Analisi delle correlazioni COPERT III
Antonio MATTUCCI - Domenico PALAMARA
ENEA Dip. Energia
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
1
Sintesi
Le basi di partenza
Verifica ambientale del Piano Generale dei Trasporti
Uso del modello TREMOVE
L’oggetto dell’analisi
Esame di anomalie riscontrate sulle previsioni delle
emissioni (emissioni negative, discontinuità tra
previsioni temporali successive, ecc.)
Individuazione delle differenze più significative tra
COPERT III e le correlazioni TREMOVE
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
2
Il modello TREMOVE
Velocità e fattori
di carico
Costi
Costi e valutazione di
traffico
(scelta modale basata su costo
generalizzato)
Domanda di
trasporto
Composizione del
parco
Parco veicolare
Emissioni e consumo
(variazione composizione)
Uso
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
uso
Composizione
del parco
Consumo
di
carburante
Emissioni
3
Obiettivi e strumenti
Il modello TREMOVE e il database
BASE CASE (1990-2020)
Vehicle prices,
(tax excluded)
Traffic demand data
• pkm, tkm, vkm
• load factors
Vehicle taxes
TREMOVE
Integrated Transport Model
Stock & technology data
Fuel prices
(tax excluded)
Fuel taxes
•emission factors
•fuel cons. factors
•fuel specs
•EPEFE equations
Other costs
•usage taxes
•insurance costs
•I&M costs
Other data
•CES functions
•Time values
•speed-flow functions
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
Policy Options
•Vehicle technology
•Fuel Quality
•I&M
•Non-Technical Measures
•Fiscal Measures
Emissions
Costs
Side effects
POLICY SCENARIOS (2000-2020)
4
Output di TREMOVE (per domini e categorie)
Consumo di carburante
Emissioni di CO, NOx, Particolato, C6H6, VOC, ecc.
Emissioni di CO2
Parco veicolare (per classi)
Età dei veicoli (per classi)
Traffico annuale in milioni di veicoli-km (per classi)
Traffico annuale in milioni di passeggeri-km e tonnellate-km (per classi)
Fattori di carico (pass/veh o tonn/veh)
Velocità medie (per classi)
Costo trasporto passeggeri (per classi)
Costo trasporto merci (per classi)
del Trasporto Pubblico
Expert Panel Costo
Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
5
Costi - efficacia provvedimenti PGT
Incremento Emissioni
(% rapportati al caso base)
”Teoricamente possibile ma da
selezionare con cautela"
Incremento Emissioni + Benefici
economici
”Evitare”
Incremento Emissioni + Costi
Costi per la società
(MEuro rapportati al caso base)
Risparmi per la società
(MEuro rapportati al caso base)
"Attuare sempre”
”Situazione probabile con scelta delle
soluzioni più efficaci”
Riduzione Emissioni + Benefici economici
Riduzione Emissioni + Costi
Expert Panel Emissioni
Riduzione Emissioni
da Trasporto su Strada
(% rapportati al caso base)
Roma 9 Novembre
2000
6
Lo scenario naturale italiano per le analisi PGT
(basecase)
Le ipotesi adottate per lo scenario di riferimento (evoluzione naturale)
* Scenario di evoluzione naturale del tipo "Business as Usual".
* Scenario evolutivo di riferimento pre-Kyoto.
* Crescita annuale media del PIL pari al 2%
Aggiornamenti rispetto ad AUTOOIL II:
* diverso assetto del parco veicolare sia come composizione, sia come età dei veicoli;
* diversa imposizione fiscale sui veicoli, soprattutto per le autovetture a gasolio;
* percorrenze veicolari annuali per ogni classe di veicoli;
* quadratura della domanda del trasporto di persone e di merci con i dati del Conto Nazionale Trasporti;
* diverse tariffe unitarie per il calcolo del costo del tempo e dei trasporti delle merci;
* nuovi coefficienti per le funzioni di congestione, tarati sull’assetto effettivo del traffico veicolare.
Utilizzi
* Calibrazione del modello
Expert Panel
Emissioniper gli scenari risultanti dall’applicazione delle nuove politiche
* Confronto
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
7
Le previsioni dello scenario di riferimento al 2010
INDICATORE
DOMINIO
Unità
misura
di
Urbano
2010
Extraurbano
2010
Totale
2010
Urbano
2020
Extraurbano
2020
Totale
2020
406,50
414,84
821,34
459,75
598,47
1058,22
12,54
216,58
229,12
13,68
224,08
237,76
267,04
258,30
525,34
304,25
361,48
665,73
n.a.
n.a.
28,32
n.a.
n.a.
32,27
n.a.
n.a.
1,56
n.a.
n.a.
1,57
Velocità media
27,80
80,41
53,67
24,60
71,45
50,04
km/h
Emissioni CO2
53,8
50,5
104,3
55,0
54,8
109,9
Emissioni CO
0,875
0,458
1,333
0,516
0,403
0,919
Emissioni COV
0,112
0,062
0,174
0,090
0,082
0,171
Emissioni NOx
0,088
0,143
0,231
0,052
0,092
0,144
Emissioni PM
2,77
3,90
6,67
1,99
1,48
3,47
Consumo carburante
n.a.
n.a.
35,00
n.a.
n.a.
36,88
Milioni
tonn
Milioni
tonn
Milioni
tonn
Milioni
tonn
(tonn
*
1000)
Milioni tep
0,36
0,21
0,28
0,36
0,20
0,27
1,99
0,13
0,20
2,16
0,13
0,21
Domanda
di
mobilità
passeggeri (strada)
Domanda di mobilità merci
(strada)
Domanda di mobilità veicoli
(strada)
Parco veicolare (auto)
Parco veicolare (trasp. merci)
Costo
generalizzato
modo
stradale (trasporto persone)
Expert
Emissioni
Costo Panel
generalizzato
modo
stradale
(trasporto
merci)
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
Mldi passkm
Mldi tonnkm
Mldi vehkm
milioni
milioni
Euro/(passkm)
Euro/(tonkm)
8
Le emissioni dello scenario di riferimento
B a s e c a s e : e mis s io n e d i in q u in a n ti
CO
1 ,4 0
NO x
rapporto all'anno 1995
1 ,2 0
PM
1 ,0 0
B enzene
0 ,8 0
VO C
0 ,6 0
0 ,4 0
NM VO C
0 ,2 0
M etano
0 ,0 0
SO2
1 9 90
1 9 95
2 0 00
2 0 05
anni
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
2 01 0
2 0 15
2 0 20
CO2
9
I consumi specifici delle autovetture EURO I
Consumi (g/km) per autoveicoli Euro I
140
120
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
100
80
60
40
20
0
10
20
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
30
Benzina
40
50
60
70
Velocità (km/h)
80
Diesel
90
100
110
120
130
GPL
10
Emissioni specifiche di CO2 delle autovetture EURO I
Emissioni di CO2 (g/km) per autoveicoli Euro I
450
400
350
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
300
250
200
150
100
50
0
10
20
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
Velocità (km/h)
Benzina
Diesel
GPL
11
Emissioni specifiche VOC delle autovetture EURO I
Emissioni di VOC (g/v-km) per autoveicoli Euro I
0,7
0,6
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
10
20
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
Velocità (km/h)
Benzina
Diesel
GPL
12
Consumi specifici dei veicoli merci leggeri
Consumi (g/v-km) per veicoli merci leggeri
600
500
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
400
300
200
100
0
10
20
30
Expert Panel Emissioni
Gasoline-conventional
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
40
50
60
70
80
90
100
110
Velocità (km/h)
Gasoline-Euro I
Diesel-conventional
Diesel-Euro I
13
Le emissioni di NOx per i veicoli merci leggeri
Emissioni NOx (g/v-km) per veicoli merci leggeri
4,5
Correlazioni COPERT III (a caldo)
4,0
3,5
g/v-km
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
10
20
30
Expert Panel Emissioni
Gasoline-conventional
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
40
50
60
70
80
90
100
110
Velocità (km/h)
Gasoline-Euro I
Diesel-conventional
Diesel-Euro I
14
Emissioni di VOC dei veicoli merci pesanti Euro I
Emissioni di VOC (g/v-km) mezzi pesanti diesel Euro I
4,50
4,00
Correlazioni COPERT III (a caldo)
3,50
g/v-km
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
10
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Velocità (km/h)
7.5< Weight <16 t
Weight >16 t
15
Emissioni di CO dei motocicli
Emissioni CO (g/km) motocicli
60
50
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
40
30
20
10
0
11
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Velocità (Km/h)
Expert Panel Emissioni
2-stroke >50cm3 Conventional
>750cm3 Conventional
da Trasporto su4-stroke
Strada
Roma 9 Novembre
2000
4-stroke 50-250cm3 Conventional
4-stroke 250-750cm3 Conventional
2-stroke >50cm3 Com (93) 449
4-stroke all capacities
16
Emissioni di NOx dei motocicli
Emissioni NOx (g/v-km) motocicli
0,60
0,50
Correlazioni COPERT III (a caldo)
g/v-km
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
11
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Velocità (km/h)
Expert Panel 2-stroke
Emissioni
>50cm3 Conventional
4-stroke
>750cm3 Conventional
da Trasporto su
Strada
Roma 9 Novembre
2000
4-stroke 50-250cm3 Conventional
2-stroke >50cm3 Com (93) 449
4-stroke 250-750cm3 Conventional
4-stroke all capacities Com (93) 449
17
Differenze tra COPERT III e TREMOVE
Raffronto Consumi specifici autoveicoli Diesel Euro I TREMOVE - COPERT III
90
80
Consumi specifici autovetture diesel
70
g/v-km
60
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
Expert Panel Emissioni
All capacities Euro I - COPERT 3
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
60
70
Velocità (km/h)
80
90
100
110
120
130
All capacities Euro I - TREMOVE
18
Le differenze tra COPERT III e TREMOVE
Raffronto Consumi specifici autoveicoli a benzina Euro I TREMOVE - COPERT III
140
120
Consumi specifici autovetture benzina
100
g/v-km
80
60
40
20
0
10
20
30
40
50
Expert Panel Emissioni
1.4 l<cc<2.0 l Euro I - COPERT 3
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
60
70
Velocità (km/h)
80
90
100
110
120
130
1.4 l<cc<2.0 l Euro I - TREMOVE
19
Le differenze tra COPERT III e TREMOVE
Confronto Emissioni di CO autoveicoli a Benzina Euro I TREMOVE - COPERT III
12
10
Emissioni specifiche CO autovetture benzina
g/v-km
8
6
4
2
0
10
20
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
30
40
50
60
70
Velocità (km/h)
cc <1.4 l Euro I - COPERT 3
80
90
100
110
120
130
cc <1.4 l Euro I - TREMOVE
20
Le differenze tra COPERT III e TREMOVE
Confronto Emissioni di PM autoveicoli Diesel Euro I TREMOVE - COPERT III
0,18
0,16
Emissioni specifiche PM autovetture diesel
0,14
g/v-km
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
10
20
30
40
50
60
70
Velocità (km/h)
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su StradaAll capacities Euro I - COPERT 3
Roma 9 Novembre
2000
80
90
100
110
120
130
All capacities Euro I - TREMOVE
21
Conclusioni
Analizzate problematiche COPERT III per previsioni
dell’evoluzione del trasporto stradale
Elementi considerati:
• anomalie correlazioni COPERT III
• confronto correlazioni COPERT III con
TREMOVE (COPERT II migliorato)
• indisponibilità di formule per evoluzioni
tecnologiche
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
22
Conclusioni
Problemi delle correlazioni COPERT III
•
Le correlazioni della CO2 per le autovetture catalizzate, rispetto a
quelle “convenzionali”, hanno valori maggiori alle basse velocità e
minori sopra i 50 km/h
•
Le correlazioni della CO2 per i veicoli merci leggeri Euro I danno
valori circa 3 volte maggiori degli analoghi convenzionali
•
I convertitori catalitici per i veicoli merci leggeri non sembrano
avere comportamenti assimilabili alle curve proposte per le
emissioni di NOx
•
I veicoli merci pesanti di portata maggiore hanno emissioni di VOC
minori a parità di altre condizioni
•
Le emissioni di CO dei motocicli a due tempi possono divenire
negative a bassa velocità
Expert Panel
• I Emissioni
consumi delle autovetture a benzina divengono molto maggiori
da Trasporto su Strada
degli analoghi valori delle vetture diesel e GPL alle basse velocità
Roma 9 Novembre
2000
23
Conclusioni
Confronto correlazioni COPERT III con TREMOVE
•
Per le autovetture EURO I si hanno emissioni di CO2 e
consumi minori alle basse ed alte velocità per COPERT III e
maggiori alle velocità medie
Attendibilità delle correlazioni
•
Indisponibilità di metodi per creare nuove correlazioni per
effettuare previsioni relative a interventi di introduzione di
nuove tecnologie veicolari
•
Mancanza di correlazioni per i ciclomotori dipendenti dalla
velocità che possono dare indicazioni del tutto falsate nel
contesto in esame
Expert Panel Emissioni
da Trasporto su Strada
Roma 9 Novembre
2000
24