Circular economy in the construction industry. Exploration of the role of circular economy for achieving carbon neutrality in the construction industry

Climate change is a problem that grieves on the whole world and one of the main causes is the raise of carbon dioxide emissions in the atmosphere. Construction industry is of the sectors that contribute for the large part to such emissions. In 2018 it was accountable for the 38 percent of total carbon emissions. The two main sources of carbon emissions in the life cycle of a building are the manufacturing of materials and the operation and use. First attempts in the construction of Zero Carbon Buildings (ZCBs), building with zero carbon emissions associated, and Zero Energy Buildings (ZEBs), buildings that do not take energy from the grid and satisfy their own demand by producing energy from renewable sources, are happening. This Master of Science thesis examines the possible solutions that reflect the circular economy principles that may be applied to the construction industry in order to reduce the carbon emissions associated. This work is divided in three main parts: in the first one a general overview of ZCBs and ZEBs is provided. In the second part the main circular economy solutions, both at theoretical level and implemented in real case studies, are described. In the last part the main barriers that may hinder their implementation, and drivers that instead may make easier their realization are discussed. Results show that following the circular economy principles is possible to achieve carbon emissions reduction associated to buildings.

Il cambiamento climatico è un problema che sta affliggendo l’intero mondo e una delle principali cause è l’aumento delle emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera. Il settore edilizio è uno dei principali attori in questo processo, nel 2018 è stato responsabile del 38% delle emissioni totali di anidride carbonica. Le due principali fonti di emissioni nel ciclo vitale di un edificio sono la produzione dei materiali e la fase di abitazione. Primi passi per la riduzione delle emissioni associate a queste fasi sono stati fatti nella forma di Zero Carbon Buildings (ZCBs), edifici che hanno zero emissioni associate, e Zero Energy Buildings (ZEBs), edifici che non prendono energia dalla griglia energetica pubblica, ma la producono in loco e con fonti rinnovabili. Questa tesi esamina le soluzioni relative all’economia circolare applicate nel settore edilizio. Questo lavoro si divide in tre parti: nella prima viene fornita una visione di insieme delle principali definizioni di ZCBs e ZEBs e su quali elementi si focalizzano maggiormente; nella seconda parte sono descritte le principali soluzioni in linea con i principi dell’economia circolare studiate sia solamente a livello teorico sia a livello pratico in reali casi studio; nell’ultima parte sono elencate e discusse le barriere che possono rendere difficile l’implementazione di tali soluzioni e i fattori che invece possono rendere più semplice la loro realizzazione. I risultati mostrano che l’adozione di soluzioni che seguono i principi dell’economia circolare possono ridurre le emissioni di anidride carbonica associate alla costruzione di edifici.