Pubblicato il libro “Waste Flows Generated by the Energy Transition”
Ecco il primo prodotto del progetto a tema “Rifiuti della transizione energetica”, frutto della collaborazione tra il gruppo di ricerca AWARE e il centro studi MatER (Materia ed Energia dai Rifiuti). Il progetto, di durata triennale, vuole investigare il destino dei rifiuti generati in Italia dalla transizione energetica.
Le tecnologie che sfruttano le fonti rinnovabili sono centrali nella transizione energetica, ma cosa succede quando queste arrivano a fine vita? Uno dei falsi miti più diffusi è che non sia possibile riciclarle e costituiscano un problema ambientale. Si sente dire spesso che le pale eoliche finiranno tutte in discarica o abbandonate nei deserti, che le batterie al litio siano impossibili da smaltire, o che i pannelli fotovoltaici accumulino e rilascino elementi tossici. Ma è davvero così?
Nel primo work package del progetto, abbiamo provato a fare il punto, analizzando lo stato dell’arte delle tecnologie di recupero e riciclo, con focus sul contesto europeo e, in particolare, su quello italiano, in termini di assetto normativo e parco impiantistico, analizzando quattro flussi di rifiuti legati alla transizione energetica: batterie al litio (per veicoli elettrici e accumulo energetico), motori elettrici, pannelli fotovoltaici e pale eoliche in materiali compositi.
Da qui nasce un libro snello ma denso di contenuti: Waste Flows Generated by the Energy Transition – Regulatory Framework, Recovery Technologies and Plant Infrastructures, edito da Springer Nature nella collana PoliMI SpringerBriefs.
📉 Le tecnologie per il riciclo esistono ma non tutte sono ancora mature o diffuse su larga scala. In alcuni casi l’infrastruttura industriale è ancora limitata e ci sarà la necessità di colmare il gap impiantistico per affrontare i flussi in arrivo nel prossimo futuro. Serve quindi investire in ricerca, innovazione e infrastrutture ma serve anche un quadro normativo coerente e a supporto degli obiettivi di economia circolare.
🪨 Un altro punto chiave è il recupero di materie prime critiche (CRMs): dal litio al cobalto, dalle terre rare al rame, molti dei materiali usati in queste tecnologie sono essenziali per la transizione e la sicurezza energetica dell’Europa. Grazie al riciclo possono essere, almeno in parte, recuperati. Il riciclo diventa così non solo una necessità ambientale, ma anche una leva strategica per la sicurezza dell’approvvigionamento.
♻️ La transizione energetica è spesso raccontata come la chiave per un futuro sostenibile, ma ci sono aspetti meno visibili e meno discussi che rimangono cruciali. Se vogliamo che la transizione sia davvero sostenibile, serve affrontare anche il capitolo dei rifiuti.
Questo libro è il nostro contributo per capire dove siamo e dove possiamo (realisticamente) andare. Si rimanda alla pagina ufficiale della Springer per la lettura gratuita del frontespizio e l’eventuale acquisto del libro.
È appena stato pubblicato un nuovo articolo sulla rivista Renewable and Sustainable Energy Reviews che discute in senso ampio la sostenibilità ambientale dei parchi eolici offshore galleggianti.
La pubblicazione “Making eco-sustainable floating offshore wind farms: Siting, mitigations, and compensations” è disponibile al seguente link.
Graphical abstract
L’energia eolica è riconosciuta tra le risorse rinnovabili più promettenti per la transizione energetica e il fatto che le turbine eoliche possano essere installate su strutture di fondazione galleggianti permetterà il loro posizionamento in zone con fondali di profondità sempre maggiori ed eventualmente più lontane dalla costa. Sebbene questa possibilità porti a dei vantaggi in termini di produttività dei parchi eolici e di riduzione dell’impatto paesaggistico, la comprensione ancora limitata degli impatti sugli ecosistemi e le preoccupazioni per i conflitti nell’uso dello spazio marittimo (ad esempio, per la pesca) potrebbero portare a un approccio precauzionale che ne limita lo sviluppo.
Con queste premesse, l’articolo presenta le caratteristiche degli habitat potenzialmente interessati da queste installazioni e definisce un insieme di criteri standardizzati applicabili durante il processo di autorizzazione, al fine che la Valutazione d’Impatto Ambientale (VIA) supporti effettivamente una progettazione in grado di garantire il principio “Do No Significant Harm“.
La pubblicazione nasce dallo sforzo condiviso di diversi esperti che hanno apportato il loro specifico punto di vista sul tema; il contributo all’analisi di alcuni componenti del gruppo AWARE riguarda il ruolo della valutazione del ciclo di vita (LCA) al fine di ampliare ancora di più lo spettro dei potenziali impatti ambientali da indagare. Per approfondire questo specifico tema è sempre disposibile, in open access, l’articolo “Life cycle assessment of a floating offshore wind farm in Italy” che presenta uno studio di valutazione del ciclo di vita di un impianto eolico offshore di 190 turbine da 14,7 MW da installare su fondazioni galleggianti.
L’articolo appena pubblicato, concentrando il focus dell’analisi soprattutto su impatti non inclusi o non ancora ampiamente affrontati nelle LCA, conclude che un’adeguata localizzazione, un monitoraggio sistematico nonché azioni di mitigazione e compensazione possono ridurre al minimo le interazioni ambientali con gli ecosistemi, con effetti sull’ambiente trascurabili o addirittura positivi.
Analisi degli studi LCA su imballaggi monouso e riutilizzabili per il settore della ristorazione rilevanti ai fini della discussione sul nuovo regolamento europeo sugli imballaggi e i rifiuti da imballaggio
Over the last few months, as experts in Life Cycle Assessment (LCA), along with other researchers and professors, we have been engaged in academic (and beyond) discussions on the topic of PPWR – Packaging and Packaging Waste Regulation. Specifically, we focused on the role of life cycle assessments as a tool to support environmental decision-making. Out of these discussions arose the Open Letter, previously published here. The objective was to provide guidelines to policymakers, particularly members of the European Parliament, on what is scientifically and methodologically relevant in the field of LCA. We defined criteria that a study based on “Life Cycle Thinking” should meet to be considered reliable. We believe it’s crucial to inform policymakers on this matter, enabling them to make informed decisions regarding environmental issues, especially considering the potential environmental impacts of various policies.
Recently, several LCA studies on single-use and reusable packaging in the restaurant and take-away food sector have been published and considered in political discussions on proposed reuse targets in the draft regulation. In particular, studies commissioned by industrial players with specific interests, such as the “No Silver Bullet study” funded by McDonald’s and studies commissioned by the European Paper Packaging Alliance (EPPA), have received significant media coverage. As a follow-up to the letter, we conducted an analysis evaluating some LCA studies in light of the criteria outlined in the open letter, highlighting methodological weaknesses in some of the studies considered so far. The full analysis is available here.
As indicated by the color-coded system, the analyzed studies exhibit varying degrees of criticality. We want to emphasize that when considering studies that may involve conflicts of interest or other forms of bias, such as those funded by the industry, it is crucial to verify the robustness and transparency of the assumptions on which the study is based before evaluating its results.
ITA
Negli ultimi mesi, come esperti di Life Cycle Assessment (LCA), insieme ad altri ricercatori e professori, siamo stati coinvolti nella discussione accademica (e non solo) sul tema della PPWR – Packaging and Packaging Waste Regulation – e in particolare sul ruolo delle analisi del ciclo di vita come strumento di supporto alle decisioni in materia ambientale. Dalla discussione è nata l’Open letter che già avevamo pubblicato (qui). L’obiettivo era dare delle linee guida ai decisori politici, e in particolare ai membri del Parlamento Europeo su cosa fosse rilevante dal punto di vista scientifico e metodologico in materia di LCA: sono stati, quindi, definiti i criteri che uno studio basato sul “Life Cycle Thinking” dovrebbe avere per essere considerato attendibile. Riteniamo che su questo punto sia essenziale informare i politici in modo da consentire di prendere decisioni consapevoli in materia ambientale e in particolare tenendo conto dei potenziali impatti ambientali che le diverse politiche possono avere.
Recentemente, diversi studi LCA sul tema degli imballaggi mono-uso e riutilizzabili per il settore della ristorazione e del cibo da asporto sono stati pubblicati e presi in considerazione durante la discussione politica sui target di riutilizzo proposti nella bozza di regolamento. In particolare, alcuni studi commissionati da attori industriali con specifici interessi, come il “No Silver Bullet study” finanziato da McDonald’s e gli studi commissionati dalla European Paper Packaging Alliance (EPPA), hanno avuto grande copertura mediatica. Quindi, come follow-up alla lettera, è stata condotta un’analisi che valuta alcuni studi LCA alla luce dei criteri della lettera aperta ed evidenzia in quali punti risultino metodologicamente fragili alcuni studi che sono stati finora presi in considerazione. L’analisi estesa è disponibile qui (in inglese).
Come si può vedere dal codice colori, gli studi analizzati presentano delle criticità più o meno gravi. Ci preme sottolineare che nel caso si considerino studi per cui potrebbero esserci conflitti di interesseo altri tipi di condizionamento, ad esempio finanziati dall’industria, sia fondamentale verificare la robustezza e la trasparenza delle assunzioni su cui lo studio si basa prima di valutarne i risultati.
Risulta ormai chiaro che al fine di decarbonizzare il settore elettrico sia necessaria la crescita delle installazioni di impianti di produzione di energia rinnovabile; tuttavia, per valutarne la reale sostenibilità ambientale, è significativo analizzare le tecnologie di generazione elettrica da fonti rinnovabili anche in ottica di ciclo di vita. Nello specifico, la letteratura scientifica attualmente disponibile risulta essere ancora carente quando si tratta di analisi del ciclo di vita (LCA) di parchi eolici offshore, con turbine di grande taglia (oltre 15 MW) installate su strutture galleggianti, che rispecchiano i recenti sviluppi del settore e le attuali tendenze di mercato.
È stato recentemente pubblicato sulla rivista internazionale Sustainable Production and Consumption (Volume 39) l’articolo peer-review che riporta i dettagli dello studio LCA svolto per valutare i potenziali impatti ambientali associati all’intero ciclo di vita di un impianto eolico offshore galleggiante, la cui realizzazione al largo della Sicilia è attualmente in fase di autorizzazione. La pubblicazione è disponibile al seguente link.
Rimane, inoltre, accessibile la pubblicazione in italiano su Ingegneria dell’Ambiente (Volume 9, numero 3, anno 2022): scaricabile gratuitamente qui.
Nell’analisi sono state incluse le fasi di approvvigionamento dei materiali, trasporto dei componenti, assemblaggio e installazione con imbarcazioni specializzate, manutenzione durante la fase operativa, smontaggio e fine vita. Inoltre, l’analisi non è stata limitata alla turbina eolica decontestualizzata, ma sono stati inclusi anche gli altri componenti necessari alla realizzazione di un parco eolico in mare, con particolare attenzione per il sistema elettrico necessario per la trasmissione dell’energia prodotta, al fine di valutare quanto la complessità del sistema da implementare per installazioni lontane dalla costa, contribuisca ad aumentare gli impatti complessivi dell’impianto.
Confini del sistema analizzato: ciclo di vita di un impianto eolico offshore
Dai risultati si evince che gli impatti ambientali del parco eolico offshore con turbine galleggianti sono principalmente associati al ciclo di vita della turbina eolica e della struttura galleggiante, e in particolare alla produzione di acciaio, di cui sono richieste grandi quantità per la realizzazione di entrambi gli elementi. Le altre fasi del ciclo di vita, invece, hanno contributi nettamente più ridotti rispetto alla fase di approvvigionamento.
Dal confronto dei risultati per 1 GWh di energia prodotta dal parco eolico con la medesima quantità di energia prelevata dalla rete elettrica nazionale, considerando quindi il mix energetico costituito sia da fonti fossili che da rinnovabili, gli impatti complessivi dell’eolico risultano significativamente ridotti per quasi la totalità delle categorie di impatto analizzate: rispetto alla categoria “cambiamento climatico” il beneficio è pari ad una riduzione degli impatti del 92%, mentre si osserva un peggioramento solo per la categoria “esaurimento delle risorse abiotiche” (+95%). Inoltre, i risultati degli indici di payback dimostrano che gli investimenti in termini di emissioni di gas a effetto serra ed energia verrebbero ripagati velocemente dall’evitata generazione di energia da fonti fossili, rispettivamente in 2 e 3 anni. Complessivamente, i risultati dell’analisi forniscono un’indicazione di massima, utile a prendere consapevolezza sui carichi ambientali di un sistema di generazione di elettricità da fonte rinnovabile e confrontarlo con altre fonti energetiche; tuttavia, deve essere tenuto in considerazione il fatto che, attualmente, si tratta una stima preliminare basata sulle scelte progettuali presentate per la fase di scoping della Valutazione di Impatto Ambientale.
I relatori del secondo panel, da sinistra: Fabio Costarella (CONAI), Mario Grosso (DICA, Politecnico di Milano), Alberto Bellini (DEI, Università di Bologna), Edoardo Croci (GREEN, Università Bocconi di Milano)
Nel secondo panel intitolato “Presentazione studio inerente a innovazione, qualità ed efficienza nella gestione dei rifiuti – modelli di analisi ed esperienze europee” il Professor @mario ha illustrato i risultati dello studio svolto con la Professoressa @lucia e l’Ingegner @gaia-brussa.
Modalità innovative di raccolta differenziata, raccolte selettive e sistemi a cauzione: l’intervento del gruppo AWARE
Nello studio, attraverso la Material Flow Analysis sono stati analizzati diversi scenari in cui la raccolta differenziata della plastica da imballaggio è stata integrata da modalità innovative come la raccolta selettiva tramite ecocompattatori o il sistema con deposito cauzionale (DRS dall’inglese Deposit-Return System). Dopo aver ricostruito i diversi scenari a livello quantitativo, gli stessi sono stati confrontati attraverso alcuni indicatori come: il tasso di raccolta, il tasso di avvio a riciclo e il tasso di raccolta separata delle bottiglie in PET.
Infatti, il focus dei modelli di raccolta analizzati è stato sui contenitori per bevande (CPL) in PET, di cui vengono immesse sul mercato in Italia circa 13 miliardi di unità all’anno. Inoltre, negli ultimi tempi le bottiglie in PET sono state al centro di diverse discussioni in quanto oggetto sia della direttiva europea Single-Use Plastic Products (SUP) che della più recente bozza di regolamento europeo sui rifiuti da imballaggio . La prima, infatti, ha stabilito gli obiettivi di raccolta separata e di contenuto minimo di materiale riciclato proprio delle bottiglie di plastica; il regolamento, invece, potrebbe prevedere l’obbligatorietà dell’implementazione del DRS per i contenitori monouso per bevande, sia in plastica che in metallo, per cui non sia stato già raggiunto un tasso di raccolta pari al 90% entro il 2027.
In sintesi, il sistema DRS prevede che al prezzo dell’imballaggio venga associato un deposito cauzionale che viene pagato al momento dell’acquisto e che viene restituito nel momento in cui l’imballaggio post-consumo viene consegnato a degli appositi punti di raccolta (automatizzati o meno). Chiaramente, questo tipo di sistema non ha impatti solo sulle abitudini del consumatore, che di fatto perderà la cauzione non riportandp la bottiglia o la lattina, ma anche sugli altri attori della filiera di produzione, raccolta e riciclo degli imballaggi inclusi nel DRS. L’alternativa al DRS, qui chiamata “raccolta selettiva”, non prevede che il meccanismo di incentivazione sia strettamente monetario, ma sfrutta altri sistemi di premialità, come sconti e raccolte punti, per favorire il conferimento di alcuni specifici packaging separatamente dalla raccolta differenziata tradizionale.
Schema di un sistema con deposito cauzionale; modello basato su un operatore centrale
La possibile introduzione del DRS in Italia ha fatto decisamente discutere: da alcuni la proposta è stata accolta con entusiasmo nella speranza di veder diminuire il numero di bottiglie vuote abbandonate per strada o in ambiente; d’altra parte ci si chiede se imporre uno specifico modello di raccolta non sia una forzatura che rischia di tradursi nella perturbazione di un sistema già assodato e performante, che in Italia si basa sulla stretta collaborazione tra comuni e consorzi di filiera.
Dal punto di vista tecnico, promuovere dei modelli di raccolta mirata delle bottiglie per liquidi alimentari ha il vantaggio di creare un flusso separato di imballaggi post consumo che, essendo ad uso alimentare, possono essere avviati a processi di riciclo closed-loop, ossia che permettono di produrre materiali riciclati nuovamente adatti al food-contact e che quindi potrebbero contribuire agli obiettivi della direttiva SUP, nonché al risparmio di materie prime vergini. Tuttavia, una riflessione più ampia deve tener conto delle variabili comportamentali dei consumatori che vanno ad influire sui modelli di raccolta mirata che si basano su meccanismi incentivanti di diverso tipo. Quindi, al di là delle implicazioni a livello di costi e qualità dei materiali, non è facile prevedere come i consumatori, che nella pratica corrispondono al primo anello della catena di gestione dei rifiuti, potrebbero accogliere e quindi partecipare con più o meno attenzione al tipo di raccolta messa in campo.
Si dice che il miglior rifiuto da gestire è quello non prodotto. Questo sarebbe possibile, ad esempio, consumando acqua di rete invece che acquistando acqua in bottiglie di plastica. Ci si chiede quindi se nel momento in cui verrà fatto passare il messaggio che le bottiglie restituite verranno inviate a riciclo con alta efficienza il cittadino dimenticherà che l’azione migliore è quella della prevenzione.
La sfida sarà proprio trovare il modo di far convivere le diverse tecniche di raccolta con l’obiettivo del conseguimento del minor impatto ambientale possibile.
Oltre all’analisi degli scenari dal punto di vista dei tassi di raccolta e riciclo, è stato presentato uno studio preliminare incentrato sull’aspetto economico: è stato costruito un modello che potesse rappresentare una prima stima del costo o profitto di un sistema DRS per bottiglie monouso in PET da implementare in Italia. Il modello è stato sviluppato congiuntamente al Professor Alberto Bellini, dell’Università di Bologna, e ha tratto ispirazione dall’esperienza svedese, tramite il contatto diretto con Returpack, l’operatore del sistema cauzionale in Svezia.
Durante gli altri panel del convegno hanno partecipato anche diversi rappresentanti del Mase, di ISPRA, Utilitalia, AssoAmbiente e delle Amministrazioni Comunali, che hanno portato diversi spunti di discussione e riflessione, anche da un punto di vista diverso da quello del mondo accademico e più vicino a quello degli operatori del settore.
