Neutralità carbonica: l'applicazione dell'analisi LCA nella progettazione sostenibile degli edifici

Obiettivi di neutralità carbonica dell'Unione Europea e il ruolo dell'edilizia

Per raggiungere gli obiettivi di neutralità carbonica dell'Unione Europea entro il 2050, l'edilizia gioca un ruolo cruciale.

La Life Cycle Assessment (LCA) è uno strumento utile per misurare l'impatto ambientale di edifici e prodotti da costruzione lungo l’intero ciclo di vita, incluse le emissioni di gas serra. Questo strumento trova diverse applicazioni nel settore edilizio. In Italia, l'adozione della LCA nell'edilizia è ancora limitata, ma un framework nazionale di riferimento potrebbe promuoverne l'uso diffuso.

Per raggiungere gli obiettivi di neutralità carbonica dell’Unione Europea entro il 2050, occorre un drastico taglio delle emissioni di gas ad effetto serra (GHG) in tutti i settori economici. Tra questi, l’edilizia e il settore immobiliare rappresentano settori chiave. In Italia, gli edifici non sono solo il settore più energivoro ma anche il secondo per emissioni, contribuendo al 27 % delle emissioni nazionali. Per decarbonizzare l’ambiente costruito è necessario implementare soluzioni di efficientamento energetico, installare sistemi di riscaldamento e raffrescamento efficienti alimentati da fonti energetiche rinnovabili, migliorare circolarità ed efficienza di componenti edilizi e materiali lungo tutta la catena di valore.

A livello europeo, il pacchetto Clean Energy prevede una serie di iniziative cruciali nel settore edilizio, tra cui la proposta di revisione della Direttiva sulla Prestazione Energetica degli Edifici (EPBD), approvata dal Parlamento europeo a marzo 2023. Questa revisione stabilisce requisiti minimi di prestazione per nuovi edifici e ristrutturazioni, oltre a una metodologia armonizzata per il calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici.

Inoltre, introduce un approccio incentrato sulla riduzione delle emissioni di gas serra (GHG) degli edifici non solo durante la fase di utilizzo, ma durante il loro intero ciclo di vita, con l'obbligo di quantificare le emissioni totali (whole-life carbon, WLC) per i nuovi edifici a partire dal 2030. Questo rappresenta il primo passo di una roadmap che guiderà gli stati membri dell'Unione Europea verso una valutazione e una limitazione delle emissioni di gas serra lungo tutto il ciclo di vita degli edifici.

Le emissioni di GHG nel corso dell'intero ciclo di vita di un edificio, note come "whole-life carbon" (WLC), derivano dalla somma delle emissioni di GHG durante la fase di utilizzo (note come "operational carbon" o OC) e le emissioni di GHG (dette "embodied carbon" o EC) associate ai materiali da costruzione, ai processi di costruzione e demolizione, e alla gestione dei rifiuti generati dalle operazioni di costruzione e demolizione (C&D) al termine della vita utile dell'edificio.

Strategie per la decarbonizzazione dell'edilizia

Fino a ora, gli sforzi nei vari Stati membri dell'UE si sono concentrati principalmente sulla riduzione dei consumi energetici durante la fase di utilizzo degli edifici, poiché questa rappresenta la principale fonte di emissioni di GHG. Le misure di efficienza energetica e l'adozione di fonti di energia rinnovabile nella fase di utilizzo hanno notevolmente ridotto la domanda di energia e, di conseguenza, le emissioni di operational carbon degli edifici. In Italia, nonostante un aumento dei consumi, le emissioni legate agli edifici sono diminuite dell'11% rispetto al 19901.

Tuttavia, con il miglioramento dell'efficienza energetica degli edifici (e la conseguente riduzione dell'operational carbon), l'importanza relativa dell'embodied carbon sulle emissioni totali degli edifici (WLC) aumenta. Pertanto, alcuni Stati membri dell'UE, tra cui Danimarca, Finlandia, Francia, Paesi Bassi e Svezia, hanno già avviato politiche nazionali per quantificare e limitare le emissioni di WLC per i nuovi edifici, stabilendo limiti sulle emissioni di GHG.

Per attuare tali politiche, è essenziale mettere a disposizione di progettisti, amministratori e consulenti uno strumento standardizzato e trasparente per misurare le emissioni durante l'intero ciclo di vita degli edifici, al fine di orientare le decisioni progettuali verso l'ottica della sostenibilità. Gli strumenti introdotti in questi Stati membri si basano sulla metodologia della Life Cycle Assessment (LCA), già ampiamente utilizzata in altri settori, compreso quello industriale.

Il ruolo della Life Cycle Assessment (LCA) in edilizia

La LCA è una metodologia standardizzata, regolata dalle norme ISO 14040 e ISO 14044, utilizzata per stimare gli impatti ambientali di prodotti, processi e sistemi lungo l’intero ciclo di vita. Questo ciclo inizia con l'estrazione delle materie prime, prosegue con la produzione, la distribuzione, l’uso, e termina con la fase di dismissione e fine vita del sistema in oggetto.

In sintesi, uno studio LCA consiste nella creazione di un modello del sistema da analizzare, suddividendolo in diverse fasi.

Per ciascuna di queste fasi, vengono registrati e quantificati gli input (consumo di materie prime, energia, acqua) e gli output (prodotti, rifiuti, reflui e emissioni atmosferiche). Sulla base di questi dati di input e output, la LCA calcola gli impatti ambientali associati attraverso l'utilizzo di specifici fattori di caratterizzazione. Il risultato consiste in una serie di indicatori di impatto potenziale, tra cui il Global Warming Potential (GWP), i potenziali di acidificazione ed eutrofizzazione, nonché l'uso di acqua, energia e risorse. Questi impatti sono espressi in relazione a un'unità di riferimento specifica, che varia in base alla finalità dell'analisi. Ad esempio, se si sta valutando una vernice, l'unità di riferimento potrebbe essere 1 kg di vernice se si analizza un singolo prodotto o 1 m2 di superficie muraria imbiancata se si confrontano diverse vernici tra loro.

Nel campo dell’edilizia e dell’immobiliare, la LCA consente stimare e comunicare in modo chiaro l’impatto complessivo di prodotti da costruzione e edifici durante l’intero ciclo di vita. Questa metodologia non solo permette di calcolare le emissioni di gas serra (WLC), ma valuta anche una vasta gamma di altri impatti ambientali. Attualmente, la LCA trova molteplici applicazioni in questi settori.

1. Le dichiarazioni ambientali di prodotto (Environmental product declaration, EPD), prodotte con studi LCA, costituiscono uno strumento standardizzato, sintetico e trasparente che i produttori utilizzano per comunicare le informazioni ambientali relative ai prodotti da costruzione e materiali lugo il loro ciclo di vita. Queste dichiarazioni si basano sugli standard ISO 14025 ed EN 15804 (specifico per i prodotti edilizi). La creazione di una EPD da parte del produttore segue regole specifiche per ciascuna categoria di prodotto, dette “Product Category Rules” (PCR), che vengono pubblicate da Program Operator internazionali (in Italia, ad esempio, EPDItaly). Successivamente la EPD è sottoposta a verifica di ente terzo accreditato.
   I dati ambientali contenuti nelle EPD sono di grande utilità per i professionisti, in quanto possono essere impiegati per soddisfare requisiti di appalti pubblici e privati. In Italia, i Criteri Ambientali Minimi (CAM) per l’affidamento di servizi di progettazione e di lavori per interventi edilizi (DM del 23/6/2022 n. 256) promuovono l'utilizzo delle EPD per valutare diverse informazioni ambientali. Questo semplifica il processo di verifica della conformità del progetto ai CAM da parte delle stazioni appaltanti.

Inoltre, durante la fase di progettazione di edifici, le EPD relative ai materiali da costruzione forniscono dati primari essenziali per condurre studi LCA comparativi. Ciò aiuta a selezionare in modo obiettivo il prodotto più adatto per una specifica soluzione progettuale (ad esempio, decidere tra cemento armato e legno lamellare).

Approfondisci: Analisi del ciclo di vita (LCA) e dichiarazioni ambientali di prodotto (EPD)
L'analisi del ciclo di vita (Life-Cycle Assessment) è uno strumento per analizzare i carichi energetici e gli impatti ambientali associati alle varie fasi dell'intero ciclo di vita di un prodotto: dalla culla alla tomba (dall'estrazione delle materie prime alle fasi di trasformazione, produzione, distribuzione, uso e infine dismissione o riciclo).

Tuttavia, è importante notare che durante le analisi comparative occorre prestare particolare attenzione, poiché le EPD di prodotti diversi non sono sempre direttamente confrontabili, a causa delle differenze tra le diverse PCR. Inoltre, ciascun Program Operator può adottare le proprie PCR. Attualmente manca una standardizzazione a livello europeo e globale in questo contesto.

2. Inoltre, numerosi programmi di certificazione volontaria degli edifici, sia pubblici (come Level(s)) che privati (come LEED, BREEAM, DGNB, ecc.), includono requisiti che implicano l'esecuzione di analisi LCA. Questi programmi volontari sono principalmente adottati da proprietari e sviluppatori immobiliari al fine di evidenziare le prestazioni ambientali superiori dei loro edifici rispetto a quelli presenti sul mercato, aumentando così il valore immobiliare. Questi programmi valutano una vasta gamma di criteri di sostenibilità degli edifici, che spaziano dal comfort interno alla sostenibilità del cantiere, all'uso efficiente di materiali, acqua ed energia, e definiscono infine un punteggio sintetico complessivo. Alcuni di questi programmi di certificazione assegnano punti aggiuntivi ai progetti che conducono una valutazione della whole-life carbon (WLC) dell'edificio, che eseguono una LCA dell'edificio (ad esempio BREEAM) o che utilizzano un numero minimo di prodotti edilizi dotati di EPD (ad esempio LEED).

Vengono valutati diversi criteri di sostenibilità degli edifici, dal comfort interno, alla sostenibilità del cantiere, all’uso efficiente di materiali, acqua ed energia, e si arriva alla definizione di un punteggio sintetico complessivo. Alcuni schemi di certificazione attribuiscono punti ai progetti che effettuano una valutazione della WLC dell’edificio, eseguono una valutazione LCA dell’edificio (es. BREEAM) o utilizzano un certo numero di prodotti da costruzione dotati di EPD (es. LEED).

3. Nel corso delle diverse fasi del processo edilizio, dalla progettazione alla dismissione, la LCA costituisce uno strumento decisionale prezioso per confrontare l’impatto ambientale di diverse opzioni progettuali lungo l’intero ciclo di vita di un edificio. Ad esempio, l'adozione di un particolare materiale isolante potrebbe comportare una significativa riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas serra (operational carbon) durante la fase di utilizzo, ma potrebbe richiedere una maggiore quantità di energia (embodied carbon) per la sua produzione rispetto a un altro materiale isolante. Solo attraverso una valutazione completa della whole-life carbon (WLC) tramite uno studio LCA è possibile identificare la soluzione ottimale dal punto di vista delle emissioni di gas serra durante la fase di progettazione.

In alcuni stati membri, attualmente sono richiesti studi LCA durante la fase di progettazione degli edifici. Ad esempio, Paesi come Olanda, Danimarca e Francia hanno introdotto limiti alle emissioni di GHG per i nuovi edifici, mentre Finlandia e Svezia stanno sviluppando politiche analoghe. In questi paesi, sono stati istituiti framework nazionali di riferimento che definiscono metodologie specifiche, banche dati nazionali e software di riferimento per condurre studi LCA. In Italia, i CAM per l’edilizia pubblica prevedono un punteggio premiante per i progetti che dimostrano miglioramenti delle prestazioni ambientali attraverso uno studio LCA. Tuttavia, al momento manca in Italia un framework di riferimento con una metodologia armonizzata a cui i professionisti possano fare riferimento per condurre studi LCA in fase di progettazione, rendendo quindi complessa l'applicazione del criterio premiante.

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• Criticità e opportunità per l’applicazione della LCA nella progettazione sostenibile degli edifici 
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