D C 2.2 Environmental methodological report

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1 D C 2.2 Environmental methodological report Deliverable number C2.2 Workpackage C Task C.2 Revision Due date Submission date Distribution Deliverable type Authors SSSUP Partners Verification Approval (coord.)

2 2 Acronimi LCA: Life Cycle Assessment

3 3 Table of contents ACRONIMI... 2 TABLE OF CONTENTS... 3 LIST OF TABLES... 4 LIST OF FIGURES... 5 EXECUTIVE SUMMARY METODOLOGIA DELL LCA OBIETTIVO E CAMPO DI APPLICAZIONE DELLO STUDIO OGGETTI ANALIZZATI NELLO STUDIO UNITÀ FUNZIONALE DEFINIZIONE DEI CONFINI DEL SISTEMA SELEZIONE DELLE CATEGORIE DI IMPATTO E METODOLOGIA DI CALCOLO DEGLI IMPATTI METODOLOGIA DI CALCOLO PER LE EMISSIONI GHG RISPARMIATE DAL PROCESSO DI PREPARAZIONE PER IL RIUTILIZZO... 16

4 4 List of Tables TABELLA 1. NORME ISO E TABELLA 2. CATEGORIE RAGGRUPPATE E RISPETTIVI OGGETTI RAPPRESENTATIVI CON RELATIVE CARATTERISTICHE, COME RIFERITO DA COOPERATIVA INSIEME TABELLA 3. DURATA DI VITA DEL BENE NUOVO E DEL BENE USATO PER GLI OGGETTI RAPPRESENTATIVI, SECONDO LE STIME DEGLI OPERATORI DI COOP INSIEME... 12

5 5 List of Figures FIGURA 1. FASI E PRINCIPALI APPLICAZIONI DI UNO STUDIO LCA FIGURA 2. RAPPRESENTAZIONE DEI CONFINI DI SISTEMA PER I DUE SCENARI ANALIZZATI

6 6 Executive Summary This deliverable describes the methodological approach for the environmental assessment for the preparation for reuse activities carried out during PRISCA project. The environmental impact assessment was carried out with the Life cycle assessment, LCA. The first chapter describes the general approach of LCA methodology. The second chapter describes the goal and scope definition of the LCA study. This study aims at the evaluation of the environmental impacts (and eventual benefits) connected to the preparation for reuse activities carried out at the Reuse Centre of Grisignano, Vicenza, run by Cooperativa insieme, during the year Due to the large heterogeneity of the objects, a first assumption was made by selecting some representative objects. Then two scenarios have been elaborated in order to carry out a comparison, between a substitution scenario and a refurbishment scenario. The system boundaries, the functional unit and the reference flow have been chosen. The environmental assessment methodology used is ILCD 2011 Midpoint. In the third chapter, grounding on the results of the Global warming potential impact category, a method is proposed to extrapolate the GHG emission savings (expressed as CO 2 equivalents), generated by the implementation of the preparation for reuse activities carried out at the Reuse Centre in 2014.

7 7 1. Metodologia dell LCA L analisi del ciclo di vita (LCA Life Cycle Assessment) è uno strumento utilizzato per valutare il carico energetico e ambientale e i potenziali impatti sull ambiente associati a un prodotto o a un servizio ed è regolata dalle norme ISO (ISO14040) (Tabella 1). Tabella 1. Norme ISO e Standard UNI EN ISO 14040:2006 UNI EN ISO 14044:2006 Topic "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Principi e quadro di riferimento" fornisce in un quadro generale le pratiche, le applicazioni e le limitazioni dell'lca, ed è destinata ad una vasta gamma di potenziali utenti e parti interessate, anche con una conoscenza limitata della valutazione del ciclo di vita. "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Requisiti e linee guida" è stata elaborata per la preparazione, la gestione e la revisione critica del ciclo di vita. Fornisce le linee guida per la fase di valutazione dell'impatto dell'lca, la fase di interpretazione dei risultati, la valutazione relativa alla natura e alla qualità dei dati raccolti. La metodologia LCA prevede: La definizione della finalità dello studio; la definizione di un unità funzionale e dei confini del sistema analizzato; la compilazione di un inventario degli elementi input ed output di un sistema produttivo; la valutazione dei potenziali impatti ambientali associati; l interpretazione dei risultati riguardanti le fasi di analisi dell inventario e di stima degli impatti in relazione agli obiettivi dello studio. La LCA consente di quantificare il risultato degli impatti ambientali derivanti da tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto/servizio, dalla culla alla tomba (cradle-to-grave) ovvero partendo dall estrazione delle materie prime necessarie alla creazione del prodotto e per arrivare al momento in cui tutti i materiali che lo compongono ritornano alla terra. Sono inclusi anche impatti che, nella maggior parte delle analisi tradizionali, non vengono considerati (ad esempio, quelli derivanti dall estrazione delle materie prime, dal trasporto dei materiali, dallo smaltimento ecc.).

8 8 Le principali categorie di impatto ambientale da considerare sono quelle più rilevanti per l applicazione dello studio, ed in particolare riguardano l utilizzo di risorse energetiche fossili non rinnovabili, ed i potenziali di impatto ambientale quali il riscaldamento globale, l eutrofizzazione, l acidificazione, la deplezione abiotica, la deplezione dello strato di ozono, l ossidazione fotochimica, la tossicità umana, acquatica e terrestre. La fase preliminare di uno studio di LCA consiste nell'individuazione del sistema da studiare e dei suoi confini, dell'unità funzionale cui fare riferimento, delle regole di allocazione degli impatti e dei requisiti di qualità dei dati. La LCA si basa sull analisi dell inventario del ciclo di vita, cioè la raccolta e l analisi dei dati in ingresso e in uscita (ad es., flussi di energia e materie prime, le emissioni in aria, acqua e nel suolo), per ciascuno dei singoli processi concatenati tra di loro e inclusi nei confini del sistema da analizzare. Ciò consente di valutare gli impatti generati globalmente dal sistema, ma anche l identificazione delle unità di processo all interno del sistema di prodotti che generano i maggiori impatti. In generale, attraverso la LCA è possibile: identificare le opportunità di migliorare gli aspetti ambientali dei prodotti nei diversi stadi del loro ciclo di vita; supportare le decisioni strategiche dei decision makers, per esempio di pianificazione strategica, scelta di priorità, progettazione o riprogettazione di prodotti o processi; scegliere indicatori rilevanti di prestazione ambientale con le relative tecniche di misurazione; utilizzare strumenti di green marketing, di cui l analisi LCA è la base scientifica oggettiva. Lo studio LCA include 4 fasi (Fig. 1): Figura 1. Fasi e principali applicazioni di uno studio LCA.

9 9 Obiettivo e campo di applicazione. E la fase preliminare in cui si definiscono l obiettivo dello studio, l unità funzionale, il confine di sistema, la quantità e la qualità dei dati, le assunzioni e i limiti. Analisi dell Inventario del ciclo di vita. E la fase in cui si studia il ciclo di vita del processo attraverso l elaborazione di un modello del sistema reale e la raccolta dei dati. Valutazione dell impatto del ciclo di vita (LCIA). Consiste nella caratterizzazione degli impatti ambientali del processo o del prodotto ed ha lo scopo di evidenziare le modificazioni ambientali generate dal consume delle risorse e dall emissione degli inquinanti. In questa fase i dati raccolti durante la fase di inventario sono elaborate per generare una valutazione del rischio ambientale. Interpretazione del ciclo di vita. E la fase finale dell LCA ed ha lo scopo di proporre eventuali cambiamenti nel ciclo di vita per ridurre gli impatti ambientali del processi e delle attività esaminate. 2. Obiettivo e campo di applicazione dello studio L obiettivo generale di questo studio è quello di valutare l eventuale riduzione di impatto ambientale collegata al prolungamento di vita degli oggetti attraverso le operazioni di preparazione al riutilizzo rispetto al destino ordinario dell oggetto. Tuttavia tale valutazione non potrà essere generalizzabile in quanto il risultato è strettamente correlato ai dati di input che sono specifici per la realtà di riferimento. In questo senso, potrà invece essere utile a fornire una metodologia replicabile in altri contesti. Pertanto lo studio ha come obiettivo specifico la valutazione delle performance ambientali delle operazioni di preparazione per il riutilizzo che sono effettuate presso la Coop Insieme di Vicenza su una gamma di rifiuti intercettati presso il Centro di Raccolta Comunale Ricicleria ovest (CRC) e avviati alla preparazione per il riutilizzo presso il Centro di Riuso PRISCA di Grisignano, venendo così sottratti a opzioni di smaltimento quali la discarica o l incenerimento. L analisi vede il confronto tra due scenari che coprono un arco di tempo in cui l oggetto ricopre la sua funzione e che prevedono rispettivamente: 1. lo smaltimento dell oggetto e la sostituzione del rifiuto smaltito con un bene nuovo per l arco temporale di cui si prevede la funzione e che si conclude con il fine vita. 2. il rinnovamento di un rifiuto mediante operazioni di preparazione per il riutilizzo e il suo uso durante la sua vita estesa come bene usato fino al fine vita, con il relativo smaltimento e successiva sostituzione con un bene nuovo per il restante arco di tempo. Le operazioni relative al bene nuovo sono allocate per la frazione temporale del suo utilizzo nell arco temporale considerato.

10 10 Più in dettaglio, gli scenari includono i seguenti processi: Scenario 1: Smaltimento del rifiuto e produzione e utilizzo del bene nuovo con vita utile X Processi: 1. Smaltimento del rifiuto (discarica/inceneritore) o se previsto riciclaggio 1.Produzione del bene nuovo con vita utile X 2. Fase di uso del bene nuovo nella vita utile X 3. Smaltimento del bene (discarica/inceneritore) o se previsto riciclaggio Scenario 2: Utilizzo esteso del bene usato per un tempo Y, e sua sostituzione con bene nuovo per il tempo X- Y Processi: 1. Trasporto del rifiuto al sito di preparazione per il riutilizzo 2. Preparazione per il riutilizzo 3. Trasporto al punto vendita usato 4. Fase di uso del bene usato nella vita estesa, Y 5. Smaltimento finale del bene usato (discarica/inceneritore) o se previsto riciclaggio 1.Produzione del bene nuovo 2. Fase di uso del bene nella vita utile rimanente (X- Y) 3. Smaltimento del bene (discarica/inceneritore) o se previsto riciclaggio Poiché il flusso degli oggetti che transitano in un Centro di Riuso è estremamente variabile ed eterogeneo, si è ritenuto opportuno applicare una semplificazione, effettuando l analisi comparativa su alcuni oggetti rappresentativi delle macrocategorie utilizzate dagli operatori per l organizzazione del magazzino, come introdotto dal modello PRISCA. Inoltre si è ritenuto opportuno effettuare anche le seguenti assunzioni: il tempo di vita del bene usato è pari a quello di utilizzo dell utente (ciò è vero se si ipotizza un livello di qualità elevata del bene usato), ed è stato stimato dagli operatori del Centro di Riuso. Nel caso di elettrodomestici si può assumere che il consumo energetico del nuovo e dell usato sia analogo solo in caso in cui non si riesca a recuperare i dati specifici per il nuovo e per l usato. 2.1 Oggetti analizzati nello studio Il materiale intercettato dalla Coop Insieme presso la Ricicleria Ovest è estremamente eterogeneo. Con il supporto di ODR, gli operatori hanno identificato 11 categorie raggruppate e per ciascuna di esse hanno identificato oggetti rappresentativi da prendere come riferimento per la valutazione del ciclo di vita. Sarebbe, infatti, impensabile effettuare l analisi su tutti gli oggetti intercettati o su una media di essi, data l eterogeneità e la variabilità nel tempo dei gruppi. La tabella 2 riporta le 11

11 11 categorie raggruppate con i relativi oggetti rappresentativi di cui si riporta anche il peso stimato dagli operatori e confermato da letteratura (Furniture reuse network), ove possibile, e la vita utile e la vita estesa espressa in anni, stimata dagli operatori. Infine si riportano le operazioni di smaltimento cui sono tipicamente sottoposte queste categorie di beni e le operazioni di preparazione per il riutilizzo cui vengono sottoposti presso il Centro di Riuso di Grisignano. Anche queste informazioni sono state fornite dagli operatori. Tabella 2. Categorie raggruppate e rispettivi oggetti rappresentativi con relative caratteristiche, come riferito da Cooperativa Insieme. Numero categorie raggruppate Oggetto rappresentativo Peso oggetto (kg) vita utile (anni) vita estesa (anni) operazione di smaltimento 1 stagionali albero di natale discarica pulizia 2 giochi bambola discarica pulizia 3 piatti piatto discarica lavaggio operazione di preparazione al riutilizzo 4 oggettistica soprammobile in ceramica discarica pulizia 5 libri libro discarica spolverare 6 raee lavatrice discarica collaudo 7 mobili 1 armadio riciclaggio pulizia/riparazione 8 mobili 2 sedia imbottita riciclaggio pulizia 9 10 materassi e reti beni ingombranti Letto (doghe+ materasso) lavandino bagno con colonna (28kg+25kg peso medio materasso) 10 5 discarica pulizia riciclaggio pulizia 11 porte porta riciclaggio pulizia/riparazione Occorre rilevare che le operazioni di preparazione per il riutilizzo sono a bassa intensità, limitandosi alla pulizia (lavaggio, spolverata ecc.) o a piccole riparazioni e testing, nel caso degli elettrodomestici, in quanto, per l organizzazione, non vi sarebbe la convenienza economica ad effettuare operazioni più impegnative. 2.2 Unità funzionale I vari oggetti rappresentativi delle categorie selezionate svolgono le rispettive funzioni nell arco di tempo considerato, pari alla vita utile dell oggetto nuovo (specifico per ciascun oggetto). Pertanto l unità funzionale è la funzione svolta (dal bene) nell'arco di tempo definito dai confini temporali dello scenario, che non viene specificato in quanto le funzioni dei vari oggetti sono molto differenti e nella maggior parte dei casi non comportano consumi di alcuna sorta.

12 12 Il flusso di riferimento è invece il quantitativo di prodotto necessario a soddisfare l unità funzionale e per i due scenari è: 1. il fine vita dell oggetto al termine del suo utilizzo e la sua sostituzione con un oggetto nuovo 2. l oggetto rinnovato con operazioni di preparazione per il riutilizzo per estendere la sua vita utile e successivamente sostituito con un oggetto nuovo. Per ciascun bene rappresentativo delle categorie raggruppate gli operatori hanno stimato la durata di vita del bene nuovo e la durata di vita estesa che consentono di definire i confini temporali di scenario per ciascuno di essi (Tabella 3). Tabella 3. Durata di vita del bene nuovo e del bene usato per gli oggetti rappresentativi, secondo le stime degli operatori di Coop Insieme Oggetto rappresentativo vita utile (anni) vita estesa (anni) albero di natale 10 5 bambola 8 5 piatto 20 8 soprammobile in ceramica 8 6 libro lavatrice 10 6 armadio 15 8 sedia imbottita Letto (doghe+ materasso) 10 5 lavandino bagno con colonna porta Definizione dei confini del sistema I confini del sistema comprendono i processi riportati in figura per i due scenari. Nel primo si prevede il suo smaltimento e la sua sostituzione con uno nuovo nell arco di vita definito. Nel secondo si prevede il suo utilizzo a valle delle operazioni di preparazione per il riutilizzo per un arco di tempo pari alla vita estesa e, dopo lo smaltimento, la sua sostituzione con un bene nuovo per il restante tempo.

13 13 Figura 2. Rappresentazione dei confini di sistema per i due scenari analizzati. In particolare per il primo scenario il sistema comprende: Fine vita dell oggetto diventato rifiuto Produzione dell oggetto nuovo Fase d uso dell oggetto (nell arco temporale definito come vita utile) Fine vita dell oggetto diventato rifiuto Sono incluse le fasi di trasporto tra un processo e l altro. Per il secondo scenario: Operazione di Preparazione per il riutilizzo sull oggetto diventato rifiuto Fase d uso del bene usato (nell arco temporale definito come vita estesa) Fine vita del bene usato diventato rifiuto Produzione dell oggetto nuovo Fase d uso dell oggetto nuovo (nel tempo rimanente a completare l arco temporale definito come vita utile) Fine vita dell oggetto diventato rifiuto (allocato al tempo di utilizzo). Sono incluse le fasi di trasporto tra un processo e l altro. Per alcune fasi non sono previsti consumi (es. uso di un libro). Per quanto riguarda il riciclaggio dei materiali questo viene allocato al processo che lo riceve e quindi risulta a impatto zero sul sistema oggetto di analisi, come indicato dalle norme ISO

14 Selezione delle categorie di impatto e metodologia di calcolo degli impatti La categoria di impatto definisce la classe che rappresenta i problemi ambientali di interesse a cui possono essere assegnati i risultati dell analisi di inventario del ciclo di vita. Si definisce indicatore della categoria di impatto la sua rappresentazione quantificabile. Il metodo utilizzato nel calcolo degli impatti di questo studio è il metodo ILCD 2011 Midpoint pubblicato dalla Commissione Europea, Centro Comune di Ricerca, nel Esso supporta il corretto utilizzo dei fattori di caratterizzazione per la valutazione di impatto ambientale, come raccomandato nelle linee guida ILCD, nel documento Raccomandazioni per la valutazione d impatto del ciclo di vita nel contesto europeo sulla base dei modelli e dei fattori per la valutazione di impatto ambientale esistenti (EC-JRC, 2011). Per ulteriori informazioni vedere il sito Questo metodo include 16 categorie midpoint: 1 - Climate change: Global Warming Potential calculating the radiative forcing over a time horizon of 100 years. IPCC Ozone depletion: Ozone Depletion Potential (ODP) calculating the destructive effects on the stratospheric ozone layer over a time horizon of 100 years. World Meteorological Organization (WMO) Human toxicity, cancer effects: Comparative Toxic Unit for humans (CTUh) expressing the estimated increase in morbidity in the total human population per unit mass of a chemical emitted (cases per kilogramme). Specific groups of chemicals requires further works. USEtox. 4 - Human toxicity, non-cancer effects: Comparative Toxic Unit for humans (CTUh) expressing the estimated increase in morbidity in the total human population per unit mass of a chemical emitted (cases per kilogramme). Specific groups of chemicals requires further works. USEtox. 5 - Particulate matter: Quantification of the impact of premature death or disability that particulates/respiratory inorganics have on the population, in comparison to PM2.5. It includes the assessment of primary (PM10 and PM2.5) and secondary PM (incl. creation of secondary PM due to SOx, NOx and NH3 emissions) and CO. Rabl and Spadaro Ionizing radiation HH (human health): Quantification of the impact of ionizing radiation on the population, in comparison to Uranium 235. Frischknecht et al Ionizing radiation E (ecosystems) [note: this method is classified as interim; see reference for explanation]: Comparative Toxic Unit for ecosystems (CTUe) expressing an estimate of the potentially affected fraction of species (PAF) integrated over time and volume per unit mass of a

15 15 radionucleide emitted (PAF m3 year/kg). Fate of radionucleide based on USEtox consensus model (multimedia model). Relevant for freshwater ecosystems. Garnier-Laplace et al Photochemical ozone formation: Expression of the potential contribution to photochemical ozone formation. Only for Europe. It includes spatial differentiation van Zelm et al Acidification: Accumulated Exceedance (AE) characterizing the change in critical load exceedance of the sensitive area in terrestrial and main freshwater ecosystems, to which acidifying substances deposit. European-country dependent. Seppälä et al and Posch et al Terrestrial eutrophication: Accumulated Exceedance (AE) characterizing the change in critical load exceedance of the sensitive area, to which eutrophying substances deposit. European-country dependent. Seppälä et al and Posch et al Freshwater eutrophication: Expression of the degree to which the emitted nutrients reaches the freshwater end compartment (phosphorus considered as limiting factor in freshwater). European validity. Averaged characterization factors from country dependent characterization factors. ReCiPe version Marine eutrophication: Expression of the degree to which the emitted nutrients reaches the marine end compartment (nitrogen considered as limiting factor in marine water). European validity. Averaged characterization factors from country dependent characterization factors. ReCiPe version Freshwater ecotoxicity: Comparative Toxic Unit for ecosystems (CTUe) expressing an estimate of the potentially affected fraction of species (PAF) integrated over time and volume per unit mass of a chemical emitted (PAF m3 year/kg). Specific groups of chemicals requires further works. USEtox Land use: Soil Organic Matter (SOM) based on changes in SOM, measured in (kg C/m2/a). Biodiversity impacts not covered by the data set. Mila i Canals et al Water resource depletion: Freshwater scarcity: Scarcity-adjusted amount of water used. Swiss Ecoscarcity Mineral, fossil & renewable resource depletion: Scarcity of mineral resource with the scarcity calculated as 'Reserve base'. It refers to identified resources that meets specified minimum physical and chemical criteria related to current mining practice. The reserve base may encompass those parts of the resources that have a reasonable potential for becoming economically available within planning horizons beyond those that assume proven technology and current economics. van Oers et al

16 16 Il software LCA utilizzato nel presente studio è Simapro 8.03 di PréConsultants che permette di modellare e analizzare cicli di vita complessi seguendo le norme ISO Metodologia di calcolo per le emissioni GHG risparmiate dal processo di preparazione per il riutilizzo Dai risultati dell analisi LCA è possibile estrapolare il risultato specifico relativo al Global warming potential che potrà essere utilizzato come proxy ambientale. Infatti questa categoria di impatto è utile nelle valutazioni relative al contributo che i processi produttivi apportano al cambiamento climatico e come eventualmente contribuiscono a diminuire gli impatti. Tale proxy viene anche utilizzata nelle valutazioni degli impatti di alternative di gestione dei rifiuti e può essere utilizzata anche per una quantificazione economica del vantaggio ambientale che una modalità di gestione comporta rispetto ad un altra e che può essere riconosciuta dal gestore del servizio gestione rifiuti locale. A valle di questo studio LCA, è possibile effettuare una stima indicativa della quantità di CO 2 equivalenti risparmiate per tonnellata di rifiuto avviato a operazioni di preparazione per il riutilizzo dal gestore del Centro di Riuso. Per ciascun oggetto rappresentativo delle macrocategorie si valuta la differenza tra il GWP espresso come CO 2 equivalenti dei due scenari normalizzati ad 1 kg e successivamente si moltiplica tale delta per la quantità totale di rifiuto intercettato annualmente in ciascuna categoria. Occorre assumere però che il delta sia uguale per tutti gli oggetti che rientrano nella macrocategoria. La somma delle differenze rilevate per tutte le macrocategorie consente di stimare il risparmio annuo di emissioni climalteranti espresso come CO 2 equivalente a seguito dell attività di preparazione per il riutilizzo effettuata dalla Cooperativa Insieme. I risultati di questo calcolo, relativi all anno 2014 (12 mesi) di gestione del centro di Riuso di Grisignano e quelli relativi ai mesi dic 2014-giugno 2015 (7 mesi) di gestione del Centro d Riuso di San Benedetto del Tronto sono riportati nei fogli Emissioni GHG della deliverable D C2.5 Environmental dataset report (file excel). I risultati mostrano che il trattamento (preparazione per il riutilizzo) delle circa 249 tonnellate di materiale presso il Centro di Riuso di Grisignano ha comportato il risparmio di circa 329 tonn di CO2 equivalenti nell anno A tale risultato contribuiscono per circa il 28% l avvio a riutilizzo di libri, per il 20% di oggettistica, per circa il 14% di mobili ingombranti, per il 9% di materassi e reti e per l 8% di RAEE. Per quanto riguarda il Centro di Riuso di San Benedetto del Tronto i risultati mostrano che a fronte delle circa 6,1 tonnellate di rifiuti transitati presso il Centro si è avuto un risparmio di circa 36 tonnellate di CO2 equivalenti. A tale risultato contribuisce principalmente (per il 73%) l avvio al riutilizzo dei RAEE che sono circa il 26% del materiale intercettato, per il 14% di materassi e reti (11% del materiale intercettato), per il 7% di mobili ingombranti che

17 17 rappresentano il 33% del materiale intercettato, per il 2% di beni ingombranti (12% del materiale intercettato).