L'energia si presenta sotto molteplici aspetti ed ha la caratteristica peculiare di passare dall'uno all'altro di questi mantenendo costante la sua quantità complessiva: quelle che percepiamo o misuriamo nello studiare l'energia in gioco in un processo produttivo sono semplicemente forme diverse di energia, in quanto un processo, qualunque esso sia, non può creare o distruggere energia ma solamente convertirla secondo le leggi della termodinamica.
Quando si parla di materia, si è portati a pensare a qualcosa di tangibile, mentre quando si parla di energia si deve pensare a qualcosa che si trasforma in modi diversi e appare sotto molteplici entità: attraverso lo scambio di calore, di lavoro o di energia elettromagnetica essa produce le forme di materia e di altra energia che siamo abituati a riconoscere.
L'energia si conserva ma, man mano che fluisce attraverso i sistemi, diminuisce la sua capacità di indurre trasformazioni, come è chiarito dal II Principio della termnodinamica. Si può anche dimostrare che, in un determinato contesto ambientale, data una quantità finita di risorse energetiche, solo una parte può essere utilizzata nei processi mentre la quota rimanente rifluisce all'esterno. Si dice exergia la quota di una risorsa energetica utilizzabile in un processo termodinamicamente reversibile (ideale). Poichè si può far vedere che l'energia meccanica è tutta utilizzabile, l'exergia si dice anche la quota parte dell'energia idealmente trasformabile in lavoro. La relazione che lega le grandezze in gioco è la seguente:
energia = exergia + anergia
dove l'anergia rappresenta la parte non utile dell'energia.
L'exergia è dunque un parametro di qualità termodinamica in grado di stabilire i punti in cui si producono le irreversibilità di processo e quindi suggerire al progettista quali accorgimenti adottare per aumentare l'efficienza del sistema. In pratica, l'analisi exergetica rappresenta il gradino successivo dove spingere l'analisi energetica per avere informazioni puntuali più precise.
Giunti a questo punto è possibile introdurre il concetto di efficienza energetica: in prima approssimazione, essa può essere definita come il rapporto tra il prodotto utile di un processo e l'energia spesa nello stesso. E' un termine generico e non esiste una sua univoca misura: in generale, si usa riferire questo indicatore all'impiego di una minore quota di energia per produrre la stessa quantità di servizi o prodotti utili. Oltre al tipo di energia, viene presa in considerazione anche la qualità della stessa, nel senso che può essere operata una distinzione tra le risorse energetiche di alta qualità (più utili e produttive) e quelle di bassa qualità, meno utili.
Da quanto si è detto sembra allora presentarsi la possibilità di utilizzare il punto di vista energetico o quello exergetico per affrontare un'analisi LCA. In effetti, si tratta prima di capire quali siano le funzioni che ciascuno dei due tipi di analisi è in grado di svolgere durante la costruzione dei modelli analogici dei processi industriali indagati, e quindi di quali siano le circostanze adatte all'impiego di uno piuttosto che dell'altro.
Mentre l'energia non può essere distrutta in quanto all'uscita di qualunque processo è comnunque possibile identificare tutti i flussi dispersi, l'exergia viene invece distrutta in ogni processo irreversibile, fornendo una base di computo più dettagliata dell'entità di energia che viene destinata alla funzione prevista. La scelta di utilizzare l'energia oopure l'exergia nell'analisi del ciclo di vita è allora strettamente legata agli obiettivi stessi dell'analisi ma soprattutto al tipo di sitema in oggetto. complessi sono quelli dove tipicamente è possibile eseguire delle analisi exergetiche. Ricostruendo i passi successivi di un ipotetico processo produttivo secondo i due approcci dell'energia e dell'exergia, è possibile rilevare le differenze tra queste due grandezze e mettere in evidenza le operazioni che hanno i rendimenti exergetici più bassi e quindi provocano le maggiori degradazioni da exergia ad anergia.
Nonostante questi vantaggi, le analisi LCA vengono normalmente impostate utilizzando l'energia come grandezza fondamentale: questo perchè uno degli obiettivi principali della LCA è quello di riconoscere, e quantificare in unità energetiche, le fonti di energia primaria impiegate dal sistema per i suoi usi finali, oltre al fatto, non trascurabile, che i dati da utilizzare sono disponibili quasi sempre in tale forma.
