Valutazione del ciclo di vita di miscele innovative di carburanti per autovetture con motore ad accensione comandata: un approccio comparativo

Pubblicati gli ultimi risultati della ricerca svolta presso i nostri laboratori.

La rivista scientifica peer reviewed Journal of Cleaner Production ha pubblicato l’articolo “Life Cycle Assessment of innovative fuel blends for passenger cars with a spark-ignition engine: a comparative approach” che riporta gli ultimi risultati della ricerca svolta presso i nostri laboratori, nell’ambito della borsa di dottorato co-finanziata da Politecnico di Milano e Innovhub SSI, dal titolo Effects of the use of innovative fuels and biofuels on the reduction of air pollution and the climate change

Le autovetture producono il 44% delle emissioni di gas serra dei trasporti nell'Unione Europea. Per allinearsi al Green Deal europeo entro il 2050, il trasporto su strada dovrebbe sviluppare e implementare tecnologie alternative che riducano le emissioni del 90%.

La ricerca alla base dell’articolo ha applicato la metodologia Life Cycle Assessment per valutare gli impatti ambientali di un veicolo con motore a combustione interna (ICEV) medio (segmento C) e un veicolo elettrico a batteria (BEV) medio (segmento C).

Per l'ICEV sono state prese in considerazione quattro miscele innovative di benzina, costituite da benzina e combustibili come l’etil-t-butil etere di origine biologica (bio-ETBE), bionafta, bioetanolo, metanolo, biometanolo ed e-metanolo. Rispetto al combustibile fossile di riferimento, tutte le miscele valutate garantiscono potenzialmente una leggera riduzione dell'impatto sui cambiamenti climatici (dallo 0,8% al 10,1%).

In particolare, il carburante contenente bionafta e bioetanolo risulta la miscela più promettente. Tuttavia, se nel calcolo viene inclusa una stima degli effetti LUC (land use change), l'utilizzo dell'olio di palma per produrre bionafta annulla i risparmi sulle emissioni di gas serra. Per ridurre l’effetto climatico del cambiamento dell’uso del suolo è necessario passare a materie prime di seconda generazione o una futura certificazione per olio di palma a basso rischio di indiretto LUC (Commissione Europea).

Nell’ambito dello studio LCA, dalla culla alla tomba il BEV rilascia circa il 41% in meno di emissioni di gas serra rispetto all'auto di riferimento (ICEV), con un ulteriore potenziale miglioramento nella prospettiva di passare a un mix di energia elettrica più rinnovabile.

Pertanto, per quanto riguarda le emissioni di gas serra, il BEV rappresenta un'alternativa migliore alla benzina rispetto alle miscele valutate. Per competere con i BEV, e magari superarli nel caso di mix di energia elettrica generati da sorgenti climalteranti, i motori ad accensione comandata dovrebbero essere progettati per essere alimentati da percentuali più elevate di combustibili rinnovabili.

Sebbene l'ICEV alimentato dalle miscele sperimentali e il BEV abbiano mostrato una riduzione dei cambiamenti climatici e delle risorse fossili, il quadro è meno chiaro per le altre 14 categorie di impatto ambientale considerate nello studio. Rispetto al riferimento fossile, tutte le miscele innovative di combustibili aumentano, anche se spesso marginalmente, gli impatti legati al particolato, all'acidificazione, all'eutrofizzazione marina, all'eutrofizzazione terrestre, all'ecotossicità delle acque dolci, all'uso del suolo e all'uso di minerali e metalli. Al contrario,  tre dei quattro combustibili innovativi testati e valutati nello studio riducono l'esaurimento dell'ozono e gli impatti delle radiazioni ionizzanti. Anche il BEV è peggiorativo su alcuni parametri rispetto all’ICEV alimentato col combustibile tradizionale, quali le radiazioni ionizzanti, l’eutrofizzazione e l’uso dell’acqua.

I risultati confermano l'importanza di valutare un insieme completo di impatti ambientali quando si pianifica la migliore alternativa da seguire. I futuri progetti di ricerca dovrebbero valutare altri tipi di veicoli e segmenti di automobili, biocarburanti di nuova generazione, l'effetto del calore disperso e dell'aria condizionata dei veicoli, nonché le prestazioni reali su strada del BEV.

È possibile visionare l’articolo completo gratuitamente fino al 6 dicembre 2022 sulla rivista Journal of Cleaner Production (Volume 378, 10 December 2022, 134535). Dopo tale data l’articolo sarà visibile ai soli abbonati.

Autori

- Stefano Puricelli, Politecnico di Milano
- Daniele Costa, Vrije Universiteit Brussel (VUB)
- Lucia Rigamonti, Politecnico di Milano
- Giuseppe Cardellini, Vrije Universiteit Brussel (VUB) / VITO-EnergyVille
- Simone Casadei, Innovhub SSI
- Michael Samsu Koroma, Vrije Universiteit Brussel (VUB)
- Maarten Messagie, Vrije Universiteit Brussel (VUB)
- Mario Grosso, Politecnico di Milano

Per maggiori informazioni contattaci: simone.casadei @mi.camcom.it

Sui risultati della ricerca di dottorato era stato pubblicato anche l'articolo "Gli effetti dell’uso di combustibili innovativi e biocombustibili sulla riduzione dell’inquinamento dell’aria e del cambiamento climatico".

Dal 14 al 17 novembre i risultati della ricerca sono stati presentati con un poster anche alla Transport Research Arena a Lisbona

 

Nella foto da sinistra: Simone Casadei e Stefano Puricelli

 

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