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OrizzontEnergia

Economia circolare: Che Cos’è la Simbiosi Industriale

Negli ultimi anni, l’Unione Europea ha promosso numerose iniziative per favorire il passaggio da un’economia lineare ad un’economia circolareeconomia circolare
Modello che pone al centro la sostenibilità del sistema, in cui non ci sono prodotti di scarto e in cui le materie vengono costantemente riutilizzate. Si tratta di un sistema opposto a quello definito “lineare”, che parte dalla materia e arriva al rifiuto.
senza sprechi. In particolare, per quanto riguarda i processi di produzione, nel piano di azione UE per l’economia circolare, un ruolo fondamentale è rivestito dalla simbiosi industriale, ovvero da un processo di interazione aziendale finalizzato all’ottenimento di vantaggi competitivi derivanti dal trasferimento di risorse tra due o più industrie dissimili. L’autore ne illustra i riferimenti teorici e l’esperienza più citata.

La simbiosi industriale è una branca del nuovo campo di studi interdisciplinari dedicato all’ecologia industriale (Chertow, 2004). Considerata come scienza della sostenibilità (Allenby et al., 1999; Ehrenfeld, 2004; Gibbs, 2008), l’ecologia industriale trova le sue origini nel 1989, anno in cui Robert A. Frosh e Nicholas E.  Gallopoulos, con l’articolo Strategies for Manufacturing, affermarono che il modello tradizionale di attività industriale - in cui i singoli processi produttivi prelevano materie prime e generano prodotti da vendere più rifiuti da smaltire - deve essere trasformato in un modello più integrato, cioè in un ecosistemaecosistema
È l'insieme di tutti gli organismi viventi (animali e vegetali) presenti in un determinato ambiente e delle relazioni che intercorrono tra di loro e tra essi e il sistema fisico circostante.
industriale. In alternativa all’attuale modello lineare di sviluppo industriale che crea, in tutte le fasi della produzione, sia prodotti utili che scarti inutili e inquinanti, l’ecologia industriale promuove un sistema produttivo in cui tutti gli input si trasformano in output, cioè un sistema che riduce al minimo rifiuti ed emissioni. Il conseguimento di questo risultato, non potendo essere raggiunto dalla attività di una singola impresa, implica la necessità di nuove forme di integrazione intersettoriale per la valorizzazione degli scarti e degli effluenti di processo (Manzini e Pizzocaro, 1995).

All’interno dell’ecologia industriale, la simbiosi, attraverso un approccio di tipo territoriale, affronta la questione di come coinvolgere industrie tradizionalmente separate in un processo di interazione aziendale finalizzato all’ottenimento di vantaggi competitivi derivanti dal trasferimento di risorse (sottoprodotti o scarti di produzione) tra due o più industrie dissimili (figura 1). Le risorse oggetto di scambioscambio
Scambio tra energia elettrica immessa ed energia elettrica prelevata, nel caso in cui l'immissione e il prelievo avvengono in momenti differenti.
non sono solo quelle materiali, ma anche energetiche e idriche (Chertow, 2000).

Figura 1. L’economia circolare attraverso la simbiosi industriale

I principali mezzi con cui si realizza la simbiosi tra imprese  (Chertow et al, 2008) sono:

  • l’utilizzo di materiali tradizionalmente intesi come scarti o sottoprodotti in sostituzione di prodotti commerciali o materie prime;
  • la condivisione di utilityutility
    Azienda che si occupa della forniutura di beni o servizi di pubblica utilità come ad esempio energia elettrica, gas e acqua.
    e infrastrutture per l’utilizzo e la gestione di risorse, come il vapore, l’energiaenergia
    Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
    , l’acqua e i reflui;
  • la fornitura congiunta di servizi per soddisfare bisogni accessori comuni alle imprese connessi alla sicurezza, all’igiene, ai trasporti e alla gestione dei rifiuti.

La simbiosi industriale risulta essere, quindi, una strategia per la chiusura dei cicli delle risorse e l´ottimizzazione del loro uso all’interno di uno specifico ambito economico territoriale, attraverso la collaborazione tra le diverse imprese basata sulle possibilità sinergiche offerte dalla loro prossimità geografica.

In analogia a quanto avviene negli ecosistemi, con la riduzione dei rifiuti alla fonte e la creazione di legami di chiusura dei cicli, la simbiosi industriale cerca di disegnare un sistema industriale caratterizzato da rapporti di interdipendenza funzionale in cui i prodotti di scarto di una linea di lavoro diventano un prezioso input per le linee produttive di altre imprese (Jelinski et al., 1992; Ayres e Ayres, 2002; Desrochers e Leppala, 2010).

Si viene a configurare, così,un sistema produttivo circolare in cui, tendenzialmente, scompare il tradizionale concetto di rifiutorifiuto
Secondo quanto definito nel decreto legislativo n.22 del 5 febbraio 1997 il rifiuto è una sostanza o un oggetto di cui il detentore decida o sia obbligato a disfarsi". I rifiuti possono essere classificati in diversi modi, per esmpio in base all'origine oppure in base alla pericolosità.
, poiché le risorse oggetto di scambio non sono mai rifiuti in nessun momento della loro esistenza, ma sempre beni economici.

In questo modo, la simbiosi industriale permette ad un insieme di imprese di raggiungere congiuntamente la massimizzazione del profitto attraverso l’internalizzazione delle loro esternalità (Desrochers e Leppala, 2010), così da creare importanti vantaggi al sistema delle imprese e alla collettività, sia in termini economici che ambientali.  Sotto il primo aspetto si rileva come il riuso dei sottoprodotti, in sostituzione di prodotti commerciali o di materie prime da acquisire sul mercato, può favorire una sostanziale riduzione dei costi di produzione, riconducibile all’impiego di risorse secondarie di costo inferiore e/o allo smaltimento remunerativo degli scarti di produzione. Sotto l’aspetto ambientale, invece, assumono rilievo i benefici legati alla riduzione del consumo delle risorse (acqua, carbonecarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.
, petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
, gesso, fertilizzanti, ecc.), al contenimento delle emissioni in acqua e atmosferaatmosfera
Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
, alla riduzione dei rifiuti e del conseguente smaltimento in discarica (Chertow, 2007; Cutaia et al., 2012).

La possibilità che le aziende hanno di minimizzare, nella loro attività, lo spreco di risorse e/o di riutilizzare nel proprio processo produttivo gli scarti generati da aziende vicine, permette di attivare processi di collaborazione di tipo win-win che generano un modello virtuoso d’interazione tra imprese e territorio sia a livello economico che ambientale. Con questo nuovo modello di politica industriale, le imprese possono diventare più competitive, migliorando le loro performance e le comunità locali possono convivere con i sistemi industriali, senza rinunciare ad un ambiente salubre (La Monica et al., 2014).

Un esempio significativo di rappresentazione di un ecosistema industriale basato sulla simbiosi industriale è quello realizzato nella città danese di Kalundborg (figura 2). Si tratta, della prima configurazione concreta degli ecosistemi industriali teorizzati da Frosch e Gallopoulos. Il sistema di Kalundborg è diventato fondamentale per l'ecologia industriale ed è lì che, nel 1989, è stato coniato il termine simbiosi industriale (Chertow, 2000; Chertow, 2007; Chertow and Ehrenfeld, 2012). 

Fig. 2. L’ecosistema industriale di Kalundborg

E’ importante sottolineare che, a Kalundborg, i legami simbiotici sono stati generati attraverso un approccio di tipo botton-up: questi legami non sono stati frutto di una pianificazione top-down, ma si sono creati spontaneamente negli anni ’60 e si sono poi sviluppati gradualmente e in modo organicoorganico
Aggettivo applicato a qualunque sostanza abbia origine animale o vegetale.
nell’arco di mezzo secolo. Le prime sinergie simbiotiche sono nate a seguito di conversazioni private tra alcuni dirigenti d'impresa della regione di Kalundborg negli anni '60 e '70. Se negli anni ‘60 avevano già preso avvio i primi importanti impianti industriali (la raffineria Statoil, la centrale elettricacentrale elettrica
Impianti adibiti alla conversione di risorse energetiche primarie (cioè non trasformate, disponibili già in natura) in energia elettrica. Esse possono essere basate su principi fisici (per esempio negli impianti ad energia rinnovabile che sfruttano il movimento di masse d'acqua, di masse d'aria o la radiazione solare), principi chimici (per esempio negli impianti che bruciano combustibili fossili) o principi nucleari (fissione e fusione nucleare).
a carbone Asnaes, l’impianto farmaceutico Novo Nordisk), è negli anni ‘70 che cominciano a realizzarsi le prime attività di simbiosi (ad esempio, la fabbrica produttrice di pannelli in cartongesso Gyproc si localizza in quell’area in maniera tale da utilizzare il gas di combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
dalla Statoil; la Novo Nordisk inizia a cedere i suoi fanghi fertilizzanti agli agricoltori). Nel tempo, le attività di simbiosi hanno continuato a svilupparsi attraverso la creazione di nuove sinergie tra le imprese esistenti e la localizzazione di nuovi impianti costruiti per un migliore sfruttamento dei sottoprodotti (Ehrenfeld e Gertler 1997; Jacobsen 2006; Chertow, 2000 e 2007).

Nel suo insieme il sistema eco-industriale realizzato a Kalundborg ha generato, nel corso degli anni, rilevanti benefici, grazie ad una sana collaborazione tra imprese, istituzioni ed enti locali che hanno portato a risultati virtuosi in termini economici e ambientali (figura 3).

Tab.1 Benefici economici ed ambientali della simbiosi industriale in Kalundborg

Benefici economici

 

Investimento/Risparmi

Ammontare

Investimenti

78.5 mil. US$

Risparmi annui

15 mil. US$

Risparmi complessivi

310 mil. US$

Benefici ambientali

 

Risorsa/Flusso di emissioneemissione
Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell'atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull'ambiente.

Risparmio annuale

Falde acquifere

2,9 mil. m3

Acque di superficie

1,0 mil. m3

Zolfo liquido

20,000 ton

BiomassaBiomassa
In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende " la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani ". Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici.

319,000 m3

Emissioni di CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

64, 460 ton

Emissioni di SO2

53 ton

Emissioni di NOx

89 ton

Acque reflue

200,000 m3

Gesso

170,000 ton

Fonte: Elaborazione daDomenech e Davies, 2011.

In conclusione, è importante evidenziare che, dopo la scoperta nel 1989 di questo caso di successo, a livello internazionale, sono state individuate altre realtà industriali che, così come a Kalundborg, già praticavano esperienze di simbiosi industriale. In diversi Paesi, inoltre, sono stati finanziati programmi o progetti finalizzati a favorire la diffusione della simbiosi per migliorare l’efficienza dell’uso delle risorse nelle relazioni business-to-business. In tale direzione, negli ultimi anni, anche in Italia si sta progressivamente affermando l’idea che la simbiosi industriale possa concretamente diffondersi su ampia scala come strumento per cogliere appieno molte delle nuove opportunità offerte dall’economia circolare. In questo contesto l’ENEA sta dando un suo contributo al sistema-Paese facendosi promotore di diverse iniziative in grado di applicare risultati delle ricerca legati alla simbiosi ai sistemi produttivi e territoriali italiani.

di Marco La Monica

Fonte: L'Astrolabio - Amici della terraAmici della terra
Associazione ambientalista presente in Italia dal 1978 che costituisce la rappresentanza italiana di Friends of the Earth International.Gli Amici della Terra promuovono azioni di educazione al rispetto verso l'ambiente, sostenendo iniziative sul territorio affinchè i governi e le istituzioni sovranazionali adottino politiche di sviluppo sostenibile.

 

 

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Data: 04/05/2017

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