Sviluppo e applicazione di un modello integrato di LCA e TCO per l'analisi di sostenibilità di un gruppo elettrogeno alimentato a gasolio

Il lavoro di tesi si propone di condurre un’analisi di sostenibilità di un gruppo elettrogeno di taglia media che eroga una potenza elettrica di 100 kW, alimentato a gasolio e realizzato dall’Azienda Tecnogen S.p.a. localizzata nel comune di Pontenure (PC) in Emilia-Romagna. La metodologia Life Cycle Assessment (LCA) è stata utilizzata nel presente studio per quantificare e valutare le prestazioni energetico-ambientali del prodotto considerato. L’analisi è stata condotta considerando l’intero ciclo di vita del prodotto, per cui i confini del sistema adottati includono tutte le fasi del prodotto, seguendo un approccio che va dalla “culla alla tomba”. L’analisi del Ciclo di Vita (LCA) costituisce una metodologia di valutazione sistematica e approfondita dei flussi di materia ed energia che si verificano nell’intero arco di vita di un prodotto: dall’estrazione delle materie prime, passando per la produzione e l’utilizzo, fino alla gestione del fine vita del prodotto. Le informazioni prodotte tramite il processo di calcolo LCA rivestono una notevole rilevanza per un’organizzazione o azienda, poiché mettono in evidenza le criticità ambientali di un sistema di produzione. La parte cruciale di questo studio è stata la raccolta dati, svolta in azienda e avvenuta coinvolgendo tutto il personale che si occupa della progettazione e della produzione del prodotto preso in esame. L’obiettivo di questa fase è stato quello di reperire, per quanto possibile, dati primari specifici aziendali. Il processo è iniziato con la raccolta e l’analisi della distinta base del generatore, che comprende l’elenco dettagliato di tutti i componenti identificando i tipi di materiali utilizzati e le rispettive masse coinvolte. Successivamente, si è proceduto all’analisi dei processi produttivi utilizzati per trasformare i componenti semilavorati in finiti, analizzando i consumi energetici, discernendo per vettore energetico, e i materiali ausiliari utilizzati durante gli stessi. Lo sviluppo del modello LCA del gruppo elettrogeno è stato svolto tramite l’ausilio del software SimaPro, che permette di tradurre l’utilizzo delle materie prime e l’energia impiegata nelle varie fasi di vita del prodotto, in impatti ambientali su diverse categorie. Tra quelle analizzate vi è l’emissione di CO2 equivalente che è l’unità di misura dell’impatto sui cambiamenti climatici. Successivamente, è stata condotta un’analisi preliminare valutando il Total Cost of Ownership (TCO) del prodotto in esame per poter stimare i costi necessari all’acquisto, all’utilizzo e alla manutenzione e quelli relativi al fine vita. Inoltre, lo studio effettua una prima comparazione qualitativa tra il gruppo elettrogeno alimentato a gasolio e un prototipo in cui il motore a gasolio viene opportunamente modificato da PUNCH Torino S.p.a. ed è in grado di erogare la medesima potenza elettrica. L'uso dell'idrogeno come combustibile comporterà una significativa riduzione delle emissioni di sostanze inquinanti, ma anche sfide legate alla gestione della tecnologia innovativa. Attraverso le metodologie del LCA e del TCO, si sono valutati gli impatti ambientali ed economici del gruppo elettrogeno a gasolio, ponendo le basi per future analisi quantitative che riguarderanno la conversione da gruppi elettrogeni convenzionali a gruppi elettrogeni alimentati ad idrogeno.