Energy efficiency and environmental impact reduction at logistics facilities: conceptualization and development of a simulation-based assessment on real cases applications

Recent trends such as e-commerce growth, fostered by the pandemic outburst, have stressed the crucial role of decarbonization in the logistics sector. With this respect, the role of green warehouses has caught both practitioners and academia researchers' interest. This master thesis, part of a broader Italian funded NRRP research project named Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile – Spoke 10 Sustainable Logistics, fits within this research's branch, whereby it devotes its attention to accomplishing a double purpose: on one side framing the academic researches' status-quo in the aforementioned realm putting particular focus on digital technologies applications enabling higher energy efficiency in logistics warehouses; on the other, developing a methodology finalized at investigating a logistics facility in terms of energy consumption and carbon footprint, and identifying the most suitable green warehouse practice for each specific case. A systematic literature review based on the PRISMA methodology has been conducted to map the current academia panorama. In particular, both a descriptive and a content-wise analyses have been carried out with the aim to detect the existing lines of research and highlighting possible gaps. Before moving to developing the aforementioned practical methodology, the work's underlying research questions have been clarified. Afterwards, the core of our work has been devised and developed accordingly. Firstly, the methodological framework along the simulation model's design and necessary general assumptions have been illustrated to lay the basis for the incoming applications. Secondly, the implementation of what devised beforehand has occurred, whereby an illustrative case and two case studies have been exploited to operationalize the envisioned framework and validate the case specific assumptions. For each case, different scenarios characterized by the implementation of a pre-specified technology have been studied from a multi-sided perspective. Each case-related scenario has been compared with the previously investigated one from an energy, environmental and economical point of view, pointing out the most effective and convenient solution. Lastly, the underlying work's limitations have been pointed out and future research avenues have been put forward.

I recenti trend, come la crescita del e-commerce, favorita dall'esplosione della pandemia, hanno evidenziato il ruolo cruciale della decarbonizzazione nel settore della logistica. A questo proposito, gli aspetti di sostenibilità ed efficienza energetica nel contesto dei nodi logistici hanno suscitato l'interesse sia dei professionisti che dei ricercatori accademici. Il presente lavoro, parte di un più ampio progetto di ricerca finanziato da fondi PNRR denominato ‘Centro Nazionale per la Mobilità Sostenibile’ - Spoke 10 ‘Logistica Sostenibile’, rientra in questo ramo di ricerca, dedicando la sua attenzione a un doppio obiettivo: da un lato, delineare lo stato attuale delle ricerche accademiche in questo ambito, mettendo particolare enfasi sulle applicazioni delle tecnologie digitali che consentono una maggiore efficienza energetica nei magazzini logistici; dall'altro, sviluppare una metodologia finalizzata all'indagine di un magazzino logistico in termini di consumo energetico e emissioni, al fine di individuare le misure green più adatte a ciascun caso specifico. Per mappare il panorama accademico attuale è stata condotta un'analisi della letteratura basata sulla metodologia PRISMA. In particolare, sono state condotte analisi descrittive e analisi di contenuto al fine di individuare le linee di ricerca esistenti e mettere in evidenza eventuali lacune emerse. A partire dai gap evidenziati, sono state definite le domande di ricerca del presente lavoro di tesi. A questo scopo la metodologia di lavoro è stata sviluppata su 3 fasi. In primo luogo, è stato illustrato il quadro metodologico insieme allo sviluppo del modello di simulazione e alle necessarie ipotesi per gettare le basi per le future applicazioni. In secondo luogo, è avvenuta l'implementazione di quanto sviluppato in precedenza, in cui sono stati sfruttati un caso illustrativo e due casi di studio per operazionalizzare il quadro concepito e convalidare le ipotesi specifiche del caso. Per ciascuna istanza le tecnologie più adeguate sono state individuate e i loro effetti simulati ed analizzati. Ciascuna misura è stata confrontata con la tecnologia precedentemente indagata, evidenziando la soluzione più efficace e conveniente sul piano economico e ambientale. Infine, sono state evidenziate le limitazioni del lavoro sottostante e sono state proposte future linee di ricerca.