Motociclo Elettrico e Motociclo a Benzina: confronto mediante LCA Cesi Centro Elettrotecnico...

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.

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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;

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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))

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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.

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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.

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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

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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

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Fasi principali del LCA ISO 14040 Definizione dell'obiettivo e finalità Analisi di inventario Valutazione degli impatti Interpretazione

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Oggetto del confronto

Scooter benzina Scooter benzina 4 tempi, 50cc4 tempi, 50cc

Scooter elettrico

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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

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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

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Unità funzionale

L'unità funzionale costituisce il metro di misura del sistema in esame.

UF =100km*passeggero

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Inventario

L'inventario costituisce l'elenco di tutti i flussi fisici che attraversano il sistema in esame.

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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

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0.1

1

10

100

1000

10000

Ene

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Tox

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Pho

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Noi

se

%

Il confrontoElectric

Gasoline

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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).

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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

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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.

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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.

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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.

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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%

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Trend Particolato

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