Modelli di stima delle emissioni e loro uso nelle politiche di trasporto
locale: un
tra iemissioni
modelli COPERT
IIIuso
e SETS
Modelli
di confronto
stima delle
e loro
nelle
Carlo Trozzi, Stefano Crocetti
politiche di trasporto locale: un confronto tra i modelli
COPERT III e SETS
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Carlo Trozzi, Stefano Crocetti
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Modelli di stima delle emissioni e loro uso nelle politiche di trasporto
locale: un confronto tra i modelli COPERT III e SETS
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Summary
Presentazione basata sul lavoro
Road transport emission models and their use in local transport
policies: a comparison between Copert III and SETS models
Carlo Trozzi, Maria Pia Ancora, Stefano Crocetti
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Modelli di stima delle emissioni e loro uso nelle politiche di trasporto
locale: un confronto tra i modelli COPERT III e SETS
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Corinair 85 e COPERT
 In Europa la stima delle emissioni da trasporto su strada
divenne importante negli anni ottanta con l’inventario
europeo delle emissioni CORINAIR 85 nell’ambito del quale
l’attuale metodologia europea di stima fu sviluppata per CO,
COV, NOX e diesel PM
 Già a partire da queste prime applicazioni deve essere fatta
una distinzione tra la metodologia di stima delle emissioni
sviluppata nel gruppo di lavoro europeo ed il software
realizzato (COPERT)
 In particolare mentre la metodologia produce una serie di
curve di emissione in funzione della velocità il software
utilizza la distinzione tra tre modalità di emissioni: urbane,
extraurbane ed autostradali
 Nel software COPERT ognuna delle modalità è collegata
rispettivamente ad una sola velocità media
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Corinair 90 e COPERT II
 Una prima revisione della metodologia avviene con la
metodologia per la stima delle emissioni per l’inventario
europeo 1990
 La nuova metodologia aggiorna i fattori di emissione per le
nuove autovetture ed amplia gli inquinanti a NOx, N2O, SOx,
VOC, CH4, CO, CO2, NH3, diesel PM e Piombo
 In questo ambito sono riviste inoltre le metodologie per le
emissioni evaporative (inglobando la metodologia sviluppata
dal CONCAWE)
 La metodologia di nuovo produce una serie di curve di
emissione in funzione della velocità, ma COPERT utilizza la
distinzione tra tre modalità di emissioni: urbane, extraurbane
ed autostradali dove ognuna delle modalità è collegata
rispettivamente ad una sola velocità media
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MEET – COPERT III
 Le metodologie sviluppate in contesto CORINAIR
1985 e 1990 sono state revisionate ulteriormente e
sono state aggiornate all'interno del “Programma
Trasporti” dell’UE nell’ambito del progetto MEET;
 Il progetto MEET aggiorna i fattori di emissione già
prodotti
 Il
progetto
MEET
produce
una
nuova
e
completamente differente metodologia per la stima
delle emissioni a freddo
 La nuova metodologia per le emissioni a freddo non è
inclusa nell’attuale programma COPERT III
 COPERT si viene sempre più a delineare come un tool
per la stima delle emissioni su scala nazionale
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Il modello SETS
 realizzato dalla TECHNE Consulting nei primi anni ’90
in ambiente excel originariamente a fini di
valutazione delle metodologie utilizzate a livello
nazionale e per le prime stime a livello locale
(provincia di Firenze e Provincia di Venezia)
effettuate in collaborazione con ENEA;
 completamente ingegnerizzato in VisualBasic, fornito
all’esterno come versione 2.0 a partire dal 1994
 caratterizzato fin dalla sua nascita:
 dall’uso di una distribuzione di frequenza della velocità e
non da velocità medie
 da lunghezza del viaggio per classe di veicolo
 dalla separazione degli autobus dai veicoli pesanti
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SETS 2.0
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Speed frequency distrib. effect
average speed 20 km/h
Base:
0% 10 km/h
100% 20 km/h
0% 30 km/h
Case 1:
5% 10 km/h
90% 20 km/h
5% 30 km/h
Case 2:
5% 10 km/h
74% 20 km/h
21% 30 km/h
Case 3: 90% 10 km/h
5% 20 km/h
5% 30 km/h
Emissioni di COV
Case 4: 39% 10 km/h
5% 20 km/h
56% 30 km/h
From Trozzi C., Vaccaro R., Crocetti S.: Air Pollutants Emissions Estimate from Road Traffic: Application of
Corinair Baseline Methodology in Italy and in Rome Metropolitan Area. Third International Symposium
"Transport and Air Pollution", Avignon, France, 6-10 June, 1994
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Il modello SETS 3.3
 ultima versione disponibile, in ambiente Visual Basic
 fornisce come risultato la stima dei principali inquinanti dell’aria,
benzene, metalli pesanti e gas serra su singola strada o su area
(regione, provincia, comune)
 utilizza distribuzioni di frequenza



della velocità
del carico
della pendenza della strada


dallo scappamento (exhaust)
evaporative


veicoli a benzina
abrasione freni, gomme e strada
 utilizza la metodologia MEET per le emissioni a freddo
 stima le emissioni di benzene:
 stima le emissioni di PM10 da:
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SETS - Caline
 disponibile un interfaccia con il modello
CALINE4 del California Department of
Transportation che:
 estrae le emissioni da SETS
 permette da interfaccia l’integrazione dei dati:
 di geometria delle sorgenti
 meteorologici
 dei recettori
 esegue il modello di dispersione
 fornisce il risultato della valutazione della qualità
dell’aria sui recettori
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Utenti SETS
 Regioni: Friuli Venezia Giulia, Liguria,
Toscana, Umbria, Campania (in fornitura)
 Province: Bolzano, Cagliari, Firenze, Genova,
Imperia, L’Aquila, La Spezia, Livorno, Roma,
Savona, Trento
 Comuni: Firenze, Livorno
 ARPA: Toscana, Umbria, Liguria (in fornitura)
 Ministero Ambiente
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Pubblicazioni SETS
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
Trozzi C., R. Vaccaro and S. Crocetti (1994) : Air pollutants emissions estimate from road
traffic: application of Corinair baseline methodology in Italy and in Rome metropolitan area.
Post. Proc. 3th Int. Symp. “Transport and air pollution”, Avignon, France, 6-10 June 1994,
pp. 212-217.
Trozzi C., R. Vaccaro, P. Digiovandomenico and S. Crocetti (1995) : SETS: Estimate of air
pollutants emission from road traffic. Proc. 4th Intern. Softw. Exhib. Environ. Sc. Engin.,
Como, Italy, 2-3 march 1995, Pàtron edit., Bologna, pp. 221-226.
Trozzi C., R. Vaccaro and S. Crocetti (1996) : Speed frequency distribution in air pollutants
emissions estimate from road traffic. Sc. Tot. Envir. n° 189/190, p 181-185.
Trozzi C., R. Vaccaro, S. Crocetti (1997) : Emission and dispersion in roads with gradients: a
case study. Poster Proc. 4th Int. Symp. “Transport and air pollution”, Avignon, France, 9-13
June 1997, pp. 231-236.
Trozzi C., M. Colaiezzi (2000) : Actual and future air pollutant emissions and dispersion in
urban roads with gradient: Genoa XX Settembre road case study Poster Proc. 9th Int. Symp.
“Transport and air pollution”, Avignon, France, 5-8 June 2000, pp. 381-388
Trozzi C., Vaccaro R., Crocetti S. (2000) : Actual and forecasted road traffic emissions in Air
Quality Management Plans, Externalities in the Urban Transport: Assessing and Reducing
the Impacts - Second International Symposium on Technological and Environmental Topics
in Transports, San Donato Milanese, 26-27 October
Trozzi C., S. Crocetti (2003) : Air pollutant emissions and dispersion in regional and local
transport planning Poster Proc. 12th Int. Symp. “Transport and air pollution”, Avignon,
France, 16-18 June 2003
Trozzi C., M.P. Ancora (2003) : Exhaust and Non-exhaust particulated matter emission
factors from road transport. A literature review. Techne consulting report, June 2003
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SETS 4.0
 nuovo interfaccia utente web-oriented
 gestione di topologie (archi stradali o aree) e
simulazioni come insieme di applicazioni su
gruppi di topologie
 interfaccia per input da modelli di ottimizzazione
dei flussi di traffico
 interfaccia per output su sistemi informativi
geografici (Mapinfo, ArcView)
 completamente revisionato in report e grafica
 disponibile da settembre 2004
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Ulteriori sviluppi (4.X ?)
Fattori di emissione (?) o modello di
trasporto (?) per la valutazione della
risospensione a causa del trasporto
stradale (paved and unpadev road)
Diossine
PM 2.5
speciazione del PM10 e del PM2.5
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Risultati confronto
distribuzione velocità
In COPERT velocità media, in SETS distribuzione
frequenza di velocità
Table 1 – Difference in “hot” emissions estimates obtained with SETS and COPERT III
(F. Rossetti Street in Florence case study).
Passenger cars
Light and heavy duty vehicles
Mopeds and motorcycles
Total
CO (t)
9,9
0,8
6,2
17,0
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SETS
COPERT III
VOC (t) NOx (t)
CO (t)
VOC (t) NOx (t)
1,0
3,3
15,0
1,7
2,6
0,3
1,4
1,3
0,3
1,7
0,4
0,1
12,0
4,1
0,1
1,7
4,8
28,3
6,1
4,4
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Confronto emissioni a freddo
 nella metodologia MEET per ogni inquinante e
tipo di veicolo è stimata la extraemissione
tenendo conto della lunghezza del viaggio a
freddo valutato dalla temperatura del motore
in funzione della temperatura ambiente e
della lunghezza globale del viaggio
 in COPERT le emissioni a freddo sono stimate
più semplicemente come funzione della
lunghezza media del viaggio
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Risultati confronto
emissioni a freddo
Table 2 – Difference in “cold-start” emissions estimates (t)
for passenger cars obtained with SETS and COPERT III
(F. Rossetti Street in Florence case study).
Model
SETS
COPERT III
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CO
VOC NOx
9,19
1,04
0,09
17,25
1,45
0,13
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Risultati PM10 non exhaust
Table 3 – Liguria Region case study PM10 combustion and non-combustion emissions [t]
Urban driving
Passenger cars
Light duty vehicles < 3.5 t
Heavy duty vehicles > 3.5 t and buses
Mopeds and Motorcycles < 50 cm3
Motorcycles > 50 cm3
Totale
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exhaust
75,1
76,1
208,6
243,1
27,6
630,5
brake
wear
6,3
2,6
0,8
1,0
0,7
11,4
tire
road
wear
abrasion
17,4
27,8
2,6
4,2
2,5
4,0
2,8
4,5
2,0
3,3
27,3
43,8
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Risultati PM10 benzene
Table 4 – Toscana Region case study Volatile organic
compounds and Benzene emissions (t)
Road transport
Volatile organic compounds
of which Benzene
% Benzene
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1995
72.287,10
2.617,20
3,6%
2000
56.176,00
1.413,90
2,5%
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Esempio di applicazione su reti
stradali provinciali (Bolzano)
Emissioni lineari di PSF [t/km] nel 2000
Totale socioeconomico
0,7 - 2,1
0,2 - 0,7
0,1 - 0,2
0 - 0,1
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esempio urbano (Firenze)
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
CO
Automobili



COV
NOX
Veic. Commerciali
PM10
Bus urbani
PM10 NEX
Altri bus
SOX
Motocicli
la voce motocicli include anche i ciclomotori
PM10NEX indica le emissioni di PM10 da freni, gomme ed abrasione della strada
sono prese in esame le principali arterie di traffico e non le emissioni diffuse e le emissioni evaporative “diurnal”
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esempio provinciale urbano
Nitrogen Oxides Emissions [ton]
Florence Province 1998
Urban roads - cars
121 - 288
50 - 121
17 - 50
0 - 17
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esempio regionale Umbria)



Anno 1999






Emissioni puntuali di PM10







































22
Emissioni lineari di PM10








 









 






 









110



 

220

20,7 - 37,3
7,7 - 20,7
1,5 - 7,7
0 - 1,5
(6)
(7)
(4)
(7)
Emissioni diffuse di PM10



586 - 883
79 - 586
19 - 79
1 - 19




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esempio provinciale (Firenze)
Altro
1.000.000,00
Trasporti Stradali
800.000,00
600.000,00
400.000,00
200.000,00
0,00
1991
1995
1998
2000
Emissioni di Benzene
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esempio modello Caline (Genova)
30
3
CO (mg/m )
24
18
12
6
0
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
m onitor
m odel 6% gradient
m odel 0% gradient
m odel -6% gradient
hour
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Esempio scenari alternativi
Scenario
CO COV
NOX PM10
SOX
Scenario mobilità attuale
41,01
7,86
4,58
0,36
0,17
Scenario tecnologico 2005
32,03
5,62
4,11
0,31
0,04
Scenario tecnologico 2011
19,72
3,29
2,62
0,19
0,04
Scenario Piano strutturale
12,87
1,97
1,34
0,10
0,02
 esempio Firenze - Via Fratelli Rosselli
 dati in tonnellate
 PM10 non include le emissioni da freni, gomme ed abrasione della
strada
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Conclusioni
 COPERT è uno strumento di utilizzo
appropriato
per
stime
nazionali
e
disaggregazione top/down sui livelli regionale
/provinciale (si veda in proposito il progetto
APAT, Citepa, Techne Consulting per la
disaggregazione delle stime nazionali)
 COPERT non è applicabile a livello locale ed a
livello provinciale/regionale in stime di
dettaglio per le quali è necessario un modello
della tipologia di SETS
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