Green warehousing. Developing models for the computation and allocation of CO2e emissions and impact assessment of lithium-ion battery forklifts

Considering the increasing interest towards environmental sustainability shown in the last decades, the present master thesis aims at studying the topic related to energy efficiency and CO2e emission in warehousing. First, a context analysis has been performed: it investigates the most important protocols established towards climate change, the concept of sustainability and the influence that logistics industry is having on global GHG emissions. Following a literature analysis has deepened the topic of consumption inside warehouses with a focus on material handling, and on models assessing the energy efficiency of logistics building, highlighting current gaps. To fill the emerged gaps, this master thesis develops three original analytical models. The first one allows to perform the computation of the total CO2e emissions inside a warehouse, starting from the energy consumption; the second one allows the allocation of the total CO2e emissions to the different functional areas of a warehouse; the last one allows to assess the cost efficiency of lithium-ion batteries technology for forklifts. To validate the three models a practical application was provided for each. The first two frameworks were applied to a sample of Italian warehouses through the usage of a questionnaire, while the last one was applied to three specific scenarios that highlight the most impacting variables. From a managerial point of view, the models constitute a valid support for managers to draft sustainable reports, to prioritize investments, to obtain building certification or to understand the best material handling option for their organization.

La presente tesi magistrale si pone l’obiettivo di studiare il concetto di efficienza energetica e di CO2e nei magazzini, come risposta all’interesse crescente, mostrato negli ultimi decenni, verso il concetto di sostenibilità ambientale. Per prima cosa è stata affrontata un’analisi del contesto: essa investiga i protocolli e le regolamentazioni stabilite a favore del cambiamento climatico, il concetto di sostenibilità e l’incidenza della logistica in relazione alle emissioni globali di gas serra. Proseguendo, un’analisi della letteratura ha coinvolto i temi relativi al consumo energetico nei magazzini, focalizzandosi soprattutto sul contributo associato alla movimentazione, e in secondo luogo, ai modelli analitici per stimare il valore dell’efficienza energetica nei magazzini. Attraverso l’analisi della letteratura sono state evidenziate le principali lacune relative ai temi trattati. Per sopperire a quest’ultime, sono stati sviluppati tre modelli analitici. Il primo modello è legato al calcolo della CO2e totale emessa dai magazzini, il secondo modello riguarda l’allocazione delle emissioni di CO2e totali nelle principali aree funzionali di un magazzino e l’ultimo relativo alla stima dei benefici nell’utilizzo delle batterie a ioni di litio per i carrelli. In aggiunta, è stato deciso di fornire un’applicazione pratica di essi. I primi due sono stati applicati ad un campione di magazzini italiani attraverso l’uso di un questionario, mentre l’ultimo è stato applicato a tre scenari specifici che evidenziano le variabili più impattanti sulla convenienza dell’introduzione dei carrelli con batterie agli ioni di litio.