L'invecchiamento delle infrastrutture negli Stati Uniti contribuisce a oltre un terzo delle emissioni di gas serra e consuma 74% di elettricità. La decarbonizzazione di questi asset è fondamentale per raggiungere gli obiettivi di zero emissioni entro il 2050. Tuttavia, sistemi obsoleti, costi elevati e ritardi normativi rendono complessa questa transizione. Le sfide principali includono:
- Vincoli di bilancioIl 60-90% dei costi del ciclo di vita è legato alle operazioni e alla manutenzione. Il finanziamento degli aggiornamenti è difficile in quanto i modelli di reddito tradizionali per le aziende di servizi pubblici si stanno erodendo.
- Ostacoli normativi: Lunghi processi di approvazione e politiche incoerenti rallentano i progressi.
- Sistemi obsoleti: Gli edifici e le infrastrutture più vecchi richiedono costosi interventi di adeguamento e non dispongono di dati precisi sulle emissioni.
Per affrontare queste sfide, i proprietari di infrastrutture dovrebbero adottare strategie come la pianificazione basata sul rischio, le simulazioni di scenario e i sistemi di dati centralizzati. Questi approcci aiutano a stabilire le priorità dei progetti di impatto, a ridurre i costi e a prolungare la durata di vita degli asset. Ad esempio, le utility che utilizzano la manutenzione predittiva hanno ridotto i tempi di inattività di 30-50% e i costi di manutenzione fino a 25%. La decarbonizzazione non è solo necessaria, è urgente. Intervenire subito può ridurre i costi a lungo termine e garantire un futuro più pulito.
Statistiche chiave e sfide della decarbonizzazione delle infrastrutture statunitensi in via di invecchiamento
Principali sfide nella decarbonizzazione delle infrastrutture obsolete
Gestire gli obiettivi di carbonio entro i limiti di budget
Quando si tratta di infrastrutture, la maggior parte dei costi - circa 60-90% - è legata alle operazioni e alla manutenzione, non alla costruzione, che rappresenta solo il 10-40% del ciclo di vita di un bene. [2]. Nonostante ciò, molti progetti vengono assegnati sulla base di offerte iniziali basse, che spesso portano a costi nascosti e alla necessità di rinnovi anticipati.
La pressione finanziaria è ulteriormente aggravata dal cambiamento dei modelli di entrate. Le utility, ad esempio, tradizionalmente si basavano sulle vendite volumetriche di elettricità (kWh) per ottenere finanziamenti. Ma con l'affermarsi delle misure di efficienza energetica e della generazione distribuita, questo modello si sta sgretolando. Ciò rende sempre più difficile finanziare gli aggiornamenti necessari per la decarbonizzazione. [3]. I tentativi di recuperare questi costi attraverso aumenti delle tariffe per i clienti si scontrano spesso con le reazioni dell'opinione pubblica e della politica. [3].
Molte soluzioni di decarbonizzazione, come la cattura e lo stoccaggio dell'anidride carbonica (CCS) o la selezione avanzata della termovalorizzazione, sono troppo costose o non ancora pienamente sviluppate. [5]. Tuttavia, alcune organizzazioni stanno trovando il modo di ridurre i costi pur rispettando gli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio. Ad esempio, un operatore ferroviario ad alta velocità ha risparmiato circa $5 miliardi di euro in costi di vita adottando un approccio di costo totale di proprietà (TCO), ottimizzando la manutenzione, l'uso di energia e i programmi di rinnovo. [2]. Analogamente, un'azienda mineraria globale ha implementato un quadro TCO per $800 milioni di beni strumentali, risparmiando $100 milioni all'anno grazie a una migliore gestione degli asset e al consolidamento dei fornitori. [2]. Questi esempi evidenziano gli ostacoli finanziari che devono essere affrontati per rimanere in linea con gli obiettivi di decarbonizzazione.
Gestire i ritardi normativi e di autorizzazione
I ritardi normativi sono un ostacolo importante per i progetti di decarbonizzazione. Lunghi processi di approvazione, politiche incoerenti tra le regioni e l'assenza di codici energetici obbligatori per gli edifici possono trascinare i progetti per anni. [7]. Un esempio lampante è il Impianto Vogtle progetto nucleare in Georgia, che ha affrontato oltre un decennio di ritardi e ha finito per costare più di $35 miliardi - il doppio della stima iniziale - a causa di autorizzazioni e sfide legali [9].
"Le nuove iniziative energetiche spesso si sviluppano a un ritmo glaciale, nell'arco di decenni"."
- Shelley Welton, Professore, Scuola di legge Carey dell'Università della Pennsylvania [9]
La gestione della conformità aggiunge un ulteriore livello di complessità. Le normative emergenti, come la Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) dell'UE e il Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM), richiedono informazioni dettagliate e verificate che possono essere particolarmente impegnative per gli asset obsoleti. [8]. Negli Stati Uniti, il "Buy America, Build America Act" (BABA) impone l'uso di materiali di produzione nazionale per i progetti infrastrutturali, complicando l'approvvigionamento. [11]. Nel frattempo, a Hong Kong, il Buildings Energy Efficiency (Amendment) Bill 2025 richiederà regolari audit energetici per la maggior parte degli edifici governativi a partire dal 2026. [10].
Superare sistemi obsoleti e dati mancanti
Oltre ai ritardi normativi, sistemi obsoleti e dati incompleti rendono la decarbonizzazione ancora più difficile. Stabilire un'accurata base di riferimento per le emissioni di carbonio richiede una chiara comprensione delle emissioni degli Ambiti 1, 2 e 3. Per infrastrutture come aeroporti e porti, le emissioni dell'Ambito 3 - quelle provenienti da fornitori e clienti terzi - possono rappresentare oltre 90% delle emissioni totali. [5]. Tuttavia, tracciare e ridurre queste emissioni è difficile senza dati affidabili, che spesso mancano.
Le infrastrutture più vecchie non sono mai state progettate pensando all'efficienza delle emissioni di carbonio. A differenza dei sistemi moderni, che integrano tecnologie efficienti dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica fin dall'inizio, gli impianti obsoleti richiedono costosi interventi di adeguamento per soddisfare gli standard odierni. [5]. Ad esempio, le reti di distribuzione dell'elettricità, ormai obsolete, potrebbero faticare a supportare la rapida adozione dei veicoli elettrici (EV). Senza dati accurati per gestire la capacità di distribuzione locale e la diversità di carico, queste limitazioni potrebbero rallentare la transizione verso il trasporto elettrificato. [6]. Allo stesso modo, per gli "emettitori nascosti" come i centri dati e le reti di trasmissione e distribuzione, le emissioni dell'Ambito 2 - derivanti dall'elettricità acquistata - costituiscono oltre 90% della loro impronta di carbonio. [5]. Eppure molte organizzazioni non dispongono dei dati necessari per ottimizzare efficacemente l'uso dell'energia.
Questi ostacoli sottolineano l'importanza di investimenti mirati per modernizzare le infrastrutture e costruire un futuro decarbonizzato.
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Strategie di investimento per la decarbonizzazione delle infrastrutture obsolete
Per affrontare le sfide dell'invecchiamento delle infrastrutture, i proprietari devono passare da soluzioni rapide a investimenti a lungo termine e consapevoli dei rischi, che includano la riduzione delle emissioni di carbonio fin dall'inizio. I limiti di budget, gli ostacoli normativi e i sistemi obsoleti richiedono un approccio più integrato. Con gli strumenti giusti e una solida base di dati, le organizzazioni possono prendere decisioni che producono benefici sia finanziari che ambientali.
Pianificazione pluriennale CAPEX e OPEX basata sul rischio
Il primo passo consiste nello stabilire una chiara linea di base delle emissioni di carbonio e del consumo energetico. Ciò comporta l'analisi dei dati delle utenze, la valutazione delle prestazioni dei sistemi degli edifici e l'identificazione delle fonti di combustibile per le operazioni essenziali. [13][14]. Considerando che oltre 80% degli edifici che si prevede esisteranno nel 2050 sono già in piedi, la comprensione dello stato attuale di questi beni è fondamentale. [14].
Una volta stabilita una base di riferimento, concentrarsi sui miglioramenti operativi prima di lanciarsi in grandi progetti di capitale. Piccoli cambiamenti, come l'ottimizzazione degli orari delle apparecchiature, possono ridurre immediatamente le emissioni di 5%-10% [13]. Questi risparmi possono poi finanziare progetti più ampi, come l'aggiornamento dei sistemi HVAC o il miglioramento dell'involucro degli edifici.
"L'ottimizzazione energetica è il primo passo verso la decarbonizzazione a basso costo e a più alto impatto". - EH&E [13]
Un quadro di riferimento basato sui rischi aiuta a dare priorità ai progetti che hanno un impatto maggiore. Strumenti come Oxand Simeo™ consentono ai proprietari di infrastrutture di simulare il deterioramento degli asset e di valutare le implicazioni finanziarie e di carbonio di potenziali aggiornamenti. Ad esempio, il passaggio ai LED può ridurre il consumo energetico fino a 75% rispetto ai sistemi di illuminazione tradizionali. [14].
Questo processo di pianificazione dovrebbe allinearsi con i cicli di pianificazione del capitale esistenti e seguire le azioni nel tempo. Un approccio graduale offre la flessibilità necessaria per adattarsi all'evoluzione delle tecnologie e delle normative. [13][14]. Poiché una parte significativa dei costi di vita di un bene - da 60% a 90% - è legata alle operazioni, alla manutenzione e ai rinnovi, è essenziale concentrarsi sui costi del ciclo di vita. [2]. Questo approccio strutturato pone anche le basi per un'analisi più approfondita attraverso simulazioni di scenario.
Utilizzare la simulazione di scenari per prendere decisioni migliori
La simulazione di scenari si basa sulla pianificazione per fasi, offrendo una visione più chiara dei compromessi. Prima di impegnare i fondi, i proprietari delle infrastrutture possono valutare diversi percorsi di investimento. Queste simulazioni bilanciano iniziative immediate ed economicamente vantaggiose, come i miglioramenti dell'efficienza energetica, con progetti ad alto costo come l'installazione di pompe di calore o sistemi di cattura del carbonio. [13][5]. Testando vari scenari di budget, rischio e sostenibilità, i proprietari possono identificare combinazioni di progetti che soddisfano gli obiettivi di carbonio senza superare i limiti finanziari.
I modelli di simulazione incoraggiano anche pensiero trasversale, aiutando le organizzazioni a capire come i settori interconnessi influenzino gli investimenti a lungo termine. Ad esempio, l'espansione di un centro dati richiede un coordinamento con gli aggiornamenti della rete elettrica e i sistemi di raffreddamento ad acqua. [12]. Tra la metà del 2023 e la metà del 2024, 75% del capitale infrastrutturale raccolto è stato destinato a tali strategie trasversali. [12].
Una pianificazione avanzata degli investimenti negli asset può ridurre significativamente i costi e migliorare la disponibilità degli asset. Le organizzazioni che adottano questo approccio spesso registrano una riduzione di 30% dei costi di proprietà e un aumento di 10% della disponibilità degli asset. [15]. L'esecuzione di simulazioni "what-if" prima di prendere decisioni minimizza il rischio e aumenta la fiducia nel percorso scelto. Queste simulazioni evidenziano anche la necessità di una solida base di dati per guidare il processo decisionale.
Creazione di una fondazione centralizzata di dati sulle risorse
Una base di dati affidabile è fondamentale per attuare queste strategie. Dati frammentari spesso portano a soluzioni a breve termine e oscurano le responsabilità a lungo termine, rendendo più difficile la contabilizzazione dei costi di decarbonizzazione e di manutenzione. [2]. Un archivio centralizzato per i dati sui costi e sulle condizioni del ciclo di vita è essenziale per una pianificazione efficace.
Strumenti come Inventario Simeo può acquisire dati dettagliati sulle condizioni e sui rischi a livello di componente, per alimentare piattaforme di pianificazione più ampie [15]. In questo modo si crea una "singola fonte di verità" che consente una continua ottimizzazione del portafoglio. [2].
"Avevamo bisogno di uno strumento che ci permettesse di consolidare i dati frammentati che avevamo e di proiettarli in modo da poterli presentare chiaramente ai nostri funzionari eletti, che sono i responsabili delle decisioni". - Amministratore delegato (Direttore generale dei servizi), Oxand [15]
La base dei dati dovrebbe anche tenere conto dell""età effettiva" utilizzando indicatori come le vibrazioni, l'analisi dell'olio, la temperatura e le valutazioni di ispezione. [16]. Questo approccio fornisce un quadro più accurato delle condizioni di un bene e supporta modelli predittivi per la previsione del deterioramento e dell'impatto delle emissioni di carbonio.
Per migliorare la qualità dei dati in modo efficiente, applicare la regola dell'80/20. Concentratevi sui fattori che determinano l'80% dei risultati. Ad esempio, se l'ambiente operativo ha un impatto maggiore sulle condizioni rispetto all'età, dare la priorità alla raccolta dei dati ambientali rispetto alle date di installazione. [16]. Facendo del costo totale di proprietà una metrica centrale, i progettisti possono ottenere riduzioni dei costi del ciclo di vita comprese tra 20% e 40%. [2].
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Casi di studio: Strategie di decarbonizzazione nella pratica
Questi esempi evidenziano come la pianificazione basata sul rischio e la manutenzione predittiva possano determinare riduzioni misurabili delle emissioni di carbonio. Vediamo più da vicino due casi in cui le strategie di investimento personalizzate hanno prolungato la durata di vita degli asset e ridotto le emissioni.
Prolungare la vita delle infrastrutture energetiche obsolete
Combinando la manutenzione predittiva con una pianificazione CAPEX e OPEX consapevole dei rischi, le aziende di servizi pubblici possono ridurre le emissioni di carbonio e salvaguardare le infrastrutture dai rischi legati al clima. Il passaggio da programmi di manutenzione fissi a una manutenzione predittiva basata sulle condizioni ha dimostrato di estendere la durata di vita degli asset di 20-40%, di tagliare i costi di manutenzione di 18-25% e di ridurre i tempi di inattività non pianificati di 30-50%. [17]. Ad esempio, le pompe ben tenute consumano 5-10% di energia in meno, mentre quelle non allineate possono consumare 10-15% di energia in più. [17].
La posta in gioco è alta: per 29 grandi aziende di servizi pubblici, i rischi legati alle emissioni di carbonio potrebbero minacciare guadagni equivalenti a 71% del loro EBIT del 2021. [1]. Come Deloitte ha detto giustamente:
"La generazione, la trasmissione e la distribuzione a prova di carbonio hanno due obiettivi speculari: eliminare il carbonio dalla rete e proteggere la rete dal carbonio già bloccato nell'atmosfera". - Deloitte [1]
Concentrandosi sugli asset ad alta criticità, per i quali il costo dei tempi di inattività è tre volte superiore a quello del monitoraggio, si ottengono i risultati migliori. Iniziare con un programma pilota che coinvolge 15-25 asset critici può dimostrare il ROI e creare fiducia tra i tecnici prima di scalare le operazioni. [17].
Allo stesso modo, le strategie basate sul rischio stanno avendo un impatto significativo negli sforzi di decarbonizzazione degli alloggi pubblici.
Decarbonizzazione dell'edilizia residenziale pubblica e sociale
L'edilizia residenziale pubblica deve affrontare sfide uniche, come l'invecchiamento delle infrastrutture, i budget limitati e le norme più severe in materia di emissioni di carbonio. Il REALIZZARE la California (REALIZE-CA), in corso dal 2017 al 2025, offre un modello per affrontare questi ostacoli. Con l'ammodernamento di oltre 350 unità abitative in quattro complessi di Corona, Richgrove, Fresno e East Palo Alto - per una superficie di oltre 300.000 metri quadrati - il programma ha permesso di ridurre di 43% le emissioni di carbonio e di 21% il consumo di elettricità per le applicazioni elettrificate. [18].
Questo approccio graduale ha affrontato la decarbonizzazione passo dopo passo: prima riducendo i carichi energetici attraverso miglioramenti dell'involucro, poi recuperando il calore sprecato e infine avanzando verso l'elettrificazione. L'allineamento di questi aggiornamenti con i cicli di capitale, come la sostituzione delle apparecchiature o il rifinanziamento, ha contribuito a ridurre i costi e a rafforzare il business case. [18][20].
Al Roosevelt Village Senior Affordable Housing, un progetto del 2024 ha fatto un ulteriore passo avanti nella decarbonizzazione con un design interattivo alla rete. Questo approccio ha garantito che i carichi critici potessero essere sostenuti durante le interruzioni di corrente e ha eliminato l'uso dell'elettricità di rete durante le ore di punta (dalle 16 alle 21 di ogni giorno). Pur aggiungendo un premio di costo di 5%, il progetto ha dimostrato che gli obiettivi di sostenibilità avanzata sono raggiungibili con un'attenta pianificazione e investimenti graduali. [19]. Questo caso testimonia il potenziale di strategie ponderate per raggiungere obiettivi ambiziosi di riduzione delle emissioni di carbonio.
Conclusioni: Pianificare un futuro a basse emissioni di carbonio
Se consideriamo le strategie discusse in precedenza, emerge una chiara via da seguire. La decarbonizzazione delle infrastrutture obsolete richiede di bilanciare obiettivi ambiziosi di riduzione delle emissioni di carbonio con budget limitati e sfide normative. La chiave è abbandonare le soluzioni a breve termine e adottare una pianificazione proattiva e basata sui dati, che consideri la riduzione delle emissioni di carbonio e l'efficienza operativa come priorità interconnesse.
Le strategie di investimento evidenziate, come la pianificazione pluriennale di CAPEX e OPEX basata sul rischio, la simulazione di scenari e la gestione centralizzata dei dati sugli asset, hanno mostrato benefici misurabili. Le organizzazioni che adottano questi metodi spesso ottengono risparmi sui costi del ciclo di vita compresi tra 20% e 40%, concentrandosi sul valore a lungo termine invece che sulla ricerca dei costi iniziali più bassi. [2].
"Le infrastrutture sono costruite per servire generazioni. È tempo che le pratiche di pianificazione, costruzione e gestione incarnino la stessa visione a lungo termine". - Gruppo di consulenza di Boston [2]
Questa prospettiva a lungo termine richiede un'azione immediata e decisiva.
La posta in gioco non potrebbe essere più alta. Si prevede che i danni alle infrastrutture legati al clima costeranno miliardi, ma la spesa per rendere la rete resistente alle sfide del carbonio è di gran lunga inferiore al costo dell'inazione in tutte le regioni. [4][21]. Strumenti come Oxand Simeo™ svolgono un ruolo fondamentale nel raggiungimento di questi obiettivi. Sfruttando oltre 10.000 modelli di invecchiamento proprietari e 30.000 leggi di manutenzione sviluppate nell'arco di due decenni, Oxand consente alle organizzazioni di ridurre i costi di manutenzione mirati di 10-25%, rispettando al contempo ISO 55001 e le normative europee in materia di energia e decarbonizzazione.
Il momento di agire è adesso. Iniziate costruendo una solida base di dati, date priorità alle iniziative con il valore più alto e utilizzate le simulazioni di scenario per guidare gli investimenti di capitale. Con gli strumenti e le strategie giuste, i proprietari di infrastrutture possono prolungare la vita dei loro beni, ridurre le emissioni e lasciare alle generazioni future un mondo più pulito e sostenibile.
Domande frequenti
Quali sono le maggiori sfide finanziarie per ridurre le emissioni di carbonio dovute all'invecchiamento delle infrastrutture?
La decarbonizzazione delle infrastrutture più vecchie comporta ostacoli finanziari non indifferenti, soprattutto a causa dei costi di gestione. costi iniziali enormi e incertezze nel tempo. I proprietari di infrastrutture devono destinare risorse significative all'ammodernamento o all'adeguamento di beni come le reti di transito, le reti energetiche e gli edifici, assicurandosi che questi sforzi siano in linea con gli obiettivi di sostenibilità.
La richiesta finanziaria è sbalorditiva. Le stime indicano che per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio a livello globale saranno necessari trilioni di dollari. A complicare ulteriormente le cose ci sono rischi come attività incagliate, spostamento dei regolamenti, e imprevedibilità del mercato, che rendono difficile giustificare la spesa attuale per benefici che potrebbero concretizzarsi solo a distanza di anni. Trovare un equilibrio tra questi costi, i bilanci operativi e le priorità di sostenibilità rimane una sfida importante per gli enti pubblici e privati.
Quali sono le sfide che le normative pongono alla decarbonizzazione delle infrastrutture obsolete?
Le normative possono spesso complicare gli sforzi per decarbonizzare le infrastrutture più vecchie, creando ostacoli che rallentano i progressi. Molti quadri normativi esistenti sono obsoleti o rigidi e rendono più difficile l'implementazione di soluzioni energetiche più pulite come l'elettrificazione o le tecnologie rinnovabili. Ad esempio, i regolamenti tradizionali dei servizi di pubblica utilità possono non essere in grado di accogliere pienamente l'integrazione di tecnologie a basse emissioni di carbonio o approcci moderni come la manutenzione predittiva e i miglioramenti dell'efficienza energetica.
Inoltre, l'evoluzione delle normative sulle emissioni di carbonio introduce incertezza e ulteriori sfide amministrative per i proprietari delle infrastrutture. Queste politiche in evoluzione sono spesso accompagnate da requisiti di conformità mutevoli, che possono far lievitare i costi e rendere più difficile la pianificazione a lungo termine. Affrontare queste sfide normative è essenziale per incoraggiare l'innovazione, attrarre investimenti e consentire un passaggio più agevole verso le infrastrutture sostenibili.
Perché un sistema di dati centralizzato è importante per la decarbonizzazione delle infrastrutture obsolete?
Un sistema di dati centralizzato svolge un ruolo cruciale nella riduzione delle emissioni di carbonio prodotte dall'invecchiamento delle infrastrutture. Offre una visione unificata e dettagliata delle condizioni degli asset e delle fonti di emissione, aiutando i proprietari delle infrastrutture a individuare le aree che richiedono attenzione. Con questa chiarezza, possono elaborare strategie precise di riduzione delle emissioni di carbonio, prendere decisioni più intelligenti e prolungare la vita dei loro asset, il tutto lavorando per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.
Riunire i dati provenienti da diversi tipi di asset e fasi operative consente alle organizzazioni di essere all'avanguardia rispetto alle normative in evoluzione, di adottare pratiche di manutenzione predittiva e di identificare i modi per migliorare l'efficienza energetica. Questo tipo di sistema offre trasparenza, garantisce l'accuratezza dei dati e fornisce informazioni utili, rendendo gli sforzi di decarbonizzazione più mirati e più adatti alle esigenze infrastrutturali a lungo termine.
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