Exergy cost of goods and services : a novel. Input output based model including working hours

Understanding how to design sustainable industrial systems is fundamental to achieve the goal of a sustainable development. Industrial Ecology, a new engineering field, allows to evaluate the major causes of losses, in terms of materials and energy, among the life cycle stages of a target product, by means of the natural resource consumption accounting. In order to trace resource flows through industrial systems, the concept of ‘embodied exergy’ or ‘exergy cost’ arises as the more suitable numeraire to take into account various forms of energy and materials involved in the life cycle of goods and services. The exergy cost can be estimated using the Input – Output (IO) analysis. Indeed, an environmental extension of this economic framework allows to compute the exergy cost of the products under consideration. As a first objective of this work, IO methodologies and the state of the art, have been presented and discussed. Recently, in order to have a more comprehensive view of the environmental burdens associated with the provision of goods and services, several attempts have been made to take into account the resource consumption relating to factors of production such as capital and human labor. Nevertheless, in most of the proposed methods, consumption related to human labor is not strictly taken into account. This work is an attempt to provide an extension of the IO framework for evaluating the external cost of working hours, in terms of natural resource consumption, in a coherent manner and without double counting. The assumptions, the mathematical model and case studies will be introduced and explained. Finally, drawbacks, benefits and possible future developments concerning this methodology will be discussed.

Comprendere come progettare sistemi industriali sostenibili diventa fondamentale nell’ottica di uno sviluppo sostenibile. L’Ecologia Industriale, una nuova disciplina ingegneristica, permette di valutare le maggiori cause di perdita, in termini di materiali ed energia, nelle varie fasi del ciclo di vita di un determinato prodotto, attraverso la contabilità del consumo di risorse naturali. Al fine di tracciare i flussi di risorse all’interno dei sistemi industriali, il concetto di ‘embodied exergy’ o costo exergetico si presenta come numeraria più adatta per contabilizzare varie forme di energia e materiali impiegati nel ciclo di vita di beni e servizi. Il costo exergetico può essere stimato tramite l’utilizzo dell’analisi Input – Output (IO). Infatti, una estensione di questo strumento economico, in grado di elaborare gli oneri ambientali, permette di calcolare il costo exergetico dei prodotti in esame. Come primo obiettivo di questo lavoro, i metodi IO e lo stato dell’arte, verranno presentati e discussi. Recentemente, al fine di avere una visione completa degli oneri ambientali associati alla fornitura di beni ed servizi, numerosi tentativi sono stati compiuti per includere nel rendiconto il consumo di risorse legato a fattori di produzione quali capitale e lavoro umano. Tuttavia, nella maggior parte dei metodi proposti, il consumo di risorse relativo al lavoro umano non è stimato in maniera rigorosa. Questo lavoro è un tentativo di fornire una estensione dell’analisi IO per valutare il costo esternale delle ore lavorative in termini di consumo di risorse naturali, in modo coerente e senza effettuare conteggi multipli. Le assunzioni, il modello matematico e casi studio verranno presentati e spiegati. Infine, gli svantaggi, i benefici e i possibili sviluppi futuri di questa metodologia verranno discussi.