L’utilizzo dei mezzi ecologici
nel trasporto pubblico locale
Giancarlo CREPALDI
Pozza di Fassa, 22 Ottobre 2005
Riserve petrolifere
140
OIL SANDS
100
SHORTAGE
DEEP SEA OIL
80
60
CONVENTIONAL OIL
40
20
YEAR
Total require
oil sands
deep sea oil
conv.oil
2050
2040
2030
2020
2010
2000
1990
1980
1978
1970
1960
1950
1940
0
1930
PRODUCTION (MILLIONS BARRELS/DAY)
120
Inquinamento locale e globale
CO2
CH4
N 2O
NMHC
NOx
NOx
PM
NMHC
CO
Emissioni globali
NON NORMATI
Maggiori indiziati i gas serra
Emissioni locali
COMPLETAMENTE NORMATI
Maggiori indiziati i gas da
combustione
Inquinamento globale (protocollo di Kyoto)
Global CO2-Emissions 798 Gt/a
Soils
27.0%
Vegetation
27.0%
Anthropogene CO2-Emissionen Total 28 Gt/a
Industrie
Industry
19%
19%
Combustion
of Biomass
1.0%
Anthropogene
Emissions
3.5%
Oceans
41.5%
Sonstiger
Other traffic
Verkehr
6.5%
6.5%
Strassenverkehr
Road traffic
11.5%
11.5%
Combustion ofvon
Verbrennung
Biomass
Biomasse
15%
15%
Source: SAE 2001-01-3758 Dr Metz
Power generation
Kraftwerke
25%
25%
Hausbrand,
House heating,
Kleinverbraucher
Small consumers
23%
23%
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
nel TPL e turistico
1. Evoluzione del Diesel
2. Sviluppo del CNG
3. Soluzioni elettriche/ibride
4. Combustibili alternativi
5. Fuel cells
Campi applicativi delle linee strategiche
TRASPORTI EXTRAURBANI E TURISTICI
Evoluzione del Diesel
Sviluppo del CNG
Soluzioni elettriche/ibride
Combustibili alternativi
Fuel cells
TRASPORTI URBANI
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
1. Evoluzione del Diesel
Regolamentazione Euro
2000 / 2001
2005 / 2006
2008 / 2009
Euro 3
Euro 4
Euro 5
Nuova direttiva 88/77
CO
Nox
HC
PT
EURO 3
2,1
5
0,66
0,1
EURO 4
1,5
3,5
0,46
0,02
EURO 5
1,5
2
0,46
0,02
g/kWh
Ciclo "ESC"
Evoluzione delle emissioni
100 autobus del 1990
• Inquinano quanto: 1000 veicoli Diesel Euro 3 di oggi
• Hanno un impatto acustico pari a 300 veicoli in Euro 3 di oggi
• Hanno un impatto acustico pari a 400 veicoli a metano di oggi
Emissioni di un Parco di 1000 bus
Emissioni
ton./anno
1400
1230
1200
1000
958
800
600
1990
Oggi
Euro 3
400
241
200
205
41
22
82
0
CO
NOx
HC
PM
3
Posizionamento Euro 4/5
PM [g/kWh]
0.6
EURO 0 (1990)
0.5
EURO 1 (1992)
0.4
0.3
0.2
0.1
0.02
0
EURO 2 (1996)
EURO 3 (2000)
EURO 5 (2008)
NOx = 2
Particolato = 0,02
2
4
EURO 4 (2006)
NOx = 3,5
Particolato = 0,02
6
8
10
NOx [g/kWh]
12
14
16
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
2. Sviluppo del CNG
L’evoluzione delle emissioni
Emissioni di un parco di 1000 Autobus Euro 3 e Euro 4 (e CNG)
250
241
Emissioni
ton./anno
200
150
102
100
Euro 3+CRT
50
22
Euro 4 e CNG
22
3
3
0
NOx
HC/NMHC
PM
ALLESTIMENTO PROPULSORE
1997
2004
1997
MOTORE 8459
disposizione
cilindrata (cm3)
valvole per cilindro
aspirazione
NUOVO MOTORE IVECO CURSOR 8 F2G CNG
6 cilindri in linea
7800
4
turbo compressore con
intercooler
disposizione
cilindrata (cm3)
valvole per cilindro
aspirazione
6 cilindri in linea
9500
2
turbo compressore con
intercooler
potenza massima cv
272 a 2000 giri
potenza massima cv
240 a 2100 giri
coppia massima (Nm)
1100 a 1100 giri
coppia massima (Nm)
920 a 1200 giri
emissioni
EEV (già in linea con le
proposte Euro 6)
emissioni
EEV
PARTICOLARITA’ COSTRUTTIVE
ALIMENTAZIONE
MULTIPOINT
CONTROLLO
EMISSIONI
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
3. Soluzioni elettriche/ibride
Europolis elettrico







Trazione:
Lunghezza:
Pianale:
Portata passeggeri:
Batterie:
Autonomia:
Pendenza superabile
elettrico puro
7.4 m.
superibass. (350 mm.)
40
PbPbO2/NaNi Cl2
100 km (ZEBRA)
10%
Europolis ibrido







Trazione:
ibrido serie
Lunghezza:
7.4 m.
Pianale:
superibass. (350 mm.)
Portata passeggeri:
40
Batterie:
PbPbO2/Ni-Cd
Pendenza superabile 10%
Autonomia:
350-400 km (modo ibrido) - 20 km (modo elettrico)
I sistemi
Fuel cell
Motore elettrico
Batterie
Generatore elettrico
IL SISTEMA PIU’ USATO PER AUTOBUS
•SISTEMA IBRIDO SERIE
•APPLICAZIONE BUS
•RISPARMIO COMBUSTIBILE 25% IN
CICLO URBANO
Inverter
Generatore
Motore elettrico
Diesel
Batterie
Ruote
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
4. Combustibili alternativi
Combustibili alternativi
BLEND
DIESEL
CNG (Compressed Natural Gas)
WASTE FARMED
GASSIFICATION
WOOD
BLACK LIQUOR
VEGETABLE OILS
RE-ESTERING
SUGARICH PLANTS
SYNTHESIS
LNG (Liquified Natural Gas)
COAL
RENEWABLE
GASOLINE
NATURAL GAS
Methane can be obtained also
from biomass thru fermentation
or thermochemical (Biogas)
CTL (Coal to Liquid)
GTL (Gas to Liquid)
DME (Dimethyl Ether)
BTL (Biomass to Liquid)
METHANOL
FERMENTATION
FOSSIL
CRUDE OIL
REFINING
LPG (Liquified Petroleum Gas)
ETHANOL
METHYLESTER
(RME,FAME)
FOSSIL
SYNFUEL
SUNFUEL
NOT RENEWABLE
RENEWABLE
Linee strategiche per lo sviluppo di mezzi ecologici
5. Fuel cells
Esperienza IVECO - DAIMLER-CHRYSLER
•COSTO PROTOTIPO 6,5 M€
•10.000 km DI VALUTAZIONE PERCORSI
•DURATA DELLE FUEL CELLS <1000 ore
Configurazione ibrida
Fuel Cell System
DC/DC
Converter
Inverter
Motore
elettrico
Batterie
Ruote
Conclusioni
DIESEL
Migliora costantemente in termini di emissioni
E’ il migliore in termini di efficienza termodinamica
METANO
E’ la soluzione industriale che offre i migliori risultati in
termini di emissioni
Necessità di infrastrutture (stazione di pompaggio) che devono
essere ammortizzate.
Elettrici / Ibridi
Soddisfano necessità di nicchia (emissioni zero in elettrico)
FUEL CELL
Il futuro oggi in sperimentazione.
Soluzioni industriali previste fra 15 anni.
Scenario futuro
NOW
Evoluzione continua E4-E5
Drastica riduzione di CO2
Continua riduzione delle emissioni
normate
Combustibili alternativi:
Non rinnovabili:
2010
2020
2030
2040
DIESEL
CNG
Syndiesel(GTL)
Rinnovabili:
Biodiesel (RME/FAME)
Sundiesel(BTL)
Ibridi : alta priorità per applicazioni
specifiche
Idrogeno: mobilità sostenibile a lungo
termine
HYBRID
FUEL CELLS
(DATI BILANCIO 2004)
DIPENDENTI
AUTOBUS
TRENI
1.200
770
20
INTERURBANI 470
URBANI
230
NOLEGGI
70
(DATI BILANCIO 2004)
KM PRODOTTI 24 MILIONI
17 EXTRAURBANI
7 URBANI
1 FERROVIA
14 LINEE EXTRAURBANE + 3 TURISMO
PASSEGGERI TRASPORTATI
38 MILIONI
15 EXTRAURBANI
21 URBANI
2 FERROVIA
BACINO DI TRASPORTO N° 1
FASSA – FIEMME
AUTISTI
AUTOBUS
KM PRODOTTI
PASSEGGERI TRASPORTATI
N° 34
N° 30
2.300.000
2.000.000
SERVIZIO SKIBUS (anno 2004/2005)
FASSA
AUTISTI STAGIONALI
AUTOBUS
KM PRODOTTI
PASSEGGERI TRASPORTATI
N° 12 + 5 = 17
N° 20 + 3 = 23
311.011
1.000.000
Poiché da statistiche fatte viaggiamo 2,7 passeggeri medi per vettura, i servizi skibus
hanno limitato la circolazione in valle di ben 400.000 automobili.
FIEMME
AUTISTI STAGIONALI
AUTOBUS
KM PRODOTTI
INCASSO
PASSEGGERI TRASPORTATI
N° 15
N° 6 + 6 = 12
190.752
426.270,00 Euro
350.000
Poiché da statistiche fatte viaggiamo 2,7 passeggeri medi per vettura, i servizi skibus
hanno limitato la circolazione in valle di ben 130.000 automobili.
TOTALI
AUTISTI STAGIONALI
AUTOBUS
KM PRODOTTI
PASSEGGERI TRASPORTATI
N° 32
N° 35
501.763
1.350.000
Globalmente sono state limitate 530.000 automobili.
I VEICOLI ADIBITI AI SERVIZI SKIBUS EURO 0, PROPRIO PER LA
GRANDE ATTENZIONE ALL’AMBIENTE, VERRANNO DOTATI TUTTI
(2005/2006) DI UNO SPECIALE FILTRO “TERS” CHE HA LO
SCOPO DI RIDURRE LE EMISSIONI DI PARTICOLATO E OSSIDO
DI CARBONIO E DI PORTARLE A LIVELLO DI EURO 2.
ANALISI DEI COSTI PER LA GESTIONE
DEI VEICOLI DIESEL E METANO
CONSUMI CARBURANTE per 100 km:
consumo medio
2004
Unità
di misura
Servizio
urbano
Servizio
interurbano
GASOLIO
LT
44,01
38,54
METANO
KG
48,34
COSTI DI TRAZIONE (carburante) per 1000 km
Costi carburante
a ottobre 2005
Costo unitario
del carburante
Servizio
urbano
Servizio
interurbano
GASOLIO
1,005 €/lt
442
387
METANO
0,654 €/kg
316
N.B. IL RENDIMENTO CHILOMETRICO DEL VEICOLO E’ ANALOGO:
1 lt. gasolio = 2,27 KM => 1 Kg metano = 2,07 KM
1. Tempo di rifornimento:
METANO 30’ (DIESEL 2’)
Ogni 1.000 Km -> 4 operazioni da 30’ = 2 h x 40 €/h = 80,00 €
2. Manutenzione e fermo tecnico per la sicurezza:
Ogni 30.000 Km -> 2 giorni di lavoro (~ 16 h) x 40 €/h = 630,00 €
Ogni 1.000 Km -> 630,00 € / 30 = 21,00 €
3. Costo di acquisto:
METANO = 250.000,00 € - DIESEL = 200.000,00 € = 50.000,00 €
Ammortamento in 8 anni (12,5%)
Percorrenza annua per veicolo: 40.000 KM
50.000,00 € x 12,5 % = 6.250,00 €
Ogni 1.000 Km -> 6.250,00 € / 40 = 156,00 €
4. Minor portata di passeggeri:
Causa il maggior peso delle bombole, la portata del METANO
rispetto al DIESEL si riduce di circa 8 pax
COSTI DI GESTIONE per 1000 km (in Euro Iva esclusa):
Costi carburante
a ottobre 2005
GASOLIO
Costo unitario
del carburante
Servizio
Urbano
1,005 €/lt
442
442
Totale
METANO
Totale
Trazione
0,654 €/kg
316
Trazione
40
Rifornimento
21
Controlli tecnici specifici
156
Maggiore ammortamento
533
Δ = 573 – 442 = 131 € ogni 1.000 Km
ΔCA= 131 € x 40 = 5.240 €
Il maggior costo del metano viene vanificato se il prezzo del veicolo si
attesta dai 250.000 € a 208/210.000 €