The green value engineering methodology

It is well known that the need to mitigate the impacts on global warming, requires the continuous development of innovative solutions to enhance the sustainability of processes, products and services. Despite that, the achievement of a sustainable development is not so straightforward since several barriers hinder climate change mitigation actions and the adoption of industrial sustainability measures. It is however evident that the integration of sustainability in industrial practices still presents multiple gaps. In fact, the literature is poor in examples of sustainable processes, there are scarce data linked to the positive financial effects of green investments, and there is a lack of meaningful and standardized sustainability metrics specifically developed for the design phase of new production plants. According to these necessities, and with the purpose of overcoming these gaps, the Green Value Engineering Methodology (GE/VE) has been developed. This novel methodology, created by VTU Engineering to pursue enhanced sustainability in chemical industry CapEx projects, introduces sustainability as a new driver for project management, integrating the principles of Green Engineering into the traditional Value Engineering methodology. In particular, the GEVE methodology is an approach integrated in the Basic Engineering phase of an EPCM project, and is specifically developed to assist the final decision making step. In fact, during this phase the techno-economic analyses of the solutions analysed is complemented by an environmental index, obtained by applying lean tools based on the utilization of the ISO-recognized Life Cycle Assessment methodology. In this thesis work, the original template of the Value Improvement Practice approach has been adapted to include also Green impacts, that have been standardized into easy to use and general applicable engineered modulus, defined LEAFs (Lean Action Forms). Moreover, the template revision and adaptation included also the development of tracking tools as the Leaf Evaluation List and the GEVE graph, used in the final decision-making phase to assist the Client’s final choices taking into consideration not only economic aspects, but also those of sustainability. In order to evaluate the green improvement of the solutions, a GEVE Database has been developed. In particular, this tool includes the impacts of the materials presenting the highest impact contributions in the economics of a project, which in this way have been analysed also from an environmental perspective (according with the Climate Change impact category, each opportunity has been analysed in terms of kgCO2eq). Moreover, the GEVE methodology has been applied to a real case study regarding the expansion of a production site of active pharmaceutical ingredients in the North of Italy (total investment cost 100M€), which highlighted its huge potentialities providing promising results.

È noto che la necessità di mitigare gli impatti sul riscaldamento globale richiede lo sviluppo continuo di soluzioni innovative per migliorare la sostenibilità di processi, prodotti e servizi. Nonostante ciò, il raggiungimento di uno sviluppo sostenibile non è semplice poiché diverse barriere ostacolano le azioni di mitigazione del cambiamento climatico e l'adozione di misure di sostenibilità industriale. È tuttavia evidente che l'integrazione della sostenibilità nelle pratiche industriali presenta ancora molteplici lacune. In particolare, la letteratura è scarsa in esempi di processi sostenibili, di dati legati agli effetti finanziari positivi degli investimenti green, e di metriche di sostenibilità significative e standardizzate appositamente sviluppate per la fase di progettazione di nuovi impianti di produzione. Sulla base di queste necessità e con lo scopo di superare queste lacune, è stata sviluppata la Metodologia Green Value Engineering (GE/VE). Questa nuova metodologia, creata da VTU Engineering per perseguire una maggiore sostenibilità nei progetti CapEx dell'industria chimica, introduce la sostenibilità come nuovo driver per la gestione dei progetti, integrando i principi della Green Engineering nella tradizionale metodologia del Value Engineering. In particolare, la metodologia GEVE è un approccio integrato nella fase dell’ Ingegneria di Base di un progetto EPCM, ed è specificamente sviluppata per assistere la fase decisionale finale. In questo step, infatti, le analisi tecnico-economiche delle soluzioni analizzate sono affiancate da un indice ambientale, ottenuto applicando strumenti snelli basati sull'utilizzo della metodologia dell' Analisi del Ciclo di Vita, riconosciuta dalle standards ISO14000. In questo lavoro di tesi, il modello originale dell'approccio Value Improvement Practice è stato adattato per includere anche gli impatti green, che sono stati standardizzati in moduli ingegnerizzati di facile utilizzo e generalmente applicabili, definiti Leafs (Lean Action Forms). Inoltre, la revisione e l'adattamento del modello ha compreso anche lo sviluppo di strumenti di tracciamento come la Leaf Evaluation list ed il grafico GEVE, utilizzati nella fase decisionale finale per assistere le scelte del cliente tenendo conto non solo degli aspetti economici, ma anche di quelli legati alla sostenibilità. Per valutare la sostenibilità delle soluzioni, è stato sviluppato un database GEVE. In particolare, questo strumento include gli impatti dei materiali che presentano i contributi di maggior impatto nell'economia di un progetto, che in questo modo vengono analizzati anche da una prospettiva ambientale (in accordo con la categoria di impatto sul Cambiamento Climatico, ogni opportunità è stata analizzata in termini di kgCO2eq). Infine, la metodologia GEVE è stata applicata a un vero e proprio caso studio riguardante l'ampliamento di un sito di produzione di principi attivi farmaceutici nel Nord Italia (costo totale dell'investimento di 100 milioni di euro), che ha evidenziato le sue enormi potenzialità fornendo risultati promettenti.