Motociclo Elettrico e Motociclo a Benzina: confronto mediante LCA
CesiCentro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Bu ambiente
A. Caizzi - P. GirardiA. Caizzi - P. Girardi
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Obiettivo dello studioConfrontare le Confrontare le prestazioni ambientali di prestazioni ambientali di motocicli a trazione motocicli a trazione elettrica e motocicli a elettrica e motocicli a benzina a parità di benzina a parità di percorso e di percorso e di passeggeri trasportati.passeggeri trasportati.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Motivazioni dello studio
Crescita diffusione di motocicli per spostamenti urbani;
Attenzione verso inquinamento atmosferico urbano• Contributo significativo
all’inquinamento atmosferico urbano;• Contributo significativo
all’inquinamento acustico;• Crescente attenzione della normativa;
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Il ciclomotore e l'inquinamento acustico urbano
54
56
58
60
62
64
66
L eq db L max db
auto
furgone
motociclo
I motocicli sono I motocicli sono tra i veicoli più tra i veicoli più rumorosi rumorosi circolanti nei circolanti nei centri urbani. centri urbani. ((ARPAT FirenzeARPAT Firenze))
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Ciclomotori ed inquinamento atmosferico urbano: il caso di Firenze
47%
53%
Ciclomotori Altri veicoli
Il 47% delle Il 47% delle emissioni di emissioni di benzenebenzenesono dovute, sono dovute, nella città di nella città di Firenze, alla Firenze, alla circolazione circolazione di motocicli.di motocicli.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Le opportunità offerte dal motociclo elettrico
La sostituzione del parco circolante con motocicli a trazione elettrica eliminerebbe problemi delle emissioni nei centri urbani.
Per valutare correttamente i vantaggi e gli Per valutare correttamente i vantaggi e gli svantaggi ambientali delle due opzioni svantaggi ambientali delle due opzioni occorre confrontarli con un Life occorre confrontarli con un Life Cycle Cycle AssessmentAssessment.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Cos'è un LCA
E’ una metodologia finalizzata alla valutazione dei E’ una metodologia finalizzata alla valutazione dei potenziali impatti ambientali del ciclo di vita di un prodottopotenziali impatti ambientali del ciclo di vita di un prodotto
Analizza fase per fase tutto il ciclo: “dalla culla alla tomba”Analizza fase per fase tutto il ciclo: “dalla culla alla tomba” Quantifica in grandezze fisiche, per ogni fase, i flussi di Quantifica in grandezze fisiche, per ogni fase, i flussi di
tutte le sostanze e i prodotti in ingresso e in uscita dal tutte le sostanze e i prodotti in ingresso e in uscita dal sistema sistema
Valuta l’entità di impatti potenzialiValuta l’entità di impatti potenziali Consente l’individuazione dei processi critici del sistemaConsente l’individuazione dei processi critici del sistema
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Ciclo di vita di un prodotto
Acquisizione materie
Processo produttivo
Distribuzione
Utilizzo
Riciclaggio
Smaltimento
•Energia Energia
•Materie Materie primeprime
•RifiutiRifiuti
•Emissioni Emissioni atmosfericheatmosferiche
•Scarichi Scarichi idriciidrici
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Fasi principali del LCA ISO 14040 Definizione dell'obiettivo e finalità Analisi di inventario Valutazione degli impatti Interpretazione
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Oggetto del confronto
Scooter benzina Scooter benzina 4 tempi, 50cc4 tempi, 50cc
Scooter elettrico
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Il ciclo di vita del motociclo a benzina
Crude oil extraction
Crude oil transport
Gasoline Refining
Gasoline Distribution
Lube oil production
Raw Materials extraction and transport
Batteries manufacturing
Use phaseUse phase
Batteries and lube oil recycle and final disposal
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Il ciclo di vita del motociclo elettrico
Fuel extraction
Power generation
Electricity Transport & Distribution
Raw Materials extraction and transport
Batteries manufacturing
Use phaseUse phase
Batteries recycle and final disposal
Batteries chargeBatteries charge
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Unità funzionale
L'unità funzionale costituisce il metro di misura del sistema in esame.
UF =100km*passeggero
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Inventario
L'inventario costituisce l'elenco di tutti i flussi fisici che attraversano il sistema in esame.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Le categorie scelte
Categorie di impatto:Categorie di impatto: Effetto serra.Effetto serra. Acidificazione Acidificazione
atmosferica.atmosferica. Formazione di Formazione di
ossidanti fotochimici.ossidanti fotochimici. Consumo di risorse Consumo di risorse
non rinnovabili.non rinnovabili. Salute Umana.Salute Umana. Tossicità dei suoli.Tossicità dei suoli. Tossicità delle acque.Tossicità delle acque.
Flussi fisici:Flussi fisici: ParticolatoParticolato Rifiuti pericolosiRifiuti pericolosi Rifiuti totaliRifiuti totali Rumore Rumore Energia primariaEnergia primaria
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
0.1
1
10
100
1000
10000
Ene
rgy
Par
ticu
late
s W
aste
(ha
zard
ous)
Was
teA
ir A
cidi
fica
tion
Dep
leti
on o
f no
n re
n. R
es.
Gre
enho
use
effe
ctA
cqua
tic
Toxi
city
H
uman
Tox
icit
y T
erre
stri
al T
oxic
ity
Pho
t.ox
idan
t fo
rm.
Noi
se
%
Il confrontoElectric
Gasoline
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Interpretazione
Vantaggi elettricoVantaggi elettrico Minori emissioni Minori emissioni
pericolose nei centri pericolose nei centri urbani: idrocarburi, urbani: idrocarburi, gas acidi e rumore…gas acidi e rumore…(impatti locali)(impatti locali)
Minore consumo di Minore consumo di energia e l'effetto energia e l'effetto serra (impatti a scala serra (impatti a scala globale).globale).
Vantaggi BenzinaVantaggi Benzina Minore consumo di Minore consumo di
risorse non risorse non rinnovabili. rinnovabili.
Minori emissioni di Minori emissioni di particolato particolato
Minore produzione di Minore produzione di rifiuti (pericolosi e rifiuti (pericolosi e non pericolosi). non pericolosi).
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Analisi di sensitività
Si sono ipotizzati alcuni scenari futuri a Si sono ipotizzati alcuni scenari futuri a riguardo di:riguardo di: Sistema di produzione dell’energia Sistema di produzione dell’energia elettricaelettrica Evoluzione tecnologie legate al Evoluzione tecnologie legate al motorino elettricomotorino elettrico Evoluzione tecnologie legate al Evoluzione tecnologie legate al motorino a benzinamotorino a benzina
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
I risultati dell’analisi di sensitività
Noise (a) Particulates(unspecified)
E Total PrimaryEnergy
Waste: (total) Waste(hazardous)
WMO-Photochemical
oxidantformation (high)
USES AcquaticToxicity
USES HumanToxicity
USESTerrestrialToxicity
IPCC-Greenhouse
effect (direct, 20years)
CML-AirAcidification
CML-Depletionof non
renewableresources
benzina benzina basso consumo benzina carburatore KEIHINelettrico elettrico motori a basso consumo elettrico batterie a lunga durataelettrico idroelettrico spinto elettrico maggiore efficienza elettrico 2010
Si può ragionevolmente Si può ragionevolmente ritenere che i punti di ritenere che i punti di criticità ed i vantaggi criticità ed i vantaggi competitivi delle due opzioni competitivi delle due opzioni sono destinati a rimanere sono destinati a rimanere tali, anche a fronte delle tali, anche a fronte delle evoluzioni tecnologiche evoluzioni tecnologiche prevedibili nel breve prevedibili nel breve periodo.periodo.
Si può ragionevolmente Si può ragionevolmente ritenere che i punti di ritenere che i punti di criticità ed i vantaggi criticità ed i vantaggi competitivi delle due opzioni competitivi delle due opzioni sono destinati a rimanere sono destinati a rimanere tali, anche a fronte delle tali, anche a fronte delle evoluzioni tecnologiche evoluzioni tecnologiche prevedibili nel breve prevedibili nel breve periodo.periodo.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Analisi delle criticità ambientali
Il motociclo a benzina concentra la maggior Il motociclo a benzina concentra la maggior parte dei suoi impatti nella fase di utilizzo, parte dei suoi impatti nella fase di utilizzo, vicino al recettore umano.vicino al recettore umano.
Nel ciclo di vita del motociclo elettrico, Nel ciclo di vita del motociclo elettrico, viceversa, le fasi più critiche riguardano la viceversa, le fasi più critiche riguardano la produzione dell'energia elettrica, la produzione dell'energia elettrica, la produzione e lo smaltimento delle batterie.produzione e lo smaltimento delle batterie.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Possibili Futuri sviluppi Estensione del confronto ad altri mezzi di
locomozione (autoveicoli privati benzina - diesel - elettrici, mezzi pubblici…)
Valutazione effetti ambientali della sostituzione integrale o parziale del parco circolante con ZEV (Zero Emission Vehicle)
Valutazione e monetizzazione costi esterni relativi all’utilizzo di mezzi a trazione elettrica.
Monetizzazione delle esternalità legate alla mobilità Valutazione della variazione dei costi sociali legati
alla mobilità in base a differenti scenari di penetrazione del veicolo elettirco.
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Efficienza dei cicli
Efficienza diraffinazione
della benzina87%
Efficienza ditrasporto
95%
Efficienza delmotore benzina
15%
Efficienzadi
raffinazioneolio
89%
Efficienzacentrale
termoelettrica40%
Efficienzadel motore
elettrico80%
Efficienzadistribuzione
91%
Efficienzadelle
batterie70%
Efficienzatotale18%
Efficienzatotale12%
P.Girardi
A.Caizzi Cesi
Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano
Trend Particolato