Integrazione della biodiversità marina nella Life Cycle Assessment: analisi dei modelli disponibili e applicazione ai parchi eolici offshore galleggianti

The rapid expansion of offshore wind energy is central to the energy transition, yet it raises significant concerns regarding impacts on marine ecosystems. Life Cycle Assessment (LCA) is the reference tool for the environmental evaluation of energy technologies; however, the integration of marine biodiversity into Life Cycle Impact Assessment (LCIA) remains fragmented and incomplete. In particular, a coherent framework linking the specific pressures of floating offshore wind farms to biodiversity impacts across the entire life cycle is still lacking. This thesis analyses the state of the art of impact assessment models applicable to marine biodiversity and evaluates their adequacy in addressing pressures associated with floating offshore wind farms, identifying methodological gaps and possible developments. The main research question is whether the current framework can consistently and comparably represent the impacts of such infrastructures on marine biodiversity. The study combines a critical literature review of marine impact assessment models with an analysis of the main environmental pressures related to floating offshore wind farms, followed by the proposal of integrative approaches for impact categories that are not yet operational. Results show that only some pressures, such as ecotoxicity, eutrophication and acidification, are covered by consolidated methods, while others highly relevant in the offshore context, including underwater noise, seabed disturbance, electromagnetic fields, decommissioning, reef effect and non-indigenous species, are partially or entirely excluded. Existing indicators often act as simplified proxies of biodiversity loss and are limited by scarce data and incomplete taxonomic and spatial coverage. In response, this thesis proposes preliminary integrative characterization models for selected pressures (underwater noise, reef effect, non-indigenous species and seabed disturbance), representing a first methodological step towards their operationalization within the LCA framework and translating ecological frameworks into consistent impact indicators. In conclusion, the thesis highlights the need for a methodological evolution towards a multi-pressure, spatially explicit approach grounded in stronger ecological data, contributing a critical systematization of existing models and integrative proposals applicable to floating offshore wind farms.

La rapida espansione dell’energia eolica offshore è centrale nella transizione energetica, ma solleva rilevanti criticità in relazione agli impatti sugli ecosistemi marini. La Life Cycle Assessment (LCA) rappresenta lo strumento di riferimento per la valutazione ambientale delle tecnologie energetiche; tuttavia, l’integrazione della biodiversità marina nella Life Cycle Impact Assessment (LCIA) risulta ancora frammentaria e incompleta. In particolare, manca un quadro coerente che colleghi le pressioni specifiche dei parchi eolici offshore galleggianti agli impatti sulla biodiversità lungo l’intero ciclo di vita. La presente tesi analizza lo stato dell’arte dei modelli di valutazione degli impatti applicabili alla biodiversità marina e ne valuta l’adeguatezza rispetto alle pressioni associate ai parchi eolici offshore galleggianti, individuando lacune metodologiche e possibili sviluppi. La domanda di ricerca principale è se l’attuale quadro LCA sia in grado di rappresentare in modo coerente e comparabile gli impatti di tali infrastrutture sulla biodiversità marina. Lo studio integra una revisione critica della letteratura sui modelli di valutazione degli impatti in ambiente marino con un’analisi delle principali pressioni ambientali associate ai parchi eolici offshore galleggianti, seguita dalla proposta di approcci integrativi per categorie di impatto non ancora operative. I risultati mostrano che solo alcune pressioni, quali ecotossicità, eutrofizzazione e acidificazione, sono coperte da metodi consolidati, mentre altre, particolarmente rilevanti nel contesto offshore — tra cui rumore subacqueo, disturbo del fondale, campi elettromagnetici, dismissione, effetto reef e specie non indigene — risultano parzialmente o totalmente escluse. Gli indicatori attualmente disponibili rappresentano spesso proxy semplificati della perdita di biodiversità e sono limitati da carenza di dati e da una copertura tassonomica e spaziale incompleta. In risposta a tali lacune, la tesi propone modelli preliminari di caratterizzazione integrativa per alcune pressioni selezionate (rumore subacqueo, effetto reef, specie non indigene e disturbo del fondale), configurandosi come primo passo metodologico verso la loro operatività nel quadro LCA e traducendo schemi ecologici in indicatori di impatto coerenti. In conclusione, il lavoro evidenzia la necessità di un’evoluzione metodologica verso un approccio multi-pressione, spazialmente esplicito e fondato su basi ecologiche più solide, contribuendo a una sistematizzazione critica dei modelli esistenti e alla definizione di proposte integrative applicabili ai parchi eolici offshore galleggianti.