Analisi di sensitività di MINNI agli input emissivi 2005: risultati preliminari L.Ciancarella, I.D’Elia, S.Racalbuto, G.Vialetto Plenaria del Progetto MINNI, 24 marzo 2011

GAINS - ATTIVITA’ 2010-2011. GLI AUTORI Modellistica energetica Mario Contaldi Modellistica Integrata Luisella Ciancarella, Ilaria D’Elia, Stefania Racalbuto, Giovanni Vialetto Da GAINS a EMMA via RAIL Giuseppe Calori, Luisella Ciancarella, Matteo Costa, Giuseppe Cremona, Antonio Piersanti, Paola Radice Modellistica di Qualità dell’Aria Gino Briganti, Giuseppe Calori, Andrea Cappelletti Analisi dati e validazione Gino Briganti, Giuseppe Calori, Andrea Cappelletti, Irene Cionni, Giuseppe Cremona, Massimo D’Isidoro, Antonio Piersanti, Gaia Righini

GAINS: ATTIVITA’ 2010-2011 Supporto al Ministero dell’Ambiente e alle Regioni per la predisposizione della richiesta di proroga all'entrata in vigore dei valori limite del biossido di azoto (Direttiva 2008/50/EC) Elaborazione dei run di scenario 2010-2015-2020 20x20 km con input emissivo GAINS per la Convenzione con il MATTM Predisposizione di tutti gli input a RAIL-EMMA necessari ai passaggi precedenti Sviluppo di tutti (o quasi) i passaggi necessari per produrre gli output di scenario da GAINS tempo

MINNI SUPPORT TO NO2 TIME EXTENSION NOTIFICATIONS Form 2: Description of the exceedance of the limit value Where are the hotspots? Which concentration levels? Which specific sources contribute on the regional, urban and local level? Which concentrations are projected on the regional, Form 3A: Quantitative source apportionment Form 3B: Reflection on the failure to deliver compliance by the original deadline Form 4A: Baseline level for original deadline for compliance Form 4B: Baseline level for extended deadline for compliance Form 5A: Details of measures implemented before the original date of compliance Which measures are planned? What is their effect? Form 5B: Details of measures implemented before the extended date of compliance

MINNI SUPPORT TO NO2 TIME EXTENSION NOTIFICATIONS Form 2: Description of the exceedance of the limit value REGIONI Form 3B: Reflection on the failure to deliver compliance by the original deadline Form 3A: Quantitative source apportionment Form 4A: Baseline level for original deadline for compliance MINNI Form 4B: Baseline level for extended deadline for compliance Form 5A: Details of measures implemented before the original date of compliance

I NUOVI SCENARI ENERGETICI Alla fine del 2008 veniva approvato dai Ministeri dell’Ambiente e dello Sviluppo Economico, e inviato alla UE, un nuovo scenario energetico nazionale comprensivo delle misure connesse agli obiettivi del “Climate Package” e delle misure già implementate a scala nazionale/regionale con la precedente esperienza di RAINS (scenario CP) Prima revisione ufficiale a maggio 2009 con invio all’UNECE (sempre scenario CP)

I NUOVI SCENARI ENERGETICI Seconda revisione all’inizio del 2010 resa obbligatoria dall’impatto della crisi economica mondiale visibile nei dati di consuntivo del 2009 e in quelli del primo semestre 2010 (sempre scenario CP) Il tavolo tecnico delle Regioni, con l’accordo del MATTM, chiede che venga sviluppato uno scenario energetico privo delle misure connesse agli obiettivi “climate package” in attesa di una definizione condivisa stato-regioni del “burden sharing” (siamo arrivati allo scenario NO_CP!!!) Mario Contaldi coglie quest’occasione per fare anche qualche revisione del 2005 …….

Total Primary Energy Supply (TPES)

NEL FRATTEMPO ………. Viene aggiornato lo scenario delle attività produttive che emettono inquinanti da processi non energetici (agricoltura, allevamenti, uso solventi ecc.) Viene aggiornata la Strategia di Controllo (SC) a partire da quella RAINS 2005 con misure di Piano già valutate e con implementazione delle parti nuove in GAINS (SC di dettaglio sui trasporti su strada e fuori strada, sulla combustione della biomassa nel civile ecc.) Tutti i dati (energetici, produttivi e la strategia di controllo) vengono regionalizzati con molteplici step di controllo

NEL FRATTEMPO ………. VIENE COMPLETATA L’ARMONIZZAZIONE CON L’INVENTARIO NAZIONALE 2005 (vers. Gennaio 2010) cioè GAINS ne riproduce le emissioni a questa scala VIENE AVVIATA L’ARMONIZZAZIONE CON GLI INVENTARI REGIONALI BOTTOM-UP cioè GAINS avvicina le stime emissive a quelle degli inventari regionali mantenendo più possibile costante il dato di attività regionale top-down (conservazione dei consumi/attività totali e non delle emissioni totali)

Scenario Emissivo NOX - ITALIA

Scenario Emissioni NOX - ITALIA

NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles Sapendo che …. NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles

NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles Sapendo che …. NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles

NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles Sapendo che …. NO2 Workshop, Aprile 2010 Bruxelles

DA GAINS AD AMS Per la prima volta il software RAIL GAINS-Italia AMS Per la prima volta il software RAIL è stato usato in modalità GAINS Matrici di Trasferimento Atmosferiche PREGI…. Salvaguardata la stima emissiva GAINS 2005 armonizzata con i regionali top-down Salvaguardato il trend emissivo in valore assoluto e non solo come delta E DIFETTI… Riprodurre sui dati GAINS la separazione delle emissioni puntuali del 2005 ISPRA (Paola Radice in quei giorni ) Fare leggere ad EMMA classificazione GAINS

Quali concentrazioni medie annuali di NO2 sono previste al 2010? E al 2015? Form 4A: Baseline level for original deadline for compliance Risoluzione 20x20 km2 2005 2010 2015 2020 Form 4B: Baseline level for extended deadline for compliance

2010: quanto cambiano le concentrazioni medie annuali rispetto al 2005 ? Variazione relativa Variazione assoluta Risoluzione 20x20 km2 18

2015: quanto cambiano le concentrazioni medie annuali rispetto al 2005 ? Variazione relativa Variazione assoluta Risoluzione 20x20 km2 19

Compliance non raggiunta al 2010 … Perché? Al 2015 ? Riposizionamento delle misure dei Piani Regionali di Qualità dell’Aria sui nuovi valori emissivi 2010 I perché sono a cura delle Regioni (ma è noto il problema dei FE delle auto diesel, le misure sul traffico restano “timide” rispetto al problema ecc.) La necessità di un’analisi più accurata possibile al 2015 per decidere se e dove proporre nuove misure ci ha convinti dell’opportunità di scendere alla scala 4x4 sia per l’anno 2005 che 2015 con 2 nuovi run nazionali annuali Si apre una breve ma intensa fase di valutazione di nuove misure regionali con GAINS ………………………………….. (vedi anche presentazione Calori)

Analisi di sensitività di MINNI agli input emissivi 2005 Abbiamo un anno di simulazione 2005 “super completo”: risoluzioni diverse, input emissivi diversi ecc. Cominciamo ad avere strumenti di esplorazione dei dati e di validazione con dati osservati che prima non avevamo Molte sono le validazioni in corso: meteo vs qualità dell’aria, regionali vs nazionali, orarie vs stagionali vs annuali Per la prima volta è possibile documentare la risposta di MINNI al variare delle emissioni (a parità di meteo)(*) Per la prima volta si può ragionare della bontà di diversi input emissivi (*) abstract HARMO 2011 => 20 autori => extended abstract 31 agosto => TUTTI AL LAVORO !!

Concentrazioni NO2 : REF vs GAINSnoCP 22

Delta assoluti e relativi concentrazioni NO2 : REF vs GAINSnoCP % 23

Concentrazioni NO2 GAINSnoCP: 20x20 vs 4x4 24

Concentrazioni NO2 4x4: REF vs GAINSnoCP 25

Delta assoluti e relativi concentrazioni NO2 4x4: REF vs GAINSnoCP 26

Simulazioni e osservazioni NO2 : REF vs GAINSnoCP 28

Simulazioni e osservazioni NO2 : REF vs GAINSnoCP 29

Approfondire e comprendere differenze puntuali .. I DUE INPUT EMISSIVI Calcolo delle emissioni in GAINS-Italia E = Σj Σk Actj * Efj * (1 – ŋjk) * Afjk Actj = Livello di Attività settore J Efj = Fattore di Emissione NON abbattuto nel settore J (1 – ŋjk) * Afjk = Abbattimento per effetto della tecnologia K nel settore J Calcolo delle emissioni nell’Inventario Ej = Actj * EFj EFj = Fattore di Emissione Totale (incluso abbattimento) nel settore J

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

ARMONIZZAZIONE EMISSIONI NAZIONALI

Il top down dell’inventario nazionale di emissioni DAI DATI DI EMISSIONE Ek,j emissione nazionale attività k nell’anno j, Sk,i,j valore della variabile surrogato (proxy) associata all’attività k per l’anno j e per la regione i Sk,j il valore assunto su scala nazionale per lo stesso anno, la stima dell’emissione regionale Ek,i,j è: Ek,i,j = Ek,j . Sk,i,j /Sk,j con Sk,j = Σi Sk,i,j, con i da 1 a N (N = n° Regioni) Il controllo è sulla conservazione dei totali emissivi di settore

Il top down delle emissioni nazionali dentro GAINS DAI DATI DI ATTIVITA’ Ak,j livello di attività nazionale settore k nell’anno j, Sk,i,j valore della variabile surrogato (proxy) associata all’attività k per l’anno j e per la regione i Sk,j il valore assunto su scala nazionale per lo stesso anno, la stima del livello di attività regionale Ak,i,j è: Ak,i,j = Ak,j . Sk,i,j /Sk,j con Sk,j = Σi Sk,i,j, con i da 1 a N (N = n° Regioni) Il controllo è sulla conservazione del livello di attività nazionale che gode, tuttavia, di molteplici controlli settoriali (statistiche ufficiali energetiche, statistiche della produzione, dell’agricoltura ecc., )

CAMBIANO LE EMISSIONI … CAMBIANO GLI SCENARI….

STIME REGIONALI GAINS TOP-DOWN REGIONALE ISPRA

STIME REGIONALI GAINS TOP-DOWN REGIONALE ISPRA

STIME REGIONALI GAINS TOP-DOWN REGIONALE ISPRA sicuramente andrà ridimensionato ma l’inventario ESA 2005 riportava 52,78 kt !!