Post on 01-May-2015
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L’incertezza delle emissioni da traffico
Grandi incertezze nelle emissioni da traffico• Nei dati a disposizione (parco circolante, percorrenze, ecc)• nella metodologia (es. ruolo dei cicli di guida…)• nei fattori di emissione in generale (pochi dati, in particolare per il
PM da scappamento e da pneumatici, freni, abrasione asfalto)• nei fattori di emissione reali dei mezzi pesanti• Per il PM: set di fattori di emissione europei disponibili da ottobre
2001; sostanziale assenza di dati misurati in Italia• Incertezza sul carico dei veicoli pesanti e influenza sulla stima delle
emissioni.• ruolo della risospensione ?• km percorsi / Carburanti effettivamente consumati ?
È difficile valutare il contributo dei veicoli alla formazione di PM10 secondario (da reazioni chimiche secondarie e da condensazione).In particolare non è chiaro l’effetto dell’NH3 emesso in ambito urbano
È difficile valutare la risospensione delle polveri presenti sull'asfalto provocata dal passaggio dei veicoli, in quanto le metodologie disponibili (US-EPA) forniscono ancora stime con un elevato grado di incertezza.
Non sono disponibili dati per valutare con precisione la differenza fra le emissioni in funzione delle diverse tecnologie adottate e quindi dell'anno di immatricolazione, nonché delle emissioni
Quali sono i parametri più influenti sull’incertezza della stima ?
Incertezza nella funzione interpolante
Esempio
Curva interpolante
L’equazione proposta dal COPERT per stimare i fattori di emissione è il risultato dell’interpolazione di punti ricavati da prove sperimentali. I risultati di tali prove sono molto dispersi (dev st. : 0.03 - 0.9).
Incertezza nel ciclo di guida e classi di veicoli
CICLI DI GUIDASono disponibili due
tipologie di cicli:legislativi (ECE 15, EUDC e NEUDC);reali.
CLASSI DI VEICOLI
LDV
HDV
I cicli di guida utilizzati dal metodo COPERT potrebbero essere diversi da quelli rappresentativi delle reali condizioni di guida.
Cicli di guida
Legislativi
UDC
EUDC
Reali ARTEMIS urbano
ARTEMIS extraurbano
ARTEMIS autostradale
0
10
20
30
40
50
60
70
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Cycle time (s)
Ve
hic
le s
pe
ed
(k
m/
h)
esempio ARTEMIS urban
Urban dense Free-flow urban Congested, stop Congested, Flowing
low speed stable
Incertezza: carico dei veicoli pesanti
Il COPERT calcola i fattori di emissione dei veicoli commerciali pesanti ipotizzando che siano carichi al 50%.Il COPERT propone la seguente formula per stimare l’effetto del carico dei veicoli, da moltiplicare per il fattore di emissione:
]100
50*21[*%)50(
p
f
lcFEFE
Coefficiente di Correzione
Peso percentualeeffettivo del
veicolo
Le distribuzioni di probabilità sono una rappresentazione di variabilità e
incertezza
Variabilità:Variabilità:descrive l’eterogeneità spaziale o temporale di un parametro ed è una caratteristica del sistema
considerato.
Incertezza:Incertezza:descrive l’effetto sulla qualità
del risultato della non completa informazione o conoscenza
relativa ai parametri e dal grado di adeguatezza del metodo di
valutazione utilizzato.
Numero di veicoli Velocità
Fattore di emissione Velocità Carico dei veicoli
L’analisi dell’incertezza delle emissioni da traffico:
il caso dei veicoli commerciali in Lombardia
VII EXPERT PANEL “Emissioni da trasporto su strada”
Cinzia Pastorello, Stefano Caserini, Michele Giugliano
Politecnico di Milano, DIIAR, Sez. Ambientale
APPLICAZIONE DEL METODO PROBABILISTICO
Sequenza delle operazioni
Definizione delle distribuzioni dei parametri in ingresso
Simulazione Monte Carlo
Generazione distribuzione dei risultati
Analisi dell’incertezza Analisi di sensitività
Definizione delle distribuzioni dei parametri in ingresso
Distribuzioni di probabilità delle emissioni complessive
NOx (t/a) PM (t/a) CO (t/a)Mean 17560 1346 11489Median 17247 1315 11222Mode --- --- ---Standard Deviation 1589 197 1440Variance 2523686 38840 2073981Skewness 3,66 11,34 4,33Kurtosis 40,66 315,22 68,12Coeff. of Variability 0,09 0,15 0,13Range Minimum 14675 1000 8690Range Maximum 48041 8928 48602Range Width 33367 7928 39911Mean Std. Error 15,89 1,97 14,4
Frequency Chart
t/anno
,000
,008
,016
,024
,032
0
80,5
161
241,5
322
14000 16000 18000 20000 22000
10.000 Trials 165 Outliers
Forecast: Emissione annua NOx
Frequency Chart
t/anno
,000
,009
,018
,027
,036
0
90,75
181,5
272,2
363
900 1150 1400 1650 1900
10.000 Trials 81 Outliers
Forecast: Emissione annua PM
Frequency Chart
t/anno
,000
,009
,018
,027
,035
0
88,5
177
265,5
354
8000 10000 12000 14000 16000
10.000 Trials 123 Outliers
Forecast: Emissione annua CO
Emissioni di polveri su un generico arcoFrequency Comparison
,000
,073
,146
,218
,291
0 250 500 750 1000
Emissione annua PM (prov inciale)
Emissione annua PM (statale storica)
Emissione annua PM (autostrada)
Emissione annua PM (superstrada)
Emissione annua PM (tangenziale)
Emissione annua PM (statale storica)
Emissione annua PM (statale secondaria)
Overla y Chart
Provinciale
Statale storica
Autostrada
Superstrada
Tangenziale
SS attraversamento
SS secondaria
Kg km-1 a-1
Conclusioni dell’analisi delle incertezze
Le emissioni di polveri sono le più condizionate dalle fonti di incertezza considerate.L’incertezza delle emissioni dei veicoli commerciali leggeri è maggiore di quella dei veicoli commerciali pesanti.L’incertezza delle emissioni sulle strade extraurbane è maggiore o uguale a quella delle emissioni sulle strade a scorrimento veloce.
Analisi di sensitività delle emissioni di PM per veicolo e tipo di strada: HDV
Analisi di sensitività delle emissioni di polveri per veicolo Copert 55 (conventional con peso a pieno carico 7,5-12t) sulle superstrade e sulle provinciali.
Analisi di sensitività delle emissioni di PM per tipologia di strada (in termini di contributi alla varianza)
Sulle strade a scorrimento veloce il contributo maggiore alla varianza delle emissioni spetta all’incertezza dei fattori di emissione e, in particolare quelli dei veicoli commerciali leggeri. Segue la variabilità della velocità. Il contributo del carico è ininfluente.
Sulle strade extraurbane il ruolo decisivo spetta alla variabilità della velocità.
Autostrada Superstrada TangenzialeStatale Storica
Statale Secondaria Provinciale
SS Attraversa
mento
variabilità velocità 9,70% 12,80% 24,30% 3,20% 2,30% 5,00% 7,80%incertezza velocità - - - 74,40% 92,00% 72,30% 78,80%
incertezza fattore di emissione LDV 90,10% 86,10% 74,40% 22,10% 5,30% 22,50% 13,40%HDV 0,10% 0,40% 0,30% 0,20% <0,1% 0,10% <0,1%
Totale 90,20% 86,50% 74,70% 22,30% 5,30% 22,60% 13,40%incertezza carico 0,10% 0,70% 1,00% 0,10% 0,40% 0,10% <0,1%
Fonti di incertezza e variabilità
Analisi di sensitività delle emissioni di polveri in Lombardia
Emissione annua PM
incertezza fattore di emissione (45) 52,9%
incertezza velocità (v>40km/h) 38,9%
incertezza velocità (v<40km/h) 1,6%
velocità pomeriggio feriale primavera(>16t) A 0,2%
velocità pomeriggio feriale autunno(>16t) A 0,1%
incertezza fattore di emissione (55) 0,1%
velocità sera feriale autunno - (7,5-16t) T 0,1%
incertezza carico (7,5 - 16t) 0,1%
incertezza fattore di emissione (49) 0,1%
velocità mattino feriale autonno (3,5-7,5t) T - 0,1%
velocità pomeriggio feriale autunno (SS A) 0,1%
incertezza carico (3,5 - 7,5t) 0,1%
velocità notte feriale autonno (Provinciale) 0,1%
0% 25% 50% 75% 100% Measured by Contribution to Variance
Analisi di sensitività
Analisi di sensitività delle emissioni di CO in Lombardia
Analisi di sensitività delle emissioni di NOx in Lombardia
[t a-1]
Conclusioni sull’analisi di sensitività
PM CO NOx
Incertezza velocità
Incertezza fattori di emissione
Incertezza carico
Variabilità velocità
Molto rilevante
Molto Rilevante
Molto rilevante
Molto rilevante
Molto rilevante
Poco rilevante
Poco rilevante
Poco rilevante
Poco rilevante
Per le emissioni complessive:
Per le emissioni dei veicoli commerciali pesanti rimane determinante l’incertezza della velocità, ma emerge la rilevanza dell’incertezza del carico dei veicoli e dei fattori di emissione per CO e NOx.
Rilevante
Rilevante
Rilevante
Le emissioni di polveri sono le più condizionate dalle fonti di incertezza considerate.L’incertezza delle emissioni dei veicoli commerciali leggeri è maggiore di quella dei veicoli commerciali pesanti.L’incertezza della velocità media e l’incertezza dei fattori di emissione (soprattutto dei veicoli commerciali leggeri) sono determinanti nella stima dell’incertezza delle emissioni.Il contributo del carico dei veicoli incide sulle emissioni dei veicoli commerciali pesanti, ma con variazioni percentuali inferiori al 6%.
Dati di carburanti: differenza fra vendite regionali e consumi
Dati MAP
(tonnellate) Dati uff. carburante – RL
(tonnellate) differenza MAP-RL 2000 1.632.540 1.565.357 +4,3% 2001 1.813.676 1.745.009 +3,9% 2002 1.970.889 1.932.851 +2,0% 2003 2.177.552 2.087.935 +4,3%
2004 2.290.748 2.292.156 -0,1%
Dati MAP
(tonnellate) Dati uff. carburante – RL
(tonnellate) differenza MAP-RL 2000 2.696.585 2.614.802 +3,1% 2001 2.713.989 2.530.885 +7,2% 2002 2.646.217 2.457.281 +7,7% 2003 2.467.910 2.342.404 +5,4% 2004 2.284.212 2.289.449 -0,2%
gasolio
benzina
Apprezzabili differenze a livello regionale
Dati di carburanti: incertezze sulle vendite e sugli effettivi consumi
Dati di carburanti: differenza fra vendite regionali e consumi BP / 3
Importanti differenze a livello provinciale ! (- 110 % + 11 %)
Confronto fra i dati di 5 regioni del Nord Italia 1/4
LOMBARDIA PIEMONTEEMILIA
ROMAGNAVENETO
FRIULI VENEZIA GIULIA
TOTALE
Abitanti 9,475,202 4,352,828 4,242,517 4,738,313 1,212,602 24,021,462
Estensione (km^2) 23,863 25,399 22,123 18,186 7,845 97,416
Densità popolazione (ab/km^2) 397 171 192 261 155 247
Automobili 5,552,848 2,701,781 2,536,380 2,782,367 734,169 14,307,545
Veicoli leggeri < 3.5 t 569,899 290,907 282,223 298,427 69,998 1,511,454
Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 147,862 72,412 77,768 89,892 16,094 404,028
Ciclomotori (< 50 cm3) 803,476 528,836 - 1,332,312
Motocicli (> 50 cm3) 781,418 279,296 370,321 342,914 - 1,773,949
Autostrade 1,946 1,663 1,196 541 470 5,816
Strade extraurbane 18,389 9,399 16,110 9,887 10,648 64,433
Automobili 44,973 15,161 21,205 29,016 9,760 120,115
Veicoli leggeri < 3.5 t 3,324 3,078 2,702 3,112 1,392 13,609
Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 3,652 847 7,043 937 449 12,928
Ciclomotori (< 50 cm3) 5,229 - 5,229
Motocicli (> 50 cm3) 848 14 3,576 - 4,438
Benzina 2,243,160 987,521 1,110,816 1,090,749 378,036 5,810,282
Diesel 3,869,045 1,723,910 2,701,274 2,114,855 375,306 10,784,390
Benzina 1,204,146 516,851 713,886 217,932 347,003 2,999,818
Diesel 2,384,984 736,664 2,799,766 735,830 419,521 7,076,765
Benzina 1,039,014 470,670 396,930 872,817 31,033 2,810,464
Diesel 1,484,061 987,246 965,252 1,379,025 4,815,584
Automobili 14,504 17,005 14,473 2,213 48,195
Veicoli leggeri < 3.5 t 4,737 2,756 4,764 2,348 14,605
Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 1,459 417 859 5,879 8,614
Ciclomotori (< 50 cm3) 2,694 - 2,694
Motocicli (> 50 cm3) 2,602 974 - 3,576
Numero veicoli immatricolati
Carburanti venduti (t)
Consumo di carburanti sul grafo lineare (t)
Estensione grafo (km)
Percorrenza annua sul grafo lineare (veicoli x km percorsi: 10^6 km)
Consumo di carburanti nel traffico diffuso (t)
Percorrenze nel traffico diffuso (veicoli x km percorsi: 10^6 km)
LOMBARDIA PIEMONTEEMILIA
ROMAGNAVENETO
FRIULI VENEZIA GIULIA
TOTALE
Automobili 586 621 598 587 605 596 Veicoli leggeri < 3.5 t 60 67 67 63 58 63 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 16 17 18 19 13 17 Ciclomotori (< 50 cm3) 85 - - 112 - 55 Motocicli (> 50 cm3) 82 64 87 72 - 74 Automobili 233 106 115 153 94 147 Veicoli leggeri < 3.5 t 24 11 13 16 9 16 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 6,2 2,9 3,5 4,9 2,1 4 Ciclomotori (< 50 cm3) 34 - - 29 - 14 Motocicli (> 50 cm3) 33 11 17 19 - 18
Autostrade 0,21 0,38 0,28 0,11 0,39 0,24 Strade extraurbane 1,9 2,2 3,8 2,1 8,8 2,7 Autostrade 82 65 54 30 60 60 Strade extraurbane 771 370 728 544 1.357 661
Automobili 4.746 3.483 4.998 6.124 8.049 5.000 Veicoli leggeri < 3.5 t 351 707 637 657 1.148 567 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 385 195 1.660 198 370 538 Ciclomotori (< 50 cm3) - 1.103 - 218 Motocicli (> 50 cm3) 89 3,3 - 755 - 185 Automobili 1.885 597 959 1.596 1.244 1.233 Veicoli leggeri < 3.5 t 139 121 122 171 177 140 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 153 33 318 52 57 133 Ciclomotori (< 50 cm3) - 0 0 288 - 54 Motocicli (> 50 cm3) 36 1 0 197 - 46 Automobili 2.212 1.371 1.225 2.782 878 1.710 Veicoli leggeri < 3.5 t 163 278 156 298 125 194 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 180 77 407 90 40 184 Ciclomotori (< 50 cm3) - - - 501 - 74 Motocicli (> 50 cm3) 42 1 - 343 - 63
Densità estensione grafo (m/kmq)
Percorrenza pro capite sul grafo lineare (veicoli x km percorsi /ab)
Numero veicoli immatricolati pro capite (veicoli /1000 ab)
Densità territoriale veicoli immatricolati (veicoli /kmq)
Estensione grafo pro capite (m/ab)
Densità percorrenza sul grafo lineare (10^3 veicoli x km percorsi /
km grafo)
Densità territoriale delle percorrenze lineari (10^3 veicoli x
km percorsi / km^2)
Confronto fra i dati di 5 regioni del Nord Italia 2/4
Confronto fra i dati di 5 regioni del Nord Italia 3/4
LOMBARDIA PIEMONTEEMILIA
ROMAGNAVENETO
FRIULI VENEZIA GIULIA
TOTALE
Benzina 237 227 262 230 312 242 Diesel 408 396 637 446 310 449 Benzina 94 39 50 60 48 60 Diesel 162 68 122 116 48 111
Benzina 127 119 168 46 286 125 Diesel 252 169 660 155 346 295 Benzina 50 20 32 12 44 31 Diesel 100 29 127 40 53 73
Benzina 110 108 94 184 26 117 Diesel 157 227 228 291 - 200 Benzina 44 19 18 48 4 29 Diesel 62 39 44 76 - 49
Carburanti venduti pro capite (kg/ab)
Consumo pro capite di carburanti nel traffico diffuso (kg/ab)
Densità consumo di carburanti nel traffico diffuso (t/km^2)
Consumo pro capite di carburanti sul grafo lineare (kg/ab)
Densità consumo di carburanti sul grafo lineare (t/km^2)
Densità carburanti venduti (t/km^2)
LOMBARDIA PIEMONTEEMILIA
ROMAGNAVENETO
FRIULI VENEZIA GIULIA
TOTALE
Automobili 1.531 3.907 3.411 - 1.825 2.006 Veicoli leggeri < 3.5 t 500 633 1.123 - 1.936 608 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 154 96 202 - 4.848 359 Ciclomotori (< 50 cm3) 284 - - - - 112 Motocicli (> 50 cm3) 275 224 - - - 149 Automobili 608 670 654 - 282 495 Veicoli leggeri < 3.5 t 199 109 215 - 299 150 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 61 16 39 - 749 88 Ciclomotori (< 50 cm3) 113 - - - - 28 Motocicli (> 50 cm3) 109 38 - - - 37
Automobili 6.277 7.390 8.410 6.124 9.874 7.007 Veicoli leggeri < 3.5 t 851 1.340 1.760 657 3.084 1.175 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 539 290 1.863 198 5.219 897 Ciclomotori (< 50 cm3) 284 - - 1.103 - 330 Motocicli (> 50 cm3) 364 227 - 755 - 334 Automobili 2.492 1.266 1.613 1.596 1.526 1.728 Veicoli leggeri < 3.5 t 338 230 337 171 477 290 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 214 50 357 52 807 221 Ciclomotori (< 50 cm3) 113 - - 288 - 81 Motocicli (> 50 cm3) 145 39 - 197 - 82
Automobili 10.711 11.905 14.066 10.429 16.308 11.764 Veicoli leggeri < 3.5 t 14.145 20.055 26.455 10.429 53.430 18.667 Veicoli pesanti > 3.5 t e autobus 34.566 17.457 101.611 10.429 393.190 53.320 Ciclomotori (< 50 cm3) 3.352 9.887 5.946 Motocicli (> 50 cm3) 4.415 3.538 - 10.429 4.518
Percorrenze pro capite totali (veicoli x km percorsi / ab)
Densità percorrenze totali (10^3 veicoli x km percorsi / km^2)
Percorrenze pro capite totali (km percorsi / veicolo)
Percorrenze pro capite nel traffico diffuso (veicoli x km percorsi / ab)
Densità percorrenze nel traffico diffuso (10^3 veicoli x km percorsi /
km^2)
Confronto fra i dati di 5 regioni del Nord Italia 4/4
Necessità di definire una metodologia comune, verificabile e consistente, per la stima dei consumi di carburanti a scala regionale