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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
IL CALCOLO DELLE EMISSIONI DI CO2
SERGIO LA MOTTA
PROGETTO CLIMA
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
OBIETTIVI
• FORNIRE UNO STRUMENTO PER IL CALCOLO DELLE EMISSIONI DI CO2 DAL SETTORE ENERGETICO;
• FORNIRE UN PARADIGMA INTERPRETATIVO DELLE PRINCIPALI DRIVING FORCES DELLE EMISSIONI DI CO2;
• ILLUSTRARE ALCUNE P&M PER LA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI GHG.
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
I GAS AD EFFETTO SERRA DEL PROTOCOLLO DI
KYOTO
INVENTARIO DELLE EMISSIONI
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I Gas ad effetto serra del Protocollo di Kyoto
• Anidride carbonica (CO2);
• Metano (CH4);
• Protossido di azoto (N2O);
• Idrofluorocarburi (HFC);
• Perfluorcarburi (PFC);
• Esafluoruro di zolfo (SF6);
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Le Metodologie dell’IPCC I Settori
• Energia;
• I processi industriali;
• Uso di solventi e di altri prodotti;
• Agricoltura;
• Cambiamento dell’uso dei suoli e foreste;
• Rifiuti.
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CO2 CH4 N2O HFC PFC SF6
ENERGIA +++ + +
PROCESSIINDUSTRIALI
+
+ +++ +++ +++
USO DISOLVENTI
+
AGRICOLTURA
+++ +++
LUCF +
RIFIUTI
++
Tabella di Leopold Interazione-Magnitudo dei GHG
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Emissioni di GHG in Italia al '90 Contributo dei vari gas
7,8%7,7% 0,1%
84,4%
CO2 CH4 N2O Altri
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Emissioni di CO2 in Italia nel '90 - Importanza relativa dei settori di emissione
0,4%
93,7%
0,2%5,7%
Energia Processi Industriali Uso di Solventi Rifiuti
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
Emissioni di CO2 dal sistema energetico italiano
Periodo ’90-’02
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
Sommario
• le emissioni in atmosfera: calcolo delle emissioni di CO2 dal sistema energetico secondo il metodo di riferimento e quello settoriale dell’IPCC;
• Indicatori energetico-ambientali;
• Le emissioni settoriali.
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Calcolo emissioni CO2
Metodologie di inventario
• top-down (IPCC di riferimento);
• bottom-up (IPCC settoriale, Corinair).
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IPCC di riferimento
La metodologia prevede che venga calcolato tutto il carbonio in ingresso nel sistema energetico nazionale. A questo viene sottratto il carbonio per usi non energetici (petrolchimica, catrami, …), le perdite ed i bunkeraggi. La parte rimanente viene considerata come ossidata a CO2 e quindi emessa.
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IPCC di riferimento
Per calcolare il carbonio in ingresso bisogna:
• calcolare il consumo apparente (TJ) di ciascuna fonte energetica, sia primaria che secondaria (fonte BEN);
• moltiplicare tale consumo apparente per il relativo fattore di emissione (tC/TJ);
• sottrarre il carbonio non ossidato.
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IPCC di riferimento
Il consumo apparente (CA) è definito:
• per le fonti primarie, come:
CA=Produz.+Import-Export-Bunkeraggi-Variazioni Scorte
• per le fonti secondarie:
CA=Import-Export-Bunkeraggi-Variazioni Scorte
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FUEL TYPES Production Imports Exports Stock Apparent Emission Carbon Actual CO 2
change consumption factor stored emissions
(t C/TJ) (Gg C) (Gg CO 2)
Liquid Primary Crude Oil 5,00 80,61 0,00 -0,82 86,42 20,00 262.509,79
Fossil Fuels Orimulsion 1,11 1,11 22,00 3.701,86
Natural Gas Liquids 0,00 0,00
Secondary Gasoline 0,76 2,87 0,12 -2,22 18,90 -753,56 -3.645,41
Fuels Jet Kerosene 0,04 0,81 0,24 -3,54 19,50 -10.486,09
Other Kerosene 0,39 0,32 0,03 0,04 19,50 119,06
Shale Oil 0,00 0,00
Gas / Diesel Oil 1,07 9,11 -0,51 -7,53 20,20 1.458,40 -28.388,24
Residual Fuel Oil 10,56 4,43 0,16 5,34 21,15 -150,13 17.694,49
LPG 2,22 0,36 0,03 1,83 17,94 -114,74 5.409,78
Ethane 0,00 0,00 0,00
Naphtha 1,45 1,11 0,18 0,16 20,00 4.331,36 -15.239,56
Bitumen 0,05 0,20 -0,15 22,00 2.408,29 -9.236,07
Lubricants 0,12 0,68 -0,60 20,00 891,66 -5.072,18
Petroleum Coke 1,44 0,05 -0,20 1,59 27,50 6.635,04
Refinery Feedstocks 7,32 0,28 0,71 6,34 20,00 19.243,00
Other Oil 0,82 0,82 19,64 317,49 1.289,54
Liquid Fossil Totals 8.388,77 244.535,02
Solid Primary Anthracite (2) 0,00 0,00
Fossil Fuels Coking Coal 0,00 5,09 0,00 0,06 5,03 25,80 192,39 18.807,45
Other Bit. Coal 0,00 6,37 0,00 0,06 6,31 26,33 24.988,85
Sub-bit. Coal 0,29 0,04 0,25 26,80 998,85
Lignite 0,00 0,00 0,00 -0,01 0,02 27,60 67,64
Oil Shale 0,00 0,00
Peat 0,00 0,00
Secondary BKB & Patent Fuel 0,00 0,00
Fuels Coke Oven/Gas Coke 0,17 0,09 -0,06 0,14 29,50 629,35
Solid Fuel Totals 192,39 45.492,13
Gaseous Fossil Natural Gas (Dry) 14,42 40,82 0,04 -0,78 55,98 15,21 606,87 127.763,28
Total 9.188,02 417.790,43
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Emissioni di CO2 dal sistema energetico nazionale e consumo energetico interno lordo
90
100
110
120
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
CO2 TPER
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Indicatori di emissione di CO2
Emissioni di CO2 pro-capite in Italia (tCO2/capita)
6,6
6,7
6,8
6,9
7,0
7,1
7,2
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000
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Indicatori di emissione di CO2
Emissioni CO2 pro-capite 1990 (tCO2/capita)
02468
101214
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Indicatori di emissione di CO2Emissione di CO2 per unità di consumo energetico in Italia
(tCO2/tep)
2,26
2,28
2,3
2,32
2,34
2,36
2,38
2,4
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
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Indicatori di emissione di CO2
Emissioni di CO2 per unità di PIL (kgCO2/1000Lit.95)
0,210
0,215
0,220
0,225
0,230
0,235
0,240
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
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Emissioni settoriali di CO2 (Mton)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
En. Elettrica Industrie Trasporti Altri
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Emissioni Settoriali CO2 (Italia 1990)
Industrie21%
Trasporti25%
En. Elettrica35%
Altri19%
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Emissioni Settoriali CO2 (Italia 1999)
Industrie19%
Trasporti28%
Altri19% En. Elettrica
34%
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Contributi al fabbisogno elettrico italiano (1998)
Termoelettrica69%
Geo-Eolica/Fotovolt1%
Idroelettrica16%
Import14%
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LA MITIGAZIONE
LA DIMENSIONE INTERNAZIONALE
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Riassunto
• Principali fattori che determinano le emissioni di CO2;
• Il contesto internazionale delle emissioni di gas ad effetto serra.
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Identità di Kaya:
POPPOP
PIL
PIL
ENERGIA
ENERGIA
COCO 2
2
Intensità carbonica
Intensità energetica
Reddito pro capite
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Coefficienti di Kaya
Unità di misura
Fattori determinanti
Principali politiche per mitigare le emissioni
CO2/Energia (intensità di anidride carbonica)
tonCO2/ tep mix energetico Decarbonizzazione dei combusibili
Energia/Pil (intensitàEnergetica)
tep/Unità Monetaria
struttura dell’economia
diffusione tecnologie efficienti
risparmio energetico
PIL/POP (reddito pro capite)
Unità Monetaria/ab.
Fattori socio-economici
Politiche della qualità della crescita
POP (Popolazione) Abitanti
Fattori sociali economici e culturali
Politiche demografiche
Fattori di Kaya che determinano le emissioni di CO2
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Andamento temporale della intensità carbonica (ton CO2/tep)
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Andamento temporale della intensità energetica (tep/’90US$1000)
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Andamento temporale del livello di attività (PIL pro-capUS$ 95)
-
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
45,00019
70
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
Australia
Austria
Belgium
Canada
Denmark
France
Germany
Ireland
Italy
Japan
Netherlands
Portugal
United Kingdom
United States
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
-
50
100
150
200
250
300
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
Australia
Austria
Belgium
Canada
Denmark
France
Germany
Greece
Ireland
Italy
Japan
Netherlands
Portugal
United Kingdom
United States
Andamento temporale della popolazione (mil. ab)
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Identità di Kaya in termini incrementali
DCBAE ***doveE = Emissioni di CO2
A = Intensità carbonicaB = Intensità energetica C = Reddito pro-capite D = Popolazione
D
dD
C
dC
B
dB
A
dA
E
dE
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Cambiamento % medio annuo delle emissioni di CO2 in relazione ai fattori dell’identità di Kaya per Regione, 1970-2020 (IEA, International
Energy Outlook, 2001)
1970-1980 1980-1990 1990-1999 1999-2010 2010-2020
Intensità Carbonica -0,5% -0,7% -0,5% 0,0% 0,1%
Intensità Energetica -1,1% -2,0% -0,7% -1,3% -1,3%
Reddito pro-capite 2,4% 2,2% 1,6% 2,2% 2,0%
Popolazione 0,9% 0,7% 0,6% 0,5% 0,4%
Emissioni di CO2 1,7% 0,2% 1,0% 1,4% 1,1%
Intensità Carbonica -0,8% -0,2% -0,7% -0,1% -0,1%
Intensità Energetica -0,4% 0,9% -1,0% -1,4% -1,4%
Reddito pro-capite 3,5% 1,7% 3,1% 3,7% 4,2%
Popolazione 2,2% 2,1% 1,7% 1,7% 0,8%
Emissioni di CO2 4,6% 4,5% 3,1% 3,9% 3,5%
Intensità Carbonica -0,8% -0,3% -1,0% -0,3% -0,3%
Intensità Energetica 1,4% 0,6% -0,5% -2,4% -2,6%
Reddito pro-capite 2,4% 0,6% -4,0% 4,1% 4,5%
Popolazione 0,9% 0,7% 0,0% 0,0% 0,0%
Emissioni di CO2 3,9% 1,6% -5,4% 1,4% 1,5%
Paesi in transizone (Est Europa ed ex-Unione Sovietica)
FattoreAndamento storico Proiezioni
Paesi industrializzati
Paesi in via di sviluppo
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Fonte: OCSE
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Emissioni pro capite (ton C) e popolazione (mil.) per regione
0
1
2
3
4
5
6
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
US
UE
Cina India Africa
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La situazione in Europa
ALCUNE INIZIATIVE EUROPEE PER RIDURRE LE EMISSIONI DI
GAS AD EFFETTO SERRA
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
98.4
96
80
90
100
110
120
1990 1995 2000 2005 2010
Emissioni di CO2 Kyoto Target Lineare
Emissioni di GHGs Kyoto Target 2008-2012
Emissioni in UE in relazione al target del PK
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Germania 26,3%
Belgio3,6%
Danimarca1,6%
Austria1,7%
Regno Unito16,9%
Svezia1,6%
Spagna8,9%
Portogallo1,8%
Olanda5,5%
Italia13,6%
Irlanda1,3%
Grecia3,0%
Finlandia2,0%
Francia12,1%
LE EMISSIONI IN EUROPA DI ANIDRIDE CARBONICA
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
ton
nel
late
di C
O2
per
ab
itan
te
EU-15
ITALIA
EMISSIONI PRO-CAPITE DI CO2 IN ITALIA ED IN EUROPA
Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005
-40 -30 -20 -10 0 10 20
Spagna
Danimarca
Olanda
Italia
Grecia
Svezia
Regno Unito
Lussemburgo
Emissioni di GHG: distanza tra le emissioni del 1999 ed il target di riduzione estrappolato linearmente
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INIZIATIVE EUROPEE: CROSS-CUTTING ISSUES
Policies and measures ‘Cross-cutting’
Emission reduction potential
(Mt CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation /timetable
EU emissions trading scheme N/a
In force
Revision of the monitoring mechanism
N/a
Adopted
Link JI/CDM to emissions trading :
N/a
Adopted
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Policies and measures ‘Energy supply’
Emission reduction potential (Mt
CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation/ timetable
Directive for promotion of electricity from renewable energy sources
100-125
In force Review in 2005
Directives on the promotion of transport bio-fuels
35-40
In force
Directive on promotion of Combined Heat and Power
65
Under decision
Further measures in the field of heat from renewable energy sources
36-48
In preparation
Inventory public aid for energy – follow-up
N/k
Inventory completedFollow-up : In preparation
TOTAL 236- 278
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Policies and measures ‘Energy supply’
Emission reduction potential (Mt CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation/ timetable
Directive for promotion of electricity from renewable energy sources
100-125
In force Review in 2005
Directives on the promotion of transport bio-fuels
35-40
In force
Directive on promotion of Combined Heat and Power
65
Under decision
Further measures in the field of heat from renewable energy sources
36-48
In preparation
Inventory public aid for energy – follow-up
N/k
Inventory completedFollow-up : In preparation
TOTAL 236- 278
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Policies and measures ‘Transport’
Emission reduction potential (Mt
CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation/ timetable
Community strategy on CO2
from passenger cars (including voluntary commitment of car associations)
Total 107-115Of which voluntary
commitment :75-80
voluntary commitment : monitoring; review in 2003Labelling: in force Communication on fiscal measures: under decision
Directive on fiscal measures in preparationEnvironmentally enhanced
vehiclesN/k
Voluntary commitment on CO2
light commercial vehicles
5-10 Directive on measurement procedure under decision voluntary commitment :
Framework Directive Infrastructure use and charging
40-60 Under decision, in relation to heavy duty road transport only
Shifting the balance of transport modes
N/k Package of measures in implementation or preparation
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Policies and measures ‘Industry’
Emission reduction potential (Mt
CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation/ timetable
Regulatory framework for fluorinated gases
23 Under decision, includes HFC’s from mobile air conditioning systems
Integrated PollutionPrevention and control
N/k In forceReview through periodical update of Best available technology Reference documents
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Policies and measures
Emission reduction potential
(Mt CO2eq)
By 2010 – EU15
Stage of implementation/ timetable
Landfill Directive 41 In force
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Le Iniziative in Italia
La Delibera CIPE del 2002
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1990 2010 Tendenza Obiettivo Kyoto (-6,5%)
Emissioni di GHG(Mton CO2 eq.)
521 584 487
Obiettivo Kyoto -93 Mton GHG rispetto al tendenziale
Misure già adottate 52
Limite max “sink” 10.3
Ulteriori iniziative da definire entro il 30/10/2003
31
Delibera CIPE 2002
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Politiche considerate nello scenario di riferimento
Settori di utilizzo dell’energia
Interventi Potenziale di riduzione delle
emissioni per il periodo 2008-2012 espansione dei Cicli Combinati per 3200 MW; 8,9 espansione della capacità import per 2300 MW; 10,6 ulteriore crescita fonti rinnovabili per 2800 MW. 6,5
Industria elettrica
Totale 26,0 Autobus e veicoli privati con carburanti a minore
intensità di carbonio (GPL, metano); 1,5
Sistemi di ottimizzazione e collettivizzazione del trasporto privato (car pooling, car sharing, taxi collettivi);
Rimodulazione delle imposizione sugli oli minerali, attivazione informatico-telematici.
2,1
Sviluppo infrastrutture nazionali 3,9
Trasporti
Totale 7,5 Civile decreti relativi all’efficienza degli usi finali; 6,3 Crediti di carbonio da JI e CDM
12,0
TOTALE 51,8
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Iniziative al 2002
• Accordo volontario MinAmb ENEL;• Accordo volontario MinAmb FIAT;• Accordo volontario nazionale per l’utilizzo dei
biocarburanti nel settore trasporti;• Predisposizione del Libro Bianco per le fonti
rinnovabili;• Predisposizione del Libro Bianco per la
valorizzazione delle biomasse• Altre iniziative (Comuni solarizzati, mobility
manager,…)
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I COSTI DI KYOTO
PROSPETTIVE INTERNAZIONALI
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-300
-200
-100
0
100
200
300
400 USA19,3%%
UE6,4%
Japan8,5%
Canada23,5%
Australia15,4%
Ukraina-83,6%
Russia-43,6%
DIFFERENZA TRA LE EMISSIONI DEL 2000 E LE EMISSIONI PREVISTE DAL
PROTOCOLLO (MtC)
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Modello/Studio Prezzo presunto del carbonio ($/tCO2eq.)
Impatto sul prezzo della non
ratifica degli USA (%) Con gli Stati
UnitiSenza gli Stati
Uniti
Hagem e Holtzmark
15 5 66%
Kemfert (2001) 52 8 84%
Eyemans ed al. 22 10 55%
Den Eltzen e Manders (2001)
37 13,6 63%
Bohringer - Vicino allo zero
Babiker ed altri (2002)
10 Trascurabile
COSTO DEL CARBONIO CON O SENZA GLI USA
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Riferimenti
• Sito della Convenzione sui Cambiamenti Climatici (http://unfccc.int);
• Sito dell’IPCC (http://www.ipcc.ch);• IEA (http://www.iea.org);• Unione Europea (http://www.europa.eu.int);• Sito del MATT (http://www.minambiente.it);• Rapporto Energia Ambiente (ENEA
http://www.enea.it ).