APAT
Fattori di emissione Copert IV: HDV
XII INCONTRO Expert Panel TRASPORTI
9 novembre 2006
Istituto Motori – Napoli
Mario Contaldi
APAT – Dip. AMB, Servizio Sviluppo sostenibile e cambiamenti climatici
1
Obiettivi della presentazione:




APAT
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


APAT
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
865*
1057*
+192
NOx emissions projection at
2010
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Le emissioni HDV rispetto al tetto emissioni nazionale - II
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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
APAT
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 IR98-88 “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
APAT
Emissioni NO x (kt/a)
Scenario Emissivo CLE NO x - Italia - settore TRASPORTI
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
2000
2005
Veicoli agricoli
2010
2015
Veicoli comm pesanti
2020
2025
Auto&furgoncini
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2030
Navi
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Nuova metodologia per HDV in Copert IV

APAT
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


APAT
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

APAT
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


APAT
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

APAT
Stima pendenza media delle diverse strade italiane:


Riclassificazione delle zone in base al dislivello Dc= (HmaxHmin)/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.
Strade urb+ext+aut, media
pesata
Pianura
0.188
0.333
G = 00%
Collina bassa
0.421
0.132
G = +/- 02%
Collina media
0.310
0.309
G = +/- 04%
Alta collina e montagna
0.080
0.226
G = +/- 06%
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I esempio, autocarri medi



APAT
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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APAT
I esempio, autocarri medi
Autocarri 3,5 - 6 t p.u., FC
300
250
200
150
euro 0
euro 2
euro 1
euro 3
euro 4
100
0
2
4
Copert IV, g / km
6
8
10
Copert III, g / km
12
14
16
18
20
Copert IV, simple formula
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APAT
I esempio, autocarri medi
Autocarri 3,5-6 p.u., NOx
14.0
12.0
10.0
euro 4
8.0
6.0
4.0
2.0
euro 0
0.0
0
euro 1
2
8
Copert
III4g / km6
Copert IV, simple formula
euro 2
10
euro 3
12Copert
14 IV
16
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+ road
gradient
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14
APAT
I esempio, autocarri medi
Autocarri 3,5-6 t p.u., PM10
1.20
euro 0
euro 2
euro 1
euro 3
euro 4
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
2
4
6
8
Copert III g / km
Copert IV, simple formula
10
12
14
16
18
Copert IV + road gradient
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APAT
I esempio, autocarri medi
Autocarri, 3,5-6 t p.u., VOC
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
5 III g / km
Copert
10
15 IV, g/ km
Copert
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II esempio, autocarri -autotreni



APAT
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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APAT
II esempio, autocarri -autotreni
Autocarri-autotreni >20 t p.u., FC
600
500
400
300
200
euro 0
euro 1
euro 2
euro 3
euro 4
100
0
2
4
Copert IV, g / km
6
8
10
Copert III, g / km
12
14
16
18
20
Copert IV, G00%_L050%
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APAT
II esempio, autocarri -autotreni
Autocarri-autotreni >20 t p.u., NOx
25.0
20.0
15.0
euro 4
10.0
5.0
euro 0
euro 1
euro 2
euro 3
0.0
0
2 Copert4III
6
8
g / km
Copert IV, G00%_L050%
10
12
14 IV + road
16
18
Copert
gradient
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APAT
II esempio, autocarri -autotreni
Autocarri-autotreni > 20t p.u., PM10
1.40
euro 0
euro 1
euro 2
euro 3
euro 4
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0
4
Copert2 III g / km
12
8
+ road10gradient
Copert IV
6
20
18
16
14
G00%_L050%
IV,
Copert
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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:




APAT
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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