APAT 1 Fattori di emissione Copert IV: HDV XII INCONTRO Expert Panel TRASPORTI 9 novembre 2006...

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Fattori di emissione Copert IV: HDV

XII INCONTRO Expert Panel TRASPORTI

9 novembre 2006 Istituto Motori – Napoli

Mario ContaldiAPAT – Dip. AMB, Servizio Sviluppo sostenibile e cambiamenti climatici

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Mario Contaldi, APAT – AMB, Servizio Sviluppo Sostenibile e Cambiamenti Climatici

Obiettivi della presentazione:

Problema sui FE degli HDV di Copert III: da circa 2 anni è noto che sono bassi.

La metodologia Copert IV, rilasciata in Settembre 2006, finalmente consente di calcolare l’inventario su nuove basi.

Necessità di nuovi parametri: pendenze strade e fattori di carico veicoli merci.

Esempi applicativo nuova metodologia per due categorie di veicoli e 4 inquinanti.

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Le emissioni HDV rispetto al tetto emissioni nazionale - I

Nel corso delle stime ai fini della verifica rispetto Tetti emissivi Direttiva NEC sono state evidenziate stime di emissioni di NOx dai trasporti stradali fatte con il modello Rains molto più alte di quelle fatte con Copert III.

Le stime che seguono sono state calcolate da ENEA con il modello Rains - Italy

1998 NEC Directive

parameters

2006 NEC Review

parameters

Difference

NOx emissions from road

vehicles (TRA_RD kton) 303 425 + 122

NOx emissions from Ships

2010 (TRA_OTS kton) 31 101 + 70

NOx emissions projection at 2010

865* 1057* +192

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Le emissioni HDV rispetto al tetto emissioni nazionale - II

Compliance with the NOx emission ceiling New insights in the NOx emission calculations with respect the time of establishing 2001/81/EC Directive Targets (1998)

Main methodological changes:

1)Review of the removal efficiencies of the abatement technologies applied to road light & heavy duty vehicles

2) Different share in the fuel consumptions in the maritime transport sector, starting from the year 2000.

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Le emissioni HDV rispetto al tetto emissioni nazionale - III

Removal efficiency changes

1) Euro I – VI diesel light duty and passenger cars (MD)

2) Euro I – V diesel heavy duty diesel vehicles (HD)

3) Euro II – V light duty, spark ignition 4-stroke engines (LF)

Data reported in the table are taken from IIASA doc IR-98-88 “Nitrogen oxides emissions, abatement technologies and related costs for Europe in the RAINS model database” (1998) and Web Rains files (2006)

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Le emissioni HDV rispetto al tetto emissioni nazionale - IV

Scenario Emissivo CLE NOx - Italia - settore TRASPORTI

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Em

issi

oni N

Ox

(kt/

a)

Veicoli agricoli Veicoli comm pesanti Auto&furgoncini Navi

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Nuova metodologia per HDV in Copert IV

Nuova metodologia proposta: Numero di categorie di veicoli più esteso, 19 categorie; Per ogni categoria stime per 6 classi emissive (da euro 0

ad euro 5), in totale 115 diverse formule per inquinante; Stime dettagliate per 4 inquinanti (CO, THC, NOx e PM)

+ FC; Per ogni inquinante formule (curve) diverse per pieno

carico, mezzo carico e “a vuoto”, L=000%,050%,100%; Per ogni inquinante formule (curve) diverse per strade

piane G=00%, salite e discese con tre diverse pendenze, G=+/-02%, +/-04% e +/-06%;

In totale 21 file excel, con 5 fogli ciascuno e 115 righe al loro interno da combinare: un vero problema per chi volesse riprodurre off-line la metodologia.

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Nuovi parametri - I

Dati di parco dettagliati per tutti o almeno buona parte delle 19 diverse nuove categorie di veicoli. I dati completi non sono disponibili, oggi ACI pubblica dati per una decina di categorie.

Fattore di carico medio per ogni categoria di veicolo: Oggi sono disponibili (e solo dal 2004) dati ISTAT sui

viaggi a vuoto. Necessario stimare le % di viaggi a pieno carico ed a

medio carico. Finora tutti i veicoli venivano stimati tutti a medio carico.

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Nuovi parametri - II

Fattore di carico medio per ogni categoria di veicolo: ISTAT (C.Putignano, seminario c/o UP del 19 dic. 2005)

mediante la sua indagine sull’autotrasporto stima che circa il 24% di tutti i viaggi effettuati nel 2004 erano a vuoto.

La percentuale di viaggi a pieno carico è una stima preliminare, sulla base di dichiarazioni di alcune aziende di autotrasporto.

La stima dei viaggi a mezzo carico è ottenuta per differenza.

% sul totale v-km

viaggi a vuoto 0% 0.24

viaggi a mezzo carico 50% 0.50

viaggi a pieno carico 100% 0.26

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Nuovi parametri - III

Valutazione delle pendenze medie strade nazionali per ogni ambito, urbano, extraurbano ed autostradale.

Primo tentativo di stima, con due diverse metodologie, per cui ringrazio R. Liburdi - Apat: Valutazione pendenza media territorio comunale, con

dati ISTAT. Valutazione pendenza media strade comunali,

associando la caratteristica del territorio comunale (pianura, collina bassa, media ed alta e montagna) alla pendenza media delle strade.

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Nuovi parametri - IV

Stima pendenza media delle diverse strade italiane: Riclassificazione delle zone in base al dislivello Dc=

(Hmax-Hmin)/Hcnt. Si ricava una pendenza media del territorio. Affidabile perché basato su dati fisici.

Ripartizione per Zone ISTAT - con aggregazione Zone 1 (montagna) e Zona2 (alta collina). Indicatore di ripartizione: Lunghezza tratti stradali (somma per comune e zona di appartenenza). Fonte TELEATLAS. In questo modo si ricava direttamente la pendenza delle strade. Si usa però una classifizione ISTAT del territorio come proxi per la pendenza delle strade.

Media pesata territori comuni

Fraz. superf. naz.

Pianura 0.188

Collina bassa 0.421

Collina media 0.310

Alta collina e montagna 0.080

Strade urb+ext+aut, media pesata

0.333 G = 00%

0.132 G = +/- 02%

0.309 G = +/- 04%

0.226 G = +/- 06%

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I esempio, autocarri medi

Confronto tra Copert III e Copert IV per FC (fuel consumption), NOx, PM10 e VOC.

Valutazioni in tre punti della curva, V= 23, 60 ed 85 km/h. Velocità rappresentative dell’ambito urbano, extraurbano ed autostradale.

Valutata anche la formula semplificata proposta nella metodologia, senza distinzione per classe di emissione e portata.

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Autocarri 3,5 - 6 t p.u., FC

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Copert IV, g / km Copert III, g / km Copert IV, simple formula

euro 0 euro 1 euro 2 euro 3 euro 4

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APAT



Autocarri 3,5-6 p.u., NOx

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Copert III g / km Copert IV + road gradient

Copert IV, simple formula

euro 0 euro 1 euro 2 euro 3

euro 4

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APAT



Autocarri 3,5-6 t p.u., PM10

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20


Copert IV, simple formula


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Autocarri, 3,5-6 t p.u., VOC

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0 5 10 15 20Copert III g / km Copert IV, g/ km

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II esempio, autocarri -autotreni

Confronto tra Copert III e Copert IV per FC (fuel consumption), NOx, PM10.

Valutazioni in tre punti della curva, V= 23, 60 ed 85 km/h. V max tiene conto della pendenza, in salita imposto come v max il limite di applicabilità della formula.

In questo caso inserisco anche una stima fatta con uso di formule senza pendenza, caso : Strada piana, G(gradient) = 00%; Carico medio, L(load) = 050%.

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Autocarri-autotreni >20 t p.u., FC

100

200

300

400

500

600

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Copert IV, g / km Copert III, g / km Copert IV, G00%_L050%


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APAT



Autocarri-autotreni >20 t p.u., NOx

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0


Copert IV, G00%_L050%

euro 0 euro 1 euro 2 euro 3

euro 4

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Autocarri-autotreni > 20t p.u., PM10

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Copert III g / km Copert IV + road gradient Copert IV, G00%_L050%


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Conclusioni

Con la nuova metodologia le emissioni totali di NOx nazionali degli HDV aumentano di circa il 50% , riferimento anno 2004.

Rilevanti differenze nei risultati nelle due opzioni: valutare il carico e la pendenza delle strade considerare un carico medio e strade piane.

In pratica in Italia ritengo non ci sia scelta tra le due opzioni e quindi sono richieste le stime di nuovi parametri.

I valori dei nuovi parametri sono soggetti ad elevata incertezza, specie se si valuta una media nazionale. Probabilmente a livello locale la stima è piu precisa.

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