Corso Base di Valutazione del Ciclo di Vita

1. Corso Base di Valutazione del Ciclo di Vita Introduzione alla metodologia LCA Francesca Cappellaro Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

2. OBIETTIVI DEL SEMINARIO L’LCA è una metodologia per l’ identificazione e la valutazione degli impatti ambientali di un prodotto o servizio. Il corso fornisce un'introduzione al concetto di “ciclo di vita” e guida l'utente nella realizzazione di una LCA di base e nella comprensione dei suoi risultati. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

3. CONTENUTI • Il problema ambientale • Introduzione alla LCA • Come realizzare una LCA • Interpretazione risultati • Utilizzo dei risultati Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

4. Il problema ambientale Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

5. Gli impatti ambientali Eccessiva concentrazione/esposizione a sostanze chimicheEffetti sulla salute umana ed eco-tossicità. Smog→ CO2, PM10, NOX, SOX Effetto serra→ Cambiamenti climatici Smog estivo o fotochimico → Idrocarburi, NOx eccesso di ozono LOCALE REGIONALE Eutrofizzazione → Eccesso di fertilizzanti Diminuzione della biodiversità CONTINENTALE GLOBALE Buco nell’ozono→ Radiazione solare più dannosa Piogge acide→ Danni alle foreste

6. Consumo risorse → ESAURIMENTOun esempio: l’acqua • Oggi 1 miliardo e mezzo di persone non ha accesso all’acqua potabile • Tra 20 anni saranno 3 miliardi! soltanto il 3% dell’acqua sulla Terra è potabile il 2,7% viene utilizzata per l’agricoltura e l’industria; sul restante 0,3% si sta scatenando una corsa sfrenata

7. Come ridurre gli impatti ambientali? TRATTAMENTO ALLO SCARICO • E’ la soluzione “end of pipe” (allo scarico) • Ridurre gli impatti allo scarico con filtri, trattamenti chimici o combustione è una soluzione poco “sostenibile”. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

8. Come ridurre gli impatti ambientali? TECNOLOGIE PULITE • E’ meglio rendere il processo più pulito e più efficiente • Occorre ridurre gli impatti ambientali causati dai processi produttivi attraverso soluzioni che prevengono la formazione degli inquinanti. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

9. Come ridurre gli impatti ambientali? SOLUZIONI “ORIENTATE AL PRODOTTO” • I principaliimpattiambientali non derivano solo dallafaseproduttiva • Occorreagiresull'interociclodi vita • Adottaresoluzioni orientate al prodotto Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

10. La politica ambientale orientata al prodotto • Dal 2003 l’Unione Europea considera questa politica come parte integrale della Strategia per lo Sviluppo Sostenibile. • Le Politiche Integrate di Prodotto (IPP) hanno: • introdotto strumenti di politica industriale (interventi sul mercato: GPP, etichette ambientali) • promosso strumenti tecnici (che consentano di valutare se e quanto un prodotto è “verde”) • indicato l’LCA come lo strumento tecnico principale. • Nel 2006 con il Piano d’Azione per la Produzione e Consumo Sostenibile (PCS) viene confermata l’importanza dell’approccio al prodotto come strategia per attuare lo sviluppo sostenibile. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

11. Drivers per la sostenibilità ambientale • Lo sviluppo sostenibile e le politiche ambientali internazionali richiedono la riduzione degli impatti ambientali associati a materiali, prodotti e servizi • Mercato sempre più sensibile alle tematiche ambientali e responsabilità del produttore • L’ambiente è percepito come opportunità di cambiamento di prodotti e servizi e un fattore di competitività, piuttosto che un vincolo e una limitazione allo sviluppo. Per approfondire: Corso “Politiche dell'Unione Europea per lo sviluppo di prodotti verdi” Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

12. Temi ambientali chiave • cambiamenti climatici • creazione di una economia a basse emissioni di CO2 • utilizzo sostenibile ed efficace delle risorse naturali, dell'energia e dei materiali • riduzione delle sostanze pericolose “Orientare la produzione e i consumi verso i principi dello sviluppo sostenibile” Occorrono strumenti che attestino le qualità ambientali dei prodotti in un ottica di ciclo di vita Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

13. Introduzione alla LCA L’LCALife Cycle Assessment è la metodologia per la Valutazione del Ciclo di Vita dei prodotti. L’LCA studia gli aspetti ambientali di un prodotto attraverso le varie fasi della sua vita, dalla “culla” alla “tomba”. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

14. L’approccio di ciclo di vita • Si sposta l’attenzione dal processo produttivo al prodotto stesso • Gli impatti ambientali da considerare e sui quali agire non sono solo quelli relativi alla fase di produzione ma anche quelli associati alle attività a monte e a valle  non si spostano le criticità ambientali da una componente ad un’altra. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

15. Dalla culla alla tomba Fonte: Danish Environmental Protection Agency Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

16. I dati per l’LCA • Il ciclo di vita considera tutti i processi relativi al funzionamento di un prodotto: dall’estrazione delle materie prime attraverso la produzione, l’uso ed il mantenimento del prodotto fino al riutilizzo e smaltimento di tutti i rifiuti finali. • Gli impatti ambientali attraverso l’intero ciclo di vita sono rappresentati da tutte le sostanze prelevate dall’ambiente (Input) e dalle emissioni nell’ambiente (Output). Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

17. Che cos’è l’LCA Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

18. La valutazione degli impatti La LCA valuta gli impatti utilizzando diverse categorie di impatto, che descrivono gli effetti sull’ambiente di prodotti e servizi sull’intero ciclo di vita Gli impatti vengono valutati attraverso l’identificazione e la quantificazione di dati quantitativi relativi a: • consumi di materia • consumi di energia • produzione di rifiuti • emissioni (in aria, acqua e suolo) Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

19. I risultati dell’LCA sono utili per… • descrivere l’impatto ambientale complessivo di un prodotto; • confrontare gli impatti ambientali di prodotti differenti aventi la stessa funzione; • identificare lo stadio del ciclo di vita di un prodotto con un maggiore impatto dal punto di vista ambientale; • supportare la progettazione di nuovi prodotti o servizi; • indicare le strategie da adottare per un miglioramento ambientale. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

20. La definizione di LCA "è un procedimento oggettivo di valutazione di carichi energetici ed ambientali relativi ad un processo o un’attività, effettuato attraverso l’identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente". SETAC, 1993 Serie ISO 14040 Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

21. L’LCA e la standardizzazione ISO 14040 La Valutazione del Ciclo di Vita può essere effettuata in innumerevoli modi. La standardizzazione risponde alla richiesta di "affidabilità, accessibilità e rappresentatività" dei dati e dei risultati. La serie ISO 14040 è lo standard che descrive la LCA. • UNI EN ISO 14040:2006 "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Principi e quadro di riferimento"Fornisce in un quadro generale delle pratiche, le applicazioni e le limitazioni dell'LCA • UNI EN ISO 14044:2006 "Gestione ambientale - Valutazione del ciclo di vita - Requisiti e linee guida"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. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

22. Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione Interpretazione dei risultati Analisi dell’inventario Valutazione dell’impatto Come realizzare un’LCA 4 FASI Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

23. Definizione dell’obiettivo e del campo di applicazione Occorre stabilire: le applicazioni previste e i destinatari dello studio In questa fase occorre stabilire a quali necessità si vuole rispondere: • Confronto di prodotti o relazione tra il proprio prodotto con uno standard (es. un’etichettatura ambientale)? • Miglioramento di un prodotto dal punto di vista ambientale o progettazione di un nuovo prodotto? • Rispondere a domande strategiche riferite alla posizione della propria impresa nel mercato oppure ottenere informazioni sul prodotto? Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 23

24. Confini iniziali del sistema Prima di iniziare lo studio è necessario: • definire i processi che fanno parte del ciclo di vita del sistema analizzato • individuare le omissioni di fasi, processi o dati.  Tutti i dati devono essere riferiti all’unità funzionale. Requisiti di qualità dei dati • Nello studio di LCA occorre indicare: • Fattori relativi a tempo, fattori geografici e tecnologici • Precisione, completezza e rappresentatività dei dati • Coerenza e riproducibilità dei metodi per la raccolta dati • Fonti dei dati e loro rappresentatività • Incertezza dell'informazione Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

25. Confini del sistema Estrazione & lavorazionematerie prime “Cradle to gate” “Gate to gate” Produzione+assemblaggio Uso e manutenzione Finevita Riuso - RiciclaggioRecupero energeticoSmaltimento in discarica “Cradle to grave” cradle to gate dall’estrazione delle materie prime fino alla produzione e all’assemblaggio del prodotto nell’azienda che lo immette sul mercato gate to gatesi considera solo ciò che sta all’interno dei “cancelli dell’azienda”, escludendo gli approvvigionamenti e la distribuzione del prodotto finito cradle to grave dall’estrazione delle materie prime fino al ritorno alla terra sotto forma di rifiuti o rilasci gate to grave: include le fasi relative alla distribuzione, uso e smaltimento a fine utilizzo Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

26. Alcuni concetti: UNITÀ FUNZIONALE misura delle prestazioni funzionali degli output del mio “sistema prodotto” (ciò che sarà confrontato) Esempio: LCA Bottiglia in PET vs Bottiglia in vetro Unità funzionale: acqua minerale consumata in Italia annualmente per ogni persona (172 litri/persona) FLUSSO DI RIFERIMENTO quantità di prodotto necessaria per soddisfar la funzione dell’unità funzionale (è utilizzato nell’inventario) Esempio: 115 bottiglie PET contenenti 1,5 litri di acqua ognuna / 172 bottiglie contenenti 1 litro di acqua ciascuna Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 26

27. Analisi di Inventario (LCI) L’inventario (Life Cycle Inventory) è una lista di tutti i flussi materiali in ingresso ed uscita dalle unità di processo di cui è composto il sistema. • In questa fase: • Definizione del diagramma di flusso • Reperimento dei dati • Regole/problemi di allocazione degli impatti • Gestione dei dati raccolti (utilizzo di software dedicati) È il cuore della LCA e richiede molto tempo L’attendibilità dei risultati dello studio dipenderà dai dati utilizzati in questa fase (documentazione) Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 27

28. Diagramma di flusso Rappresentazione qualitativa grafica di tutti i processi rilevanti coinvolti nel ciclo di vita del sistema studiato. Il principale obiettivo del diagramma di flusso del processo è quello di offrire una visione dei processi ed interventi ambientali più rilevanti. Per costruire il diagramma di flusso del processo: • cominciare il diagramma di flusso con i processi di produzione del prodotto principale • aggiungere le fasi precedenti e successive (risorse, componenti, consumo e rifiuti) • combinare i processi o suddividerli dove appropriato. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

29. ESEMPIO:Diagramma di flusso per la produzione di una bottiglia d’acqua minerale Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

30. Dove raccogliere i dati? Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

31. Allocazione • Spesso i dati non si riferiscono al singolo prodotto, ma sono più generici, relativi al processo produttivo. • Occorre effettuare un’allocazione degli impatti Esempio di allocazione sulla base della massa. Processo di produzione di bottiglie in PET: iniezione di forme • Dati disponibili: consumo di elettricità del processo/anno • Il processo produce differenti tipi di forme. • Il flusso di riferimento è 115 bottiglie in PET contenenti 1.5 litri di acqua Il consumo energetico relativo al flusso di riferimento è: consumo annuale di elettricità x (peso di 115 bottiglie in PET/ peso totale delle bottiglie in PET prodotte in un anno) Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

32. Gestione dei dati raccolti • Trasformare i dati raccolti in una forma conveniente per l'elaborazione • Calcolare le quantità specifiche di tutti i componenti usati nel sistema • Sommare gli impatti ambientali • Software dedicati • Hanno processi già implementati • Database specifici di LCA: materiali, combustibili e sistemi di trasporti, e i sistemi di gestione dei rifiuti.  • I risultati sono tabelle in cui i dati di input e output sono rappresentati da flussi di sostanze elementari. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

33. Valutazione degli impatti (LCIA) Lo scopo è valutare la portata di potenziali impatti ambientali mediante l’uso dei risultati ottenuti dall’Analisi d’Inventario, La LCIA (Life Cycle Impact Assessment) trasforma ogni flusso di sostanza della tabella d’inventario in un contributo agli impatti stessi L’impatto è rappresentato da una serie di parametri che definiscono il comportamento ambientale del prodotto E’ una valutazione relativa perchè quantificata rispetto all’unità funzionale. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 33

34. INVENTARIO CLASSIFICAZIONE CARATTERIZZAZIONE VALUTAZIONE CO2 CH4 CFC N2O GWP Riscaldamento globale Individuazione di un unico parametro che definisce il comportamento ambientale di un sistema prodotto (OPZIONALE) Assottigliamento dello strato di ozono CH3Br ODP NH3 NOx SOx Acidificazione AP NH4+ Eutrofizzazione NP Calcolo della valutazione degli impatti Tutti i dati d'inventario, in ingresso ed in uscita, vengono messi in relazione con gli impatti ambientali e valutati. DIAGRAMMA DI FLUSSO Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

35. Fasi della Valutazione degli Impatti Categorie di Impatto • Risorse • Esaurimento delle risorse • Esaurimento dell’energia • Impatti globali • Riscaldamento globale • Distruzione dello strato di Ozono • Impatti regionali e locali • Acidificazione • Eutrofizzazione • Formazione di ossidanti fotochimici • Tossicità umana • Ecotossicità acquatica e terrestre Profilo ambientale • Classificazione • Caratterizzazione • Normalizzazione Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 35

36. Dall’inventario agli impatti: Alcune sostanze contribuiranno ad una sola categoria d’impatto, mentre altre potranno influire su più categorie: • Meccanismi paralleli (le emissioni di SOx contribuiscono sia alla salute umana che all’acidificazione, quindi andranno allocate tra queste due categorie); • Meccanismi in serie (le emissioni di NOx possono contribuire sia all’acidificazione che alla formazione di ozono a livello del suolo, in sequenza  il flusso totale sarà assegnato ad entrambe queste categorie) Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

37. Fattore di Caratterizzazione Esempio. Il CH4 è un gas serra peggiore del CO2. La categoria d'impatto "riscaldamento globale" utilizza di solito come unità di riferimento i kg di CO2. Pertanto il fattore di caratterizzazione per la CO2 è 1, mentre per es. per il CH4 è 21. Questo significa che 1 kg di CH4 ha lo stesso impatto di 21 kg di CO2. All’interno di ogni classe viene eseguita la somma dei valori pesati. Quantifica l’effetto di una stessa sostanza sui vari problemi ambientali è differente. La quantità di ciascun fattore d’impatto viene moltiplicata per un fattore di peso che misura l’intensità dell’effetto della specifica sostanza sul problema ambientale. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 37

38. ESEMPIO 1 Il GWP (Global Warming Potential) è l’impatto per il riscaldamento globale, rappresentato dai Kg di CO2 equivalenti. Tutti i GAS SERRA (GHG) contribuiscono a questo impatto in base alla quantità emessa e al loro fattore di caratterizzazione Sommando tutti i contributi si ottiene il PROFILO AMBIENTALE per il solo GWP. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

39. ESEMPIO 2 Emissioni di NOx (Dati di emissione da inventario) x (fattore di caratterizz.) = kg …eq Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

40. Profilo ambientale FASI Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

41. Normalizzazione e Ponderazione La normalizzazione e la ponderazione sono elementi opzionali della LCA. Sono utili per facilitare l'interpretazione dei risultati: • Comprendere l’importanza relativa di ogni indicatore d’impatto • Fornire indicazioni sulla significatività degli impatti • sono elementi opzionali utili per facilitare l'interpretazione dei risultati • è essenziale che queste azioni siano documentate in modo trasparente Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 41

42. Normalizzazione • I risultati normalizzati sono utili per rispondere a domande • "Quanta parte del deterioramento ambientale di una determinata area è attribuibile al sistema prodotto oggetto dello studio? " • “Il nuovo sistema di prodotto è ambientalmente più sostenibile del vecchio?". I valori ottenuti per ciascun impatto ambientale vengono rapportati ad un riferimento (che deve essere lo stesso per tutte le categorie). Ad esempio: • Il valore delle emissioni totali o relativo all’uso di risorse in una certa area (estensione mondiale, regionale, nazionale, locale) • Il valore delle emissioni totali o relativo all’uso di risorse in una certa area per abitante. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 42

43. Ponderazione In alcuni casi è preferibile avere un unico punteggio piuttosto di una serie di valori che possono risultare difficili da confrontare. Questo è particolarmente vero nel caso in cui due o più prodotti hanno profili ambientali molto differenti. • I metodi di ponderazione stabiliscono dei “pesi” per ciascun impatto ambientale. • Moltiplicando i valori della caratterizzazione per il rispettivo peso e sommando i valori così ottenuti si ottiene un indice adimensionale dell’IMPATTO TOTALE. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 43

44. Esempio: il Metodo Eco-indicator ’99 Il metodo Eco-indicator 99 si basa su pareri di un gruppo di esperti, ha come indice ECO 99, e adotta queste priorità. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 44

45. 4. Interpretazione dei risultati • In questa fase i risultati vengono controllati e valutati per verificarne la coerenza con gli obiettivi e il campo d'applicazione • Occorre garantire che lo studio sia completo. • I risultati di questa fase sono conclusioni, raccomandazioni e rapporti indirizzati a coloro che debbono prendere le decisioni. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

46. Alcune considerazioni: L'interpretazione dei risultati di un LCA non è semplice: richiede una grande esperienza ed attenzione. Spesso è necessario fare assunzioni, stime, e prendere decisioni che si basano su opinioni personali o dei soggetti decisori coinvolti. In alcuni casi, potrebbe non essere possibile affermare che un'alternativa è migliore delle altre a causa dell'incertezza dei risultati finali  non abbiamo sprecato tempo! LCA fornisce comunque ai decisori una miglior comprensione degli impatti sull'ambiente e sulla salute associati ad ogni soluzione presa in esame dallo studio Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA 46

47. A cosa serve l’LCA? Le informazioni di uno studio di LCA possono fornire informazioni utili a comprendere “i pro e i contro” di un prodotto da un punto di vista ambientale: • Confrontare gli impatti con altri prodotti • Sviluppo e miglioramento di prodotto • Ottenere una etichetta o una certificazione di prodotto Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

48. 1. LCA per confrontare i prodotti Confronto del consumo di energia 1 MJ ≈ ≈ L’LCA consente di paragonare gli effetti ambientali complessivi di due prodotti diversi con funzioni similari. Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

49. ESEMPIO: Confronto tra gli alimenti per persona e per settimana unità funzionale=MJ/person/week Carne Latte Pane Cereali Patate Verdure Pesce Altre verdure Altri alimenti Bevande Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA

50. 2. LCA per lo sviluppo e miglioramento di prodotto: ECODESIGN • “L’ecodesign o eco-progettazione • è la considerazione dei fattori ambientali • nella progettazione e • nello sviluppo di prodotti e servizi.” • Per approfondire l’ECODESIGN si veda: • Seminario on-line CORSO BASE DI ECODESIGN • Corso on-line: http://192.107.92.31/fadivgen2/index.asp Corso Base di Life Cycle Assessment - LCA