazione importanze relative) Confronto (eventuale aggregazione degli indicatori in INDICI) 20

21 Calcolo degli Indicatori, esempio Es. GWP Global Warming Potential GWP = CO 2 [kg/unit] * f e1 + CH 4 [kg/unit] * f e2 + Emission Quantity (kg) Greenhouse Ozone layer depletion Human toxicity Acidification CO x CO x NOx x 0.78 x 0.7 SO x 1.2 x 1 Effect scores: Trattamento degli Indicatori, esempio 1. Aggregazione in indicatori 2. Normalizzazione 3. Ponderazione 21

22 Fase 4 : Life Cycle Interpretation Comunicazione chiara dei risultati Interventi di miglioramento (affidati ai tecnici) Poche indicazioni ISO SOFTWARE per LCA Per le fasi di inventario: Simapro, Boustead, Team, Gabi4 Per il LCIA Eco indicator 99, Eco indicator 95, ecc Procedure non sempre standardizzate SOFTWARE DIVERSI Vantaggi o svantaggi a seconda del software User friendly Formato dati Banca dati più o meno ampia COSTI BASSI (generalmente) 22