VALUTAZIONE DEL CICLO DI VITA

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1 Dispensa per i corsi di formazione nell ambito del progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products Indice VALUTAZIONE DEL CICLO DI VITA 1 Valutazione del ciclo di vita Principi di LCA Obiettivi e finalità LCA Quattro fasi principali Obiettivo e scopo Inventario del ciclo di vita Valutazione dell'impatto del ciclo di vita Interpretazione Analisi dei dati Criticità Valutazione del ciclo di vita dinamico Un esempio introduttivo di LCA...7 Per ulteriori approfondimenti...9 Websites...9 Premessa La presente dispensa è stata realizzata nell ambito del progetto SHEEP finanziato dal programma europeo Energie Intelligenti per l Europa. I dettagli sul progetto e tutti i documenti prodotti sono pubblicati nel sito internet Dal sito Internet è possibile accedere alla pagina Facebook del progetto al quale tutti possono aderire e con il quale è possibile stringere amicizia. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 1/9

2 1 Valutazione del ciclo di vita La valutazione del ciclo di vita (Life Cycle Assessment - LCA, conosciuta anche come analisi del ciclo di vita, bilancio ambientale, e analisi dalla culla alla tomba ) è un metodo oggettivo per valutare i carichi ambientali associati ad un prodotto, identificando e quantificando l energia consumata, i materiali usati e le emissioni nell'ambiente, ed è finalizzato a valutare e implementare le opportunità di miglioramento ambientale. Il metodo valuta l'intero ciclo di vita del di prodotto, comprendendo l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, la produzione, il trasporto e la distribuzione, l'uso, il riuso e la manutenzione, il riciclo e lo smaltimento finale. 2 Principi del LCA Nato nel settore industriale dell'europa occidentale e del Nord America per quantificare gli impatti ambientali nella produzione, nell'utilizzo e nello smaltimento di manufatti, LCA è adottato per il miglioramento dei produttivi e, più recentemente, come base per l'etichettatura delle prestazioni ambientali dei prodotti. A livello internazionale, l LCA è entrata nella discussione in occasione di molti importanti eventi internazionali: Vertice della Terra a Rio de Janeiro Protocollo di Kyoto Programma Ambientale delle Nazioni Unite Vertice della Terra a Johannesburg LCA (Life Cycle Assessment) e LCC (Life Cycle Costing) nascono dalla crisi energetica degli anni Settanta. LCC è stata sviluppata da economisti e LCA da ingegneri. 3 Obiettivi e finalità del LCA L'obiettivo del LCA è quello di permettere il confronto dei danni ambientali e sociali riconducibili a prodotti e servizi, per poter scegliere quelli meno dannosi. L espressione ciclo di vita fa riferimento al fatto che l analisi, per essere congrua e completa, deve tenere in considerazione le materie prime utilizzate, la fabbricazione, distribuzione, uso e smaltimento del prodotto, incluse tutte le fasi di trasporto e gli interventi necessari o dovuti all'esistenza dello stesso. La somma di tutti questi fattori - o fasi - è il ciclo di vita del prodotto. Il metodo può essere utilizzato per ottimizzare le prestazioni ambientali di un singolo prodotto (ecodesign) oppure per ottimizzare le prestazioni ambientali di una azienda. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 2/9

3 Il LCA riconduce gli impatti ambientali accertati ad alcune categorie comuni di impatto di valenza globale quali il riscaldamento globale (gas serra), l'acidificazione (suolo e mare), il buco dell'ozono, l'eutrofizzazione, inquinanti tossicologici per l ambiente e le persone, la distruzione degli habitat, la desertificazione, l'uso del suolo e l'esaurimento dei minerali e dei combustibili fossili. Le procedure di valutazione del ciclo di vita (LCA) sono codificate dagli standard di gestione ambientale UNI EN ISO 14040, 14041, 14042, e Quattro fasi principali Goal Defination and Scope Inventory Analysis Interpretation Impact Assessment Illustrazione della fasi LCA 4.1 Obiettivo e scopo Per organizzare al meglio lo studio, devono essere prese le seguenti decisioni preliminari: 1) Definire lo/gli obiettivo/i del progetto 2) Definire che tipo di informazione è necessaria per informare i decision-makers (es. amministratori aziendali) 3) Determinare come devono essere organizzati i dati e visualizzati i risultati 4) Definire il campo di applicazione (confine) dello studio 5) Determinare le regole di base per lo svolgimento del LCA. Nella prima fase, chi realizza la valutazione del ciclo di vita formula e specifica l'obiettivo e i confini dello studio ovvero le fasi del ciclo di vita da prendere in considerazione. L'obiettivo dello studio è descritto nei termini della cosiddetta unità funzionale ovvero l unità di prodotto alla quale vanno riportati gli impatti ambientali (es. 1 litro di latte; 1 motore; 1mq di pannello, etc.). Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 3/9

4 4.2 Inventario del ciclo di vita La seconda fase di inventario del ciclo di vita (LCI) prevede la raccolta, la descrizione e la verifica dei dati relativi ai fattori ambientali (ad esempio, CO 2 ) e tecnici (ad esempio, prodotti chimici intermedi), per tutte le fasi del entro i confini dello studio. Esempi di input sono la quantità di materiali utilizzati, l energia consumata, i prodotti chimici impiegati; esempi di output sono le emissioni in aria, in acqua o la produzione di rifiuti solidi. Possono essere inclusi anche altri tipi di fattori come le radiazioni, lo sfruttamento del territorio, ecc.. I dati possono provenire dal contesto nel quale si lavora (es. dati del reale di produzione dell azienda per la quale di realizza lo studio) o da banche dati internazionali che riportano una quantificazione degli impatti per un determinato materiale utilizzato anche in base alla provenienza (le prestazioni ambientali possono variare in base ai diversi continenti e Paesi). I dati devono essere relativi alla unità funzionale specificata nella definizione degli obiettivi. I dati possono essere presentati in tabelle e alcune interpretazioni possono essere fatte anche in questa fase. Il risultato dell'inventario è un LCI che fornisce informazioni su tutti gli ingressi e le uscite sotto forma di flusso elementare da e per l'ambiente da tutte le unità di coinvolte nello studio. 4.3 Valutazione dell'impatto del ciclo di vita La terza fase valutazione dell'impatto del ciclo di vita è volta a valutare il contributo del prodotto e delle scelte alternative relative al medesimo, alle diverse categorie di impatto come il riscaldamento globale, l acidificazione, ecc.. I potenziali effetti ambientali sono calcolati sulla base dei risultati del LCI, valutati ed eventualmente ponderati in base all importanza relativa che si assegna ad una categoria di impatto. 4.4 Interpretazione Questa fase verifica se gli obiettivi e gli scopi possono essere raggiunti. L'interpretazione del ciclo di vita è una tecnica sistematica per identificare, quantificare, verificare e valutare le informazioni derivanti dal bilancio del ciclo di vita (LCI) e/o dalla valutazione dell'impatto del ciclo di vita (LCIA). Lo scopo dell'interpretazione del ciclo di vita è determinare il grado di fiducia nel risultato finale e comunicare tutto ciò in modo completo e accurato. Interpretare i risultati di una valutazione del ciclo di vita (LCA) non è semplice come dire che 3 è maggiore di 2, quindi la scelta migliore è la Alternativa A. L'interpretazione dei risultati del LCA parte dalla verifica dell'accuratezza dei risultati, identificando i dati che contribuiscono in modo significativo a ciascuna categoria di impatto, valutandone la sensibilità, accertando la completezza e la coerenza dello studio, e traendo conclusioni e consigli basati su una chiara comprensione di come il LCA è stato condotto e sui risultati ottenuti. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 4/9

5 5 Analisi dei dati Una valutazione del ciclo di vita è valida solo se lo sono i dati di partenza; quindi, è cruciale che i dati usati per il completamento dell'analisi del ciclo di vita siano accurati e attuali. Quando si comparano diverse analisi del ciclo di vita tra loro, è cruciale che dati equivalenti siano disponibili sia per i prodotti sia per i in questione. Se un prodotto ha una grande disponibilità di dati, esso non può essere comparato correttamente con un altro prodotto per il quale si dispone di dati meno dettagliati. La validità dei dati é sempre una preoccupazione nelle analisi del ciclo di vita. Viviamo in un mondo e in un'economia globale nelle quali nuovi, metodi di produzione e materiali sono introdotti in vari e prodotti. Quindi, è importante avere dati attuali nell'esecuzione di un LCA. Se vengono usati dati vecchi di 5 o 10 anni, il LCA non risulta accurato, perché le analisi quantitative non riflettono i metodi attuali utilizzati nei e nei prodotti. Di conseguenza, trarre conclusioni usando report con dati disomogenei e non attuali sarà inefficace, poiché i dati non sono validi. Alcuni prodotti i cui produttivi non sono cambiati da 5 a 10 anni (se ce ne sono), saranno esenti da questo ragionamento. Quando analizziamo prodotti elettronici, come telefoni cellulari e computer, per esempio, l'attualità dei dati è indispensabile. Una delle parti più importanti dell'analisi dei dati del LCA consiste nel determinare la parte più significativa del ciclo di vita. Usualmente, il ciclo di vita si compone di 4 parti: energia utilizzata nella trasformazione delle materie prime, e lavorazioni dei materiali, uso del prodotto, e smaltimento del prodotto. Se la più impattante tra le quattro fasi elencate può essere determinata, allora l'impatto sull'ambiente può essere ridotto efficientemente concentrandosi sui cambiamenti da introdurre in quella fase particolare. Per esempio, la fase di vita energeticamente più intensiva di un aeroplano o un automobile è quella dell'utilizzo, a causa del consumo di carburante. Uno dei modi per migliorare l'efficienza nel consumo di carburante è diminuire il peso del veicolo e, di conseguenza, le aziende che producono auto e aeroplani possono diminuire l'impatto ambientale in modo significativo sostituendo l'alluminio con materiali più leggeri come la fibra di carbonio rinforzata. La riduzione durante la fase dell'utilizzo dovrebbe essere più che sufficiente per bilanciare eventuali costi aggiuntivi delle materie prime e dei costi di produzione. In ogni caso si ricordi che l LCA induce ad evitare che i miglioramenti apportati ad una componente determini un peggioramento delle altre e comunque a fare si che gli indicatori di sintesi relativi alle categorie di impatto (es. contributo all effetto serra) nel complesso migliorino. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 5/9

6 6 Criticità La valutazione del ciclo di vita è un potente strumento per analizzare gli aspetti commensurabili di sistemi quantificabili. Non tutti i fattori, tuttavia, possono essere ridotti a un numero e inseriti in un modello. La rigidità del metodo è indicata come il limite critico all approccio di sistema. Anche la precisione e l'accuratezza insufficienti dei dati possono contribuire alle inesattezze. Per esempio, i dati derivanti da generici (banche dati) possono essere basati su medie, campionamenti non rappresentativi o risultati obsoleti. Inoltre, le implicazioni sociali dei prodotti vengono generalmente ignorate negli LCA. La comparazione della valutazione del ciclo di vita viene spesso usata per determinare il miglior o prodotto da utilizzare. A causa di aspetti come le differenze dei confini del sistema, delle informazioni statistiche, degli utilizzi del prodotto, ecc., uno studio può essere facilmente influenzato a favore di un prodotto o un e viceversa. Ci sono linee guida per aiutare a ridurre tali conflitti nei risultati, ma il metodo lascia ancora molta discrezionalità al ricercatore per decidere ciò che è importante. Lo strumento d Agroecologia "Analisi dell'agroecosistema" offre un quadro che permette di incorporare gli aspetti incommensurabili del ciclo di vita di un prodotto (come per esempio l'impatto sociale, le implicazioni dell'utilizzo del suolo e dell'acqua). Questo strumento è specificatamente utilizzato nelle analisi di prodotti realizzati a partire da materiali di origine agricola, come per esempio etanolo di mais o biodisel di soia, perché esso può tener conto dei contesti ecologici interagenti e mutevoli nel tempo. Questo strumento di analisi non dovrebbe essere utilizzato al posto della valutazione del ciclo di vita, ma piuttosto a integrazione di quest'ultimo per realizzare una valutazione più completa. 7 Un esempio di LCA Il concetto di LCA può chiaramente essere illustrato con il seguente esempio relativo alla costruzione di una semplice legnaia. All'inizio, abbiamo bisogno dei materiali, tra cui tavole di legno, chiodi e altre parti metalliche. Process 1 Process 2 Process 3 Process 4 Per realizzare tavole di legno, alcuni alberi devono essere precedentemente abbattuti L'abbattimento degli alberi richiede l'utilizzo di motoseghe L'utilizzo di motoseghe richiede: l'utilizzo di benzina L'abbattimento di alberi genera: segatura scarti lasciati nel bosco emissioni della motosega Fino a questo stadio, possiamo innanzitutto considerare l unità di dell'abbattimento degli alberi. Tagliando gli alberi, viene bruciata benzina per il, mentre gli scarti di segatura e le emissioni sono considerati come rifiuti. I tronchi sono i prodotti di per le successive unità di. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 6/9

7 Albero Output di altro Benzina Abbattimento con motosega Segatura Scarti emissioni Emissioni nel suolo e nell'aria tronco Output per altri Process 5 Output di altri Diesel Dopo il taglio degli alberi, i tronchi vengono raccolti e trasportati alla segheria. Quindi, il trasporto è la successiva unità di da considerare. A questo punto, il diesel è il carburante per il camion mentre i tronchi trasportati sono i prodotti del. Tronchi nel bosco Trasporto dei tronchi alla segheria Emissioni Emissioni in aria dal Tronchi trasportati Output di altri Process 6 Infine, le tavole vengono prodotte nella segheria attraverso il taglio. Questa è un'altra unità di. Output di altri Tronchi Elettricità Taglio Segatura Corteggia Sottoprodotti e emissioni in aria dal. Tavole Output di altri Process 7 Connettendo le unità di precedenti, possiamo realizzare un inventario del ciclo di vita aggregando gli inputs e outputs dell'intero Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 7/9

8 Per essere accumulati Materiali naturali Prodotti ed energia Materiali naturali Prodotti ed energia Materiali naturali Prodotti ed energia Unità di Unità di Prodotto Unità di Prodotto finale Sottoprodotti Scarti ed emissioni Sottoprodotti Scarti ed emissioni Sottoprodotti Scarti ed emissioni Per essere accumulati Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 8/9

9 Per ulteriori approfondimenti Thomas,J.A.G., ed: Energy Analysis, ipc science and technology press & Westview Press, 1977, ISBN or ISBN M.W.Gilliland ed: Energy Analysis: A New Public Policy Tool, AAA Selected Symposia Series, Westview Press, Boulder, Colorado, 1978., ISBN Center for Life Cycle Analysis, Columbia University, New York J. Guinée, ed:, Handbook on Life Cycle Assessment: Operational Guide to the ISO Standards, Kluwer Academic Publishers, Hendrickson, C. T., Lave, L. B., and Matthews, H. S. (2005). Environmental Life Cycle Assessment of Goods and Services: An Input Output Approach, Resources for the Future Press. Baumann, H. och Tillman, A-M. The hitchhiker's guide to LCA : an orientation in life cycle assessment methodology and application ISBN Crawford, R.H. (2008) Validation of a Hybrid Life-Cycle Inventory Analysis Method, Journal of Environmental Management, 88(3), Jimenez-Gonzalez, C., et. al Cradle to Gate Life Cycle Inventory and Assessment of Pharmeceutical Compounds. Intr J LCA. 9(2): Curran, Mary A. "Environmental Life-Cycle Assessment", McGraw-Hill Professional Publishing, 1996, ISBN Kim, S. and Dale, B.E. Life cycle assessment of various cropping systems utilized for producing biofuels: Bioethanol and biodiesel. Biomass & Bioenergy 2005, 29, Ciambrone, D. F. (1997). Environmental Life Cycle Analysis. Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN Horne,Ralph., et.al "LCA: Principles, Practice and Prospects". CSIRO Publishing,Victoria, Australia, 2009., ISBN Websites The European Commission's Directory of LCA services, tools, databases, and provider The European Commission's LCA database ELCD UNEP/SETAC Life Cycle Initiative; a stakeholder financed project Department Life Cycle Engineering LBP University of Stuttgart. Embodied Energy: Life Cycle Assessment. Your Home Technical Manual. A joint initiative of the Australian Government and the design and construction industries. Explanation of LCA from the American Chemistry Council The National Risk Management Research Laboratory's LCA website The sole responsibility for the content of this [webpage, publication etc.] lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EACI nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein. Progetto SHEEP A Schools' panel for High Energy Efficiency Products 9/9

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