Xerox ColorQube
9201 / 9202 / 9203
Sistema multifunzione
White Paper
Confronto tra l’analisi del ciclo di vita
di un sistema multifunzione
a inchiostro solido e quello di un
sistema multifunzione laser a colori
Consumo di risorse energetiche per
l’intero ciclo di vita ed impatto sul
riscaldamento globale
Sommario
Riepilogo ......................................................................................... 2 30 luglio 2009
Introduzione .................................................................................. 2 Hanno contribuito:
Obiettivo ......................................................................................... 2 Debra Koehler
Metodologia .................................................................................. 3 Wendi Latko
Risultati ............................................................................................ 5 Anne Stocum
Conclusioni ..................................................................................... 7
Consumo di risorse energetiche per
l’intero ciclo di vita e impatto sul
riscaldamento globale
Riepilogo
Questo rapporto riassume la valutazione del ciclo di vita di un sistema multifunzione
a inchiostro solido a colori da 50 ppm e di un sistema multifunzione laser a colori
da 51 ppm comparabile in condizioni operative simili. Lo studio è stato condotto
da Xerox Corporation e sottoposto a revisione paritaria dal Rochester Institute of
Technology per accertare la conformità dello studio alle metodologie di valutazione
del ciclo di vita comunemente accettate. Lo studio ha valutato il consumo energetico
totale relativo alla produzione, al trasporto e all’utilizzo dei due sistemi. Inoltre,
è stato analizzato l’impatto che questi due sistemi producono sul riscaldamento
globale. La valutazione ha stabilito che durante il ciclo di vita dei due prodotti, il
sistema multifunzione a inchiostro solido preso in esame ha mostrato un consumo
di risorse energetiche (CED, Cumulative Energy Demand) inferiore del 9% e un
potenziale di riscaldamento globale (GPW, Global Warming Potential) inferiore del
10% rispetto al sistema multifunzione laser.
Introduzione
La tecnologia di stampa laser crea un’immagine fondendo toner in polvere sulla
carta. Di solito, i sistemi multifunzione laser includono parti sostituibili quali, ad
esempio, fotoconduttori, rulli di trasferimento, rulli del fusore, lubrificatori del fusore
e materiali di consumo quali cartucce di toner e contenitori di scarto per il toner. La
durata prevista di queste parti e materiali di consumo sostituibili dipende dal numero
di pagine stampate o dalla quantità di ciascun colore utilizzato per singola stampa.
In genere, durante il ciclo di vita di un sistema multifunzione laser, sono necessarie
svariati set di parti sostituibili e materiali di consumo.
La stampa a inchiostro solido è una tecnologia relativamente nuova: la prima
stampante commerciale fu infatti introdotta sul mercato nel 1991. Questa tecnologia
crea un’immagine applicando sulla carta inchiostro sciolto che quindi si solidifica
immediatamente. Gli stick di inchiostro solido vengono sciolti nella testina di stampa
che rilascia l’inchiostro nel tamburo di stampa. La carta viene passata tra un rullo e il
tamburo di stampa sotto pressione e l’immagine viene trasferita dal fotoricettore di
stampa alla carta. Dal momento che gli stick di inchiostro sono solidi, non vi è alcuna
necessità di contenere l’inchiostro all’interno di una cartuccia; pertanto, quando
lo stick si consuma, non produce rifiuti. L’unità di manutenzione del fotoricettore è
l’unico elemento sostituibile di un sistema multifunzione a inchiostro solido. Tutte
le altre parti, compresa la testina di stampa, sono progettate per durare per l’intero
ciclo di vita del dispositivo. Il risultato: la tecnologia a inchiostro solido produce
fino al 90% in meno di scarti di consumo e richiede un numero di parti sostituibili e
materiali di consumo inferiore rispetto alla tecnologia laser, riducendo in tal modo il
numero di elementi che occorre produrre, consegnare al cliente ed infine smaltire.
Obiettivo
Allo scopo di quantificare le differenze tra le due tecnologie di stampa, è stato
eseguito uno studio volto a confrontare l’impatto ambientale generato da un
sistema multifunzione a inchiostro solido e quello generato da un comune sistema
multifunzione laser a colori, adottando un metodo di valutazione del ciclo di vita
chiaro e riconosciuto a livello internazionale. Precedenti valutazioni interne hanno
indicato che l’uso della carta e il consumo di energia sono i due principali fattori
di impatto ambientale per quanto concerne la stampa in ufficio. Pertanto, lo
scopo principale di questo studio è stato valutare l’impatto che queste tecnologie
producono sull’ambiente in termini di consumo di risorse energetiche (CED,
Cumulative Energy Demand) e di potenziale di riscaldamento globale (GWP, Global
2
Warming Potential). Il CED è l’energia spesa per la produzione, il trasporto e l’utilizzo
di un prodotto calcolata per l’intero ciclo di vita. Il GWP misura il contributo in termini
di gas serra, responsabile del riscaldamento globale, di queste stesse attività e
viene espresso come equivalenti di biossido di carbonio. Il ciclo della carta, che pure
produce un impatto altrettanto importante, è stato escluso dall’analisi, in quanto si è
presupposto che fosse uguale per entrambi i dispositivi.
Metodologia
Una valutazione del ciclo di vita è una valutazione dell’impatto ambientale generato
da un servizio o da un prodotto durante le singole fasi del suo ciclo di vita. Di solito,
un modello di valutazione del ciclo di vita inizia con l’estrazione delle materie
prime necessarie per creare i componenti di un prodotto e continua attraverso
la produzione, l’utilizzo e lo smaltimento, comprese le diverse fasi di trasporto. In
genere vengono valutate diverse categorie di impatto ambientale, tra cui il consumo
di risorse energetiche (CED), il potenziale di riscaldamento globale (GWP), la tossicità
sugli uomini e sull’ambiente, l’impatto sull’aria, la qualità dell’acqua e l’esaurimento
delle materie prime.
Una valutazione del ciclo di vita è una tecnica convenzionale con standard
internazionali che ne definiscono l’uso. Una valutazione del ciclo di vita prevede
quattro diverse fasi:
1.
Definizione dell’obiettivo e ambito.
2.
Inventario per il ciclo di vita degli input e degli output verso e dall’ambiente
durante le singole fasi della vita di un prodotto.
3.
La valutazione dell’impatto che caratterizza l’effetto degli input e degli
output sulle categorie di impatto.
4.
L’interpretazione dei risultati per determinare i fattori che hanno contributo
principalmente all’esito ottenuto, nonché l’analisi di sensibilità e di
incertezza.
Ambito
L’ambito della valutazione ha incluso gli input e gli output associati a produzione
del dispositivo di stampa e dei materiali di consumo, uso del dispositivo, imballaggio
e trasporto dei materiali di consumo (ad esempio, le cartucce), loro riutilizzo e
riciclaggio. Il modello ha escluso gli input e gli output associati allo smaltimento
di fine ciclo di vita dei dispositivi e delle rispettive parti sostitutive non di consumo.
Sono state escluse anche le attività di manutenzione durante il ciclo di vita attivo del
prodotto. Si è presupposto che gli input e gli output associati a queste fasi escluse
fossero equivalenti per entrambi i due sistemi multifunzione.
Il ciclo della carta, che pure produce un impatto altrettanto importante, è stato
escluso dall’analisi, in quanto si è presupposto che fosse uguale per entrambi i
dispositivi.
Presupposti
Si è presupposto che entrambi i sistemi multifunzione garantivano la medesima
qualità di stampa, nonché gli stessi volumi mensili e la stessa durata: 25.000 stampe
al mese per quattro anni di vita. Sulla base dei dati di distribuzione commerciale
relativi a questi tipi di prodotti, il 60% del mercato è stato assegnato agli Stati Uniti,
mentre il 40% all’Europa, con una combinazione di consumo energetico e distanze
coperte per il trasporto calcolate in base a questa suddivisione. Nel modello,
3
Metodologia (continua)
il sistema multifunzione a inchiostro solido è prodotto in Malaysia, mentre il sistema
multifunzione laser è prodotto in Giappone.
Le stime sullo smaltimento delle cartucce si basano sui dati forniti dall’USEPA (US
Environmental Protection Agency) e sulle informazioni della concorrenza: il 10% delle
cartucce è stato rigenerato nell’aftermarket, il 25% è stato riciclato, mentre il 65%
è stato smaltito. Per quanto riguarda l’imballaggio utilizzato per entrambi i prodotti,
secondo i dati forniti dal PIAC (Paper Industry Association Council), si è presupposto
che fosse composto per il 60% da materiale riciclato e per il 40% da materiale
nuovo. Infine, si è supposto che il 70% di questo imballaggio sia stato riciclato e che
il restante 30% sia stato invece smaltito.
Fonti dei dati
L’analisi è stata condotta utilizzando SimaPro7, uno strumento software disponibile
in commercio e comunemente utilizzato. Quando disponibili, sono stati utilizzati dati
diretti relativi alla produzione; laddove non erano disponibili dati diretti sono stati
utilizzati dati che fanno riferimento a una “media del settore”, ricavati dal database
dello strumento. Dati diretti sono stati utilizzati per toner, produzione a inchiostro
solido, per la manifattura di alcuni dispositivi e materiali di consumo. Gli input dei
materiali al processo produttivo e le restanti attività produttive sono stati basati sulle
medie di settore .
Il consumo di energia operativa è stato calcolato per entrambe le macchine
utilizzando il metodo di verifica TEC (Typical Electricity Consumption) ENERGY STAR®,
che è progettato per simulare il consumo elettrico durante una tipica settimana
lavorativa. La lunghezza dei lavori solitamente impiegata per eseguire il test è stata
modificata per acquisire il volume di stampa mensile di 25.000 immagini; per tutti
gli altri aspetti è stato seguito il protocollo ENERGY STAR e si sono utilizzati i valori di
consumo energetico effettivi per entrambe le macchine.
Impatti studiati
Precedenti valutazioni interne hanno indicato che l’uso della carta e il consumo di
energia sono i due principali fattori di impatto ambientale per quanto concerne la
stampa di ufficio. Pertanto, obiettivo principale di questo studio è stato valutare
l’impatto in termini di consumo di risorse energetiche (CED) e potenziale di
riscaldamento globale (GWP) generato dai due dispositivi. Dal momento che per
entrambi i sistemi multifunzione sono stati definiti gli stessi volumi di stampa
(e quindi di utilizzo carta), l’impatto generato dall’utilizzo della carta non è stato
incluso in questa analisi.
4
Risultati
Valutazione d’impatto
La valutazione d’impatto viene utilizzata per convertire l’inventario del ciclo di vita
(input e output dei due sistemi analizzati) in indicatori che descrivono l’impatto
ambientale. Per garantire coerenza con l’obiettivo dello studio, sono state scelte
due unità di misura: CED (Cumulative Energy Demand) e GPW (Global Warming
Potential).
La Figura 1 mostra il contributo normalizzato del CED e del GWP di ciascun sistema
multifunzione (Multifunzione laser = 1). Il sistema multifunzione a inchiostro solido
mostra un CED e un GWP ridotti rispetto al sistema multifunzione laser a colori.
Esprimendo questa differenza in percentuale, il sistema multifunzione a inchiostro
solido ha mostrato un CED inferiore del 9% e un GWP inferiore del 10% rispetto al
sistema multifunzione laser.
Figura 1: Confronto tra il contributo relativo del
sistema multifunzione a inchiostro solido e quello del
sistema multifunzione laser a colori (Laser a colori = 1)
Sistema multifunzione
a inchiostro solido
Sistema multifunzione
laser
CED (Cumulative Energy GWP (Global Warming
Demand)
Potential)
5
Risultati (continua)
Il contributo relativo in termini di consumo di risorse energetiche (CED, Cumulative
Energy Demand) e potenziale di riscaldamento globale (GWP, Global Warming
Potential) varia durante le diverse fasi del ciclo di vita per entrambi i prodotti.
La Figura 2 e la Figura 3 mostrano il contributo relativo in termini di consumo di
risorse energetiche e di potenziale di riscaldamento globale tra le seguenti fasi del
ciclo di vita: 1) Sistema multifunzione: acquisizione dei materiali e produzione del
dispositivo (esclusi materiali di consumo e imballaggio), 2) Unità sostituibile dal
cliente (CRU): acquisizione dei materiali e produzione delle unità sostituibili dal
cliente, inclusi i materiali di consumo (inchiostro, toner, cartucce, ecc.), 3) Imballaggio:
acquisizione dei materiali e produzione dell’imballaggio per il sistema multifunzione
e le unità sostituibili dal cliente, 4) Trasporto delle merci e dei pezzi e 5) Consumo
di elettricità in fase di utilizzo. Questi risultati sono stati confermati dall’analisi di
incertezza, che rappresenta un aspetto riconosciuto della valutazione del ciclo di vita
e che tiene conto del potenziale effetto della variazione dei dati.
Figura 2: Contributo relativo del consumo di risorse
energetiche (CED) per singola categoria
Energia in fase di
consumo
Imballaggio
Trasporto
Unità sostituibile dal
cliente (CRU)
Sistema multifunzione
Sistema multifunzione
a inchiostro solido
Sistema multifunzione
laser
Figura 3: Contributo relativo del potenziale di riscaldamento
globale (GWP) per singola categoria
Energia in fase di
consumo
Imballaggio
Trasporto
Unità sostituibile dal
cliente (CRU)
Sistema multifunzione
Sistema multifunzione
a inchiostro solido
6
Sistema multifunzione
laser
Risultati (continua)
Rifiuti solidi
Oltre alla valutazione del ciclo di vita, è stata valutata anche la quantità totale degli
scarti di consumo, ossia la quantità totale di rifiuti che il consumatore deve smaltire
attraverso il riciclaggio, la restituzione delle cartucce o i rifiuti urbani. Il sistema
multifunzione a inchiostro solido produce all’incirca il 90% di scarti di consumo in
meno rispetto al sistema multifunzione laser (Figura 4).
Figura 4: Produzione degli scarti
di consumo
Sistema multifunzione
a inchiostro solido
Sistema multifunzione
laser
Conclusioni
Durante il ciclo di vita del prodotto, il sistema multifunzione a inchiostro solido
analizzato ha mostrato un consumo di risorse energetiche inferiore del 9% e un
potenziale di riscaldamento globale inferiore del 10%. Queste conclusioni sono state
confermate anche dall’analisi di incertezza.
Inoltre, il sistema multifunzione a inchiostro solido produce all’incirca il 90% di scarti
di consumo in meno rispetto al sistema multifunzione laser a colori. Tutti questi
risultati sono possibili grazie al modo in cui il sistema multifunzione a inchiostro
solido è stato concepito: eliminando l’uso di cartucce e contenitori per l’inchiostro, si
è ridotto l’utilizzo di energia e materiali durante il ciclo di vita, nonché la produzione
di rifiuti nell’ambiente del cliente.
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