Quando si parla di decarbonizzazione degli edifici, l’attenzione si concentra spesso sui consumi di energia: riscaldamento, raffrescamento, illuminazione e funzionamento degli impianti. Questa prospettiva, però, considera soltanto una parte dell’impronta climatica complessiva.
Prima ancora che un edificio venga utilizzato, sono già state generate emissioni per estrarre le materie prime, produrre cemento, acciaio, vetro e isolanti, trasportare i materiali e realizzare il cantiere. Altre emissioni saranno prodotte in seguito per la manutenzione, la sostituzione dei componenti, la demolizione e il trattamento dei rifiuti.
Per rappresentare correttamente questo insieme di impatti è necessario distinguere tra embodied carbon, il carbonio incorporato, e operational carbon, il carbonio operativo. Le due componenti, sommate, concorrono a determinare il whole life carbon, ossia le emissioni dell’intero ciclo di vita dell’edificio.
Che cosa si intende per embodied carbon
L’embodied carbon comprende le emissioni di gas serra associate ai materiali, ai prodotti e ai processi necessari per costruire, mantenere, ristrutturare e dismettere un edificio. Il termine “carbonio incorporato” non significa che tutta la CO₂ rimanga fisicamente contenuta nei materiali: indica piuttosto le emissioni generate per renderli disponibili e utilizzarli.
Il calcolo parte dall’estrazione delle materie prime e comprende la loro trasformazione industriale. Nel caso del cemento, per esempio, occorre considerare l’energia impiegata negli stabilimenti e le emissioni derivanti dalle reazioni chimiche necessarie alla produzione del clinker. Per l’acciaio incidono l’origine del materiale, la tecnologia produttiva, l’energia utilizzata e la percentuale di materia riciclata.
Rientrano nell’embodied carbon anche il trasporto dei prodotti al cantiere, i mezzi impiegati per la costruzione, gli scarti e i consumi legati alla posa. Durante la vita dell’edificio devono poi essere considerate le emissioni generate dalle attività di manutenzione, riparazione, sostituzione e riqualificazione.
La valutazione si estende infine alla demolizione, al trasporto dei materiali dismessi e alle operazioni di recupero, riciclo, trattamento o smaltimento.
Upfront carbon, le emissioni generate prima dell’uso
Una componente particolarmente importante è l’upfront carbon, costituito dalle emissioni prodotte prima che l’edificio entri in funzione. Comprende la fabbricazione dei materiali, il loro trasporto e le attività di cantiere.
Queste emissioni vengono rilasciate immediatamente e non possono essere ridotte attraverso un successivo miglioramento dell’efficienza energetica. Per questa ragione le decisioni assunte durante la progettazione hanno un peso determinante: forma e dimensioni dell’edificio, quantità di materiali, sistema strutturale e scelta dei fornitori definiscono una parte dell’impatto climatico prima ancora dell’inaugurazione.
La riduzione dell’upfront carbon produce quindi un beneficio climatico immediato, particolarmente rilevante in un periodo nel quale è necessario diminuire rapidamente le emissioni globali.
Che cosa si intende per operational carbon
L’operational carbon comprende invece le emissioni prodotte durante l’utilizzo dell’edificio. Deriva principalmente dall’energia necessaria per riscaldare e raffrescare gli ambienti, produrre acqua calda, alimentare l’illuminazione, ventilare gli spazi e far funzionare impianti e apparecchiature.
La quantità di emissioni dipende da due fattori principali: quanta energia consuma l’edificio e con quali fonti viene prodotta. Due immobili con consumi identici possono avere un’impronta operativa molto diversa se uno utilizza combustibili fossili e l’altro elettricità proveniente da fonti rinnovabili.
A differenza dell’embodied carbon iniziale, l’operational carbon si accumula progressivamente nel tempo. Ogni anno di funzionamento aggiunge nuove emissioni al bilancio dell’edificio. Il risultato complessivo dipende quindi anche dalla durata della sua vita utile, dalle condizioni climatiche, dalle modalità di utilizzo e dal comportamento degli occupanti.
Prestazioni teoriche e consumi reali
Il calcolo del carbonio operativo non dovrebbe basarsi soltanto sulle prestazioni energetiche progettate. Tra i consumi stimati e quelli effettivi può esistere un divario, definito performance gap, determinato da errori di realizzazione, regolazione inadeguata degli impianti, manutenzione insufficiente o modalità d’uso differenti dalle ipotesi iniziali.
Per ottenere una valutazione attendibile sono quindi importanti il monitoraggio dei consumi, i contatori intelligenti, i sistemi di gestione dell’energia e la verifica periodica delle prestazioni. Il dato reale permette di individuare anomalie e stabilire se gli interventi realizzati producono effettivamente i risultati attesi.
Anche l’evoluzione del sistema elettrico incide sul calcolo. Un edificio completamente elettrificato può ridurre nel tempo le proprie emissioni operative se l’elettricità utilizzata viene prodotta con una quota crescente di fonti rinnovabili.
Le differenze fondamentali tra le due emissioni
La prima differenza riguarda il momento nel quale le emissioni vengono generate. L’embodied carbon si concentra soprattutto nelle fasi di produzione e costruzione, mentre l’operational carbon viene prodotto durante gli anni di utilizzo.
Cambia anche la possibilità di intervento. Le emissioni incorporate nei materiali già utilizzati sono sostanzialmente irreversibili: una volta realizzato l’edificio, non possono essere cancellate. I consumi operativi possono invece essere ridotti attraverso riqualificazioni, sostituzione degli impianti, produzione rinnovabile e una gestione più efficiente.
Una terza differenza interessa le informazioni necessarie. Per misurare l’embodied carbon occorrono dati sul ciclo di vita dei prodotti, sulle quantità impiegate, sui trasporti e sui processi di costruzione. Per l’operational carbon servono dati sui consumi energetici e sui fattori di emissione delle fonti utilizzate.
Entrambe le componenti vengono generalmente espresse in chilogrammi di CO₂ equivalente, spesso rapportati alla superficie e alla vita utile dell’edificio. Il riferimento alla CO₂ equivalente consente di comprendere anche gli altri gas serra, convertendone l’effetto climatico in un’unica unità di misura.
Perché l’embodied carbon pesa sempre di più
Negli edifici tradizionali, caratterizzati da prestazioni energetiche modeste e impianti alimentati da combustibili fossili, la maggior parte delle emissioni era associata alla fase d’uso. Per questo le politiche pubbliche e le strategie aziendali si sono concentrate soprattutto sull’efficienza energetica.
Con il miglioramento degli involucri, l’elettrificazione dei consumi e la diffusione delle rinnovabili, l’operational carbon può diminuire sensibilmente. Di conseguenza, il peso relativo delle emissioni incorporate nei materiali aumenta.
In un edificio molto efficiente o a energia quasi zero, l’embodied carbon può rappresentare una quota rilevante dell’impronta climatica complessiva. Ciò non significa che le emissioni dei materiali siano necessariamente aumentate, ma che non possono più essere considerate marginali rispetto a quelle operative.
Come ridurre il carbonio incorporato
La prima strategia consiste nel valutare se sia davvero necessario costruire un nuovo edificio. Conservare, adattare e riqualificare una struttura esistente permette spesso di evitare le emissioni associate alla produzione di nuovi materiali e alle attività di demolizione.
Quando è necessario costruire, si può ridurre la quantità di materia attraverso una progettazione più efficiente, evitando sovradimensionamenti e soluzioni inutilmente complesse. È poi possibile scegliere materiali con minore impronta climatica, provenienti da filiere locali, prodotti con energia rinnovabile o contenenti elevate percentuali di materia riciclata.
Le dichiarazioni ambientali di prodotto, o EPD, forniscono dati sugli impatti ambientali dei materiali calcolati attraverso metodologie standardizzate. Devono però essere confrontate con attenzione, verificando che perimetro, unità funzionale e metodo di calcolo siano omogenei.
Progettare edifici durevoli, flessibili, riparabili e facilmente smontabili riduce inoltre la necessità di sostituire componenti e favorisce il recupero dei materiali alla fine della vita utile.
Come diminuire il carbonio operativo
La riduzione dell’operational carbon parte dal contenimento della domanda di energia. Isolamento termico, protezioni solari, ventilazione naturale, serramenti efficienti e progettazione bioclimatica permettono di mantenere condizioni confortevoli con consumi inferiori.
Il passaggio successivo riguarda l’efficienza degli impianti. Pompe di calore, sistemi di ventilazione con recupero di calore, illuminazione LED, sensori e piattaforme di building management consentono di utilizzare l’energia soltanto quando e dove serve.
L’elettrificazione deve essere accompagnata dall’impiego di energia rinnovabile prodotta sul posto o acquistata dalla rete. Anche la gestione è decisiva: un edificio ben progettato può consumare più del previsto se gli impianti non sono regolati correttamente o se mancano monitoraggio e manutenzione.
Il rischio di spostare le emissioni
Embodied e operational carbon non devono essere affrontati separatamente. Una soluzione che riduce i consumi può richiedere nuovi materiali e generare ulteriori emissioni incorporate. Aumentare lo spessore dell’isolamento, sostituire i serramenti o installare nuovi impianti produce un costo ambientale iniziale che deve essere confrontato con le emissioni operative evitate nel tempo.
Questo confronto permette di calcolare il carbon payback, cioè il periodo necessario affinché i risparmi ottenuti compensino le emissioni generate dall’intervento. Se un componente viene sostituito troppo presto o il beneficio energetico è limitato, il bilancio complessivo potrebbe essere meno favorevole del previsto.
La scelta più sostenibile non è quindi sempre quella che minimizza una sola voce, ma quella che produce la maggiore riduzione sull’intero ciclo di vita.
Dal net zero operativo al whole life carbon
Definire un edificio “a emissioni zero” perché utilizza energia rinnovabile può risultare fuorviante se non vengono considerate le emissioni dei materiali e della costruzione. Un immobile può raggiungere un bilancio operativo molto basso e avere comunque generato una quantità significativa di carbonio incorporato.
Per questo il settore si sta orientando verso il concetto di whole life carbon assessment, una valutazione che considera congiuntamente le emissioni incorporate e quelle operative lungo tutte le fasi della vita dell’edificio.
La progettazione sostenibile deve dunque partire da una doppia domanda: quanta CO₂ sarà necessaria per realizzare l’edificio e quanta ne verrà emessa per utilizzarlo? Soltanto integrando le due prospettive è possibile evitare di trasferire gli impatti da una fase all’altra e definire strategie di decarbonizzazione realmente efficaci.
Partecipa alla community