VIII° incontro
Expert Panel Emissioni da Trasporto su Strada
ENEA - Roma 05 novembre 2003
Confronto fra i fattori di emissione di PM10 da traffico veicolare
Relatore: Giuseppe Fossati
Autori: Giuseppe Fossati (*), Elisabetta Angelino (*), Stefano Caserini (§), Cinzia
Pastorello (§), Cristina Lavecchia (°), Edoardo Peroni (°), Silvia Moroni (^), Marco
Bedogni (^)
(*) ARPA - Agenzia Regionale per la Protezione dell’ Ambiente della Lombardia
U.O. Modellistica – Settore Aria
(§) Politecnico di Milano DIIAR Sezione Ambientale
(°) Galileo Ambiente s.n.c.
(^) AMA - Agenzia Mobilità e Ambiente del Comune di Milano
Sommario
• Finalità del gruppo di lavoro
• Il percorso metodologico seguito e fonti consultate
• Descrizione del dataset scelto
• Applicazione al Comune di Milano
• Variabilità delle emissioni
Premessa
Il traffico veicolare viene ormai individuato da più parti come la
principale fonte di inquinamento atmosferico, specie in ambito
urbano. Ne consegue l’esigenza di quantificare in modo sempre più
accurato il contributo derivante da questa fonte.
Su invito di ARPA Lombardia si è riunito un gruppo di lavoro
costituito dai principali enti/soggetti operanti nel settore sull’area
lombarda con lo scopo di confrontare metodi e dati utilizzati da
ciascuno al fine di rendere il più possibile consistenti i risultati
ottenuti alle diverse scale territoriali e per varie finalità (inventario di
emissioni da traffico, scenari etc.).
Il gruppo di lavoro
Il gruppo di lavoro, composto da esperti del Politecnico di Milano, AMA
(Agenzia Mobilità e Ambiente del Comune di Milano), ARPA e Galileo
Ambiente, impegnati da anni nello sviluppo e applicazione di modelli di
emissioni da traffico, si è proposto di raggiungere gli obiettivi operando
per gradi.
Dato infatti l’elevato numero di parametri in gioco, si è dovuto definire
quali variabili analizzare con priorità.
L’attività svolta fino a questo momento ha riguardato quindi la
comparazione dei fattori di emissione, rimandando successivamente la
possibilità di estendere il confronto anche ad altre importanti variabili che
influenzano le stime
Dati necessari al calcolo delle emissioni da traffico:
•Flussi
•Composizione del parco circolante in classi veicolari
•Percorrenze medie
•Distribuzione delle velocità
•Fattori di emissione (g/km)
Fonti europee di fattori di emissione PM10:
APEG (UK) Airborne Particles Expert Group (1999)
OFEFP (CH) Office Fédéral de l’Environnement, des Foret et du
Paysage (2001)
IIASA (Austria) International Institute for Applied System
Analysis (2002)
TNO-CEPMEIP (NL) Coordinated European Programme on
Particulate Matter Emission Inventories Projections and
guidance (2002)
NAEI NETCEN (UK) National Atmospheric Emissions Inventory
(2003)
Fonti italiane di F.E. per veicoli a due ruote:
ENEA (Santino et al., 2001)
LABECO (Regione Emilia Romagna et al., 2002)
ANCMA (Alburno P., 2002)
Fattori di emissione allo SCARICO – automobili a benzina (< 1,4 l)
37,8
35
FE PM10 [mg/km]
30
33,0
40
Pre euro
35
NAEI-NETCEN
30,0
COPERT (PTS)
25
20,0 19,3
20,0
16,4
16,0
15
15,0
TNO-CEPMEIP
NAEI-NETCEN
COPERT+IIASA
20
Euro I
TNO-CEPMEIP
FE PM10 [mg/km]
40
30
COPERT+IIASA
25
COPERT (PTS)
20
15
11,0
10
10
5
5
6,0
1,1
4,0
2,4
0,7 1,4
0,7
0
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
urbana (25 km/h)
autostradale (90 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
40
40
Euro II
35
TNO-CEPMEIP
Euro III
35
TNO-CEPMEIP
NAEI-NETCEN
30
COPERT (PTS)
25
NAEI-NETCEN
30
COPERT+IIASA
FE PM10 [mg/km]
FE PM10 [mg/km]
2,0
20
15
11,0
COPERT+IIASA
25
COPERT (PTS)
20
15
10
10
8,0
6,0
4,0
5
1,1 1,2
0,7 0,7
3,0
5
1,1 1,2
0,7
3,0 4,0
3,0
0,7 0,7
0,7
0
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
Fattori di emissione allo SCARICO - automobili diesel (< 2 l)
350
Pre euro
NAEI-NETCEN
271
261,0
COPERT+IIASA
250
COPERT (PTS)
211,1
200
149,9
137,0143
150
100
Euro I
150153,9
140,0146
100
70
50
NAEI-NETCEN
COPERT+IIASA
250
COPERT (PTS)
200
150
100
80 77,2 87,0
50 54,6
60,2
34,0 36
51,0 53
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
urbana (25 km/h)
350
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
350
Euro II
300
TNO-CEPMEIP
Euro III
300
COPERT+IIASA
250
COPERT (PTS)
200
150
100
87,0 91
80
63,3
50
50
40,0 34,0 36
36,5
FE PM10 [mg/km]
NAEI-NETCEN
FE PM10 [mg/km]
100
91
50
0
100
TNO-CEPMEIP
300
FE PM10 [mg/km]
FE PM10 [mg/km]
300
350
TNO-CEPMEIP
NAEI-NETCEN
COPERT+IIASA
250
COPERT (PTS)
200
150
100
58
51,0 53
0
TNO-CEPMEIP
50
72
63,0 66
44,3
36 28,0
25,0 26
25,5
37,0 39
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
F.E. allo SCARICO - Veicoli Merci Pesanti Diesel (7,5 - 16 t)
928
892,0
900
FE PM10 [mg/km]
800
750
1000
TNO-CEPMEIP
Pre euro
751,6
COPERT (PTS)
600
473,0
435,6
400
500
400
492
500
366
406,9
352,0
300
COPERT+IIASA
700
400
500
387,6
300
295,0320
224,6
300
200
200
100
100
COPERT (PTS)
603
557,0
600
500
urbana (25 km/h)
1000
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
Euro II
900
urbana (25 km/h)
autostradale (90 km/h)
1000
TNO-CEPMEIP
900
NAEI-NETCEN
800
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
Euro III
700
COPERT (PTS)
600
500
343,0
300
233,9
371
200
197
160135,0182,0
147
200
135,0
126,7
100
FE PM10 [mg/km]
FE PM10 [mg/km]
238
220,0
209,8
TNO-CEPMEIP
COPERT+IIASA
700
COPERT (PTS)
600
500
400
300
200
260
240,0
210
168,4
100
0
autostradale (90 km/h)
NAEI-NETCEN
800
COPERT+IIASA
300
300
0
0
400
TNO-CEPMEIP
NAEI-NETCEN
800
COPERT+IIASA
700
Euro I
900
NAEI-NETCEN
FE PM10 [mg/km]
1000
138
112 97,2127,0
140
91,2 95,0 103
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
FE scarico - Ciclomotori (< 50 cc)
350
350
Pre euro
LABECO
LABECO camp. ridotto
ANCMA
ENEA
200
226,0
173
172
150
100
LABECO
LABECO camp. ridotto
ANCMA
ENEA
250
200
150
100
69,0
43
50
50
15
0
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
FE scarico - Motocicli 4 tempi
350
LABECO
LABECO camp. ridotto
ANCMA
ENEA
300
FE PM10 [mg/km]
FE PM10 [mg/km]
253,0
250
Euro I
300
FE PM10 [mg/km]
300
250
200
150
100
50
8
19,0
0
urbana (25 km/h)
extraurbana (60 km/h)
Tipo di marcia
autostradale (90 km/h)
autostradale (90 km/h)
Fattori di emissione da attriti
35
Automobili
APEG
20
15
13
7,95
6,5
6,0
3,6
5
FE PM10 [mg/km]
IIASA
OFEFP
10
30
TNO-CEPMEIP
25
7,3 7,5
25
IIASA
25
OFEFP
20
30
15
10
9,5
7,95 7,5
3,6
7,5
6,5
5
4,5
1,20
1,20
0
0
freni
pneumatici
Tipo di attrito
freni
abrasione asfalto
450
con risosospensione
Merci 7,5-16 t
APEG
300
TNO-CEPMEIP
IIASA
250
OFEFP
200
200
150
100
50
32
11,93
40
23
3
19
27
38
pneumatici
Tipo di attrito
abrasione asfalto
35
Motocicli
30
FE PM10 [mg/km]
350
FE PM10 [mg/km]
TNO-CEPMEIP
5
3,5
2
Merci leggeri
APEG
30
con risosospensione
FE PM10 [mg/km]
30
con risosospensione
35
APEG
TNO-CEPMEIP
IIASA
25
OFEFP
20
15
10
5
7,0
3,98
3,0
0,5 0,9
2,10
0,60
1,7
3,2
3,7 3,0
0
0
freni
pneumatici
Tipo di attrito
abrasione asfalto
freni
pneumatici
Tipo di attrito
abrasione asfalto
Insieme di fattori di emissione adottato:
Veicoli diesel :
FE PTS Copert III
Auto a benzina : FE PM10 NAEI NETCEN
Veicoli 2 ruote: media FE PM10 fonti italiane
Usura freni, pneumatici, manto stradale : IIASA
Esempio di applicazione del set fattori di emissione di PM10
Il Comune di Milano
Ambito della stima
area densamente urbanizzata caratterizzata da basse velocità medie di
percorrenza e da una percentuale significativa di partenze con motori ancora ‘a
freddo’
Dati di input utilizzati
flussi veicolari, rete stradale e percorrenze: Piano Generale del Traffico Urbano
2003 del Comune di Milano
parco veicolare circolante: composizione ACI in classi Copert del parco
immatricolato in Provincia di Milano, rinormalizzata sulla base dei conteggi di
traffico eseguiti in Milano città nel periodo 1999 – 2001 (fonte: Comune di Milano)
nonché sulle percorrenze medie annue di ciascuna categoria veicolare (fonte:
APAT, 2003)
temperature: rete di qualità dell’aria dell’ARPA Lombardia giornata media feriale
invernale
set di fattori di emissione di PM10 (scarico e attrito): APEG, TNO, NAEI e set
scelto dal gruppo di lavoro
Comune di Milano
Contributi emissivi percentuali di PM10 totale (scarico + attriti)
in funzione del set di fattori di emissione
50%
40%
30%
20%
10%
0%
auto
benzina
auto
diesel
merci
leggeri
APEG
TNO
merci
pesanti
bus
NAEI
SET SCELTO
ciclomotori
moto
STIMA DELLA VARIABILITÀ DEL CONTRIBUTO DELLE
DIVERSE TIPOLOGIE VEICOLARI ALLE EMISSIONI DI PM10
indicazioni sull'incertezza
connessa all'utilizzo dei diversi fattori di emissione
indicazioni per
l'utilizzo diretto dei
risultati
per evidenziare le categorie
di veicoli i cui dati di
emissione di PM10 sono
maggiormente affetti da
incertezza
per indirizzare le risorse per rendere
più affidabili i dati di emissione
Stima emissioni
E c, m = FEc, m * NVc * Pc * FPc, m
dove:
Ec,m
FEc,m
NVc
Pc
: emissione per la categoria Copert c nel tipo di marcia m;
: fattore di emissione per la categoria Copert c nel tipo di marcia m
: numero di veicoli per la categoria Copert c (da dati ACI);
: percorrenza complessiva per la categoria Copert c (da dati
Campagna Bollino Blu 1997-2000 e da fonte APAT);
FPc,m : frazione di percorrenza nel tipo di marcia m per la categoria
Copert c (da dati Inemar);
Contributo delle tipologie veicolari COPERT
alle emissioni da traffico di PM10
Emissioni totali
MAX
SCELTA
5 Benzina <1,4 l ECE 15/ 04
6 Be nzina <1,4 l Euro I - 91/ 441/ EEC
7 Benzina <1,4 l Euro II - 94 /12 /EC
14 Benzina 1 ,4 - 2 ,0l ECE 15/ 04
15 Be nz ina 1,4 - 2,0l Euro I - 91/ 441/ EEC
auto
benzina
16 Be nzina 1 ,4 - 2 ,0 l Euro II - 94 /12 /EC
28 Die se l <2 ,0l Conventiona l
29 Dies el <2,0l Euro I - 91/ 441/ EEC
30 Diese l <2 ,0 l Euro II - 94 /12 /EC
33 Die se l >2 ,0l Conventiona l
34 Dies el >2,0l Euro I - 91/ 441/ EEC
auto
diesel
35 Diese l >2 ,0 l Euro II - 94 /12 /EC
49 Diese l <3 ,5 t Conventiona l
5 0 Die sel <3,5t E uro I - 93/ 59/ EEC
51 Diese l <3,5 t Euro II - 96 /69 /EC
merci
leggere
MIN
35 Diese l >2 ,0 l Euro II - 94 /12 /EC
Contributo delle tipologie veicolari COPERT
alle emissioni da traffico di PM10
49 Diese l <3 ,5 t Conventiona l
5 0 Die sel <3,5t E uro I - 93/ 59/ EEC
51 Diese l <3,5 t Euro II - 96 /69 /EC
55 Diese l <7 ,5 t Conventiona l
Emissioni urbane
61 Diese l 7,5 - 16 t Conventiona l
merci
leggere
MAX
SCELTA
MIN
5 Be nzina <1,4 l ECE 15/0 4
6 Be nzin a <1,4 l Euro I - 9 1/441/EEC
6 2 D ie sel 7,5 - 16t E uro I - 91/ 542 /EE C S tag e I
auto
benzina
7 Benz ina <1,4 l Eur o I I - 9 4/12/EC
63 Dies el 7 ,5 - 1 6t Euro II - 9 1/5 42/E EC Sta ge II
14 Benzina 1,4 - 2,0l ECE 15/0 4
15 Benzina 1,4 - 2,0 l Euro I - 9 1/441/EEC
67 Diese l 16 -32 t Conventiona l
16 Benzina 1,4 - 2 ,0l Eur o I I - 9 4/12/EC
6 8 Die sel 16-32t E uro I - 91/ 542 /EE C S tag e I
merci
merci
pesanti
pesanti
bus
bus
28 Diese l <2,0l Conv entional
29 Diesel <2,0 l Euro I - 9 1/441/EEC
69 Dies el 1 6-3 2t Euro II - 9 1/5 42/E EC Sta ge II
30 Diesel <2 ,0l Eur o I I - 9 4/12/EC
7 3 Die sel >32 t Conventiona l
33 Diese l >2,0l Conv entional
74 Dies el >32t E uro I - 91/ 542 /EE C S tag e I
auto
diesel
34 Diesel >2,0 l Euro I - 9 1/441/EEC
35 Diesel >2 ,0l Eur o I I - 9 4/12/EC
79 Bus urb ani Conventiona l
49 Diesel <3,5 t Conv entional
85 P ullma n Conventiona l
50 Diesel <3,5t Euro I - 93/59/EEC
merci leggere
51 Diesel <3,5t Eur o I I - 9 6/69/EC
9 1 <50c c Conventiona l
ciclomotori
motocicli
55 Diesel <7,5 t Conv entional
92 <50cc 9 7/2 4/E C S tag e I
6 1 Die sel 7,5 - 16 t Conv entional
94 2 T empi >50c c Conventiona l
62 Diese l 7,5 - 16t Euro I - 91/5 42/EEC Stage I
63 Diesel 7,5 - 16t Eur o I I - 91 /542/EEC St age II
0
entional
5 067 Diesel 16-32 t Conv100
68 Die sel 16- 32t Euro I - 91/5 42/EEC Stage I
69 Diese l 16-32t Eur o I I - 91 /542/EEC St age II
73 Die sel >32 t Conv entional
150
200
merci
pesanti
bus
25 0