Stato dell arte e prospettive dei motori diesel per il trasporto veicolare e navale leggero. Carlo Beatrice, Chiara Guido Istituto Motori - CNR

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1 Stato dell arte e prospettive dei motori diesel per il trasporto veicolare e navale leggero Carlo Beatrice, Chiara Guido Istituto Motori - CNR 29 Novembre 2016

2 CONTENUTI INQUINAMENTO ATMOSFERICO DA TRAFFICO VEICOLARE E MARINO IN LAGUNA LEGISLAZIONE SULLE EMISSIONI LIMITAZIONE DELLE EMISSIONI DI CO 2 EMISSIONI PARTICELLARI PROSPETTIVE PER I MOTORI DIESEL IL CONTRIBUTO DEI BIOCOMBUSTIBILI CONCLUSIONI 2

3 STIME DI EMISSIONI INQUINANTI IN LAGUNA SU TRAFFICO 2011 Source: 3

4 PREVISIONI 2020 SENZA AZIONI MITIGANTI II Source: 4

5 PREVISIONI 2020 vs 2011 SENZA AZIONI MITIGANTI Source: 5

6 LEGISLAZIONE EMISSIONI AUTO E VEICOLI COMMERCIALI Le regolamentazioni sono diventate molto stringenti, sia in termini di livelli di emissioni (EU6) che in termini di procedure di controllo (RDE check a km) Autoveicoli Veicoli commerciali Source: 6

7 LEGISLAZIONE EMISSIONI MOTORI MARINI Emissioni NOx motori marini > 130 KW Motori costruzione anno 2000 Motori costruzione anno 2011 Motori costruzione anno 2016 Limite di SO X fuori aree ECA Limite di SO X all interno aree ECA Limiti di zolfo contenuti nel combustibile - MARPOL Annex VI ppm prima del 1 Gennaio ppm prima del 1 Luglio ppm dal 1 Gennaio ppm dal 1 Luglio dal 1 Gennaio ppm dal 1 Gennaio 2015 Source: IMO. MARPOL Annex VI. 7

8 POSSIBILI FUTURE AREE ECA Source: IMO. MARPOL Annex VI. 8

9 REGOLAMENTAZIONI SULLE EMISSIONI DI CO 2 NEL SETTORE AUTOMOTIVE I target di limitazione alle emissioni di CO 2 per il 2020 richiederanno uno sforzo notevolissimo per la riduzione dei consumi di combustibile. 9

10 PROPOSTE DI REGOLAMENTAZIONI EMISSIONI DI CO 2 NEL SETTORE NAVALE 10

11 EMISSIONI PARTICELLARI Le emissioni di particelle saranno il principale focus delle future regolamentazioni per tutti i veicoli Source: ERTRAC 11

12 L IMPORTANZA DEI FILTRI ANTIPARTICOLATO DIESEL Nei prossimi anni, tali tecnologie saranno progressivamente installate sui motori marini di piccola e media potenza. Source: 12

13 PROSPETTIVE DI EVOLUZIONE DEI TRASPORTI AL 2040 Million Barrels per Day of Oil Equivalent Source: Exxon mobil outlook of energy 2015 Sebbene le normative antinquinamento saranno sempre più stringenti, la maggiore richiesta di veicoli tenderà a contrastare le misure adottate 13

14 CONSUMI PER DIFFERENTI TIPOLOGIE DI PROPULSIONE E PER DIFFERENTI MODALITA DI MARCIA La superiorità del diesel rimarrà anche nel medio-lungo termine per il trasporto su lunga percorrenza e per le merci. Lo stesso vale per il settore navale-costiero SourceVDA Clean diesel 14

15 15 STRATEGIA DI DIFFERENZIAZIONE DELLE SORGENTI ENERGETICHE Sarà necessario incrementare i sistemi di propulsion ibrida e l impiego di combustibili rinnovabili a basso fattore WTT Source: IEA 2016

16 16 IL RUOLO STRATEGICO DEI BIOCOMBUSTIBILI Biocombustibili di 2 generazione (es. HVO), nel loro ciclo produttivo, offrono il miglior compromesso tra emission globali GHG e consumi energetici Source: JRC WTW report 2014

17 17 IL RUOLO STRATEGICO DEI BIOCOMBUSTIBILI Le emissioni di CO 2 /kwh da biocombustibili sono in linea con la media delle emissioni di CO 2 /kwh relative alla generazione di energia elettrica. In termini di densità di potenza trasportata i bicombustibili sono nettamente avvantaggiati rispetto alle batterie. Source: Energy Environ. Sci., 2013, 6,

18 CONCLUSIONI Nelle città portuali italiane ed europee le emissioni inquinanti gassose e particellari da trasporto navale sono dello stesso ordine di grandezza di quelle del traffico stradale urbano; Sebbene le normative antinquinamento saranno via via più severe, forzando le aziende a produrre veicoli ad emissioni quasi nulle, l aumento della domanda di veicoli potrebbe compensare i vantaggi derivanti dalle normative; La quasi totalità delle motorizzazioni dei veicoli per trasporto persone e beni è di tipo diesel. Grazie alle tecnologie di trattamento dei gas di scarico, il motore diesel è il sistema di propulsione termico più pulito in termini di emissioni particellari; Il diesel sarà ancora la tipologia di propulsione più diffusa nel lungo termine (2050) per mezzi terrestri e navali di potenza elevata ( 200 KW); I combustibili rinnovabili a bassa emissione di CO 2 rappresenteranno un elemento chiave nelle strategie di politica energetica per i trasporti. Relativamente all impatto di emissioni di CO 2 e alla capacità di stoccaggio dell energia, la convenienza del passaggio totale alla propulsione elettrica o a celle a combustibile, anche nel lungo termine, non è scontata; E necessario incentivare la ricerca nel settore dei biocombustibili al fine di migliorarne le prestazioni in combustione e ridurne i costi di produzione; Nel breve-medio termine, la complessità dei futuri motori richiederà una maggiore sinergia tra i produttori di combustibili e di motori al fine di migliorare l interazione motore-sistema posttrattamento-combustibile. 18

19 GRAZIE PER L ATTENZIONE 19

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