Progettare per un futuro a basse emissioni di carbonio: Come le strutture farmaceutiche abbracciano i principi circolari

Le aziende farmaceutiche e biotecnologiche stanno correndo verso il net zero. Con la sostenibilità in primo piano, è essenziale considerare come i diversi elementi si intersecano per creare una strategia completa. I nuovi prerequisiti relativi al carbonio e ai rifiuti stanno portando alla ribalta concetti come il carbonio incarnato e strategie come la riduzione circolare dei rifiuti, rendendoli fondamentali per il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità. Per le aziende che si muovono verso una maggiore sostenibilità, queste iniziative si stanno rivelando non solo vantaggiose per l'ambiente, ma anche in termini di risparmio economico.

Questo articolo analizza come i principi del carbonio incarnato e dell'economia circolare stiano trasformando la progettazione, la costruzione e le operazioni delle strutture nelle industrie farmaceutiche e biotecnologiche.

Puzzle della sostenibilità - 8 elementi chiave

Alla Exyte vediamo la sostenibilità nella progettazione di strutture come un puzzle, con otto pezzi che si incastrano tra loro per formare un quadro completo. Ogni componente svolge un ruolo cruciale e insieme costruiscono un approccio olistico alla riduzione dell'impatto ambientale.

Approvvigionamento a basse emissioni di carbonio

L'uso di materiali come il cemento verde, l'acciaio riciclato e i materiali di provenienza sostenibile riduce l'impatto ambientale fin dall'inizio.

Carbonio incarnato

La contabilizzazione delle emissioni del ciclo di vita della costruzione, delle attrezzature e dell'installazione garantisce una responsabilità climatica a lungo termine.

Rifiuti circolari

Progettare l'eliminazione dei flussi di rifiuti con misure quali l'eliminazione delle plastiche monouso, l'istituzione di programmi di ritiro e l'impegno a ridurre a zero le discariche.

Design intelligente

Creare strutture modulari, flessibili e pronte per il futuro, che si adattino all'evoluzione delle tecnologie e delle esigenze di sostenibilità.

Efficienza energetica

Massimizzare l'uso di energia rinnovabile, servizi di pubblica utilità a basse emissioni di carbonio e sistemi energetici ottimizzati per ridurre l'impronta operativa.

Gestione dell'acqua

Implementazione di misure di risparmio idrico, come lo zero liquid discharge (ZLD), particolarmente importante nei processi di produzione farmaceutica ad alta intensità di acqua.

Operazioni sostenibili

Sfruttare l'automazione, l'ottimizzazione digitale e il recupero di energia e calore per migliorare costantemente le prestazioni.

Innovazione e partnership

Applicare tecnologie emergenti come i gemelli digitali e collaborare con i partner per accelerare i progressi della sostenibilità.

I tre pezzi del puzzle, approvvigionamento a basso contenuto di carbonio, carbonio incarnato e rifiuti circolari, sono fondamentali.

Senza affrontarli, gran parte dell'impatto climatico di una struttura rimarrà irrisolto.

Che cos'è il carbonio incarnato?

Il carbonio operativo si verifica durante la fase di utilizzo di un prodotto o di un edificio. Il carbonio incarnato è diverso, è "bloccato" fin dall'inizio. Una volta che i materiali sono stati prodotti, trasportati e costruiti, le emissioni di CO2 generate durante questi processi non possono essere ridotte o recuperate. Questo rende il carbonio incarnato particolarmente importante da affrontare, in quanto può rappresentare fino al 50% delle emissioni di una struttura nel corso della sua vita, soprattutto se le emissioni operative continuano a diminuire con l'adozione delle energie rinnovabili.

Per le aziende farmaceutiche e biotecnologiche, gli impatti iniziali del carbonio incarnato sono sostanziali:

Estrazione e lavorazione delle materie prime:

Estrazione, raccolta o sintesi di metalli, minerali, solventi e precursori organici.

Produzione e sintesi:

Fasi ad alta intensità energetica, tra cui il riscaldamento delle reazioni, l'uso di solventi, la purificazione, l'uso di catalizzatori e la gestione dei rifiuti pericolosi.

Catene di approvvigionamento:

Trasporto globale di materie prime, prodotti intermedi e prodotti finiti tramite spedizioni, trasporti e magazzini. I requisiti della catena del freddo e le inefficienze logistiche aumentano le emissioni generate.

Costruzione di edifici:

La costruzione di impianti richiede grandi quantità di materiali strutturali, tra cui cemento, acciaio e isolamento.

Perché l'economia circolare è importante

Un'economia lineare prevede la raccolta di materiali e risorse limitate, la produzione di beni e il loro semplice smaltimento dopo l'uso, accumulando elevati volumi di rifiuti. Anche la tradizionale economia del riciclo, incentrata sulle tre R: ridurre, riutilizzare, riciclare, è oggi considerata superata e inefficiente ai fini di una vera sostenibilità.

L'economia circolare è un sistema più avanzato e sostenibile in cui i materiali non diventano mai rifiuti, ma rimangono in circolazione il più a lungo possibile. Questo metodo incorpora il principio delle 9R, che prevede il rifiuto dell'uso di materiali non necessari, la riduzione dell'uso di materiali, il riutilizzo di prodotti e attrezzature, la riparazione, la rimessa a nuovo, la rifabbricazione, il reimpiego, il riciclaggio e il recupero.

I vantaggi dell'economia circolare per le aziende farmaceutiche e biotecnologiche sono molteplici, tra cui la riduzione degli sprechi, l'uso più efficiente delle risorse, la tutela dell'ambiente, l'incentivazione dell'innovazione e della collaborazione e l'aggiunta di valore economico.

Costruzione sostenibile a Exyte

Molti pensano che l'edilizia sostenibile implichi legno, facciate piantumate, sostituzione delle lampadine e pannelli fotovoltaici sui tetti. In realtà l'edilizia sostenibile comporta:

Retrofitting del patrimonio edilizio esistente:

Estendere la durata delle coperture e installare sistemi di copertura che favoriscano la crescita della vegetazione sui tetti.

Progettare per la circolarità:

Progettazione strutturale efficiente per ridurre l'uso di materiali e progettazione per facilitare il disassemblaggio.

Ridurre al minimo l'energia incorporata:

Uso di materiali di provenienza locale, materiali riciclati e materiali alternativi a basso contenuto di carbonio.

Sistemi idrici ed energetici rigenerativi:

Progettazione passiva che sfrutta le risorse naturali, installando tetti verdi e sistemi di raccolta dell'acqua piovana, utilizzando fonti di energia rinnovabili per il funzionamento dell'edificio e incorporando elementi strutturali per sfruttare le proprietà termiche passive.

Ritorno sull'investimento del design circolare e a basse emissioni di carbonio

La sostenibilità non è solo rispettosa dell'ambiente, ma offre anche vantaggi commerciali misurabili. L'uso di calcestruzzo a basso contenuto di carbonio o di acciaio ad alto contenuto di riciclaggio può ridurre di oltre il 20% le emissioni di CO2 delle strutture, mentre i materiali riciclati sono anche più economici, con un risparmio del 5-10% sui costi dei materiali. I pannelli modulari per camere bianche prefabbricati fuori sede riducono gli sprechi, i tempi di manodopera e i ritardi, con una riduzione dei costi di installazione del 30%.

Il riutilizzo di alloggiamenti, condotti o apparecchiature HEPA può far risparmiare milioni di euro negli impianti farmaceutici in fase di retrofit, mentre il coordinamento dei piani di consegna può ridurre significativamente le emissioni dovute al trasporto, nonché i costi e i tempi di inattività.

Fattori di mercato e normativi:

Oltre ai risparmi diretti sui costi, sono molte le forze di mercato che spingono le aziende ad adottare il design circolare e la progettazione di impianti a basse emissioni di carbonio. Con l'aumento dei prezzi di materie prime come l'acciaio e l'alluminio, le strategie di approvvigionamento circolare e di riutilizzo stanno riducendo la dipendenza da materiali di nuova estrazione, mentre l'aumento delle tasse di discarica sta aumentando l'importanza della riduzione dei rifiuti e dei programmi di ritiro da parte dei fornitori.

Prezzi del carbonio:

La tariffazione del carbonio aggiunge un ulteriore livello. A partire dal 2024, la carbon tax di Singapore è pari a S$25/tCO₂e, destinata ad aumentare fino a S$80 entro il 2030, il che significa che un'azione tempestiva sul carbonio incarnato eviterà futuri passaggi di costi da parte dei fornitori.

Recupero dei beni:

Il recupero degli asset attraverso le Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) e i passaporti dei materiali sta permettendo alle aziende di mantenere i registri degli asset per i componenti, consentendo la rivendita o il reimpiego, con il potenziale di recuperare dal 5 al 15% dell'investimento iniziale in materiali.

Panorama normativo e standard

La recente versione LEED v5 introduce prerequisiti che rafforzano l'attenzione alle emissioni di carbonio e ai rifiuti. I progetti devono ora condurre una valutazione delle emissioni di carbonio per meglio comprendere e ridurre le emissioni a lungo termine, coprendo la combustione in loco, l'elettricità fornita dalla rete, i refrigeranti e il carbonio incorporato iniziale.

Un nuovo requisito impone inoltre ai team di tenere traccia del carbonio incorporato dei principali materiali utilizzati nella struttura, nell'involucro e nel paesaggio esterno. Queste misure sottolineano la necessità di visibilità, monitoraggio e azione per il carbonio incarnato.

Economia circolare e rifiuti zero:

LEED v5 ha posto maggiore enfasi sulla pianificazione dell'economia circolare per l'azzeramento dei rifiuti. I progetti devono prevedere aree di stoccaggio e raccolta dedicate per i materiali riciclabili e progettare le operazioni per ridurre al minimo i contributi alle discariche. Ciò mira a ridurre i rifiuti operativi e a ridurre l'onere che l'eccesso di rifiuti comporta per le comunità e le popolazioni vulnerabili.

L'approccio al ciclo di vita di Exyte

In Exyte, ci concentriamo su ogni fase del ciclo di vita delle emissioni per la decarbonizzazione, utilizzando un approccio a livello di sistema per ottimizzare le decisioni di trade off tra costi ed emissioni di carbonio.

Fase di progettazione

Carbonio incorporato: specificare materiali a basse emissioni di carbonio fin dalle prime fasi del processo di progettazione.

Carbonio operativo: incorporare sistemi efficienti dal punto di vista energetico, elettrificazione del sito e massimizzare le energie rinnovabili.

Economia circolare: Progettare per la flessibilità, la riciclabilità e gli skid modulari che possono essere riutilizzati in tutte le strutture.

Fase di approvvigionamento

Carbonio incarnato: procurarsi materiali regionali e riciclati con EPD.

Carbonio operativo: specificare requisiti di sistema ad alte prestazioni e utilizzare la digitalizzazione per operazioni intelligenti.

Economia circolare: Stabilire accordi di ritiro con i fornitori e consentire il recupero o la rivendita dei componenti dell'involucro.

Fase di costruzione

Carbonio incarnato: Applicare una progettazione modulare per ridurre i rifiuti e consentire la progettazione per lo smontaggio.

Carbonio operativo: Mettere in funzione le strutture per soddisfare gli obiettivi di prestazione e decarbonizzare le operazioni di costruzione.

Economia circolare: Mantenere inventari verificati dei materiali e utilizzare gemelli digitali (Building Information Modelling (BIM)) per supportare la futura decostruzione.

La leadership di Exyte nella sostenibilità farmaceutica

Mentre le aziende farmaceutiche e biotecnologiche portano avanti il loro programma di sostenibilità, le strategie di approvvigionamento a basso contenuto di carbonio, di riduzione del carbonio incarnato e di rifiuti circolari si stanno spostando in prima linea nella progettazione delle strutture. Questi approcci non solo sono migliori per l'ambiente, ma consentono anche un significativo risparmio sui costi.

Noi di Exyte mettiamo insieme tutti i pezzi del puzzle della sostenibilità, riconoscendo che ogni stakeholder, dai clienti ai team di progettazione, dai fornitori alle autorità di regolamentazione, possiede un pezzo cruciale. Il nostro ruolo è quello di integrarli in una soluzione sostenibile completa e pronta per il futuro.

Contattate uno dei nostri esperti: Scoprite come Exyte può accelerare il vostro percorso di sostenibilità e aiutarvi a comporre il vostro puzzle.