Modulo Porti in INEMAR 7 Alessandro Marongiu Settore Monitoraggi Ambientali U.O. Modellistica...

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Modulo Porti in INEMAR 7

Alessandro Marongiu

Settore Monitoraggi Ambientali

U.O. Modellistica Atmosferica e Inventari

ARPA Lombardia

a.marongiu@arpalombardia.it

Milano 12, dicembre 2012Riunione interregionale INEMAR

Milano, 12 dicembre 2012Riunione interregionale INEMARModulo Porti in INEMAR 7Alessandro Marongiu

Modulo Porti INEMAR7

Nuova struttura dell’algoritmo

Definizione delle caratteristiche medie della flotta, fattori medi di emissione Tier 3 per PTS/NOx/COV

Stima delle emissioni e dei consumi

Applicazione della metodologia Tier 1 per tutti gli altri inquinanti

Test del modulo e possibili applicazioni/sviluppi

Ricalcolo di una precedente edizione dell’inventario

Scansione ed interfaccia del sito web Marinetraffic

Applicazione del modulo alla navigazione dei laghi in Lombardia

Struttura dell’algoritmo in INEMAR 7

OUTPUT Parametri algoritmo INPUT Codifica

Metodologia di stima delle emissioni

La nuova versione dell’algoritmo si articola in 4 differenti fasi

Stima di fattori medi pesati sulle caratteristiche di flotta per poter effettuare la stima delle emissioni tramite approccio di maggior dettaglio Tier 3. I fattori di emissione sono in funzione del tipo di motore e combustibile, fase e sistema (ausiliario o principale) ma non direttamente del tipo di imbarcazione. Se non si conoscono i dettagli sui motori della singola imbarcazione si utilizzano dei parametri medi sulle flotte internazionali che sono stati inseriti in una nuova tabella PO_CARATTERISTICHE_IMC.

Stima delle emissioni di PTS/COV ed NOx tramite algoritmo Tier 3 e ricalcolo dei consumi associati a ciascun movimento/fase di navigazione. L’algoritmo di maggiore dettaglio, tier 3, utilizza la stima dei consumi a partire da relazioni di stima della potenza installata nei motori espressa come funzione del tonnellaggio della imbarcazione.

Calcolo delle emissioni degli inquinanti di cui sono disponibili solo i fattori di emissione tipo Tier 1 sulla base del ricalcolo precedente dei consumi di carburante.

Elaborazione e compattamento dei risultati intermedi per la tabella di output.

Gradi di dettaglio possibili nella stima delle emissioni dai porti

Step 1 – Calcolo dei fattori di emissione medi per tipo di imbarcazione

Modificata dalla precedente edizione

VALORE_FATT_EMISS_MEDIO:(([PO_CARATTERISTICHE_IMC]![PERC_MOT_FLOTTA]*[PO_FATTORI_EMISSIONE]![VALORE_FATT_EMISSIONE]/100*[PO_FATTORI_EMISSIONE]![FATT_CONV]*10^-6)))

FK_ID_PRIOR_MOTORE NumericoFK_ID_TIPO_IMBARCAZIONE Numerico

FK_ID_TIPO_MOTORE NumericoFK_ID_COMBUSTIBILE Numerico

FK_ID_FASE_OPERAZIONE NumericoFK_ID_INQUINANTE Numerico

VALORE_FATT_EMISS_MEDIO Numerico

PO_FATTORI_EMISSIONE_MEDINuova

Diffusione della tipologia di motori imbarcazioni

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Liquid bulk ships

Dry bulk carriers

Container

General cargo

Ro Ro Cargo

Passenger

Fishing

Others

SSD MDO/MGO

SSD BFO

MSD MDO/MGO

MSD BFO

HSD MDO/MGO

HSD BFO

GT MDO/MGO

GT BFO

ST MDO/MGO

ST BFO

I dati del Guidebook sono basati sullo studio: Trozzi C. (2010). Update of Emission Estimate Methodology for Maritime Navigation, Techne Consulting report ETC.EF.10 DD

SSD - Slow Speed DieselMSD - Medium Speed DieselHSD - High Speed DieselGT - Gas TurbineST - Steam Turbine

MDO - Marine Diesel OilMGO - Marine Gas OilBFO - Bunker Fuel Oil

Step 2 – Stima delle emissioni e dei consumi di carburante tramite algoritmo Tier 3 del Guidebook

EMISSIONE:(INEMAR6_08_PO_NUM_MOVIMENTI!NUMERO_IMC)*10^-6*INEMAR6_08_PO_TEMPI_NAVIGAZIONE!TEMPO_NAVIGAZIONE*INEMAR6_08_PO_IMC!STAZZA_LORDA^([PO_POTENZE_CONSUMI]!B)*PO_FATTORI_EMISSIONE_MEDI!VALORE_FATT_EMISS_MEDIO*[PO_POTENZE_CONSUMI]!A*INEMAR6_08_PO_FRAZ_POT!FRAZIONE_POTENZA

CONSUMI: [EMISSIONE]*10^6/[PO_FATTORI_EMISSIONE]![VALORE_FATT_EMISSIONE]

FK_ISTAT_COMUNE FK_ID_COMBUSTIBILE

FK_ID_INQUINANTE FK_ID_ATTIVITA FK_ID_PORTO

FK_ID_TIPO_IMBARCAZIONE FK_ID_TIPO_MOTORE

FK_ID_FASE_OPERAZIONE FK_ID_IMC

FK_ID_PRIOR_MOTORE (Nuovo campo)TIPO_EMISSIONE

VALORE_EMISSIONE CONSUMI (Nuovo campo)

PO_RIS_DETTAGLIO

Stima delle emissioni e dei consumi di carburante tramite algoritmo Tier 3 del Guidebook

Pky Potenza max

FEjlmy

Emissione k m

Stazza lorda (klj)

Skmy stima dei kW

frazione potenza

l tipo motorek tipo imbarcazionem tipo fasej combustibiley tipo inst. motore

Elaborati tenendo conto dei motori e

del carburante principalmente

associati ad un certo tipo di imbarcazione

tkm(jl)Nk(jl)

Stima delle emissioni e dei consumi di carburante tramite algoritmo Tier 3 del Guidebook

La struttura del nuovo database ha comportato due principali modifiche rispetto alla edizione precedente:

La tabella PO_CONSUMI cambia di significato e struttura dal momento che ciascuna tipologia di imbarcazione è caratterizzata da una relazione, di due parametri, che collega la stazza alla potenza dei motori installati.

La percentuale di carico dei motori, frazione di potenza, tiene conto anche dell’eventuale installazione di motori ausiliari. Tale caratteristica è stata implementata tramite una apposito campo di codifica.

Step 3 – Stima delle emissioni tramite algoritmo Tier 1

VALORE_EMISSIONE: [PO_FATTORI_TIER1]![VALORE_FATT_EMISSIONE]*[PO_RIS_DETTAGLIO]![CONSUMI]*10^-6

E l’operazione è effettuata solamente considerando i record di PO_RIS_DETTAGLIO dove FK_ID_INQUINANTE = 2 (scalata sulle emissioni di NOx calcolate con il Tier 3).I risultati della stima sono poi accodati alla tabella PO_RIS_DETTAGLIO.

Applicazioni del modulo – ricalcolo su una edizione precedente

I dati di INPUT del modulo di una edizione dell’inventario delle emissioni è stata fornita dai partners di INEMAR. Gli stessi dati sono stati utilizzati con la nuova edizione del modulo. Si tratta unicamente di un confronto tra metodologie che potrebbe essere non valido per altri dati di INPUT.

Variazione emissioni rispetto al modulo precedente

Applicazioni del modulo – ricalcolo su una edizione precedente

Scansione ed interfaccia del sito web Marinetraffic

• Testare l’algoritmo modulo porti su dati esterni agli inventari

• Verificare la possibilità di trattare le singole imbarcazioni (ove possibile) come sorgenti puntuali

• Acquisire informazioni sulle caratteristiche di flotta (tipologia imbarcazioni vs tonnellaggio), presenza nei porti, principali destinazioni

• Verificare la rappresentatività di alcune stime emissive con dati di inventaria nazionale

www.marinetraffic.com

Disponibilità dei dati

• Sono monitorate le imbarcazioni dotate di AIS

“The system is based on AIS (Automatic Identification System). As from December 2004, the International Maritime Organization (IMO) requires all vessels over 299GT to carry an AIS transponder on board, which transmits their position, speed and course, among some other static information, such as vessel’s name, dimensions and voyage details. References:Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_Identification_System”

• Per aree geografiche coperte dalla ricezione del segnale che viene reso disponibile al db

• E’ anche disponibile un Wiki (non sempre completo) con informazioni sulle imbarcazioni (es: GT)

Elaborazione dati

Scansione dei dati

• Tra il 15.05. ed il 25.05 sono state effettuate differenti scansioni dei dati, generalmente tra le 12.00 e le 15.00

• Sul sito sono disponibili informazioni su 76 porti italiani suddivisi in 4 aree marittime

• Per ogni scansione sono state rilevate presenti o in fase di manovra 400-500 imbarcazioni

• Di queste sono utilizzabili ai fini del calcolo delle emissione 200-300, a causa della mancanza dei dati sulla stazza di altre informazioni sulla imbarcazione

Dati sulla flotta campionata nei porti Italiani

Emissioni orarie di NOx (t/h)

18.05.2012

17.05.2012 Olbia 13.00-15.00

0,12 t/h NOx

Emissioni totali porti per ora di manovra o stazionamento da proiezione dati Marinetraffic

um S1 S2 S3 S4 Proiezione annoAs kg 0,116325 0,10551 0,104707 0,108246 952Cd kg 0,003773 0,003429 0,003404 0,003523 31CO t 1,543862 1,405525 1,39543 1,445398 12681

CO2 kt 0,663235 0,603806 0,599469 0,620935 5448COV t 1,109804 1,01329 1,003452 1,045714 9137Cr kg 0,123472 0,111999 0,111148 0,114907 1011Cu kg 0,24602 0,223749 0,222116 0,229948 2019

DIOX (TCDDe) mg 84,48594 76,70774 76,13294 78,74703 692201HCB kg 2,68E-05 2,44E-05 2,42E-05 2,5E-05 0,220Hg kg 0,004572 0,004168 0,004139 0,00429 38Ni kg 5,438881 4,932579 4,894976 5,060035 44515

NOx t 10,37775 9,520359 9,437006 9,805401 85718Pb kg 0,035558 0,032341 0,032105 0,033238 292

PCB kg 0,000111 0,000101 0,000101 0,000104 0,91PM10 t 1,105919 1,00395 0,996409 1,030539 9060PM2.5 t 1,000697 0,908462 0,901642 0,932544 8198PTS t 1,679604 1,525828 1,512506 1,571137 13773Se kg 0,039422 0,035822 0,035557 0,036794 323Zn kg 0,250356 0,227923 0,226286 0,234389 2056

Emissioni per tipo imbarcazione

Rappresentatività dei giorni campionati sulla stima delle emissioni annuali

Navigazione laghi (attualmente in corso)

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