Modelli di Valutazione Integrata dell ’ Inquinamento Atmosferico e dei Gas ad Effetto Serra...

Modelli di Valutazione Integrata dell’ Inquinamento Atmosferico e dei Gas ad Effetto

Serra

Applicazioni del Modello GAINS per lo sviluppo

di analisi tecnico scientifiche in supporto alla definizione di politiche per contrastare l’ Inquinamento Atmosferico e i

Cambiamenti Climatici

T. Pignatelli

2

Sommario

• Introduzione ai Modelli Integrati applicati all’ Inquinamento Atmosferico

• Contesto internazionale • Caratteristiche dei Modelli Integrati applicati

all’ Inquinamento Atmosferico• Esempi di applicazione• Supporto alle politiche ambientali• Conclusioni

3

Introduzione ai Modelli Integrati

Perche’ si usano i Modelli ?

I modelli matematici vengono correntemente usati per fare previsioni sull’andamento futuro di fenomeni, come l’inquinamento atmosferico e i suoi effetti su ambiente e salute umana, poiche’, al fine di evitare o mitigare i danni futuri, e’ essenziale compiere azioni di contrasto nel presente.

4


Come nascono i Modelli Integrati?

Negli anni ’60 gli scienziati osservarono effetti di acidificazione nei laghi Scandinavi che scoprirono erano causati da emissioni acide in Centro Europa, generate a centinaia di km di distanza. Si inizio’ a sviluppare un modello di simulazione del trasporto degli inquinanti a grande distanza. Nacque l’analisi dell’ Inquinamento Atmosferico Transfrontaliero.

5


Evoluzione dei Modelli

Apparve presto chiaro che l’analisi doveva essere multi-disciplinare. Erano necessari studi di meteorologia, chimica dell’atmosfera, dinamica dei fluidi, tecnologie di controllo degli inquinanti, implicazioni economiche e sociali (esposizione della popolazione e relativi rischi). Tutti questi aspetti dovevano essere considerati insieme e in relazione tra loro. Da qui il termine Integrato

6

Contesto internazionale

Nascita della Convenzione ONU-ECE Apparve altresi’ chiaro, per la natura transfrontaliera di molti inquinanti atmosferici, che era necessario affrontare la questione in un contesto giuridico internazionale. Nel 1979 venne siglata la Convenzione delle Nazioni Unite sull’ Inquinamento Atmosferico Transfrontaliero di Lungo Raggio (CLRTAP), con il compito principale di evitare o limitare gli effetti dannosi sull’ambiente e sulla salute umana.

7

Contesto internazionale

Nell’ ambito dell’ Unione Europea Da almeno 10 anni, ora in ambito EU27, si perseguono i medesimi obbiettivi di protezione dagli effetti dell’ Inquinamento Atmosferico, attraverso programmi ad hoc, che producono infine atti legislativi (Direttive EU) che impongono agli Stati Membri EU azioni di monitoraggio e contrasto, basate sul supporto tecnico scientifico fornito dai modelli di simulazione e valutazione integrata.

8

Caratteristiche dei Modelli Integrati applicati all’ Inquinamento Atmosferico

A livello internazionale uno dei modelli piu’ utilizzati per la valutazione integrata dell’ Inquinamento Atmosferico e dei suoi effetti su ambiente e salute e’ il Modello GAINS (Greenhouse Gas - Air Pollution Interactions and Synergies) sviluppato dall’ International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg (Austria). Il Modello GAINS e’ usato sia in ambito CLRTAP che EU27. Piu’ recentemente la metodologia GAINS e’ stata adottata da alcuni Paesi EU, tra i quali, per prima l’ Italia.

9Schema di flusso del Modello GAINS


Emissioni Inquinanti

Dispersione Atmosferica

Deposizioni &concentrazioni

Effetti su Ambiente e

Salute

Tecnologie di Controllo

Costi di attuazione

Aspetti sociali

Costo perPIL/capita

Attivita’antropogeniche

10

Schema GAINS


GAINSAttivita’ produttive Scenario Energetico

Scenari emissivi Analisi dei costiMappe di deposizione Mappe di concentrazioneImpatto su ambiente e salute

Ingresso Uscita

Strategia di Controllo(Applicazione delle

Tecnologie di abbattimento)

11

Caratteristiche Modello GAINS

Il Modello GAINS considera i seguenti inquinanti atmosferici:(SO2, NOx, PM, NH3, VOC) Ossidi di zolfo, ossidi di azoto, particolato, ammoniaca, composti organici volatiliE i seguenti Gas ad Effetto Serra:(CO2, CH4, N2O, HFC, PFC, SF6) Diossido di carbonio, metano, protossido di azoto, clorofluorocarburi, esafluoruro di zolfo

12


Il Modello GAINS considera inoltre:Effetti sull’ambiente :In termini di Acidificazione e Eutrofizzazione

Effetti sulla salute umana per esposizione a polveri sottili (PM2,5) e Ozono a livello del suolo, in termini di Riduzione dell’ Aspettativa di vita, LER (PM) e mortalita’ prematura (O3).

13


Il Modello GAINS assume come dati di imput:Consumi energetici, trasporti, produzione industriale, raffinerie, agricoltura (fertilizzanti), attivita’ zootecniche, industria chimica (solventi) etc.

Percentuali di applicazione delle tecnologie di abbattimento (ad es. EURO I, II, III, IV, V nei veicoli, sistemi di filtraggio dei fumi da combustione ESP negli impianti di produzione elettrica etc.)

14

Esempi di applicazione

Il Modello GAINS e’ stato recentemente utilizzato per la revisione della Direttiva EU 2001_81_CE, denominata NEC (Tetti di Emissione) con l’obbiettivo di perseguire le riduzioni di impatto dichiarate nella Strategia Tematica sulla Qualita’ dell’ Aria (TSAP) della Commissione Europea.

15


Obbiettivi della Strategia Tematica sulla Qualita’ dell’ Aria (TSAP) della Commissione Europea:

1. Riduzione del 47 % dell’impatto del PM2,5 sulla salute umana;2. Riduzione del 10 % della mortalita’ da ozono; 3. Riduzione del 74% della acidificazione nelle foreste 4. Riduzione del 39% della acidificazione nei sistemi acquatici;5. Riduzione del 43% della eutrofizzazione negli ecosistemi6. Riduzione del 15% dell’impatto da ozono sulle foreste.Obbiettivi di riduzione nel 2020 rispetto al 2000

16


Metodologia di analisi:Partendo da uno scenario di riferimento (detto Baseline) che rappresenta lo stato attuale dei livelli di inquinamento e di impatto, si sviluppa una Strategia di Controllo, ovvero una ipotesi di applicazione di tecnologie di abbattimento tali che, ad un determinato anno (ad es 2020) i livelli di inquinamento siano tali da raggiungere gli obbiettivi di riduzione prefissi (scenario con misure)

17

Esempio di scenario emissivo

Emissioni di SO2 al 2010, calcolate dal modello GAINSEmissioni di SO2 al 2010, calcolate dal modello GAINS

18

Esempio di mappe di deposizione

20002000 20102010 20202020

Mappe di deposizione acida (% di area forestale a rischio) Mappe di deposizione acida (% di area forestale a rischio)

19

Esempio di mappe di impatto su salute (PM2,5)

Mappe di impatto da PM2,5 (Riduzione della aspettativa statistica di vita) Mappe di impatto da PM2,5 (Riduzione della aspettativa statistica di vita)

2000 2020 2020 Legislazione attuale Max. rid. tecn. possibile

20

Esempio di mappe di impatto su salute (O3)

Mappe di impatto da Ozono (morti premature) Mappe di impatto da Ozono (morti premature)

2000 2020 2020 Legislazione attuale Max. rid. tecn. possibile

21

Analisi dei costi – Sinergia tra IA e CC

Senza misure climatiche (+3% CO2 2020)Senza misure climatiche (+3% CO2 2020) Con misure climatiche (-20% CO2 2020)Con misure climatiche (-20% CO2 2020)

22

Supporto alle politiche ambientali

Modelli GAINS NazionaliAlcuni paesi (IT, NL, SV, IR) hanno sviluppato o hanno in progetto versioni nazionali del Modello GAINS. La versione nazionale consente di evidenziare peculiarita’ del paese, scarsamente o non rilevabili dal modello continentale e quindi una migliore definizione degli obbiettivi nazionali nelle Direttive comunitarie, indirizzando le azioni in modo mirato e evitando inutili aggravi economici (cost effective analysis).

23

Esempio di applicazione del Modello Nazionale

A livello nazionale, l’ ENEA con il supporto del Ministero dell’ Ambiente, ha sviluppato gia’ dal 2002 una versione nazionale della metodologioa IIASA, allora denominata RAINS, ed ora in corso di aggiornamento verso GAINS. Le analisi sviluppate con RAINS_Italia hanno consentito alle regioni italiane di calibrare il rispettivi piani regionali per qualita’ dell’aria e, a livello nazionale, di verificare lo stato di conformita’ alle Direttive EU (ad es NEC)

24


Riduzione della aspettativa di vita (in mesi) calcolata con RAINS_IT, nel 2020 (d) rispetto al 2000 (s). Miglioramento del 31% in LER nel 2020, rispetto al 2000.

25


Emissioni per la regione Sicilia. Scenario di riferimento (CLE) e di Massima Riduzione Tecnicamente possibile

0

20

40

60

80

100

120

SO2 NOx PM10

Em

issio

ni (k

t/a)

CLE

MTFR

26


Progetto MINNI – GAINS-Italia on lineIl progetto MINNI, nell’ambito di una convenzione con il Ministero Ambiente, vede l ‘ENEA, in collaborazione con IIASA, impegnata nello sviluppo di una versione di GAINS_Italia che sara’ accessibile on line, sia ad esperti del settore, per la collaborazione tecnico-scientifica tra ENEA ed altri istituti di ricerca, che ad un pubblico piu’ ampio (attraverso registrazione), per una maggiore diffusione delle analisi modellistiche sull’inquinamento dell’aria e i suoi effetti.

27

Conclusioni

Health Impact of PM2,5 in Italy

I modelli di Valutazione Integrata, come il GAINS, costituiscono un potente strumento di analisi per fornire ai decisori politici tutti gli elementi tecnico-scientifici ed economico-sociali per effettuare scelte di politiche di contrasto all’ inquinamento atmosferico, nel modo piu’ efficiente in termini di rapporto costi benefici e indirizzando le azioni di contrasto verso i settori e le aree di piu’ alta priorita’.

28

Conclusioni


I modelli di Valutazione Integrata si inseriscono nell’ambito di progetti internazionali, nei quali la comunita’ scientifica contribuisce al costante miglioramento della conoscenza dei fenomeni che i modelli rappresentano e quindi alla riduzione delle incertezze che comunque sono associate ai risultati, come e’ intrinseco in qualsiasi attivita’ di ricerca.

29

Conclusioni


I modelli di Valutazione Integrata, non ostante le complicate correlazioni tra i vari aspetti considerati, hanno permesso di sviluppare un adeguato linguaggio di comunicazione tra la comunita’ scientifica e i decisori politici che ha, in se’, le potenzialita’ per essere ulteriormente migliorato ai fini della comunicazione con il pubblico, in senso lato.

30

Per saperne di più…..


http://www.minni.org ENEA Progetto MINNI (GAINS_Italia)

http://www.minni.org/rains/rains_italia.htm RAINS_Italia

http://www.iiasa.ac.at GAINS_Europa

E-mail : [email protected]

Modelli di Valutazione Integrata dell ’ Inquinamento Atmosferico e dei Gas ad Effetto Serra...

Documents

Transcript of Modelli di Valutazione Integrata dell ’ Inquinamento Atmosferico e dei Gas ad Effetto Serra...