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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

IL CALCOLO DELLE EMISSIONI DI CO2

SERGIO LA MOTTA

PROGETTO CLIMA

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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.

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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

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Emissioni di CO2 dal sistema energetico italiano

Periodo ’90-’02

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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

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-

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

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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

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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

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-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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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

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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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

  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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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

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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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

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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Progetto "Giovani per Kyoto" Casaccia 14 Giugno 2005

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 ).