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110/04/23
Life Cycle Analysis
Strumenti per la valutazione della Sostenibilità Ambientale
ANALISI DEL CICLO DI VITA
MATERIAL FLOW ACCOUNTING
EMBODIED ENERGY ANALYSIS
IMPRONTA ECOLOGICA
ANALISI EMERGETICA
3
Il Ciclo di Vita dei Prodotti
- Valutazione degli impatti ambientali
- Analisi del Ciclo di Vita (LCA)
breve descrizione, fasi di un LCA, un caso pratico sui
rifiuti di imballaggi
4
La necessità di valutaregli impatti ambientali
…il concetto di eco-sostenibilità, ossia di riduzione dei costi ambientali,
comporta un ripensamento del prodotto e considera tutto il suo ciclo di
vita:
dalle materie prime alla produzione, al design, alla vendita, fino all’uso e
al
suo smaltimento come rifiuto (“dalla culla alla tomba”) o al suo recupero
(“dalla culla alla culla”).
…da “Gestione degli imballaggi pre e post-consumo”
Di seguito vengono riportate alcune
esemplificazioni sommarie di valutazione degli impatti ambientali in
termini di consumi delle risorse naturali e inquinamento.........
L’approccio del ciclo di vita
Per valutare correttamente la capacità di un prodotto di offrire migliori performance dal punto di vista ambientale occorre considerare TUTTI gli impatti che esso produce nell’arco dell’intero suo ciclo di vita
8
LCA (Life Cycle Assessment)
La Valutazione del Ciclo di VitaValutazione del Ciclo di Vita (LCA, Life Cycle Assessment) è un metodo standardizzato internazionale (ISO 14040-
14043) che consente di determinare gli effetti ambientali (quantificabili) di un prodotto o di un servizio, attraverso la valutazione dei consumi di materia e di energia e delle emissioni nell’ambiente (aria, acqua, suolo, rifiuti) generate da tutti i processi coinvolti nella “vita” del prodotto o servizio in esame, dalla fase di estrazione delle risorse naturali richieste per la sua produzione fino ai trattamenti di fine vita.
Una delle prime cose da fare è definire i “confini del
sistema”, cioè l’esatto “territorio” che si vuole esplorare.
Fasi del ciclo di vita
PRE PRODUZIONE: progettazione e ricerca e sviluppo,selezione e acquisto materie prime, trasporto estoccaggio.PRODUZIONE: trasformazione dei materiali,assemblaggio e finitura, gestione e organizzazione aziendaleDISTRIBUZIONE: logistica e vendita del prodottoCONSUMO: utilizzazione e impiego (anche comeprodotto intermedio)SMALTIMENTO: gestione del fine vita, riutilizzo,recupero, riciclaggio
Pre produzione: possibili impatti
Selezione di materiali difficilmente riciclabili
Realizzazione di prodotti non “disassemblabili”
Progettazione di prodotti ad elevato consumo di energia
Estrazione e trasporto delle materie prime
Scelta delle tecnologie produttive (concetto di BAT: Best Available Technology o Techniques)
Gli impatti della produzione
I fattori di impatto ambientale tradizionalmente considerati sono: emissioni in atmosfera, scarichi idrici, produzione di rifiuti, un modo per classificarli ai fini della gestione del prodotto è il seguente (ISO 14031):
Impatti sull’ecosistema locale: qualità dell’aria, dei
corpi idrici, del suolo e sottosuolo, rumore, polveri,
vibrazioni, perdite di calore, radiazioni, ecc.
Impatti “regionali”: eutrofizzazione, piogge acide
Impatti su scala globale: effetto serra, assottigliamento della fascia dell’ozono, biodiversità, ecc.
Gli impatti della fase di distribuzione
Impatti legati al trasporto delle merci (prodotti
intermedi e prodotti finiti)
Attività della distribuzione commerciale legati alla gestione dei punti vendita, alle politiche di distribuzione
Impatti ambientali prodotti dagli imballaggi
Gli impatti derivanti dal consumo e dall’uso dei prodotti
Depauperamento di risorse
Consumo di risorse (es.: energia) per il funzionamento
Inquinamento idrico (es.: detersivi) o atmosferico (es.: spray con CFC)
Produzione di rifiuti (prodotti “usa e getta” vs.“extended life”)
Gli impatti derivanti dalle opzioni di dismissione
Disposal: non recupero alcun valore del rifiuto e me ne libero (collocazione in discarica o incenerimento)Riutilizzo: recupero il suo “valore d’uso”, ripristinando totalmente o parzialmente la sua funzionalità (i.e.: lo utilizzo per funzioni analoghe o diverse da quella originaria - es.: contenitori di vetro)Riciclaggio: impiego il rifiuto “inertizzato” come materiale in altri processi (es: settore delle costruzioni o produzione di carta)Recupero energetico: valorizzo il suo potere calorifico, utilizzandolo come “carburante” (termoutilizzazione)
Applicare la logica del ciclo di vita
Necessità di considerare e gestire correttamente gli impatti ambientali associati ad ogni singola fase del ciclo di vita del prodotto, prestando attenzione a ciò che accade in tutte le altre fasi
Se fosse considerato l’impatto ambientale della sola fase produttiva e di consumo, l’esito sarebbe vistosamente ingannevole (es.: elettrodomestici)
LCA-definizione
SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry): “procedimento oggettivo di valutazione dei 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. La valutazione include l’intero ciclo di vita del processo o attività, comprendendo l’estrazione delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l’uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale”
UNI EN ISO 14040 (Life Cycle Assessment – Principles and framework): compilazione e valutazione attraverso tutto il ciclo di vita dei flussi in entrata e in uscita, nonché i potenziali impatti ambientali, di un sistema di prodotto
LCA-applicazioniLe origini dell’analisi del ciclo di vita possono essere collocate verso la fine degli anni ’60, quando alcuni ricercatori cominciarono ad occuparsi, con criteri rigorosamente scientifici, del problema del consumo delle risorse nei processi industriali, con particolare riguardo a quelle energetiche
L’LCA costituisce uno degli strumenti per una più efficace gestione dell’ambiente, sorta come supporto alla decisione in ambito industriale, l’Analisi del Ciclo di Vita riveste un notevole interesse anche nello studio dei processi.
L’LCA, impiegata come metodologia di analisi per la valutazione dell’eco-efficienza produttiva, dimostra la sua grande utilità in quanto strumento generalmente accettato dalla comunità scientifica internazionale. È una tecnica che valuta gli aspetti ambientali e gli impatti lungo tutta la vita di un prodotto, cioè “dalla culla alla tomba”.
LCA-applicazioni
L’LCA può fornire supporto decisionale sia a imprese private che a enti pubblici, in particolare si possono individuare le seguenti aree di interesse e applicazione della metodologia:
Design e scelta delle tecnologie di prodotto (ReS): valutazione comparativa di prodotti della concorrenza ed opportunità di identificare possibili miglioramenti del prodotto in fasi diverse del suo ciclo di vita;
Strategie tecnologiche ed impiantistiche: possibilità di scegliere opzioni tecnologiche caratterizzate da un minor consumo di energia e materiali;
Marketing: possibilità di utilizzare i risultati della LCA per dichiarazioni ambientali inerenti il prodotto (ISO 14040, EPD) oppure per l’ottenimento di marchi di etichettatura ecologica (ECOLABEL in Italia);
Nei processi di concertazione territoriali per la valutazione e la promozione dell’innovazione tecnologica ambientale e nella gestione ottimale dei servizi (principalmente per la gestione di rifiuti, ma anche dei sistemi di trasporto).
Ciclo di vita di un prodotto
Emissioni in acqua
OUTPUT
Materia
Energia
Coprodotti
Emissioni in aria
Emissioni nel suolo
Rifiuti solidi
Altre interazioni con l’ambiente
INPUTEstrazione delle materie prime
Fabbricazione
Distribuzione
Uso del prodotto
Riuso, riciclaggio, recupero
Gestione dei rifiuti
Struttura dell’LCA proposta dalla ISO 14040
Fasi dell’LCA
FASE 1: Definizione degli scopi e degli obiettivi
FASE 2: Analisi di inventario (Life Cycle Inventory, LCI)
FASE 3: Analisi degli impatti (Life Cycle Impact
assessment, LCIA);
FASE 4: Interpretazione e miglioramento
Fase 1: definizione degli obiettivi e delcampo di applicazione
Riferimenti dello studio: cosa, perché, per chi, con quale obiettivo;
Unità funzionale (unità di misura di riferimento, es: tonnellate prodotte, litri consumati,…);
Definizione dei confini del sistema;
Categorie di dati;
Criteri di inclusione ed esclusione di input del sistema;
Requisiti di qualità dei dati.
Descrizione del progetto
Nome progetto
Data
Autore
Obiettivo
Ragione
Committente
Parte interessata
Unità funzionale
Flussi di riferimento
Scenari alternativi
Fase 2: Analisi di Inventario
Raccolta dei dati;
Diagramma di flusso del processo;
Nel caso in cui il prodotto allo studio sia ottenuto da un processo produttivo da cui derivano anche altri prodotti ed i dati siano disponibili solo in forma aggregata, è necessario stabilire delle procedure di allocazione.
Problemi della raccolta dei dati
REPERIBILITA’•esiguo numero di LCA disponibili •processo dislocato in luoghi (o Paesi) diversi •riservatezza dei committentiRIPRODUCIBILITA’•fonti non omogenee e comparabili •specificità temporale•specificità geografica
Fase 3: Analisi degli impatti
Studio dell’impatto ambientale: • Classificazione• Caratterizzazione
CLASSIFICAZIONE Scelta delle categorie di impatto (effetto
serra, tossicità umana, …..) e assegnazione ad essa delle diverse emissioni
Fase 3: Analisi degli impatti
Emissioni gassose Effetto serra Tossicità umana Formazione fotochimica di ozono
Acidificazione
CO2 (fossile) X
SOx (come SO2) X
CH4 X X
NOx (come NO2) X X X
Propano, butano, eptano X
Formaldeide X
Benzene X X
Toluene X
As, Cr, Cu, Se, Cd, Hg, Zn, Pb, V, Co, Ni
X
Diossine X
Etilene X
HF X
NH3 X X
HCl X
N2O X
CO X
Fase 3: Analisi degli impatti
CARATTERIZZAZIONE
effetto totale dalla sommatoria dei singoli effetti potenziali, valutati tramite un fattore di conversione
• Effetto serra: GWP • Tossicità umana• Formazione fotochimica di ozono: Photochemical Ozone Creation Potential Acidificazione: Acidification Potential • Consumo di risorse (rinnovabili e non rinnovabili);• Occupazione e trasformazione del territorio.
Fase 3: Analisi degli impatti
GWP (Global warming potential) consente di confrontare la capacità di un gas di intrappolare il calore nell’atmosfera (forcing radioattivo) relativamente a un altro gas.
Definizione: effetto di riscaldamento integrato nel tempo dovuto all’emissione istantanea di un kg di un dato gas serra relativamente a quello prodotto da un kg di anidride carbonica, presa come gas di riferimento
GAS GWP
CO21
CH421
N2O 310
HCFC 140-11700
PFC 6500.9200
SF623900
Fase 4: Interpretazione e miglioramento
Determinazione dei fattori significativi (categorie di impatto, contributi essenziali di determinate fasi del ciclo di vita);
Quale tra le diverse alternative è la migliore?
Quali sono le fasi critiche del ciclo di vita?
Esistono parti del sistema da modificare?
Bisogna riprogettare un’intera fase?
Software LCA
Esistono vari software per lo svolgimento delle analisi LCA tra cui:
• Boustead Consulting (www.bousted-consulting.co.uk)• SimaPro - PRé Consultants (www.pre.nl)• GaBi - Five Winds International/University of Stuttgart (IKP)/PEProduct Engineering (www.gabi-software.com)• KCL-ECO 3.0 - KCL LCA software (www.kcl.fi/eco)• LCAiT - CIT EkoLogik (Chalmers Industriteknik)(www.lcait.com/)• EDIP - Environmental design of industrial products - DanishEPA (http://www.mst.dk/activi/08030000.htm)• TEAM(TM) (Tools for Environmental Analysis andManagement) - Ecobalance, Inc. (www.ecobalance.com)
Software Sima Pro
Il SOFTWARE SIMA PRO è stato utilizzato per la fase di analisi degli impatti.
Sima Pro è stato sviluppato dalla società Pre Consultans (Olanda). È in grado di elaborare un’ingente quantità di dati attinenti ai materiali utilizzati nei processi produttivi, alle modalità di trasporto delle merci, alle fonti energetiche, alle modalità di smaltimento, recupero o riciclaggio utilizzate al termine del ciclo di vita del prodotto stesso.
Per la valutazione degli impatti è stato utilizzato il metodo
degli Ecoindicator 99 sviluppato dalle società Pré, Philips, NedCar, OCé, Schuurink e dalle università di Amsterdam, Leiden e Delft. Questo studio è molto utilizzato negli studi di LCA, in quanto permette di fare valutazioni a livello di categorie di danno.
Categorie di impatto: Eco indicator 99Le categorie di impatto analizzate sono le seguenti:Carcinogens: esprime la cancerogenicità delle emissioni di sostanze in grado di provocare questi effetti sulla salute umana. L’unità di misura è il DALY (Disability Adjusted Life Years, stima derivante dalla somma degli anni di vita persi a causa di decesso prematuro rispetto alla speranza di vita media e degli anni vissuti in condizioni di disabilità di lungo termine)Respiratory Organics: esprime gli effetti sulle vie respiratorie, causato dalle emissioni in atmosfera di sostanze organiche. L’unità di misura è il DALY.Respiratory Inorganics: esprime gli effetti sulle vie respiratorie, causato dalle emissioni in atmosfera di sostanze inorganiche come SO2, NOX e polveri. L’unità di misura è il DALY.Climate change: esprime il danno dei cambiamenti climatici causati dall’emissione di gas serra in termini di aumento dei decessi e delle malattie lungo termine. L’unità di misura è il DALY.Radiation: esprime il danno sulla salute umana delle emissioni radioattive. L’unità di misura è il DALY.Ozone layer: esprime i danni sulla salute umana relativi alle emissioni in atmosfera di sostanze in grado di provocare un assottigliamento della fascia di ozono stratosferico. L’unità di misura è il DALY.
Ecotoxicity: esprime i danni alla qualità degli ecosistemi dovuta alle emissioni di sostanze ecotossiche. L’unità di misura è il PDF*m2*year (Frazione delle specie di un ecosistema che potenzialmente potrebbero essere intossicate su di un’area di data estensione per un dato periodo).Acidification/Eutrophication: esprime i danni alla qualità degli ecosistemi dovuta alle emissioni di sostanze in grado provocare acidificazione e eutrofizzazione. L’unità di misura è il PDF*m2*year Land Use: esprime i danni sulla biodiversità degli ecosistemi dovuta all’occupazione o conversione d’uso del suolo. L’unità di misura è il PDF*m2*year.Minerals: l’uomo tende ad estrarre prima le risorse migliori e più facilmente raggiungibili, lasciando alle future generazioni quelle di qualità peggiore. L’indicatore esprime il surplus di energia che si dovrà utilizzare in futuro per estrarre la stessa quantità di minerali. L’unità di misura è il MJ.Fossil Fuels: l’indicatore esprime il surplus di energia che si dovrà utilizzare in futuro per estrarre la stessa quantità di combustibili fossili. L’unità di misura è il MJ.
Categorie di impatto: Eco indicator 99
Le categorie di danno calcolate sono le seguenti:
Salute umana espressa come somma degli anni di vita persi a causa di
decesso prematuro rispetto alla speranza di vita media e degli anni
vissuti in condizioni di disabilità di lungo termine. Unità di misura
DALY;
Qualità degli ecosistemi espressa come frazione delle specie di un
ecosistema che potenzialmente potrebbero scomparire su di un’area
di data estensione per un dato periodo. Unità di misura
PDF*m2*year;
Risorse espresse come surplus di energia necessario, rispetto a quella
spesa attualmente, per la loro estrazione e sfruttamento in futuro.
Unità di misura MJ.
Categorie di danno: Eco indicator 99
Analisi degli impatti : Eco indicator 99
L’impatto ambientale totale di un prodotto si misura in punti
I punti sono un unità di misura adimensionale che si ottiene effettuando un’operazione di normalizzazione
Si dividono i risultati ottenuti per il danno subito in un anno dal cittadino medio europeo nella stessa categoria.
37
Analisi del Ciclo di Vita (LCA, Life Cycle Assessment)
- LCA e la gestione dei rifiuti
- Le fasi del LCA e un caso pratico di applicazione:
il riciclo degli imballaggi plastici in Italia
38
Ciclo di Vita
MetalliLegnoCarta
PlasticaVetro…….
RACCOLTA DIFFERENZIATA
DISCARICA
Energia
Riciclo
RecuperoEnergetico
LattineFusti
ScatoleFlaconiBottiglie
…
MineraliAlberi
PetrolioSabbia…….
M a t e r i a
E n e r g i a
CasaScuola
BarUfficioMensa.
….
39
Ciclo di vita: valutaz. impatto amb. Prodotto P: peso 700 gr ,smaltito in discarica (ipotesi di studio)
….se P pesasse 100 g... 220 g di ris. naturali
….1 inquinamento
Inq: indice di inquinamento
gPe: grammi di petrolio equivalenti
ProdottoP
1000 g100 gPe
1 Inq
Materie Prime
Consumo
Risorse Naturali
-230 g 300 gPe
-70 g 100 gPe 2 gPe
700 g
DISCARICA
3 gPe3 Inq
1 Inq
3 Inq
1505 g risorse naturali
8 inquinamento
IN DEFINITIVA:
40
Ciclo di Vita: valutaz. Impatto amb. Prodotto P: peso 700 gr , riciclato (ipotesi di studio)
….se P pesasse 100 g…..70 g di ris. naturali … un inquinamento <1
497 g risorse naturali 3 inquinamento
IN DEFINITIVA:
1 Inq
ProdottoP
Riciclo
Materie Prime
Consumo
220 g22 g Pe
-50 g 50 gPe
1 Inq -70 g 100 gPe
700 g
R.D.(600 g di materia
recuperata)
1 Inq -70 g 100 g PeRisorse
Naturali
2 gPe
-30 g3 g Pe
Inq: indice di inquinamento
gPe: grammi di petrolio equivalenti
41
Ciclo di Vita: valutaz. Impatto amb. Prodotto P: peso 700 gr , a recupero energetico (ipotesi di studio)
1137 g risorse naturali
7 inquinamento
IN DEFINITIVA:
….se P pesasse 100 g…160 g di ris. naturali
…1 inquinamento
Inq: indice di inquinamento
gPe: grammi di petrolio equivalenti
1 Inq 1000 g 100 gPe
3 Inq -230 g 300 gPe
2 gPe
-400 gPedi energiarecuperata
Recup.Energ.
-30 g35 gPe
1 Inq-70 g100 gPe
(ProduzioneCDR)
Materie Prime
Consumo
ProdottoP
700 g
Risorse Naturali
2 Inq
42
Ciclo di Vita: valutaz. Impatto amb. Prospetto delle ipotesi di studio
Peso del manufatto
Consumo di materiali Inquinam.
gr gr indice
Discarica A 700 1505 8
B 100 220 1
Riciclo C 700 497 3
D 100 70 <1
Rec. Energ. E 700 1137 7
F 100 160 1
Consumi e inquinamento
0
2
4
6
8
10
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Consumi, gr
D F B C E
A
43
Analisi del Ciclo di Vita(LCA)
Importanti attività umane che influiscono sull’ambiente sono di fatto
difficilmente controllabili, specie a livello planetario: vedi effetto serra
e rifiuti.
“Di qui il ruolo assunto dalla pratica sempre più diffusa d’intervenire sui
temi ambientali partendo dal prodotto, inteso “dalla culla”, le materie prime,
“alla tomba”, lo smaltimento finale. Il prodotto è in questo modo visto come
un filo d’Arianna, che consente di rintracciare in modo esaustivo gli
impatti ambientali all’interno del labirinto delle attività umane, in modo
da valutarli e mitigarli. La valutazione del ciclo di vita (LCA) è lo strumento
che fornisce le necessarie conoscenze sugli aspetti ambientali dei prodotti”
M. Fieschi, ANPA
44
LCA: confini del sistema
2 LCA, confini
M- Flusso di Materia
E- Flusso Energetico
W-Rifiuti ed Emissioni
Materie Prime
Purificazione
del Materiale
Processo di
Produzione
Impiego
Smaltimento o
Recupero
Conversione
Energetica Estrazione
M
E
E
E
E
W
W
W
W
WE
W
M
M
M
M
M M
2
45
LCA: espressione dei risultati
I risultati finali sono presentati
attraverso
una serie di indicatori di impatto
ambientale,
in quanto non è possibile riassumere
in un
unico punteggio ambientale la
prestazioni
di un certo prodotto o servizio.
46
LCA: gli indicatori
Gli indicatori di impatto ambientale vanno selezionati specificamente per l’attività in esame. Per la gestione dei rifiuti, ad es., si scelgono le seguenti principali categorie di impatto:
· consumo di risorse naturali (consumi energetici netti, consumi di fonti non rinnovabili, consumi di acqua, occupazione di volumi di discarica);
· inquinamento atmosferico (emissioni in aria di polveri, metalli e organici, crescita dell’effetto serra, acidificazione);
· inquinamento dell’acqua (scarico di metalli, solidi sospesi e sostanze organiche disciolte, eutrofizzazione);
· generazione di rifiuti solidi (di varia provenienza e classe).
47
LCA e gestione dei rifiuti
Uno dei primi e principali impieghi del LCA è proprio
la sua applicazione ad un sistema di gestione di rifiuti.
Il LCA consenteIl LCA consente infatti didi passare da una generica passare da una generica
affermazione sulla validità ambientale di un affermazione sulla validità ambientale di un
particolare processo di riciclo o di smaltimento, particolare processo di riciclo o di smaltimento,
alla quantificazione oggettiva e verificabile del suo alla quantificazione oggettiva e verificabile del suo
(eventuale) vantaggio ambientale...(eventuale) vantaggio ambientale...ciò implica…. ./.ciò implica…. ./.
48
LCA e gestione dei rifiuti
./.... valutare
· carichi generaticarichi generati che provengono, quelli direttidiretti, dalle attività in esame (raccolta e trasporto del rifiuto, selezione e trattamento di riciclo, smaltimento in discarica o termovalorizzazione) e, quelli indirettiindiretti, che provengono dai processi di produzione, trasporto e utilizzo di tutto quanto necessita allo svolgimento delle stesse attività;
· carichi evitaticarichi evitati, ottenuti, ottenuti grazie al risparmio di materiali connesso alle attività di riciclo o a quello di fonti energetiche connesso ai processi di recupero energetico.
49
LCA e gestione dei rifiuti
Ne deriva che l’analisi del ciclo di vita di un sistema di
operazioni di gestione rifiuti (o anche di una singola
fase di trattamento o di riciclo) produce una
valutazione ambientale positiva o negativa.
E’ positiva, cioè ci sarà un impatto complessivo evitato che avrà il segno meno, quando i carichi ambientali evitati (rispetto ad un riferimento) sono più grandi di quelli generati. E’ invece negativa, cioè ci sarà un impatto complessivo generato, che avrà
quindi il segno più, nel caso opposto.
50
Fasi del LCA
Definizione degli obiettivi
e del campo di applicazione
Analisi di inventario
Valutazione dell’impatto
ambientale
1
3
2
4
Inte
rpre
tazi
one
LE QUATTRO FASI DEL LCA
51
Definiz. degli obiettivi e del campo di applicazione
Analisi di inventario
Valutazione
dell’impatto
1
3
2
4
inte
rpre
tazi
one
- oggetto dello
studio
- scopo dello studio
- confini del sistema
- unità funzionale- sistema di
riferim.to
ecc….
Fase 1: definizione degli obiettivi e del campo di applicaz.
52
Fase 1: oggetto dello studio e confini del sistema caso pratico
L’oggetto dello studio L’oggetto dello studio (anno 2002)(anno 2002) è l’intera è l’intera
filiera italiana per il riciclo dei contenitori per filiera italiana per il riciclo dei contenitori per
liquidi in plastica, di PET liquidi in plastica, di PET (polietilentereftalato)(polietilentereftalato) e PE e PE
(polietilene), .(polietilene), .
Confini: le fasi della raccolta, compattazione,
selezione, rilavorazione e quella dei relativi
trasporti sono state analizzate in dettaglio,
quantificandone i consumi di materia e di
energia nonché gli impatti sull’ambiente a
livello locale, regionale e globale.
53
Fase 1: scopo dello studio caso pratico
quantificare il reale vantaggio del riciclo dei quantificare il reale vantaggio del riciclo dei
contenitori per liquidi in PET e PEcontenitori per liquidi in PET e PE in termini di
minori consumi di materia ed energia e di ridotte
emissioni nell’ambiente;
sviluppare una banca dati affidabile delle sviluppare una banca dati affidabile delle
procedure e tecnologie per il riciclo di PET and PEprocedure e tecnologie per il riciclo di PET and PE
attualmente impiegate in Italia.
54
Fase 2: analisi di inventario
Definiz. obiettivi
e campo di applicazione
Analisi di inventario
Valutazione
dell’impatto
1
3
2
4
Inte
rpre
tazi
one
- diagrammi di flusso
- raccolta dei dati
- procedure di
allocazione
55
Fase 2: diagramma di flusso caso pratico
R a c co lta
S e lez io n e
Tr a n sp o rto
Tr a n sp o rto
R ila v o ra z io n e
Tr a n sp o rto
Tr a n sp o rto
56
Fase 2: raccolta dei dati caso pratico
Per la seconda fase (Life Cycle Inventory, LCILife Cycle Inventory, LCI) è
stato creato un data base con dati raccolti direttamente
sul campo (impianti/uffici di aziende coinvolte
nell’indagine).
I dati utilizzati sono quindi valori di consumo effettivi e
non presunti
57
Fase 2: raccolta dati/allocazione
Centri di selezione e di Rilavorazione caso pratico
2002
58
Scenario I. nessun riciclo e smaltimento di tutti i rifiuti a discarica;
Scenario II. nessun riciclo e invio dei rifiuti per metà a discarica e per l’altra metà a
termovalorizzazione;
Scenario III. nessun riciclo e invio di tutti i rifiuti a termovalorizzazione;
Scenario IV. riciclo meccanico di tutti i rifiuti raccolti in modo differenziato ed
invio a discarica degli scarti delle varie fasi di lavorazione;
Scenario V. riciclo meccanico di tutti i rifiuti raccolti in modo differenziato ed invio
degli scarti delle varie fasi di lavorazione per metà a discarica e per l’altra metà a
termovalorizzazione;
Scenario VI. riciclo meccanico di tutti i rifiuti raccolti in modo differenziato ed
invio a termovalorizzazione degli scarti delle varie fasi di lavorazione.
Scenari di gestione (fase 1-2) caso pratico
59
Fase 3: valutazione dell’impatto
Definiz. obiettivi
e campo di applicazione
Valutazione dell’impatto
1
3
4
Inte
rpre
tazi
one- caratterizzazione
- normalizzazione
- valutazione ecc… Analisi di inventario2
60
Fase 3: valutazione dell’impatto caso pratico
Il confronto tra i sei scenari di gestione è stato condotto prendendo in considerazione alcuni effetti ambientali su scala globale, regionale e locale.
Per esempio: consumi energetici (comprese fonti rinnovabili), effetto serra, emissioni in aria, emissioni in acqua, produzione di rifiuti solidi.
61
Fase 3: valutazione dell’impatto Effetti Globali: consumi delle fonti energetiche non rinnovabilicaso pratico
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Scenario I Scenario II Scenario III Scenario IV Scenario V Scenario VICon
sum
o fo
nti e
nerg
etic
he (g
) Petrolio
Gas/liquefatti
Carbone
P
GPL
C
P
P
GPL GPLC
C
GPLP
62
Fase 3: valutazione dell’impatto Effetti Globali: effetto serra caso pratico
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Scenario I Scenario II Scenario III Scenario IV Scenario V Scenario VI
kg
CO
2-eq
uiv
alen
ti
63
Fase 3: valutazione dell’impatto Effetti Locali: emissioni in aria caso pratico
-10
0
10
20
30
40
50
Scenario I Scenario II Scenario III Scenario IV Scenario V Scenario VI
g
Organici
Polveri
MetalliM
MM
64
Fase 4: interpretazione caso pratico
•I risultati dello studioI risultati dello studio, che interessano sei diversi scenari di
gestione di imballaggi plastici post-consumo, quali i
contenitori per liquidi, indicano chiaramente l’opzione di indicano chiaramente l’opzione di
riciclo come quella ambientalmente preferibilericiclo come quella ambientalmente preferibile (per il caso (per il caso
in esame)in esame).
• Il vantaggio ambientaleIl vantaggio ambientale del riciclo meccanico dei
contenitori per liquidi di plastica appare esaltato se gli scarti appare esaltato se gli scarti
delle varie fasi del riciclo vengono inviati a recupero di delle varie fasi del riciclo vengono inviati a recupero di
energiaenergia.
65
Bibliografia
1) Per la presentazione ci si è avvalsi dei lavori commissionati da CONAI:- “Aspetti ambientali del riciclo degli imballaggi plastici in Italia: la filiera del PET e del PE” U. Arena, M.I. Mastellone, F. Perugini, Dipartimento di Scienze Ambientali Seconda Università di Napoli , 2002-convegno di Napoli (22/02/2002), organizzato da Università di Napoli e CONAI, “Analisi del ciclo di vita del riciclo degli imballaggi plastici in Italia”Presentazione del Prof. Umberto Arena, Dipartimento di Scienze Ambientali, Seconda Università di Napoli
2) LCA, Uno strumento di analisi energetica e ambientale,Gian Luca Baldo, Ipaservizi Editore
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2b – Il Protocollo di Kyoto e la proposta italiana del Recycling
Fund
- Il quadro internazionale: il Protocollo e i meccanismi di applicazione- L’attuazione del Protocollo nella UE - L’attuazione del Protocollo in Italia - La proposta italiana del Recycling Fund - Il pericolo è così grave ed imminente ?
67
Il cambiamento climatico
Cause : naturali; umane (sopratutto gas serra)
La temperatura media sulla superficie terrestre è aumentata di circa 0,7°C* nell’ultimo secolo
un ulteriore riscaldamento del globo (0,2-0,5°C per decennio);
l’aumento del livello del mare; eventi climatici estremi.
Secondo IPCC (International Panel on Climate Change, ONU), un aumento delle emissioni di gas serra potrebbe comportare:
* Enea
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La Convenzione delle Nazioni Unite sul
Cambiamento Climatico (UNFCCC)*
*United Nations Framework Convention on Climate Change
Adottata a New York nel 1992 ed entrata in vigore nel 1994, è stata ratificata ad oggi da 188 Paesi (su 193 contemplati dalla
Convenzione).
La Convenzione rappresenta il primo trattato internazionale riferito specificatamente ai cambiamenti climatici
Obiettivo della Convenzione:
stabilizzare la concentrazione dei gas serra a livelli che prevengano il pericolo di interferenze con il
sistema climatico
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Il Protocollo di Kyoto
*United Nations Framework Convention on Climate Change
Il Protocollo di Kyoto stilato nel 1997, è lo strumento attuativo della Convenzione UNFCC*, ratificato al 2 febbraio 2005 da 141 Paesi (55% delle emissioni, minimo necessario). A giugno 2007 hanno ratificato o stanno per ratificare174 paesi, pari al 61,6% delle quantità totali di gas serra emesse nel 1990 (anno di riferimento).Il protocollo di Kyoto è entrato in vigore il
16 febbraio 2005
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Il Protocollo di Kyoto: elementi chiave
A. Definizione dei gas a effetto serra (GHG, Greenhouse Gases).
B. Individuazione dei settori coinvolti, maggiormente responsabili delle emissioni di GHG.
C. Individuazione delle “Parti” (Paesi e organizzazioni) obbligate alla stabilizzazione delle proprie emissioni di GHG.
D. Definizione degli obiettivi di riduzione delle emissioni dei gas serra rispetto ai livelli del 1990.
E. Definizione di una scadenza temporale per la verifica del raggiungimento degli obiettivi.
F. Ricorso a strumenti di mercato per facilitare il raggiungimento degli obiettivi.
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A. I gas serra (GHG)
Il global warming potential (GWP) è l’impatto che un gas serra (GHG) produce sul riscaldamento della superficie terrestre in un periodo di tempo determinato (100 anni).Protocollo di Kyoto - Allegato A
Gas serraGWP
Biossido di carbonio (CO2) 1
Metano (CH4) 21
Protossido di azoto (N2O) 310
Idrofluorocarburi (HFC) 150-11700
Perfluorocarburi (PFC) 6500-9200
Esafluoruro di zolfo (SF6) 23900Il biossido di carbonio (CO2), o anidride carbonica, viene usato come valore di riferimento: 1 tonnellata di CO2 equivalente è l’unità di misura universale per indicare il GWP di ognuno dei sei gas serra.
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B. I settori responsabili di emissioni GHG
Protocollo di Kyoto – Allegato A
Energia Combustione di carburanti
Settore energeticoIndustrie manifatturiere ed ediliTrasportiAltri settoriAltro
Emissioni fuoriuscite da combustibiliCombustibili solidiPetrolio e gas naturaleAltro
Processi industriali Prodotti minerali Industria chimica Metallurgia Altre produzioni Produzione di idrocarburi alogenati e di esafluoro di zolfo Consumo di idrocarburi alogenati e di esafluoro di zolfo AltroUso di solventi e di altri prodotti
Agricoltura Fermentazione enterica Trattamento del letame Risicoltura Terreni agricoli Incendi controllati delle savane Incenerimento sul luogo di rifiuti agricoliRifiuti Discariche per rifiuti solidi Trattamento delle acque reflue Incenerimento dei rifiuti Altro
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C. Le Parti del Protocollo di Kyoto (39 Parti: 38 Paesi Industrializz.+CE)
PARTI “OBBLIGATE” (nr 39, con obiettivi di riduzione di GHG)
PARTI “VINCOLATE”
(n°37 che hanno ratificato gli obiettivi)
NON “VINCOLAT
E”
Bulgaria* Grecia Croazia*
Estonia*
Polonia*
Monaco
Australia
Canada Irlanda Feder. Russa*
Repubblica Ceca*
USA
CE (Com. Eur.) Italia Giappone Romania*
Austria Lussemburgo Islanda Slovacchia*
Belgio Olanda Lettonia* Slovenia*
Danimarca Portogallo Liechtestein Svizzera
Finlandia Regno Unito
Lituania* Ucraina*
Francia Spagna Norvegia Ungheria*
Germania Svezia Nuova Zelanda
* Paesi in economia di transizione
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D. Obiettivi rispetto ai valori di emissione 1990
Protocollo di Kyoto – Allegato B
CE (EU 15), Bulgaria*, Estonia*, Lettonia*, Liechtestein, Lituania*, Rep. Ceca*, Romania*, Slovacchia*, Slovenia*, Svizzera,
- 8%
USA - 7% Canada, Ungheria*, Giappone, Polonia* - 6% Croazia* - 5% Nuova Zelanda, Fed. Russa*, Ucraina* 0 NorvegiaAustraliaIslanda
+ 1%
+ 8% + 10%
* Paesi in economia di transizione Paesi che non hanno ratificato il Protocollo
Obiettivo globale - 5%
Monaco
I paesi in via di sviluppo, inclusi Cina e India,non devono rispettare obiettivi
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Obiettivi e quantità di CO2
immesse nell’atmosfera
- L’atmosfera contiene circa 3 milioni di megatonnellate (Mt*) di CO2
Mt=1 milione di tn
-Il mondo immette nell’atmosfera ogni anno circa 6.000 Mt di CO2: 3.000 Mt i paesi industrializzati, 3.000 Mt quelli in via di sviluppo -Con il Protocollo di Kyoto (-5%) se ne dovrebbero immettere ogni anno 5.850 Mt anziché 6.000 Mt (-0,005% sul totale)
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E. Scadenza temporale
Le “Parti vincolate” che hanno ratificato il protocollo dovranno raggiungere i propri obiettivi entro il periodo 2008 - 2012.
Ogni Parte dovrà aver ottenuto nel 2005, nell’adempimento degli impegni assunti a titolo del Protocollo, concreti progressi.
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F. Strumenti per la riduzione delle emissioni di gas serra
Per raggiungere gli obbiettivi di Kyoto, i Paesi industrializzati (con economia stabile o con economia di transizione) possono adottare comuni misure (oltre ad introdurre misure interne mirate):
1. scambiare quote di C02, avvalendosi di “meccanismi flessibili” ( ET Emission Trading, JI Joint Implementation, CDM Clean Development Mechanism );
2. conteggiare il carbonio assorbito da nuove piantagioni forestali e agroforestali (Carbon Sink);
3. avvalersi di fondi finanziari per l’avvio di progetti JI e CDM (Carbon Fund).
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F1. Sistema ET
Emission Trading
Scambio di quote tra paesi industrializzati con obblighi di riduzione
I paesi (e/o le loro aziende),compresi nelle “Parti obbligate”, che riducono le emissioni in misura maggiore rispetto al loro obiettivo, possono vendere tale surplus ad altri “Paesi obbligati” (e/o loro aziende) i quali possono acquistarlo e conteggiarlo per raggiungere i propri obiettivi (trattasi di scambi a somma zero in quanto le emissioni totali permesse nei due paesi rimangono le stesse).
Lo scambio richiede la predisposizione di piani nazionali di assegnazione di quote di emissione omologati.
Borsa delle emissioni già attiva in Europa da 2006 (Italia, 2007)
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F1. Meccanismi flessibili JI e CDM
Joint Implementation Il meccanismo consente ad un Paese industrializzato in economia stabile e ad un Paese in economia di transizione di realizzare progetti comuni che generano quote di riduzione di emissione scambiabili tra le parti: trattasi di “operazioni a somma zero” in quanto le emissioni totali permesse nei due paesi rimangono le stesse.
VantaggioAbbattimento delle emissioni là dove è
economicamente più conveniente
Clean Development MechanismConsente ai Paesi Industrializzati di realizzare nei Paesi in via di sviluppo progetti che generano quote di riduzione di emissione, utilizzabili per rispettare gli obblighi di Kyoto.
Abbattimento delle emissioni là dove è economicamente più conveniente e orientamento allo sviluppo sostenibile
per i Paesi in via di sviluppo
Vantaggio
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F2. Carbon Sink
Nella Settima Conferenza delle Parti (COP 7) del 2001 a Marrakech la forestazione è stata riconosciuta come sistema valido per la riduzione di emissioni di gas serra.
Le quantità derivanti dall’assorbimento di gas serra da parte di “serbatoi” (sinks) naturali possono essere conteggiate, accumulate o scambiate per il raggiungimento degli obiettivi Kyoto.
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La Banca Mondiale ha messo in atto uno strumento finanziario, il Carbon Fund, destinato a progetti che generano riduzioni di CO2 attraverso i meccanismi JI e CDM.
F3. Carbon Fund
non investe nei progetti ma compra crediti di quote di
CO2eq;
i partecipanti al fondo ricevono una quota parte di
riduzioni di emissione proporzionale al contributo
dato; i progetti sono selezionati sulla base del contributo
allo sviluppo sostenibile offerto, preferibilmente, ai
Paesi in via di sviluppo
Ruolo del fondo:
L’Italia nel 2003 ha concordato con la Banca Mondiale l’istituzione dell’’Italian Carbon Fund (attualmente la partecipazione è in via di cancellazione)
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La ratifica CE del Protocollo di Kyoto
Ridistribuisce l’obiettivo -8% CE ai singoli Stati Membri (Burden Sharing Agreement ).
Impegna gli Stati Membri all’elaborazione di Piani Nazionali per la Riduzione delle emissioni di GHG.
Obbliga gli Stati Membri all’adesione al sistema europeo di Emission Trading Scheme (ETS), un sistema “sperimentale” di gestione delle quote di emissione all’interno della CE.
Con la Decisione 2002/358/CE la Comunità Europea ratifica il Protocollo di Kyoto e:
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Burden Sharing Agreement: scenario europeo (EU 15 e altri EU)
Austria -13
Belgio -7,5
Danimarca -21
Francia 0
Finlandia 0
Germania -21
Grecia 25
Irlanda 13
Italia -6,5
Lussemburgo -28
Paesi Bassi -6
Portogallo 27
Regno Unito -12,5
Spagna 15
Svezia 4
Totale EU 15 -8
Stati Membri Riduzione % * Stati Membri Riduzione % *
* Rispetto al 1990
Totale altri EU
-8
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Direttiva 2003/87/CEEmission Trading Scheme
Per la gestione delle quote di emissione di CO2 all’interno dell’Europa, la CE obbliga, nel periodo 2005-2007, ciascuno degli Stati Membri a :a. predisporre entro il 1° gennaio 2005 un Piano
Nazionale per l’Assegnazione di quote di emissioni (NAP) ad ogni settore produttivo responsabile;
b. rilasciare entro il 28 febbraio 2005 per ogni gestore di impianto un’autorizzazione annuale alla emissione di quote di GHG assegnate (AAUs Assigned Amounts Units);
c. istituire e conservare un registro delle emissioni per ciascun settore/gestore;
d. sanzionare i gestori inadempienti.Il sistema comunitario ETS ha previsto il riconoscimento dei meccanismi flessibili di scambio di quote di emissione
di GHG (meccanismi JI e CDM).
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Effetto Kyoto sul Business
Alcuni spunti*:
John Llewellyn, Lehman Brothers:” Il cambiamento climatico è senza dubbio una nuova variabile della competizione globale … le imprese che non comprendono questo nuovo fenomeno aggiungono un elemento di rischio al loro business… Il climate change avrà effetti… come la globalizzazione, la rivoluzione tecnologica e l’invecchiamento della popolazione”.
Banca d’affari JP Morgan: “La torta da spartirsi è ingente e i tassi di crescita sono elevati: lo scorso anno gli investimenti mondiali nelle energie rinnovabili sono stati pari a 63,3 miliardi di dollari, il 30% in più rispetto all’anno precedente”.
Il valore del mercato fisico (tn di CO2 da risparmiare x prezzo medio di 5-10 €/tn) in Europa nel breve termine è stato stimato in circa 50-100 miliardi di euro all’anno.
* Sole 24Ore, marzo e giugno 2007
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Obiettivo Italiano(riferim. Burden Sharing Agreement)
487
507
527
547
567
587
Em
issi
oni M
tCO 2/an
no
93 Mt di CO2 da ridurre
487 Mt CO2: obiettivo medio annuale 2008-2012
580 Mt CO2: stime incremento emissioni al 2010
Obiettivo riduzione- 6,5%
34 MtCO2
Obiettivo Italia 2008-20012: – 6.5% rispetto ai valori 1990
Aumentoemissioni59 MtCO2
521Mt
1990
(Mt, milioni di tn)
Stime per Delibera CIPE 123/2002
87
Piano Nazionale Italiano 2003-2010
di riduzione dei gas serra
40
12
41
487497507517527537547557567577587
Piano di Azione
Rid
uzio
ni
MtC
O2/a
nno
Delibera CIPE 123/2002
Riduzione di93 Mt diCO2
Riduzione di 40 Mt di CO2 attraverso misure interne già intrapreseRiduzione di 12 Mt di CO2 attraverso JI e CDM già intrapresiRiduzione di 41 Mt di CO2 attraverso ulteriori misure da individuare
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Piano Nazionale Italiano di Assegnazione *
* DEC/RAS/074/2006
2005 2006 2007
Mt CO2 Mt CO2 Mt CO2
Attività energhetiche- Termolelettrico cogenerativo 130,4 133,83 128,95- Altri impianti di combustione 14,82 14,89 14,98
compressione metanodotti 0,86 0,88 0,9
Teleriscaldamento 0,19 0,19 0,2
Altro 13,77 13,82 13,88
- Raff inazione 23,76 23,76 23,76Produzione e trasformazionedei metalli ferrosi 14,95 14,76 14,58
Ciclo integrato, sinterizzazione, cokeria 13,67 13,47 13,28
Forno elettrico 1,28 1,29 1,3
Industria dei prodotti minerali- Cemento 26,41 26,52 26,63
- Calce 3,05 3,07 3,09
- Vetro 3,11 3,15 3,19
- Prodotti ceramici e laterizi 0,8 0,8 0,81
Altre attività- Pasta per carta/carta e cartoni 5,02 5,09 5,16
Totale 222,32 225,87 221,15
(Proposta in atto: dal 2008 tetto annuale di 200 Mt max)
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I Registri e le Sanzioni
L’Italia ha istituito il registro nazionale delle emissioni INES (Inventario Nazionale Emissioni e Sorgenti) ad integrazione del registro europeo EPER (European Pollutant Emission Register) scopo del registro è assicurare l’accurata contabilizzazione delle quote di emissioni rilasciate, possedute, cedute e
cancellate.
Il gestore è punito con la sanzione amministrativa pecuniaria paria a 40 euro per ciascuna tonnellata di biossido di carbonio equivalente emessa non autorizzata.
Tale sanzione pecuniaria viene aumentata a 100 euro per il periodo in cui entrerà in funzione il protocollo di Kyoto.(legge 316/2004)
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La situazione attuale
A tutto il 2004 l’Europa dei 15 era di circa il 10% sopra i livelli di emissioni del 1990 e l’Italia di circa il 15%.
Attualmente lo scenario è più o meno lo stesso.
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Il Recycling Fund
A Buenos Aires in occasione di COP 10 2004, l’Italia ha proposto l’istituzione di un Recycling Fund che, sulla base del meccanismo del Carbon Fund, finanzia progetti di riduzione dei gas ad effetto serra conseguenti alle operazioni di riciclo/recupero dei rifiuti.
Tali progetti che generano riduzioni di emissioni a seguito di operazioni di riciclo dei rifiuti, dovranno essere compatibili con le regole dei meccanismi della Joint Implementation e del Clean Development Mechanism, nonché con lo schema di Emissions Trading dell’Unione Europea.
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Il contributo dell’industria del recupero e del riciclo
L’industria del riciclo ha un IMPATTO SISTEMICO nell’attuazione del Protocollo di Kyoto
Risparmio di materia
Risparmio di energia
MINORI EMISSIONI DI GAS SERRA
“Imballaggi e Ambiente” Impatto ambientale 2b..Recycling Fund
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Imprese
Il circuito del Recycling Fund
RECYCLINGFUND
IMPIANTO DI RICICLO
O RECUPERO
tecnologia
Energia$
Quote CO2
SottoscrittoriFondo
$
QuoteCO2
Materiali