L'impronta di carbonio dell'edilizia globale più che raddoppierà entro il 2050

Questo è quanto afferma un nuovo studio pubblicato su Nature's Communications Earth & Environment , che ha avvertito che la sola impronta di carbonio dell'edilizia sarebbe sufficiente a superare il budget di carbonio annuo necessario per mantenere le temperature globali al di sotto dei 2˚C nei prossimi due decenni.

L'allarme è che nel 2022 oltre la metà delle emissioni di carbonio del settore edile proveniva da materiali cementizi, mattoni e metalli. Vetro, plastica, prodotti chimici e materiali di origine biologica contribuivano per il 6%, mentre il restante 37% proveniva da trasporti, servizi, macchinari e attività in cantiere.

Ha inoltre scoperto che l'impronta di carbonio del settore edile nelle emissioni globali è gradualmente aumentata nel corso di tre decenni, dal 20% al 33%, alimentata principalmente da input legati ai materiali come cemento, mattoni, metalli e vetro.

Lo studio auspicava una “rivoluzione dei materiali” che avrebbe comportato la sostituzione dei materiali tradizionali con materiali di origine biologica, circolari e riutilizzati.

In totale, il settore edile ha generato 12,2 gigatonnellate (Gt) di CO2, con il cemento come principale responsabile. Nel 2022, il cemento da solo ha rappresentato oltre un quarto (28%) dell'impronta di carbonio totale del settore edile. Cemento, clinker, mattoni e argilla contribuiscono insieme al 40% delle emissioni totali di carbonio del settore edile, mentre i metalli rappresentano il 15%, metà del quale proviene dall'acciaio.

Nonostante i tentativi degli ultimi anni di offrire versioni a basso tenore di carbonio di questi materiali nelle economie sviluppate, lo studio ha individuato uno “spostamento verso un utilizzo di materiali sempre più intensivo in termini di carbonio e meno sostenibile”.

Una delle ragioni principali di questo aumento è stata la rapida crescita del numero di grandi progetti di costruzione nelle regioni in via di sviluppo. Tra il 1995 e il 2022, Africa, Brasile e Cina hanno registrato un aumento significativo dell'impronta di carbonio, rappresentata da ciò che il rapporto ha definito "materiali da costruzione non sostenibili" (cemento, clinker, acciaio e altri metalli).

In Cina, ad esempio, i materiali da costruzione non sostenibili rappresentavano il 43% dell'impronta di carbonio del settore edile. Entro il 2022, questa percentuale era salita al 73%.

Nelle regioni sviluppate, l'impronta dei materiali non sostenibili è rimasta relativamente stabile.

Nel frattempo, nello stesso periodo si è registrata anche una riduzione dell'impronta di carbonio associata a materiali biobased come legno, paglia e altri prodotti naturali. In Cina, i materiali biobased rappresentavano il 4% dell'impronta di carbonio totale del Paese nel 1995, ma questa percentuale è scesa allo 0,5% entro il 2022.

a, c Il contributo relativo dell'impronta di carbonio globale dell'edilizia per le regioni ad alto reddito, le economie emergenti e le regioni a basso reddito nel 1995 e nel 2022. b, d Classifica dei paesi per l'impronta di carbonio per l'industria edile nel 1995 e nel 2022. (Fonte: Li, C., Pradhan, P., Chen, G. et al. Si prevede che l'impronta di carbonio del settore edile raddoppierà entro il 2050 a livello globale. Commun Earth Environ 6, 831 [2025].)

Richiesta di una "transizione urgente" sui materiali da costruzione

Sottolineando che il settore edile è "ampiamente considerato uno dei settori più difficili da decarbonizzare", lo studio ha chiesto una transizione urgente verso un'edilizia a basse emissioni di carbonio per ridurre l'impronta di carbonio del settore.

Si suggerisce: "Un punto di partenza sul fronte della catena di fornitura potrebbe essere l'investimento in beni strumentali come macchinari e infrastrutture per nuove alternative di costruzione. Il settore degli investimenti è un buon punto di partenza per attuare inversioni di tendenza, in quanto può generare effetti di scala attraverso la riduzione dei costi di produzione.

"Attualmente, un importante ostacolo a soluzioni innovative come i materiali di origine biologica è la mancanza di un'adeguata infrastruttura nella catena di approvvigionamento. I macchinari edili tradizionali sono spesso inadatti ai materiali di origine biologica, richiedendo tecniche di movimentazione diverse. Inoltre, dimostriamo che il settore dei beni strumentali è uno dei maggiori sottosettori che contribuiscono all'impatto sulla catena di approvvigionamento nel settore delle costruzioni. Apportare cambiamenti nel settore dei beni strumentali, quindi, ha un doppio vantaggio: ha il potenziale di indurre effetti di scala e, allo stesso tempo, di colpire direttamente il secondo maggiore contributore nella catena di approvvigionamento alle emissioni di carbonio nel settore delle costruzioni."

Ha inoltre evidenziato l'importanza della differenziazione regionale, sottolineando che mentre le regioni ad alto reddito potrebbero passare a un'edilizia circolare, a una progettazione modulare e all'innovazione dei materiali, le città in rapida crescita del Sud del mondo potrebbero invece aver bisogno di soluzioni a basso costo, scalabili e di provenienza locale.

Per quanto riguarda la riduzione della dipendenza da materiali tradizionali come cemento, acciaio e mattoni, lo studio suggerisce materiali di origine biologica o alternative al tradizionale cemento Portland, come i materiali attivati con alcali. Tuttavia, l'implementazione su larga scala di queste alternative richiede "una solida valutazione della loro intensità di carbonio, della loro durabilità, della disponibilità di materiali precursori e della compatibilità con i codici edilizi esistenti", ha osservato.

Esistono anche potenziali compromessi tra l'uso su larga scala di legname o bambù e la deforestazione e la biodiversità che richiedono ulteriori valutazioni, ha osservato.

Anche i codici edilizi dovrebbero essere aggiornati per riconoscere la sicurezza e la durabilità delle opzioni basate sulla bioenergia.

Nel frattempo, Exergio, un'azienda che sviluppa strumenti basati sull'intelligenza artificiale per l'efficienza energetica negli edifici commerciali, voleva che il problema non si fermasse al cantiere.

"Quando gli edifici diventano operativi, lo spreco energetico avviene silenziosamente: vediamo che i sistemi di riscaldamento e raffreddamento iniziano a interagire tra loro, i sensori forniscono letture imprecise e le stanze rimangono riscaldate o raffreddate a lungo dopo che le persone se ne sono andate. Queste perdite si accumulano rapidamente", spiega Donatas Karčiauskas, CEO di Exergio. "La stessa inefficienza che inizia nella produzione dei materiali continua durante l'esercizio. Cambia solo forma."

"Sostituire il patrimonio edilizio mondiale con nuovi materiali richiederà decenni e costerà migliaia di miliardi, e anche in quel caso gli edifici sprecherebbero comunque il 40% dell'energia globale", ha affermato. "Abbiamo già una soluzione più rapida. Ottimizzare il funzionamento degli impianti può ridurre fino al 30% di questi sprechi, senza dover ricostruire nulla".

Lo studio, co-redatto da accademici provenienti da Cina, Germania, Paesi Bassi e Austria, è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, dal China Scholarship Council, dalla National Natural Science Foundation of China e dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea.