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Centro di ricerca per il Trasporto e la LogisticaFrancesco FilippiSapienza Università di RomaSettimana Unesco di Educazione allo Sviluppo Sostenibile 2010
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Centro di ricerca per il Trasporto e la Logistica
Settimana UNESCO di Educazioneallo Sviluppo Sostenibile 20105 novembre 2009
Francesco Filippi
La innovazione nei trasporti e la green logistics
Il CTL
Istituito nel 2003 dal Ministero della Ricerca come Centro di Eccellenza nazionale.
Il CTL ha un approccio inter – disciplinare, con competenze dell’ingegneria civile, meccanica, energetica, informatica, telecomunicazioni.
Circa 30 tra docenti e ricercatori partecipano alle attività del CTL.
CTL “Vehicle Research Group”
Un approccio scientifico interdisciplinare al veicolo per migliorarne le prestazioni e ridurne gli impatti:
• Consumi• Emissioni• Sicurezza
La ricerca ha avuto finanziamenti Honda Italia, ENEA e CE con i progetti HOST e SafetyNet.
I temi
Il veicolo elettrico
Il veicolo ibrido
La green logistics
Le auto elettriche AE
“Electric cars, though a welcome development, are neither as useful nor as green as their proponents claim”The Economist, 9 ottobre 2010
L’efficienza energetica delle AE
21
25
83
Auto diesel
EVAuto benzina
2715Well-to-Wheel
7218Tank-to-Wheel
3783Well-to-Tank
Tipi di auto elettrica e ibrida
* Prezzi al netto del sussidio di stato fino a 7.500 $
-20Ibrida2012Toyota PriusPlug-in
-160Elettrica batteriaMetà 2011Renault
Fluence
32.78064Elettrica batteriaFine 2010GM Chevrolet
Ampera
32.800160Elettrica batteriaFine 2010Nissan Leaf
30.500160Elettrica batteriaAprile 2010Mitsubishi
iMieV
Prezzo US $*
Km solo elettrico
TecnologiaInizio vendite
Auto
Alcune noteLe previsioni di penetrazione del mercato sono 20% di AE e ibride.Il rinnovo del parco auto inglese con AE costa 170 miliardi di € di sussidi e riduce le emissioni di CO2 del 2%. La stessa cifra potrebbe cambiare l’intero sistema di generazione di elettricità con il fotovoltaico e ridurre le emissioni di 1/3.Il solo modo efficiente di ridurre le emissioni di CO2 è la “carbon tax”.
CTL – Honda Italia
2 contratti di ricerca:1. Adattare il sistema di monitoraggio del
CTL alle auto Honda2. Valutare gli impatti delle auto ibrida (Euro
IV), IMA (Euro III), Civic 2.0 (Euro IV) in città
Acquisizione dati GPS (velocità, posizione)Ambiente (pressione, temperatura, umidità)Principali parametri motoristici (rpm, velocità, posizione del cambio, flusso aria, rapporto aria - benzina, carico motore, temperatura del catalizzatore e dei gas di scarico, pressione)Emissioni (CO2, CO, HC, NOx)
Il sistema di monitoraggio
Il sistema di bordo
Visualizzazione di un viaggio
Acquisizione delle emissioniHoriba JapanOn-board emissions measurement systemOBS 1300
± 0.00150.08-NOx g/km
± 0.00150.10-HC g/km
± 0.03001.00-CO g/km
± 6.0000-109–184CO2 g/km
HoribaOBS 1300
± 0.5000-4.6–7.8Benzina l/100kmOBD-CAN
ErroreEuro IVlimiti
NEDCMisuraStrumento
Accuratezza degli strumenti
Il giro di provaLunghezza: 4.6 kmPresenza di pendenze, intersezioni semaforichee tratti a velocità elevataPercorso da 20 guidatori2 volte ciascuno3 veicoli testati: Honda Hybrid, IMA e 2.0 16v
Inizio
CTL SW Acquisition 5.1
Ibrido(Euro IV)
IMA(Euro III)
Civic 2.0(Euro IV)
Consumi su strada(Consumi NEDC*)
l/100km8.15(4.6)
9.96(4.9)
12.59(7.8)
Consumi e emissioni di CO2
* New European Driving Cycle
Euro IVlimiti
Ibrido IMA Civic 2.0
CO g/km 1.00 0.194 0.529 1.950
HC g/km 0.10 0.004 0.047 0.027
NOx g/km 0.08 0.039 0.101 0.158
Emissioni
Ibrido IMA Civic 2.0
Consumi
0102030405060
6.5-7.
57.5
-8.5
8.5-9.
59.5
-10.5
10.5-
11.5
11.5-
12.5
12.5-
13.5
13.5-
14.5
>14.5
% giri
km/l
Emissioni di CO
0
20
40
60
80
0.0-0.
250.2
5-0.5
0.5-0.
750.7
5-11-1
.251.2
5-1.5
1.5-1.
751.7
5-22-2
.252.2
5-2.5
2.5-2.
752.7
5-33-3
.25>3
.25
EURO IV limitiper CO [g/km]
Ibrido IMA Civic 2.0
% giri
gr/km
Emissioni di NOx
Ibrido IMA Civic 2.0
010203040506070
0-0.02
0.02-0
.040.0
4-0.06
0.06-0
.080.0
8-0.1
0.1-0.
120.1
2-0.14
0.14-0
.160.1
6-0.18
0.18-0
.20.2
-0.22
0.22-0
.24>0
.24
EURO IV limitiper NOx [g/km]
gr/km
% giri
Consumi
Deviazione standard dell’accelleratore %
l/100 km
Ibrido IMA Civic 2.0
Emissioni di CO g/km
Deviazione standard dell’accelleratore %
Ibrido IMA Civic 2.0
Limits
g/km Emissioni di NOX
Deviazione standard dell’accelleratore %
Ibrido IMA Civic 2.0
Valutazione dal punto d vista dell’utente:• Costo di acquisto• Consumi (1.208 €/l)Costi esterni• “Handbook on estimation of external costs
in the transport sector” EC, 2008• CO2=25 €/t; • CO=0 €/t; HC=1.100 €/t; NOx=5.700 €/t
Valutazione della Sostenibilità
• Ambiente urbano
• 6% discount rate
• 250,000 km su 14 anni
• Trascurabili i costi di manutenzione
Ipotesi di calcolo
Costi in € Ibrido IMA Civic 2.0
Acquisto 24770 21900 21900
Benzina attualizzato 16532 20204 25556
Costi totali 41302 42104 47456
Costi dell’utente
Costi attualizzati €
Ibrido IMA Civic 2.0
CO2* 1177.44 1460.93 1618.86
HC 0.74 8.68 4.93
NOx 37.34 96.70 151.28
Costi totali € 1215.52 1566.32 1775.07
Costi esterni
L’auto ibrida
Il motore, assistito dal motore elettrico nei transitori, riduce l’emissioni.
Limita la dipendenza dell’emissioni dallo stile di guida.
Ritarda l’emissioni dovute all’eccesso di benzina per l’acceleratore a tavoletta.
Può eliminare l’eccesso nell’uso dell’acceleratore.
L’ibrido e l’IMA consumano meno del Civic 2.0 e sono leggermente meno costosi per l’utente.I costi esterni non sono stimati, dal manuale della CE, abbastanza elevati da dre un sensibile vantaggio ai veicoli più puliti.Basato sulle nostre analisi un veicolo senza emissioni potrebbe giustificare un costo maggiore del Civic 2.0 di non più di €1775.
I risultati
La green logistics
Esaminare i modi per rendere efficiente il sistema logistico e per ridurre i gas serra.
Stimare la produzione di gas serra della supply chain dal produttore al consumatore, la cosiddetta carbon footprint.
Standard e validazione delle misure I metodi di calcolo sono ancora in una fase sperimentale.
Occorre definire i confini di ciascuna azienda per assegnare le responsabilità delle emissioni, un sistema di verifica, validazione e comunicazione.
Come impegnare le aziende? “regulation through revelation”
Standard di misure oggi disponibili includono:• BSI + Carbon Trust – PAS 2050• ISO 14064• Global Reporting Initiative• World Business Council For Sustainable Development• DEFRA, Environmental KPIs
Esempio di Supply ChainGrano
ProduzioneFarina
Altriprodotti
Altri ingredientiMateriali imballaggi Imballaggi
DC
Rivendita
Deposito
Consumo
Pastificio
Rifiuti
Rifiuti
Rifiuti
Interventi sulla Supply Chain
Fattibilità alta
Bassa Efficacia Alta
Attivare fonti vicineAumentare consegne a domicilio
Ridurre la congestione
Reverse Logistics/Riciclaggio
Edifici ecosostenibili
Cambio modo di trasporto
Formazione e informazioneOttimizzazione reti
Imballaggi
Low Carbon: Industria
Tecnologie veicoli
Develocizzare Supply ChainLow Carbon: Agricoltura
Supply Chain Carbon FootprintRisultati principali:• L’emissioni rappresentano il 5 ÷ 15% del
ciclo di vita di un prodotto.• Gli interventi indicati possono dimezzare
l’emissioni.• I determinanti della decarbonizzazione
della supply chain sono le regolazioni, i prezzi dei carburanti e la consapevolezza del pubblico.
Efficienza energetica e emissioni per modo di trasporto
tCO2e/tkmMJ/tkm 7 ÷ 21 0,1 ÷ 0,3 Vie d’acqua
68010,0Aereo1802,7Strada180,3Ferrovia
Emissioni per modo di trasporto
kgCO2e/tkm
Riduzione dei consumiStrategie per la motrice – 12%Strategie per il semirimorchio – 11%
Innovazione di prodottoImballaggio facile
Volume minore
Trasporti economici
Operatori del trasporto e logistica
• Rapida adozione delle nuove tecnologie.• Migliorare la formazione e l’informazione.• Passare ai modi di trasporto più efficienti.• Offrire soluzioni di riciclaggio.• Promuovere compensazioni a spedizioni
che riducono le emissioni.• Crescere dimensionalmente e/o trovare
accordi di collaborazione.
Imprese industriali
• Analizzare la supply chain e ridurre le emissioni con la ricerca di alternative e la collaborazione di tutti.
• Migliorare la gestione dell’inventario, dei trasporti e degli ordini.
• Ridurre gli imballaggi e i volumi.• Investire in infrastrutture ecosostenibili.• Facilitare il riciclaggio nella supply chain.
Amministratori pubblici
• Allineare le tariffe alle emissioni.• Determinare i metodi di misura e gli
standard delle etichette• Sostenere misure, analisi e interventi di
decarbonizzazione.• Investire sulla rete per eliminare i colli di
bottiglia, ridurre i percorsi stradali e facilitare il consolidamento.
• Facilitare il riciclaggio nella supply chain.