manuale d’uso del modello...
TRANSCRIPT
Manuale d’uso del
modello GAINS-Italia
[Versione 1 – luglio 2011]
Pagina | II
Legal Disclaimer The Italian National Agency for New Technologies, Energy and Sustainable Economic Development, or persons acting on its behalf, are not responsible for the use that may be made of the information contained in this report. ENEA – Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile CR CASACCIA Via Anguillarese, 301 – 00123 S. Maria di Galeria (Roma) - ITALIA http://www.enea.it/
Autori: D’Elia Ilaria, Ciancarella Luisella, Racalbuto Stefania, Pignatelli Tiziano, Vialetto Giovanni
Contact person:
Tiziano Pignatelli (GAINS Italy manager) C.R. Casaccia UTTAMB – ATM Email [email protected]
Pagina | III
Sommario
PARTE I INTRODUZIONE AL GAINS.......................................................................... 1
1 INTRODUZIONE......................................................................................... 1
2 IL MODELLO GAINS-ITALIA ........................................................................ 5
2.1 CALCOLO DELLE EMISSIONI .................................................................................................5 2.2 SORGENTI DI EMISSIONE ....................................................................................................5
2.2.1 Power Plant (PP).....................................................................................................7 2.2.2 Produzione e trasformazione di combustibili (CON)...............................................7 2.2.3 Industria (IN) ..........................................................................................................7 2.2.4 Settore domestico (DOM).......................................................................................8 2.2.5 Settore trasporti (TRA) ...........................................................................................8 2.2.6 Attività produttive ..................................................................................................9 2.2.7 Produzione e smaltimento rifiuti ..........................................................................12 2.2.8 Agricoltura............................................................................................................13
2.3 CORRISPONDENZA CODICI GAINS - CODICI SNAP ................................................................14
PARTE II IL MODELLO GAINS-ITALIA ON LINE......................................................... 16
3 ACCESSO AL GAINS-ITALIA ON LINE ......................................................... 16
3.1 L’INTERFACCIA DEL MODELLO ...........................................................................................17 3.1.1 Activity Data .........................................................................................................18 3.1.2 Emissions ..............................................................................................................20 3.1.3 Costs .....................................................................................................................22 3.1.4 Impacts.................................................................................................................24 3.1.5 Control ..................................................................................................................27 3.1.6 Data Management ...............................................................................................28
3.2 L’UTENTE USER ............................................................................................................29 3.2.1 Creare un nuovo scenario emissivo ......................................................................29 3.2.2 Creare un nuovo activity pathway........................................................................31 3.2.3 Creare una nuova strategia di controllo...............................................................33 3.2.4 Associare activity pathway e strategia di controllo al nuovo scenario emissivo..35 3.2.5 Riepilogo...............................................................................................................37 3.2.6 Download e upload ..............................................................................................37
APPENDICE A.......................................................................................................... 42
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 45
Pagina | 1
PARTE I INTRODUZIONE AL GAINS
1 Introduzione Il modello GAINS-Italia (Greenhouse and Air Pollution Interaction and
Synergies) è un modello di valutazione integrata che fa parte di MINNI (Modello Integrato Nazionale a supporto della Negoziazione Internazionale sui temi dell’inquinamento atmosferico, Zanini et al. 2005), complessa suite modellistica comprendente (fig. 1), oltre GAINS, il Sistema Modellistico Atmosferico (SMA), composto a sua volta da un modello meteorologico e da un modello di trasporto chimico con alcuni pre e post processori dei dati meteorologici ed emissivi.
Fig. 1 – Principali componenti del sistema modellistico MINNI.
Il progetto è nato nel 2002 con l’intento di superare i limiti dell’applicazione dei modelli utilizzati a scala continentale su un territorio come l’Italia e supportare il decisore nazionale, nel caso specifico il Ministero dell’Ambiente, nella negoziazione internazionale sulle politiche di qualità dell’aria e nella definizione di politiche a scala nazionale e regionale. Con il supporto del Ministero dell’Ambiente, e in collaborazione con ARIANET s.r.l. e IIASA (Institute for Applied Systems Analysis), è stato così sviluppato un sistema modellistico che considerasse in modo adeguato le peculiarità italiane. GAINS-Italia, in particolare, è frutto della collaborazione tra ENEA e IIASA che aveva sviluppato la metodologia sulla modellistica integrata nel modello RAINS-Europa. Nel corso di questi dieci anni il progetto ha attraversato due fasi: una prima fase di implementazione e sviluppo di simulazioni di campi meteorologici e chimici per gli anni 1999 e 2005 e di scenari emissivi nazionali e regionali per gli inquinanti tradizionali, ed una seconda fase, tuttora in corso, di perfezionamento e verifica della suite modellistica MINNI che ha esteso il proprio campo di analisi non solo agli anni meteorologici 1999, 2005 ma anche agli 2003 e 2007 e ha portato allo sviluppo di scenari emissivi nazionali e regionali di gas serra.
Pagina | 2
Il sistema SMA-Italia (fig. 2) fornisce campi orari di concentrazione e deposizione nonché campi meteorologici tridimensionali con risoluzione spaziale di 20x20 km2 sul dominio nazionale e di 4x4 km2 sulle 5 aree in cui è stato suddiviso il domino (Nord Italia, Centro Italia, Sud Italia, Sardegna e Sicilia) ed è formato a sua volta da 3 sistemi modellistici (Zanini et al., 2005; Zanini et al., 2010):
▪ il RAMS (Regional Atmospheric Modeling System), un modello meteorologico
non idrostatico (Pielke et al., 1992; Cotton et a., 2003), che fornisce campi meteorologici orari tridimensionali;
▪ EMMA (EMission Manager – Calori e Radice, 2006), un pre-processore emissivo che, per le simulazioni di qualità dell’aria e a partire da un inventario delle emissioni, prepara le emissioni su un grigliato con scala temporale oraria utilizzando un data-set di layer tematici, di profili di modulazione e speciazione.
▪ il FARM (Flexible Air Quality Regional Model – Calori e Silibello, 2006), cuore dell’intero sistema sviluppato a partire dallo STEM (Carmichael et al., 1998), un modello euleriano tridimensionale di chimica e trasporto con chiusura della turbolenza di tipo K che simula l’avvezione, la diffusione e la chimica degli inquinanti attraverso diversi schemi chimici e moduli degli aerosol.
Fig. 2 – Il Sistema Modellistico Atmosferico – Italia del modello MINNI.
Per maggiori dettagli sulla descrizione dell’intero sistema si rimanda alla bibliografia allegata e al sito del progetto http://www.minni.org/. Il modello GAINS (GAINS, 2009) rappresenta l’aggiornamento del modello RAINS (Regional Air Pollution Information System, Amann et al., 2004) sviluppato circa venti anni fa nell’ambito del programma IIASA APD per elaborare scenari alternativi di riduzione delle emissioni di SO2, NOx, NH3, NMCOV, PM e per stimare gli effetti di acidificazione, eutrofizzazione, danni da ozono a livello del suolo su vegetazione e salute umana, e danno alla salute umana da esposizione della popolazione al PM2.5, a scala nazionale ed internazionale. Lo IIASA ha recentemente rivisto ed aggiornato il
Pagina | 3
modello RAINS, sviluppando il nuovo modello GAINS per poter elaborare scenari emissivi di gas ad effetto serra (Klaasen et al., 2005; Höglund-Isaksson and Mechler, 2005; Tohka, A., 2005; Winiwarter, 2005) e considerare così le interazioni tra inquinamento atmosferico e cambiamenti climatici. Il modello GAINS-Italia riflette la struttura del modello GAINS-Europa ma lo personalizza al caso italiano adottando la suddivisione del territorio in Regioni e migliorando la risoluzione spaziale dalla scala 50x50 km2 del modello europeo alla scala 20x20 km2. Il modello GAINS-Italia (fig. 3) elabora quindi scenari emissivi a livello nazionale e regionale sia di inquinanti tradizionali che di gas ad effetto serra, permette analisi di impatto sulla qualità dell’aria e analisi dei costi di misure di abbattimento/mitigazione degli inquinanti atmosferici e GHGs.
Fig. 3 – Il modello GAINS-Italia.
Lo sviluppo di uno scenario emissivo di riferimento (detto anche baseline o, più correttamente, Current Legislation o CLE, ossia basato sull’applicazione delle sole misure di abbattimento previste dalla legislazione vigente) richiede la quantificazione delle attività antropogeniche e la definizione di una Strategia di Controllo ad intervalli quinquennali per il periodo temporale 1990-2030. Per quanto riguarda le attività antropogeniche è necessario definire uno scenario energetico per stimare le emissioni provenienti da sorgenti energetiche, ed uno scenario relativo alle attività produttive, industriali e no, per stimare le emissioni provenienti dai processi produttivi (numero di capi allevati, quantità di fertilizzanti, quantità di vernici, quantità di solventi, produzione di cemento, acciaio etc.). La strategia di controllo rappresenta l’insieme delle misure tecnologiche che si prevede saranno attuate entro l’orizzonte temporale di riferimento sulla base dell’applicazione della legislazione nazionale e comunitaria vigente, e si esprime in termini di percentuale di applicazione per settore e tecnologia. Il sistema SMA ed il modello GAINS-Italia sono connessi circolarmente attraverso le matrici di trasferimento atmosferico (MTA) e il software RAIL (RAINS – Atmospheric Inventory Link).
Pagina | 4
Le MTA contengono un legame sorgente-ricettore di tipo lineare in grado di calcolare, al variare delle emissioni su base regionale, mappe di deposizione/concentrazione e di impatto con risoluzione spaziale 20x20 km2. Le matrici di trasferimento che saranno inserite nel modello GAINS-Italia verranno calcolate con la nuova versione del sistema SMA, aggiornato nell’ambito della convenzione “Sviluppo, verifica e nuove applicazioni del sistema modellistico “MINNI”, a supporto delle politiche di qualità dell’aria nazionali e dei piani e programmi di risanamento della qualità dell’aria regionali” stipulata tra MATTM ed ENEA. Nelle nuove matrici l’anno di riferimento attorno al quale vengono effettuati i run necessari alla costruzione dei coefficienti delle matrici è l’anno di scenario 2015, in analogia a quanto effettuato su scala europea con il modello EMEP, al fine di garantire la tenuta della linearità nell’intorno emissivo di questo anno. Come anni meteorologici sono in corso di elaborazione gli anni 2003, 2005 e 2007. Rispetto alle precedenti MTA contenute in RAINS, relative al 1999, il modulo del PM è stato completamente modificato correggendo la precedente sottostima delle concentrazioni sia dal punto di vista emissivo (più completa descrizione del PM primario) sia dal punto di vista del calcolo del contributo secondario (modulo chimico comprensivo del contributo secondario organico). Attualmente tali matrici sono ancora presenti nel GAINS-Italia esclusivamente per esigenze di test ma se ne sconsiglia un utilizzo operativo. A sua volta il modello GAINS-Italia è in grado di alimentare il sistema SMA-Italia attraverso il RAIL, un codice che consente la trasformazione di un output emissivo di GAINS in trend applicabili a qualunque inventario delle emissioni. In tal modo è possibile offrire valutazioni di impatto di politiche e misure future sulla qualità dell’aria a scale spaziali di maggior dettaglio. Per maggiori informazioni, dettagli e pubblicazioni aggiornate si rimanda al sito del progetto http://www.minni.org/.
Pagina | 5
2 Il modello GAINS-Italia Prima di entrare in dettaglio nella descrizione del manuale d’uso del modello
GAINS-Italia on-line si ritiene opportuno fornire una sintetica descrizione della struttura del modello, illustrandone metodologia per il calcolo delle emissioni, settori, livelli di attività, tecnologie e associazione codici GAINS/codici SNAP adottata. Pur restando la filosofia dei due modelli la stessa, rispetto al modello RAINS, il modello GAINS ha introdotto nuovi e più dettagliati settori. Le pagine che seguiranno costituiscono un aggiornamento delle linee guida del modello RAINS-Italia (ENEA, 2005). Per maggiori ed ulteriori dettagli si rimanda alla documentazione tecnica riportata sul sito dello IIASA http://gains.iiasa.ac.at/index.php/home-page (in inglese).
2.1 Calcolo delle emissioni
Il modello GAINS-Italia stima le emissioni degli inquinanti atmosferici e dei 6 gas serra previsti dal protocollo di Kyoto attraverso la definizione di uno scenario delle attività produttive (energetiche e non), di un fattore di emissione non abbattuto e di una strategia di controllo per la riduzione delle emissioni. Tali informazioni sono legate tra di loro attraverso la seguente relazione:
con i, k, m, p rispettivamente Regione (nazione, etc.), attività, misura di riduzione
emissioni, inquinante; Ei,p emissioni dell’inquinante p per la Regione (nazione, etc.) i; Ai,k livello di attività k (consumo gas centrali elettriche, numero suini, etc.)
della Regione (nazione, etc.) i; efi,k,m,p fattore di emissione dell’inquinante p per l’attività k nella Regione
(nazione, etc.) i dopo l’applicazione della misura m; xi,k,m,p percentuale della quantità di attività k soggetta alla misura m relativa
all’inquinante p nella Regione (nazione, etc.) i; Il modello consente di calcolare le emissioni totali di gas serra, in termini di CO2eq, attraverso i GWP (Global Warming Potentials) definiti nel protocollo di Kyoto. Maggiori informazioni sono disponibili sul sito IIASA, in particolare in (Borken-Kleefeld et al., 2008; Böttcher et al., 2008; Höglund-Isaksson et al., 2008).
2.2 Sorgenti di emissione
Il modello GAINS distingue le sorgenti di emissione in fonti energetiche e non energetiche. Nelle sorgenti energetiche sono considerate
� generazione di elettricità e calore nelle centrali elettriche e teleriscaldamento
(PP);
Pagina | 6
� utilizzo di energia per produzione combustibile primario, conversione di energia primaria in secondaria ad esclusione della conversione in elettricità e calore che avviene nelle centrali elettriche e negli impianti di teleriscaldamento, e distribuzione di energia ai consumatori finali (CON);
� uso finale di energia nell’industria (IN), settore domestico (DOM), trasporto (TRA) e uso non energetico dei combustibili (NONEN).
I consumi di energia per gli anni passati vengono ricavati dal Bilancio Energetico Nazionale (BEN) e dai Bilanci Energetici Regionali (BER), mentre lo scenario energetico è sviluppato con il modello MARKAL-MACRO Italia ad intervalli quinquennali a partire dal 1990 fino al 2030. Per ognuno dei precedenti settori il modello GAINS considera un elenco piuttosto dettagliato di combustibili e consumi riportato in tab. 1.
Tab. 1 – Elenco combustibili/consumi energia considerati nel modello GAINS.
Codice GAINS Descrizione
BC1 Lignite, grado 1 (1.2% zolfo)
BC2 Lignite, grado 2 (1% zolfo)
DC Carbone da Coke
ELE Consumi elettrici totali
GAS Gas naturale (inclusi altri gas)
GSL Benzina e altre frazioni leggere di petrolio; inclusi i biocombustibili
H2 Idrogeno
HC1 Antracite, grado 1(a)
HC2 Antracite, grado 2(a)
HC3 Antracite, grado 3(a)
HF Olio combustibile pesante
HT Calore (vapore, acqua calda)
HYD Produzione elettrica da grande idroelettrico
LPG Gas di petrolio liquefatto
MD Distillati medio (diesel, olio combustibile leggero); inclusi i biocombustibili
NUC Nucleare
OS1 Biomasse combustibili
ARD Residui agricoli - uso diretto
BGS Bagassa
BIOG Biogas
BMG Biomasse gassificate
CHCOA Carbone di legna
DNG Letame
FWD Legna da ardere
OS2 Altre biomasse e rifiuti utilizzati come combustibile
BLIQ Black liquor
WSFR Rifiuti utilizzati come combustibili, rinnovabili
WSFNR Rifiuti utilizzati come combustibili, non rinnovabili
REN Produzione elettrica da rinnovabile
GTH Geotermica
SHP Piccoli impianti idroelettrici
SPV Solare fotovoltaico
STH Solare termico
WND Eolico (a) tenore zolfo a 0.6% o 1% in funzione del settore
Pagina | 7
Le sorgenti non energetiche comprendono i processi industriali, il settore agricolo, la produzione e lo smaltimento di rifiuti, le attività in cui vengono utilizzati solventi ed altre sorgenti emissive, quali attività di costruzione, fumo di sigaretta, fuochi d’artificio, ecc.
2.2.1 Power Plant (PP)
In tab. 2 sono riportate le tipologie di impianto considerate nel settore Power Plant (centrali elettriche e di teleriscaldamento).
Tab. 2 – Classificazione del settore PP nel modello GAINS.
PP Power plants (public power and district heat plants, industrial CHP
plants)
PP_EX_WB Existing plants, wet bottom boilers(1)
PP_EX_OTH Existing plants, other boiler types
(1)
PP_NEW New plants PP_IGCC Integrated Gasification Combined Cycle (new) PP_TOTAL Power & district heat plants total
(1)
existing plant - commissioned in or before 1995
Questo settore comprende le centrali elettriche e di teleriscaldamento, gli autoproduttori, e gli impianti a ciclo combinato. Le perdite ed i consumi di energia on-site sono contabilizzati nel settore CON.
2.2.2 Produzione e trasformazione di combustibili (CON)
Il settore CON comprende la combustione per trasformazione di combustibile, come per esempio le raffinerie e gli impianti di trasformazione del carbone. La tab. 3 riporta le sottocategorie considerate nel settore CON.
Tab. 3 – Classificazione del settore CON nel modello GAINS.
CON Fuel production and conversion (transformation) other than in
power plants
CON_COMB Combustion (other than in boilers)
CON_LOSS Own use of energy sector and losses during production, transmission & distribution of final product
Il settore CON_LOSS comprende le perdite di combustibili, elettricità e calore nella trasmissione e distribuzione ai consumatori finali.
2.2.3 Industria (IN)
Il settore industriale comprende la combustione nei boilers (IN_BO), altra combustione industriale (IN_OCTOT) ed utilizzo di combustibili a fini non energetici (NONEN). La tab. 4 riassume la schematizzazione adottata nel modello per il settore industriale. È importante sottolineare che le emissioni di PM10, SO2 e NOx dai cementifici vengono calcolate a partire dai dati di produzione del settore PR_CEM, mentre le emissioni di CO2 vengono calcolate dai consumi del settore IN_NMMI_OC.
Pagina | 8
Tab. 4 – Classificazione del settore IN nel modello GAINS.
IN Industrial combustion
IN_BO Combustion in boilers (heat only boilers)
IN_CON_BO Transformation sector
IN_CHEM_BO Chemical industry
IN_PAP_BO Paper and pulp production
IN_OTH_BO Other sectors
IN_OCTOT Other combustion total
IN_OC Other combustion (all sectors) except fuel consumption in cement and lime industry (used only for emissions calculations)
IN_ISTE_OC Iron and steel
IN_CHEM_OC Chemical industry
IN_NFME_OC Non-ferrous metals
IN_NMMI_OC Non-metallic minerals
IN_PAP_OC Paper and pulp production
IN_OTH_OC Other sectors
NONEN Nonenergy use of fuels
Nel caso in cui la distinzione dei consumi tra “boilers” e “other combustion” non sia nota, i consumi totali di combustibile posso essere inseriti nella voce IN_OTH_OC.
2.2.4 Settore domestico (DOM)
Il settore domestico in GAINS comprende i consumi del settore residenziale (DOM_RES), commerciale e terziario (DOM_COM), e altri servizi quali agricoltura e pesca (DOM_OTH), suddivisi in differenti tipologie di impianto come schematizzato in tab. 5.
Tab. 5 – Classificazione del settore DOM nel modello GAINS.
DOM Residential, commercial, services, agriculture, etc.
DOM_FPLACE Fireplaces
DOM_MB_A Medium boilers (<50MW) - automatic
DOM_MB_M Medium boilers (<1MW) - manual
DOM_SHB_A Single house boilers (<50 kW) - automatic
DOM_SHB_M Single house boilers (<50 kW) - manual
DOM_STOVE_C Cooking stoves
DOM_STOVE_H Heating stoves
Se il dettaglio dei consumi di combustibili del settore domestico non è noto, si può inserire il consumo totale nel settore DOM_OTH.
2.2.5 Settore trasporti (TRA)
Il settore trasporti è diviso in trasporto su strada (TRA_RD), trasporto fuori strada (TRA_OT) in cui è incluso il trasporto marittimo (TRA_OTS) che comprende navi e pescherecci operanti tra i porti nazionali. Ognuno di questi macrosettori è poi suddiviso in ulteriori sottocategorie come riportato nelle tabb. 6 e 7.
Pagina | 9
Tab. 6 – Classificazione del settore TRA_RD nel modello GAINS.
TRA_RD Road vehicles
TRA_RD_HD Heavy duty trucks and buses
TRA_RD_HDB Heavy duty vehicles - buses
TRA_RD_HDT Heavy duty vehicles - trucks
TRA_RD_LD2 Motorcycles, mopeds and cars with 2-stroke engines
TRA_RD_LD4 Light duty vehicles with 4-stroke engines
TRA_RD_LD4C Light duty vehicles: cars and small buses with 4-stroke engines
TRA_RD_LD4T Light duty vehicles: light commercial trucks with 4-stroke engines
TRA_RD_M4 Motorcycles with 4-stroke engines
Per ogni tipologia veicolare considerata in GAINS, è necessario fornire oltre ai consumi di carburante (in PJ) anche i chilometri totali annuali percorsi (in Gveh-km) e il numero di veicoli (in migliaia di veicoli). Tutte le informazioni richieste dal modello sono ovviamente correlate, pertanto è fondamentale verificare la coerenza dei dati che verranno inseriti.
Tab. 7 – Classificazione del settore TRA_OT nel modello GAINS.
TRA_OT Other transport, non-road
TRA_OT_AGR Tractors and mobile machines in agriculture and forestry
TRA_OT_AIR Air traffic (total civil aviation - national and international, as reported in energy balances)
TRA_OT_CNS Mobile sources in construction and industry
TRA_OT_INW Inland waterways
TRA_OT_LB Other off-road; sources with 4-stroke engines (military, households, etc., for GAS also pipeline compressors)
TRA_OT_LD2 Vehicles and small machines with 2-stroke engines: loan movers, garden tools, hand held saws, motorboats, snow scooters etc.
TRA_OT_RAI Railways
TRA_OTS National maritime shipping (movement of ships between ports in the same country and fishing vessels)
TRA_OTS_L Maritime, large vessels >1000 GRT(a)
TRA_OTS_M Maritime, medium vessels <1000 GRT (a) GRT = Gross Register Tonnage
Per quanto riguarda i consumi del trasporto aereo, le emissioni degli inquinanti vengono calcolate solo per i cicli LTO, mentre le emissioni di CO2 sono calcolate solo per voli domestici (dal settore TRA_OT_AIR_DOM). Nel trasporto marittimo non sono inoltre inclusi i bunkeraggi internazionali e le emissioni dal traffico internazionale vengono calcolate esternamente a GAINS. Anche per il trasporto off-road deve essere fornito, oltre ai consumi (in PJ), anche il numero di veicoli. I due data-set dovranno ovviamente essere coerenti.
2.2.6 Attività produttive
Come precedentemente illustrato, il modello GAINS considera oltre ai settori di tipo energetico anche attività di tipo non energetico. Il GAINS ovviamente non considera tutte le attività esistenti, tuttavia contiene una ampia gamma di processi che possono essere raggruppati in processi nell’industria del ferro e dell’acciaio, dei metalli non ferrosi, dei minerali non metallici, dell’industria chimica, mineraria, del petrolio e del gas e le attività facenti uso di solventi come schematizzato nelle seguenti tabelle.
Pagina | 10
Tab. 8 – Classificazione industria del ferro e dell’acciaio nel modello GAINS.
PR Industrial Process
PR_BAOX Basic oxygen furnace
PR_CAST Cast iron (grey iron foundries)
PR_CAST_F Cast iron (grey iron foundries) (fugitive)
PR_COKE Coke oven
PR_EARC Electric arc furnace
PR_PIGI Pig iron, blast furnace
PR_PIGI_F Pig iron, blast furnace (fugitive)
PR_SINT Agglomeration plant - sinter
PR_SINT_F Agglomeration plant - sinter (fugitive)
Tab. 9 – Classificazione industria metalli non ferrosi nel modello GAINS.
PR Industrial Process
PR_ALPRIM Aluminum production - primary
PR_ALSEC Aluminum production - secondary
PR_OT_NFME Other non-ferrous metals prod. - primary and secondary
Tab. 10 – Classificazione industria chimica nel modello GAINS.
PR Industrial Process
PR_ADIP Adipic acid production
FERTPRO Fertilizer production (in N equivalents)
PR_FERT Fertilizer production
PR_CBLACK Carbon black production
PR_NIAC Nitric acid
PR_SUAC Sulfuric acid
Tab. 11 – Classificazione industria minerali non metallici nel modello GAINS.
PR Industrial Process
PR_CEM Cement production
PR_LIME Lime production
PR_BRICK Brick production
PR_GLASS Glass production (flat, blown, container glass)
Tab. 12 – Classificazione altri processi industriali nel modello GAINS.
OTHER Other industrial process
OTHER_CO2 Other CO2 emissions
OTHER_NOX Other NOx emissions
OTHER_PM Other PM emissions
OTHER_SO2 Other SO2 emissions
OTHER_CH4 Other CH4 emissions
OTHER_N2O Other N2O emissions
OTHER_VOC Other VOC emissions
PR_OTHER Production of glass fiber, gypsum, PVC, other
PR_PULP Paper pulp mills
PR_REF Crude oil and other products - input to refineries
Pagina | 11
Tab. 13 – Classificazione settori per stima emissioni NMCOV nel modello GAINS.
NMVOC sectors
AUTO_P Manufacture of automobiles
AUTO_P_NEW Manufacture of automobiles (new installations)
COIL Coil coating (coating of aluminum and steel)
DECO_P Decorative paints
DEGR Degreasing
DEGR_NEW Degreasing (new installations)
DOM_OS Domestic use of solvents (other than paint)
DRY Dry cleaning
DRY_NEW Dry cleaning (new installations)
FATOIL Fat, edible and non-edible oil extraction
FOOD Food and drink industry
GLUE_INH Industrial application of adhesives (use of high performance solvent based adhesives)
GLUE_INT Industrial application of adhesives (use of traditional solvent based adhesives)
IND_OS Other industrial use of solvents IND_OTH Other industrial sources
IND_P_CNT Industrial paint applications - General industry (continuous processes)
IND_P_OT Industrial paint applications - General industry
IND_P_PL Industrial paint applications - General industry (plastic parts)
INORG Inorganic chemical industry, fertilizers and other
LEATHER Leather coating
ORG_PROC Organic chemical industry, process
ORG_STORE Organic chemical industry, storage
OTHER_VOC Other: (activity given as VOC emissions in kt)
PHARMA Pharmaceutical industry
PIS Products incorporating solvents
PLSTYR_PR Polystyrene processing
PRT_OFFS Printing, offset
PRT_OFFS_NEW Printing, offset, new installations
PRT_PACK Flexography and rotogravure in packaging
PRT_PACK_NEW Flexography and rotogravure in packaging, new installat
PRT_PUB Rotogravure in publication
PRT_PUB_NEW Rotogravure in publication, new installations
PRT_SCR Screen printing
PRT_SCR_NEW Screen printing, new installations
PR_REF Ind. Process: Petroleum refineries
PVC_PR Polyvinylchloride produceduction by suspension process
SHOE Manufacturing of shoes
STCRACK_PR Steam cracking (ethylene and propylene production)
SYNTH_RUB Synthetic rubber production
TRA_AIR_VOC Air transport (LTO)
TYRE Tyre production
VEHR_P Vehicle refinishing
VEHR_P_NEW Vehicle refinishing (new installations)
VEHTR Treatment of vehicles
WIRE Winding wire coating
WOOD Wood preservation (not creosote)
WOOD_CR Wood preservation (creosote)
WOOD_P Wood coating
Pagina | 12
Tab. 14 – Classificazione industria mineraria nel modello GAINS.
MINE Mining
MINE_BC Brown coal
MINE_HC Hard coal
MINE_OTH Bauxite, copper, iron ore, zinc ore, manganese ore, other
Tab. 15 – Classificazione immagazzinamento e movimentazione di materia prima nel modello GAINS.
STH Storage and handling
STH_AGR Agricultural products (crops)
STH_COAL Coal
STH_FEORE Iron ore
STH_NPK N,P,K fertilizers
STH_OTH_IN Other industrial products (cement, bauxite, coke)
Tab. 16 – Classificazione industria del petrolio e del gas nel modello GAINS.
Extraction, production and distribution of oil and gas
PROD Production of oil or gas
TRANS Transportation of oil or gas
D_GASST Gasoline distribution - service stations
D_REFDEP Gasoline distribution - transport and depots
EXD_GAS Extraction, proc. and distribution of gaseous fuels
EXD_GAS_NEW Distribution of gaseous fuels - new mains
EXD_LQ Extraction, proc. and distribution of liquid fuels
EXD_LQ_NEW Extraction,proc.,distr.of lq.fuels (incl. new (Un)Load
Tab. 17 – Classificazione altre sorgenti emissive nel modello GAINS.
Other sources
CONSTRUCT Construction activities
PR_SMIND_F Small industrial and business facilities - fugitive
RES_BBQ Meat frying, food preparation, BBQ
RES_CIGAR Cigarette smoking
RES_FIREW Fireworks
2.2.7 Produzione e smaltimento rifiuti
Il settore relativo alla produzione e smaltimento rifiuti è stato notevolmente modificato e ampliato nel passaggio dal RAINS al GAINS, essendo i rifiuti uno dei principali settori responsabili delle emissioni di N2O e CH4. La tab. 18 schematizza la classificazione adottata in GAINS.
Pagina | 13
Tab. 18 – Classificazione settore rifiuti nel modello GAINS.
WASTE Waste
WT_NH3_EMISS Waste treatment and disposal
WASTE_AGR Waste: Agricultural waste burning
WASTE_VOC Waste treatment and disposal
WASTE_FLR Waste: Flaring in gas and oil industry
WASTE_RES Waste: Open burning of residential waste
WASTE_SEW Sewage - wastewater treatment
MSW_TOT Municipal solid waste (MSW) -total amount collected
MSW_PAP Share of paper in total municipal waste
MSW_FOOD Share of food in total municipal waste
MSW_WOOD Share of wood in total municipal waste
MSW_OTH Share of other in total municipal waste
INW_TOT Industrial solid waste ( total manufacturing industry waste )
INW_FOOD Share of food in total industrial waste
INW_PAP Share of paper in total industrial waste
INW_WOOD Share of wood in total industrial waste
INW_TEX Share of textiles in total industrial waste
INW_RUB Share of rubber in total industrial waste
INW_OTH Share of other in total industrial waste
IND_PAP Wastewater from paper and pulp manufacturing industry
IND_FOOD Wastewater from food (incl. beverages and tobacco) manufacturing industry
IND_OCH Wastewater from organic chemical (non-food) manufacturing industry
2.2.8 Agricoltura
Come per il settore rifiuti, anche per il settore agricolo, a causa della sua rilevanza nella stima delle emissioni di CH4 e N2O, sono state introdotte nuove voci e nuovi parametri, come per esempio la produzione di latte, l’azoto escreto, il tasso di volatizzazione. Maggiori dettagli sono in Klimont e Brink, 2004. In tab. 19 sono riportate le voci considerate nel modello per il settore agricolo.
Tab. 19 – Classificazione settore agricoltura nel modello GAINS.
AGR Agriculture
AGR_ARABLE Ploughing, tilling, harvesting
AGR_ARABLE_SUBB Arable agricultural land in subboreal climate
AGR_ARABLE_TEMP Arable agricultural land in temporal climate
FOREST Area of activity -Forest
GRASSLAND Area of activity -Grassland and soils
HISTOSOLS Area of activity -organic soils
RICE Rice area harvested
AGR_COWS_MILK Milk produced - dairy cows
AGR_BEEF Livestock - other cattle
BS Buffalos
OL Other cattle - liquid (slurry) systems
OS Other cattle - solid systems
AGR_COWS Livestock - dairy cattle
DL Dairy cows - liquid (slurry) systems
DS Dairy cows - solid systems
AGR_OTANI Livestock - other animals (sheep, horses)
CM Rubbits*
FU Fur animals
Pagina | 14
HO Horses
SH Sheep and goats
AGR_OTHER Other (activity as emissions in kt)
AGR_PIG Livestock - pigs
PL Pigs - liquid (slurry) systems
PS Pigs - solid systems
AGR_POULT Livestock - poultry
LH Laying hens
OP Other poultry
FCON_OTHN Fertilizer use - other N fertilizers
FCON_UREA Fertilizer use - urea * Nel modello GAINS-Europa la voce CM è stata utilizzata per contabilizzare le emissioni di NH3 dai
cammelli. Mancando tale tipologia di allevamento in Italia, la voce CM è stata utilizzata per
considerare le emissioni dai conigli.
2.3 Corrispondenza codici GAINS - codici SNAP
Il modello GAINS, come tutti i modelli, non è che una rappresentazione semplificata di una realtà molto più complessa. Per esigenze di modellazione, il GAINS non contiene tutte le sorgenti emissive che possono essere trovate nel “mondo reale” o contenute in un inventario delle emissioni. Seppur limitati e aggregati, i settori considerati nel modello costituiscono una rappresentazione piuttosto efficace di tutte le sorgenti emissive. È necessario ricordare che il modello GAINS è stato sviluppato su base tecnologica, cioè distinguendo le sorgenti emissive in base ai fattori di emissione e alle tecnologie di abbattimento degli inquinanti. Nasce quindi l’esigenza di costruire un’associazione tra le aggregate sorgenti emissive considerate nel modello GAINS, dotate di un proprio sistema di classificazione, e quelle contenute in un inventario delle emissioni identificate invece secondo la classificazione SNAP (Selected Nomenclature for Air Pollution) oppure NFR (Nomenclature For Reporting) per la comunicazione delle emissioni nell’ambito della convenzione CLRTAP (Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution) dell’UNECE (United Nations Economic Commision for Europe). Dal modello è possibile avere direttamente una corrispondenza piuttosto aggregata tra codici GAINS e codici SNAP con livello di dettaglio 1 (macrosettore) e codici NFR. In tab. 20 si riporta a titolo di esempio, la corrispondenza adottata dal modello per i settori relativi alle emissioni di NOx.
Pagina | 15
Tab. 20 – Corrispondenza codici SNAP01, NFR e GAINS per i settori relativi alle emissioni di NOx.
SNAP1 NFR GAINS
01 1.A.1.b CON_COMB
01 1.A.1.c CON_COMB
01 1.A.1.a PP_EX_OTH
01 1.A.1.a PP_EX_WB
01 1.A.1.a PP_IGCC
01 1.A.1.a PP_NEW
02 1.A.4.a.i DOM
02 1.A.4.b.i DOM
02 1.A.4.c.i DOM
03 1.A.2 IN_BO
03 1.A.2 IN_OC
03 1.A.2.f.i PR_CEM
03 1.A.2.f.i PR_GLASS
03 1.A.2.f.i PR_LIME
03 1.A.2.a PR_SINT
04 7 OTHER_NOX
04 1.B.1.b PR_COKE
04 2.B.2 PR_NIAC
04 2.C.5 PR_OT_NFME
04 2.C.1 PR_PIGI
04 2.D.1 PR_PULP
04 1.B.2.a.iv PR_REF
04 2.B.5.a PR_SUAC
05 1.B.2.b CON_LOSS
07 1.A.3.b.iii TRA_RD_HDB
07 1.A.3.b.iii TRA_RD_HDT
07 1.A.3.b.iv TRA_RD_LD2
07 1.A.3.b.i TRA_RD_LD4C
07 1.A.3.b.ii TRA_RD_LD4T
07 1.A.3.b.iv TRA_RD_M4
08 1.A.3.c TRA_OT
08 1.A.3.d.ii TRA_OTS_L
08 1.A.3.d.ii TRA_OTS_M
08 1.A.4.c.ii TRA_OT_AGR
08 1.A.3.a TRA_OT_AIR
08 1.A.2 TRA_OT_CNS
08 1.A.3.d.ii TRA_OT_INW
08 1.A.5.b TRA_OT_LB
08 1.A.4.b.ii TRA_OT_LD2
08 1.A.3.c TRA_OT_RAI
09 1.B.2.c WASTE_FLR
09 6.C.c WASTE_RES
10 4.F WASTE_AGR
Come si evince dalla tabella, a settori GAINS differenti può corrispondere lo stesso codice NFR (ad esempio PR_CEM, PR_GLASS e PR_LIME), viceversa a differenti codici NFR può corrispondere lo stesso codice GAINS (ad esempio CON_COMB). L’associazione con i codici SNAP è invece ad un livello troppo aggregato per le finalità di armonizzazione con gli inventari nazionale e regionali. Si è reso necessario spingere la corrispondenza SNAP/GAINS almeno al livello 3 (attività). In Appendice A si riporta l’associazione adottata per l’armonizzazione tra l’inventario nazionale ISPRA 2005 e le emissioni GAINS 2005.
Pagina | 16
PARTE II IL MODELLO GAINS-ITALIA ON LINE
3 Accesso al GAINS-Italia on line Una delle caratteristiche del modello GAINS-Italia è quella di poter essere
utilizzato in modalità remota da più utenti simultaneamente grazie alle caratterstiche del web-server intrinseche al sistema. L’accesso al modello GAINS-Italia on line può avvenire collegandosi al sito MINNI (http://www.minni.org/sistema/rains-gains/gains-italy-online) oppure direttamente al link http://gains-it.bologna.enea.it/gains/IT/index.login e può essere fornito gratuitamente ad esperti di ogni Regione e Provincia autonoma. Il modello è accessibile tramite internet browser (Explorer, Mozilla è consigliato.) ed il suo utilizzo non richiede un computer con particolari capacità di calcolo. Tuttavia, alcune versioni di JDK (Java Development Kit), incluse in alcuni sistemi operativi potrebbero causare problemi di visualizzazione delle mappe. Per qualsiasi problema tecnico gli utenti possono contattare l’assistenza utenti ([email protected]). Gli utenti che accedono al modello godono di due tipologie di privilegi:
- VIEWER ha esclusivamente la possibilità di visualizzare e scaricare i dati; - USER oltre alle stesse possibilità del VIEWER ha anche l’autorizzazione a creare
scenari autonomi inserendo propri dati.
Dettagliate spiegazioni relative alla metodologia di calcolo adottata dal modello possono essere scaricate dal sito dello IIASA http://gains.iiasa.ac.at/index.php/home-page o sul GAINS tutorial (IIASA, 2009), in lingua inglese. Tutti gli utenti di GAINS-Italia devono preliminarmente registrarsi attraverso la seguente procedura. Collegandosi al modello GAINS-Italia comparirà la pagina riportata in fig. 4.
Fig. 4 – Welcome to the GAINS Model: pagina di accesso al modello.
Pagina | 17
Cliccando su Register apparirà la pagina riportata in fig. 5 ed inserendo username, nome, password ed indirizzo email si attiva la procedura di autorizzazione all’accesso. Una mail informerà il nuovo utente della avvenuta registrazione e creazione dell’account personale. Da quel momento l’utente avrà accesso alle funzioni di GAINS-Italia secondo la propria classe di utenza assegnata dal GAINS Manager.
Fig. 5 – Registrazione al modello GAINS online.
I richiedenti accesso al modello GAINS sono invitati a leggere attentamente e ad accettare la clausola di esonero responsabilità e il trattamento dei dai personali, protetti dalla vigente normativa sulla privacy (ex D.Lgs. 196/2003). In ogni caso la password selezionata dall’utente rimane sconosciuta al GAINS Manager ed è pertanto necessario custodirla attentamente e cambiarla periodicamente per garantire la sicurezza di accesso al sistema. In caso di smarrimento si dovrà procedere ad una registrazione ex-novo con dati diversi da quelli usati precedentemente (UsedID, password ed indirizzo email) .
3.1 L’interfaccia del modello
L’interfaccia di GAINS-Italia è esclusivamente in inglese ad eccezione delle informazioni in italiano per la registrazione utente. Quando si entra per la prima volta nel modello GAINS-Italia, il modello effettuerà l’accesso alla pagina Help &
Documentation (fig. 6) in cui è possibile leggere una sintesi del modello e scaricare il GAINS tutorial in inglese (IIASA, 2009). Cliccando su Change Log → Most recent changes è possibile visualizzare le più recenti modifiche introdotte nel modello, su Introduction vengono fornite informazioni generali sul modello (Basic Information) ed un elenco di tutte regioni considerate nel modello (Countries & Regions), mentre anche dalla voce Tutorial è possibile scaricare il GAINS tutorial in inglese scritto dallo IIASA (IIASA, 2009). Nell’angolo in alto a sinistra cliccando su Logout ci si disconnette dal modello, mentre Glossary fornisce un elenco di tutte le abbreviazioni, relative a settori, attività e tecnologie, utilizzate nel modello e la relativa descrizione.
Pagina | 18
Fig. 6 – Help & Documentation Page: la pagina che si apre al primo accesso al GAINS.
Una volta connessi al modello è ora possibile navigare in tutte le voci del menu: Activity Data, Emissions, Costs, Impacts, Control, Data Management, Admin e Help &
Documentation.
3.1.1 Activity Data
La pagina “Activity Data” consente di visualizzare i dati di attività relativi alle attività antropogeniche considerate da GAINS per il calcolo delle emissioni.
Il modello contiene dati di attività relativi all’agricoltura, energia, trasporto, processi industriali e attività relative alle emissioni di NMCOV, come mostrato in fig. 7.
Fig. 7 – Activity Data: scelta dei dati di attività da mostrare.
Selezionando ad esempio la voce Agriculture si visualizzeranno due voci (fig. 8): “Agricultural Data” e “Further Details”. Nella voce Agricultural Data è possibile visualizzare i dati di attività relativi al numero di animali (Livestock), al consumo e alla produzione di fertilizzanti (Mineral Fertilizers), alle altre sorgenti agricole che emettono emissioni di NH3 e CH4 (Other Sources of NH3
and CH4) e il numero di animali in livestock unit (Livestock (LSU)).
Fig. 8 – Activity Data: the Agriculture sector.
Pagina | 19
Nella voce Further Details è invece possibile visualizzare i parametri relativi al ricovero, al tasso di azoto escreto e volatilizzato, e la percentuale massima di applicazione delle tecnologie per l’abbattimento delle emissioni di NH3.
Selezionando settori diversi, le informazioni che è possibile visualizzare saranno ovviamente differenti e funzione del settore selezionato. A titolo di esempio si riportano in fig. 9 le opzioni disponibili per il settore trasporto, in cui compaiono le voci
� “Aggregated Data by” da cui è possibile
scaricare le informazioni per settore, combustibile o per settore e combustibile;
� “Fuel consumption” che restituisce i consumi di combustibile per tipologia di trasporto;
� “Further Details” da cui è possibile scaricare le informazioni relative ai km percorsi, numero di veicoli, etc.
Fig. 9 – Activity Data: the mobile sector.
Una volta selezionata l’opzione desiderata (ad esempio nel settore agricoltura, selezioniamo Livestock), si aprirà automaticamente una seconda finestra sulla destra: “Parameter Selection”. Questa finestra è comune a quasi tutte le pagine del modello GAINS e ci si imbatterà spesso in essa, per cui vediamola in dettaglio (fig. 10).
Nella parte “Scenario” si deve specificare lo scenario di cui si desidera visualizzare i dati, mentre nella sezione “GAINS Region” si potrà selezionare la relativa regione. Gli scenari contenuti nel modello sono stati suddivisi in gruppi: la voce All scenarios consente di visualizzare tutti gli scenari, le voci Scenari
Nazionali e Scenari Regionali contengono gli scenari Climate Policy (CP) e No Climate Policy (NOCP), mentre il gruppo Scenari_IIASA contiene tutti gli scenari sviluppati dallo IIASA per l’Italia. Una volta selezionato il gruppo di scenario è poi possibile selezionare lo scenario.
Fig. 10 – Parameter selection nella pagina Activity Data.
Selezionato lo scenario, si può a questo punto selezionare la regione, che può essere una sola regione (Single region) oppure un gruppo predefinito di regioni (Predefined
group). Cliccando su Show data table i dati verranno scaricati.
Pagina | 20
3.1.2 Emissions
La struttura della pagina “Emissions” è molto simile alla pagina “Activity Data”, per cui la procedura per la visualizzazione dei dati è simile a quella precedentemente descritta, ovviamente in questo caso sarà possibile visualizzare le emissioni relative ad un determinato scenario, per uno specifico inquinante, per una ben precisa regione, e tutte le informazioni connesse al calcolo delle emissioni (fattori di emissione, tecnologie di abbattimento, efficienze di rimozione, etc.). Analizziamo la pagina “Emissions” attraverso un esempio. Supponiamo di voler calcolare il dettaglio di calcolo delle emissioni di NOx per l’anno 2005 per lo scenario nazionale Climate Policy (fig. 11). Come si evince dalla fig. 11, numerose sono le possibilità di calcolo delle emissioni. È possibile calcolarle direttamente come totale, oppure aggregate per attività, settore, settore e attività, per codice SNAP a livello 1, per codice NFR, oppure averle dettagliate in funzione dei processi industriali, del settore trasporto, e così via. È inoltre possibile conoscere il dettaglio relativo ai fattori di emissione e alle efficienze di rimozione utilizzate nel calcolo. Ma torniamo al nostro esempio.
1) Nella parte sinistra della pagina Emissions, nella tabella “Emissions”, selezionare l’inquinante NOx.
2) Nella sezione “Detailed Results by” cliccare su Control Option. A questo punto nella parte a destra della pagina apparirà la finestra “Parameter selection” (fig. 12), mentre nella parte centrale verranno fornite le indicazioni relative al calcolo che si sta per effettuare. In questo caso verrà spiegato che questa opzione consente di visualizzare il calcolo delle emissioni di NOx per ogni combinazione settore/attività/tecnologia nel seguente ordine:
− livello di attività;
− fattore di emissione non abbattuto;
− efficienza di rimozione;
− fattore di emissione abbattuto;
− percentuale di abbattimento della tecnologia;
− altri parametri di calcolo, se rilevanti;
− emissioni di NOx. Il risultato di questa operazione può essere visualizzato per ogni singolo anno per ogni singola regione.
Fig. 11 – Calcolo delle emissioni di NOx per Control Option.
Pagina | 21
3) Dalla finestra “Parameter selection”, che si è aperta nella parte destra della pagina, selezionare nella sezione “Scenario Year”, la voce All scenarios, nel box successivo selezionare NAT_CLE_CP ed infine l’anno, il 2005 (cliccando su Scenario Description si aprirà una finestra in cui è fornita una descrizione delle caratteristiche dello scenario selezionato).
4) Nella sezione “GAINS Region” selezionare Single region ed infine nel box successivo scegliere dal menu a tendina Italy.
5) A questo punto cliccare sul pulsante Show
data table. Fig. 12 – Parameter selection nella pagina Emissions.
A questo punto, avendo cliccato su Show data table, si aprirà una finestra (fig. 13).
Fig. 13 – In attesa dei risultati: the calculating page.
Il messaggio che apparirà sullo schermo indica che il modello sta calcolando i risultati collegandosi direttamente al server ENEA di Bologna. In funzione dell’operazione richiesta e del numero di utenti collegati, il calcolo dei risultati potrebbe richiedere qualche secondo in più del necessario. Aspettate fiduciosi! Terminate le operazioni di calcolo, si aprirà la seguente finestra (fig. 14)
Fig. 14 – Emissioni nazionali di NOx per tecnologia nello scenario CP al 2005.
Pagina | 22
Una volta generata la tabella dal modello, è possibile esportarla su un file Excel, cliccando sul pulsante Display table in an export format (fig. 14). A questo punto si aprirà una nuova finestra il cui contenuto è in formato testo. Selezionandone il contenuto e aprendo un file Excel, lo si può copiare ed incollare. In questo modo si è copiato il contenuto della tabella in un’unica colonna del foglio Excel. Selezionando nel foglio Excel la colonna in cui si sono copiati i dati ed usando l’opzione Excel, Dati → Testo in colonne, si può separare l’intera tabella in più colonne selezionando i Delimitatori: Tabulazione, Virgola e Spazio. NOTA: Il modello GAINS utilizza come separatore delle decine il punto, per cui si verifichi che in Excel sia stata impostata questa opzione. È possibile anche un copia e incolla dei dati su un foglio Excel che però non garantisce la formattazione.
3.1.3 Costs
Dalla homepage selezionando “Costs” si ottiene la seguente pagina, relativa all’analisi dei costi.
Fig. 15 – Costs page: calcolo dei costi nel modello GAINS-Italia.
È necessario specificare che i costi mostrati in questa pagina si riferiscono ai costi di implementazione di misure tecnologiche cosiddette “end-of-pipe” associate ad un determinato scenario e ad un singolo inquinante (che è definito come “principale” laddove le misure influenzano più di un inquinante). Una analisi più completa che consideri anche misure strutturali volte alla mitigazione dei gas ad effetto serra o riguardanti ad esempio la riqualificazione energetica degli edifici, o altre misure tecnologiche di efficienza energetica che non si possono considerare “end-of-pipe” va eseguita esternamente al modello GAINS-Italia (off-line) secondo una metodologia
Pagina | 23
sviluppata da IIASA, che utilizza parametri di GAINS, attualmente in corso di “adattamento” a GAINS-Italia. Analogo “adattamento” è in corso per quanto riguarda il modulo di ottimizzazione di GAINS che realizza pienamente l’approccio multi-pollutant e tratta simultaneamente misure di riduzione dell’inquinamento atmosferico con misure di riduzione dei gas serra. In questa modalità, anch’essa eseguita off-line, si individua una soluzione cost-
effective che garantisca il raggiungimento di un dato set di obiettivi ambientali. Guardando più in dettaglio il menu principale della pagina, va inizialmente selezionato l’inquinante di interesse (ad es. SO2), nella apposita finestra a tendina, quindi si seleziona la modalità in cui verranno visualizzati i risultati scegliendo un tipo di aggregazione tra quelli elencati (fig. 16):
- Activity - Sector - Activity and Sector - CORINAIR SNAP1 - UNFCCC/CRF –EMEP/NFR – aggregated - UNFCCC/CRF –EMEP/NFR – detailed In alternativa l’utente può scegliere la visualizzazione dettagliata nella sezione “Detailed Results by” selezionando l’opzione desiderata (per SO2 esistono 2 opzioni, vedi fig. 16, per NOx esiste
una terza opzione “mobile sources”, mentre per gli altri inquinanti esiste solo l’opzione “Control Option”).
Fig. 16 – Possibilità di calcolo costi per inquinante per scenario.
Infine nella sezione “Input Data” (fig. 17) l’utente può visualizzare i dati di input utilizzati per il calcolo dei costi. Gli “Input Data” si dividono in “Common” e “Country Specific”. I dati Common” sono comuni a tutti gli scenari mentre i dati “Country Specific”, intesi come Region Specific in GAINS-Italia, nel caso di utente USER, possono essere modificati e adattati alla singola regione
Fig. 17 – Calcolo costi: tipologia di dati di input.
Pagina | 24
Una volta selezionato il tipo di aggregazione e/o dettaglio nella visualizzazione dei risultati, l’utente deve specificare nella sezione “Parameter Selection” (Fig. 18):
- il gruppo di scenari da esaminare; - il nome dello scenario da esaminare (es.
Scen_Nazionale_Climate_Policy); - Single region o predefined groups (al
momento esistono solo Single region); - GAINS Region (es. Lazio); - Cost set (es. 4% interest rate (2005)).
Fig. 18 – Parameter selection nella pagina Costi. Terminate le selezioni e cliccando il pulsante “Show Data Table” verrà visualizzata la tabella con i risultati di calcolo dei costi. Per il dettaglio sulla metodologia di calcolo dei costi si rimanda alla documentazione ufficiale IIASA. È utile in questa fase osservare che i costi così associati agli scenari consentono di comparare i costi associati ad uno scenario A di riferimento con uno scenario B con misure e quindi per differenza valutare i costi aggiuntivi dovuti alla implementazione delle misure tecnologiche “end-of-pipe”. ATTENZIONE: il pulsante “Cost Curves”, in fondo al menu di sinistra, NON è attivo e se selezionato produce una pagina di errore.
3.1.4 Impacts
La pagina “Impacts” consente di visualizzare gli impatti di qualità dell’aria e di impatto sulla salute e l’ambiente come mappa e/o in forma tabellare. Il calcolo delle mappe prodotte da GAINS-Italia avviene attraverso l’uso di Matrici di Trasferimento Atmosferico (MTA). Le matrici di trasferimento sono elaborate con il Sistema Modellistico Atmosferico del sistema MINNI. Le MTA rappresentano relazioni sorgente-ricettore di tipo lineare con una risoluzione spaziale di 20x20 km2. Le MTA sono state costruite considerando come anno emissivo il 2015 e come anni meteorologici il 2003, 2005 e 2007. A partire dalle MTA è possibile calcolare mappe di impatto per un qualunque scenario inserito nel modello per un anno qualsiasi (dal 2000 al 2030 ad intervalli quinquennali). Le nuove MTA sono in fase di elaborazione per cui al momento il modello contiene le MTA inserite in precedenza nel modello RAINS, esclusivamente come test del modello stesso. Tali matrici sono da ritenersi obsolete e pertanto inutilizzabili. Gli impatti relativi alla qualità dell’aria che il modello consente di calcolare sono
− concentrazioni medie annuali di PM2.5;
− concentrazioni di ozono troposferico;
Pagina | 25
− deposizione di zolfo e di azoto (ridotto e ossidato);
− concentrazioni di NOx. Per quanto riguarda gli indicatori di impatto sulla salute e la vegetazione, il modello calcola
− impatto sulla salute dovuto al PM2.5 in termini di riduzione dell’aspettativa di vita;
− impatto sulla salute da ozono troposferico come morti premature;
− eccedenze di carichi critici per acidificazione ed eutrofizzazione. Analogamente al par. 3.1.2 illustriamo la procedura di calcolo degli impatti attraverso un esempio. Supponiamo di voler calcolare le concentrazioni medie annuali di PM2.5 al 2020 per lo scenario nazionale CP. 1) Nella parte sinistra della pagina “Impacts” (fig. 19), nella sezione “Graphical
Display (Maps)” si selezioni l’opzione Ambient Concentrations and Deposition. 2) A questo punto nella parte destra della pagina si apre la finestra “Parameter
selection” che consente di selezionare il dominio di calcolo (fig. 19). I domini di calcolo selezionabili sono
� EMEP; � Europe; � Italy: le concentrazioni sono limitate alla sola Italia; � Italy (all): consente di visualizzare le concentrazioni sull’intero dominio di
calcolo del sistema MINNI. Si selezioni per esempio l’opzione Italy.
Fig. 19 – Impacts page: calcolo mappe impatti qualità dell’aria, salute e ambiente.
3) Una volta effettuate le selezioni, in una nuova finestra apparirà una mappa bianca
e nella parte sinistra la finestra “Parameter selection” (fig. 20).
Pagina | 26
Fig. 20 – Selezione parametri per il calcolo della mappa delle concentrazioni medie annuali di PM2.5 per
lo scenario nazionale Climate Policy al 2020.
4) Nella sezione “Emission Pattern/Year” selezionare All scenarios → NAT_CLE_CP →
2020, mentre nella sezione “Indicator/Legend” selezionare Concentration →
PM2.5 → conc_pm25 [ug/m3] (fig. 20). Nella sezione “Source” scegliere dal menu a tendina total ed infine cliccare sul tasto Show Map. In questo modo verrà visualizzata la mappa riportata in fig. 21.
Fig. 21 – Mappa nazionale con le concentrazioni medie annuali di PM2.5 per lo scenario CP.
Pagina | 27
3.1.5 Control
Dalla pagina “Control” è possibile visualizzare la struttura con cui uno scenario emissivo è organizzato. Uno scenario emissivo è composto da
- activity pathways suddivisi in 5 gruppi: energia (ENE), sorgenti mobili (MOB),
agricoltura (AGR), processi (PROC) e sorgenti di NMVOC (VOC); - fattori di emissione raccolti in un emission vector; - strategia di controllo che riassume le ipotesi relative all’applicazione delle
tecnologie per ogni attività e settore. Ogni combinazione di questi tre fattori determina ovviamente un nuovo scenario emissivo. Per ogni scenario è inoltre specificato un owner, ossia la persona che lo ha creato e che ha quindi la possibilità di modificarlo. Accedendo quindi alla pagina “Control” e cliccando nella parte sinistra della pagina alla sezione Scenarios → View Structure of Emission Scenarios, si aprirà nella parte destra la finestra “Parameter selection” in cui sarà possibile specificare lo scenario, la regione e la tipologia di attività che si vuol visualizzare (fig. 22).
Fig. 22 – Control page: come visualizzare la struttura di uno scenario emissivo.
Supponendo di voler visualizzare la struttura dello scenario nazionale NAT_CLE_CP per tutte e 5 le tipologie di attività, i dati verranno mostrati come riportato in fig. 23: la Regione (NATI_WHOL, nel nostro caso), la tipologia di attività, l’activity pathway e la strategia di controllo associati allo scenario richiesto (il NAT_CLE_CP) e l’Emission vector owner.
Fig. 23 – Control: struttura di uno scenario emissivo.
Pagina | 28
Le informazioni visualizzabili dalla pagina “Control” sono riportate inoltre in ogni uscita del modello, nella parte finale delle elaborazioni. La pagina “Control” consente di visualizzare anche la strategia di controllo di una regione relativa ad un determinato scenario e inquinante.
3.1.6 Data Management
La pagina “Data Management” consente di scaricare i dati direttamente in file Excel (fig. 24) nell’accesso VIEWER o di caricarli se autenticati come USER. Vedremo successivamente le opzioni disponibili come USER.
Fig. 24 – Data Management per utente VIEWER: download e upload dati.
Nella parte sinistra della pagina è possibile selezionare il tipo di dati che si vuole scaricare. Cliccando su Activity Data è possibile scaricare lo scenario energetico, i dati relativi al settore processi, alle sorgenti emettitrici di NMVOC e ammoniaca. Il tasto Control Strategies consente di scaricare le strategie di abbattimento e con l’opzione Regional Parameters si scaricano i parametri region-specific quali fattori di emissione, costi, efficienze di rimozione, etc. Una volta scelto tra Activity Data, Control Strategies e Regional Parameters, si aprirà nella parte destra della pagina la finestra “Parameter selection” in cui è possibile selezionare lo scenario, la regione e la tipologia di dati che si vuole scaricare (fig. 25).
Fig. 25 – Operazioni per scaricare in Excel lo scenario energetico nazionale CP.
Cliccando su Get Excel File (fig. 25) è possibile aprire o salvare il file.
Pagina | 29
3.2 L’utente USER
Gli utenti registrati al modello GAINS-Italia online che vengono assegnati dal GAINS Manager alla classe USER hanno la possibilità di eseguire proprie elaborazione di dati e creare nuovi scenari emissivi. Lo IIASA suggerisce una sequenza di passaggi da seguire per la creazione di uno scenario emissivo (IIASA, 2009) che verranno illustrati nel seguito:
1. creare un nuovo scenario emissivo; 2. creare un nuovo activity pathway; 3. creare una nuova strategia di controllo; 4. assegnare l’activity pathway e la strategia di controllo al nuovo scenario.
Una volta creato il nuovo scenario, sarà poi possibile scaricare dati di attività e strategia di controllo ad esso associati e modificarne e/o aggiornarne i dati in funzione delle elaborazioni che si vogliono conseguire. Nella creazione di un nuovo scenario, si suggerisce di seguire i seguenti passaggi nell’ordine in cui vengono presentati.
3.2.1 Creare un nuovo scenario emissivo
Dalla pagina principale di accesso al modello, selezionare la pagina “Control” dal menu (fig. 26). Confrontando le figg. 22 e 26 si evince come le opzioni selezionabili, come USER e non come VIEWER, sono decisamente maggiori, essendo ora disponibili le opzioni “Manage […]” che consentono di creare scenari emissivi, strategie di controllo e activity pathway.
Fig. 26 – Creazione di un nuovo scenario emissivo.
Nella parte sinistra della pagina “Control”, cliccare nella sezione Scenarios → Manage
Emission Scenarios e nella finestra centrale “Available Scenarios” cliccare su Create
New Scenario Definition (fig. 26). A questo punto si aprirà una nuova finestra (fig. 27) in cui inserire lo Scenario ID, Scenario Label ed una breve descrizione di ciò che lo scenario rappresenta.
Pagina | 30
Fig. 27 – Definizione di un nuovo scenario emissivo.
Lo scenario ID è il nome con cui lo scenario verrà conservato nel database e che non potrà essere successivamente modificato, per poterla modificare si dovrà necessariamente eliminare lo scenario e crearne uno nuovo. La label invece è il nome con cui lo scenario appare nei menu a tendina di selezione e può essere sempre modificata dall’”owner” dello scenario. Ipotizziamo di inserire come Scenario ID “test_prova” e come Scenario Label “test_manuale”. È sempre opportuno inserire un breve testo per descrivere le finalità per cui lo scenario è stato creato. Cliccando su Insert Scenario, apparirà la finestra riportata in fig. 28 che attesta la riuscita creazione dello scenario.
Fig. 28 – Il nuovo scenario emissivo è stato creato con successo.
Una volta creato lo scenario, il modello ci ricorda che attualmente lo scenario è vuoto e che si devono ad esso assegnare dati, regioni GAINS ed eventualmente modificare gli anni per cui lo scenario è definito, altrimenti di default il modello crea lo scenario per tutti gli anni, ossia dal 1990 al 2030 con intervallo temporale quinquennale. Per importare i dati nello scenario si può cliccare direttamente nella pagina di conferma di fig. 28 oppure ritornare nella pagina “Control” e cliccare su Import, tasto alla destra del nome del nuovo scenario creato. A questo punto si apre la finestra “Import Emission Scenario Definition” (fig. 29) in cui è possibile selezionare il file sorgente da cui importare i dati. Ipotizziamo che lo scenario sorgente del nostro nuovo scenario “test_prova” sia lo scenario NAT_CLE_NOCP.
Pagina | 31
Fig. 29 – Come importare i dati da uno scenario sorgente nel nuovo scenario emissivo.
Una volta selezionato lo scenario sorgente dal menu a tendina, si può cliccare su Import scenario definition (fig. 29). A questo punto è stato creato un nuovo scenario emissivo, di cui lo User è owner. Il nuovo scenario è una copia di uno scenario esistente presente in GAINS, per cui visualizzando ora, per esempio, le emissioni del nuovo scenario esso riprodurrà le emissioni dello scenario sorgente. La differenza è che però lo User è ora abilitato a modificare i dati di input e parametri di calcolo associati allo scenario emissivo di cui è owner.
3.2.2 Creare un nuovo activity pathway
Per creare un nuovo activity pathway si deve nuovamente accedere alla pagina “Control”. Nella parte sinistra della pagina nella sezione “Pathways” cliccare su Manage Pathways. Nella parte centrale della pagina una volta aperta la sezione “Available Pathways” cliccare su Create New Activity Pathway (fig. 30). L’activity pathway rappresenta il modo in cui evolveranno nel tempo i consumi energetici, le produzioni, gli allevamenti, i rifiuti, etc, per lo scenario emissivo che abbiamo creato. Lo scenario dei dati di input dovrà quindi essere definito per tutti i settori ed i parametri che compaiono nel modello nell’intervallo temporale definito.
Fig. 30 – Come creare un nuovo activity pathway.
Analogamente a quanto accaduto per lo scenario emissivo, si aprirà una nuova finestra, “Create New Activity Pathway”, in cui si dovranno definire il Pathway ID ed
Pagina | 32
una sua breve descrizione, che è sempre consigliabile fornire. Ipotizziamo di aver definito come ID “act_manuale” (fig. 31).
Fig. 31 – Definizione di un nuovo activity pathway.
Cliccando su Create pathway (fig. 31) si aprirà la schermata di fig. 32, “Create New Activity Pathway”, che ci ricorda come, analogamente allo scenario, il nuovo activity pathway creato è vuoto.
Fig. 32 – Il nuovo activity pathway è stato creato con successo.
A questo punto si possono importare nel nuovo activity pathway i dati di un pathway già esistente sia attraverso la pagina di fig. 32 oppure ritornando alla pagina “Control”, cliccare su Manage Activity Pathways e nell’elenco degli “Available Pathways” cliccare su Import, tasto a destra del nuovo activity pathway creato. Si potrebbe anche decidere di caricare manualmente i dati. Tale operazione è però vivamente sconsigliata per l’alta probabilità di introdurre errori. Supponiamo di utilizzare come sorgente l’activity pathway NOCP_28C_NAT. Una volta selezionato il pathway sorgente cliccare su Import pathway definition (fig. 33).
Pagina | 33
Fig. 33 – Come importare i dati di un pathway sorgente nel nuovo activity pathway.
Terminata questa procedura comparirà un messaggio che l’operazione è avvenuta con successo. L’activity pathway è ora una copia del pathway sorgente, ma abbiamo ora la possibilità di modificare i dati in esso contenuti.
3.2.3 Creare una nuova strategia di controllo
Per creare una nuova strategia di controllo, ritornare sulla pagina “Control” e nella sezione “Control Strategies” cliccare su Manage Control Strategies. Si aprirà a questo punto nella parte centrale la sezione “Available Control Strategies” in cui sarà possibile cliccare su Create New Control Strategy (fig. 34). La strategia di controllo rappresenta la percentuale di applicazione di una tecnologia in un settore per un determinato livello di attività (combustibile, produzione, numero di animali, etc.) definita per ogni inquinante e per ogni anno. Le strategie di controllo prendono come baseline le normative relative al controllo delle emissioni (sui trasporti, impianti, etc), su cui possono poi essere inseriti i piani nazionali, i piani di qualità dell’aria regionali, e così via.
Fig. 34 – Come creare una nuova strategia di controllo.
Pagina | 34
Cliccando su Create New Control Strategy, si aprirà la nuova finestra “Create New Control Strategy” (fig. 35) in cui si dovranno inserire la Strategy ID, la descrizione della strategia di controllo (opzione consigliata) ed indicare la regione per cui la strategia è stata creata (ITALY nel nostro esempio). Ipotizziamo di creare una nuova strategia nazionale e di identificarla come “manuale”. Cliccando su Insert Control Strategy (fig. 35) verrà creata la nuova strategia di controllo.
Fig. 35 – Definizione di una nuova strategia di controllo.
Cliccando su Insert Control Strategy (fig. 35) si aprirà la schermata di fig. 36 che ci ricorda come, analogamente a quanto visto precedentemente, la nuova strategia di controllo creata è vuota. A questo punto si possono importare nella nuova strategia di controllo i dati di una strategia già esistente sia attraverso la pagina di fig. 36 oppure ritornando alla pagina “Control”, cliccando su Manage Control Strategies e nell’elenco delle “Available Strategies” cliccare su Import, tasto a destra della nuova strategia di controllo creata. Si potrebbe anche decidere di caricare manualmente i dati. Tale operazione è però vivamente sconsigliata per l’alto tasso di errore che introduce.
Fig. 36 – La nuova strategia di controllo è stata creata con successo.
Supponiamo di utilizzare come sorgente la strategia di controllo NAT_CLE_NOCP. Una volta selezionato la strategia sorgente cliccare su Import control strategy definition (fig. 37).
Pagina | 35
Fig. 37 – Importare nella nuova strategia di controllo i dati da una strategia sorgente.
Una volta terminata questa procedura comparirà un messaggio che l’operazione è avvenuta con successo. La strategia di controllo è ora una copia della strategia sorgente, ma abbiamo la possibilità di modificarne i dati.
3.2.4 Associare activity pathway e strategia di controllo al nuovo scenario emissivo
Lo scenario emissivo creato nel par. 3.2.1 è ancora una copia dello scenario emissivo sorgente. Per poterlo modificare si devono ad esso associare il nuovo activity pathway e la nuova strategia di controllo creati. Si deve pertanto tornare nella pagina “Control” e cliccare nuovamente su Manage
Emission Scenarios e nella parte centrale dove compaiono gli “Available Scenarios” selezionare il nostro nuovo scenario, “test_manuale”, e cliccare su Definition (fig. 38).
Fig. 38 – Modificare la definizione del nuovo scenario emissivo creato.
Cliccando su Definition si apre la schermata di fig. 39.
Pagina | 36
Fig. 39 – Associare al nuovo scenario emissivo, la nuova strategia di controllo e il nuovo activity pathway.
Nello Step 1: Select GAINS region, si deve preliminarmente selezionare la regione per cui si vogliono apportare le modifiche, nel nostro caso l’Italia. Nello Step 2: Define the scenario for the selected GAINS region possiamo associare al nostro scenario il nuovo activity pathway e la nuova strategia di controllo. Per modificare la strategia di controllo, andare nella sezione “Control Strategy”, selezionare l’owner, ossia la persona che ha creato la strategia di controllo, e successivamente selezionare la strategia di controllo creata, “manuale” nel nostro caso. Nella sezione “Activity Pathway” ripetendo le stesse operazioni, ossia selezione dell’owner e dell’activity pathway, “act_manuale”, possiamo associare al nuovo scenario l’activity pathway da noi creato. Per rendere effettive le modifiche, è sufficiente cliccare su Save all 6 changes (fig. 39). Il numero indicato nel tasto “Save” dipende ovviamente dal numero di modifiche effettuato. Terminate le modifiche, ritornando alla pagina “Control” possiamo ora visualizzare la struttura del nostro scenario emissivo seguendo il percorso illustrato al par. 3.1.5. Il nostro nuovo scenario comparirà nel menu a tendina come “My scenarios” e la sua struttura è come riportata in fig. 40, da cui si evince che lo scenario da noi creato, “test_manuale”, ha ora anche la nuova strategia di controllo, “manuale”, ed il nuovo activity pathway, “act_manuale”.
Fig. 40 – Struttura del nuovo scenario emissivo, “test_manuale”.
Pagina | 37
Una volta creata la struttura del nostro scenario vediamo nei paragrafi seguenti come inserire, modificare e caricare i nostri dati. Prima però effettuiamo un veloce riepilogo delle operazioni appena descritte.
3.2.5 Riepilogo
Si sarà constatato nella descrizione delle operazioni da seguire per creare un nuovo scenario emissivo, un nuovo activity pathway ed una nuova strategia di controllo come la procedura sia sostanzialmente sempre la stessa e per semplicità la sintetizziamo brevemente
1. tutto ha inizio dalla pagina “Control”; 2. selezionare Manage […] per creare scenario emissivo, strategia di controllo o
activity pathway; 3. una volta che si è aperta la sezione “Available […]” cliccare su Create new […]; 4. a questo punto si apre la pagina “Create […]” in cui inserire ID e descrizione e
cliccare su Insert […]; 5. si aprirà una finestra che ci ricorda che tutto ciò che abbiamo creato è vuoto e
che dobbiamo importare i dati da uno scenario, pathway o strategia sorgente; 6. per importare i dati utilizzare la pagina “Create […]” che si è appena aperta o
tornare alla pagina “Control” e selezionare Import; 7. dalla pagina “Import […]” che si è appena aperta selezionare la sorgente di cui
copiare i dati e cliccare su Import […] definition; 8. il nuovo scenario emissivo, il nuovo activity pathway e la nuova strategia di
controllo sono stati così creati e devono essere associati allo scenario emissivo (vedi par. 3.2.4) per poter essere modificati.
3.2.6 Download e upload
Una volta creato lo scenario emissivo e assegnatoli strategia di controllo e activity pathway, è possibile modificarlo per inserire i propri dati ed effettuare proprie elaborazioni. Si devono ovviamente scaricare preliminarmente i file che si vogliono modificare. Come precedentemente illustrato, è possibile scaricare i dati selezionando l’opzione Download nella pagina “Data Management” (si confronti il par. 3.1.6). Una volta scaricato il file è ora possibile modificarlo, correggerlo, aggiornarlo rispettando la struttura del file ed inserendo le modifiche nelle celle consentite. È infatti possibile modificare solo i valori delle celle bianche. Le celle grigie indicano che non è possibile inserire alcun dato, le celle gialle rappresentano la somma di dati contenuti nello stesso foglio di lavoro, mentre le celle celesti contengono i dati derivanti da altri fogli. Supponiamo di voler modificare lo scenario energetico del nostro nuovo scenario ed in particolare i consumi di gasolio delle autovetture al 2005. Lo scenario energetico che verrà scaricato avrà un nome del tipo “actPathEneMob_test_prova__NATI_WHOL__ilariadeli__06-07-2011_18_38.xls”. Il nome del file Excel scaricato indica nella prima parte il tipo di dati (in questo caso scenario energetico, “actPathEneMob”), poi viene indicato lo scenario ID (“test_prova”), la regione cui il file si riferisce (l’Italia in questo caso, “NATI_WHOL”,
Pagina | 38
ma potrebbe esserci il nome di una qualunque Regione), l’owner dello scenario, e data e ora in cui il file è stato scaricato. La struttura del file è riportata in fig. 41. Ogni file di input contiene un foglio “Main” ed un foglio “Explanation” (fig. 41). Il foglio “Main” contiene un riepilogo dello scenario ed un riepilogo dei fogli contenuti nel file ed è da qui che è possibile stabilire quali fogli caricare nel modello selezionando dal menu a tendina accanto al nome di ogni foglio l’opzione UPLOAD o NO UPLOAD. Il foglio “Explanation” contiene invece una legenda di tutte le attività, i settori e le tecnologie contenute nel file ed una sintetica descrizione delle operazioni consentite. Oltre ai fogli “Main” ed “Explanation”, ogni file contiene dei fogli specifici per i dati di input che si vogliono caricare. Per cui, per esempio, il file relativo allo scenario energetico contiene fogli in cui inserire i consumi di tutte le sorgenti, “en_tot”, i consumi relativi al settore trasporto, “en_mob”, i consumi relativi al settore industriale, “en_ind”, al settore domestico, “en_dom”, alle fonti rinnovabili, “en_ren”, e così via. Nel nostro esempio, supponiamo di voler portare i consumi di gasolio (MD) delle autovetture (TRA_RD_LD4C) al 2005 da 370.50 PJ a 500 PJ. Si deve quindi aprire il file relativo allo scenario energetico, selezionare il foglio “en_mob”, modificare il dato di consumo del settore TRA_RD_LD4C – MD portandolo a 500 PJ, andare nel foglio “Main” ed in corrispondenza della voce “en_mob” selezionare l’opzione UPLOAD. Si ricorda che le modifiche possono solo essere inserite dall’owner, si deve pertanto verificare nel foglio “Main” che “User” e “Owner” siano identici. A questo punto salvare e chiudere il file. NOTA: il modello GAINS non supporta il formato Excel 2007, pertanto verificare che i file siano salvati nel formato Excel [97-2003]. Il modello in ogni caso esegue una verifica del formato (Check file type – fig. 42).
Pagina | 39
Fig. 41 – Struttura del file relativo all’activity pathway dello scenario energetico.
Pagina | 40
Inserite le modifiche desiderate, si può a questo punto caricare il file nel modello. Dal menu del modello cliccare sulla pagina “Data Management” e nella sezione “Upload” cliccare su Upload file (fig. 42). A questo punto nella parte centrale della pagina si aprirà una finestra in cui è possibile specificare il file che si vuole caricare nel modello. Selezionato il file, cliccare su Upload Spreadsheet. ATTENZIONE: nella voce “Upload for Owner” deve essere indicato lo stesso nome che compare nel foglio MAIN del file Excel che si vuole caricare.
Fig. 42 – Caricare i dati nel modello GAINS-Italia.
Completata l’operazione di Upload nel modello comparirà una schermata che riepiloga i fogli caricati (nel nostro caso il foglio “en_mob”) ed il valore dei dati caricati (fig. 43).
Fig. 43 – Conferma della riuscita operazione di caricamento dati nel modello.
La procedura illustrata può essere analogamente ripetuta per qualunque tipo di file (activity pathway o strategia di controllo) che si vuole caricare nel modello.
Pagina | 41
Quindi riepilogando
1. accedere alla pagina “Data Management”; 2. scaricare dalla sezione “Download” il file o i file di cui si vogliono modificare i
dati (si confronti il par. 3.1.6); 3. modificare i dati off-line; 4. terminata l’operazione di modifica, nel foglio “Main” selezionare la voce
UPLOAD in corrispondenza di quei fogli in cui si sono apportate delle modifiche; 5. chiudere e salvare il file Excel verificando che sia nel formato Excel [97-2003]; 6. tornare nella pagina “Data Management”; 7. nella sezione “Upload” cliccare su Upload File; 8. verificare che alla voce “Uploading for owner” l’owner inserito nella schermata
sia lo stesso che compare nel foglio Main del file Excel; 9. selezionare il file che si vuole caricare nel modello e cliccare su Upload
Spreadsheet; 10. attendere il messaggio di corretto caricamento dei dati da parte del modello; 11. le modifiche apportate sono ora effettive ed è possibile eseguire ogni
operazione illustrata nel par. 3.1 utilizzando il proprio scenario. Oltre al contenuto di questo manuale, l’ENEA fornisce supporto ed assistenza per dubbi, chiarimenti ed errori che dovessero manifestarsi. È sufficiente inviare una email al seguente indirizzo [email protected]
Pagina | 42
APPENDICE A
Associazione codici GAINS - codici SNAP utilizzata per l’armonizzazione con l’inventario nazionale delle
emissioni, ISPRA 2005.
GAINS code SNAP code Inquinante
SNAP 01
PP_EX, PP_NEW 0101, 0102 All
CON_COMB, PR_REF, WASTE_FLR 0103, 0104, 0401, 090203 All
SNAP 02
DOM tutto il gruppo 02 All
SNAP 03 e 04
IN_BO, IN_OC tranne IN_CHEM_OC, IND_OTH
tutto il gruppo 03 e 04 tranne 0401, 0404, 0405, 040605-08
COV
IN_BO, IN_OTHER_OC 0301 SO2, NOx, PM10, CO2
PR_COKE 040201, 040204 SO2, PM10
PR_PIGI, PR_PIGI_F 040202, 040203 PM10
PR_BAOX 040206 PM10
PR_EARC 040207 PM10
PR_SINT, PR_SINT_F 030301, 040209 SO2, NOx, PM10
PR_CAST, PR_CAST_F 030302, 030303, 040208, 040210 PM10
IN_ISTE_OC 0302 SO2, NOx, PM10
IN_ISTE_OC 0302, 030301-03, 0402 CO2
IN_NMMI_OC, PR_CEM, PR_LIME 030311-12, 030314-20, 040612-14 CO2
IN_NFME_OC 030304-10, 030322, 0403 CO2
IN_PAP_OC 030321, 040601-04 CO2
IN_CHEM_OC 0404, 0405 CO2
OTHER_CO2 Restanti settori 03 e 04 CO2
PR_CEM 030311, 040612 SO2, NOx, PM10
PR_GLASS 030314-030317, 040613 SO2, NOx, PM10
PR_LIME 030312, 040614 SO2, NOx, PM10
PR_CBLACK 040409 PM10
PR_FERT 040403-08, 040414 PM10
PR_SUAC 040401 SO2
PR_NIAC 040402 NOx, N2O
PR_PULP, IN_PAP_OC 030321, 040601-04 SO2, NOx, PM10
OTHER_SO2 tutto il restante gruppo 03, 04, e tutto il gruppo 06
SO2
OTHER_NOx, IN_CHEM_OC tutto il restante gruppo 03, 04, e tutto il gruppo 06
NOx
PR_OTHER, OTHER_PM10, IN_CHEM_OC
tutto il restante gruppo 04, e tutto il gruppo 06
PM10
PR_ALPRIM 040301 PM10
PR_ALSEC 030310, 030322 PM10
PR_OT_NFME, IN_NFME_OC tutto il gruppo 0403 tranne 040301, 030304-030309
PM10
PR_OT_NFME, IN_NFME_OC tutto il gruppo 0403, 030304-030310, 030322
SO2
IN_NFME_OC tutto il gruppo 0403, 030304-030310, 030322
NOx
PR_ADIP 040521 N2O
IN, IO_NH3_EMISS tutto il gruppo 03 e 04 tranne 0404, 0405, 06
NH3
Pagina | 43
FERTPRO 0404, 0405 NH3
FOOD 040605-08 COV
INORG, ORG_STORE, PVC_PR, STCRACK_PR, OTH_ORG_PR, IN_CHEM_OC
tutto il gruppo 0404 e 0405 COV
IN, OTHER_N2O tutto il gruppo 03 e 04 tranne 040402, 040521
N2O
SNAP 05
EXD_GAS, EXD_GAS_NEW 0503, 0506 COV
EXD_LQ, EXD_LQ_NEW 0502, 0504 COV
D_GASST, D_REFDEP tutto il gruppo 0505 COV
PROD 0502-0503 CH4
TRANS 0506 CH4
MINE_BC 0501 CH4
MINE, TRANS, PROD, EXD, STH_COAL tutto il gruppo 05 SO2, NOx, PM10, NH3, CO2
SNAP 06
DRY e DRY_NEW 060202 COV
DEGR e DEGR_NEW 060201 COV
VEHTR 060407, 09 COV
DOM_OS 060408 COV
DECO_P 060103-04 COV
AUTO_P e AUTO_P_NEW 060101 COV
VEHR_P e VEHR_P_NEW 060102 COV
060106 COV
COIL 060105 COV
WOOD_P, WOOD, WOOD_CR, 060107, 060406 COV
IND_P 060108 COV
PIS 060307-11 COV
PLSTYR_PR 060301-03, 060304 COV
SYNTH_RUB 060305 COV
PHARMA 060306 COV
PRT 060403 COV
IND_OS 060312, 060401-02 COV
GLUE 060405 COV
LEATHER 060313 COV
FATOIL 060404 COV
WIRE, SHOE, TYRE tutte le altre attività del settore 06 COV
SNAP 07
TRA_RD_LD4C 0701 All
TRA_RD_LD4C-ABRASION, TRA_RD_LD4C-BRAKE, TRA_RD_LD4C-TYRE
070701 PM10
TRA_RD_LD4T 0702 All
TRA_RD_LD4T-ABRASION, TRA_RD_LD4T-BRAKE, TRA_RD_LD4T-TYRE
070702 PM10
TRA_RD_HD 0703 All
TRA_RD_HDT-ABRASION, TRA_RD_HDT-BRAKE, TRA_RD_HDT-TYRE, TRA_RD_HDB-ABRASION, TRA_RD_HDB-BRAKE, TRA_RD_HDB-TYRE
070703 PM10
TRA_RD_LD2 0704 All
TRA_RD_LD2-ABRASION, TRA_RD_LD2-BRAKE, TRA_RD_LD2-TYRE
070704 PM10
TRA_RD_M4 0705 All
Pagina | 44
TRA_RD_M4-ABRASION, TRA_RD_M4-BRAKE, TRA_RD_M4-TYRE
070705 PM10
TRA_RD_LD4C_EV, TRA_RD_LD4T_EV 0706 COV
SNAP 08
TRA_OT_AGR 0806 All
TRA_OT_AIR 0805 All
TRA_OT_CNS 0808 All
TRA_OT_LB - GAS 0105 All
TRA_OT_LB - MD/GSL 0801, 0810 All
TRA_OT_LD2 0807 - 0809 All
TRA_OTS, TRA_OT_INW 0803 - 0804 All
TRA_OT_RAI 0802 All
TRA_OT_EV 0706 COV
SNAP 09 e 10
WASTE_AGR 1003 + 17% di 0907 SO2, NOx, PM10, COV, CH4, CO2
WASTE_RES, MSW, INW, IND tutto il gruppo 09 (tranne 090203 e 0907)
SO2, NOx, PM10
WASTE_RES 0902, 0910 (tranne 090203) CO2
WASTE_VOC 0902, 0904, 0910, 1005 COV
MSW, INW 0904 CH4
IND_FOOD, IND_OCH, IND_PAP 091001 CH4
WW_DOM_CC, WW_DOM_DC 091002 CH4
WW_DOM 09 N2O
FCON_UREA 1001 NH3
FCON_OTHN 1001 NH3
AGR_ARABLE_TEMP 1001 N2O
MANURE 1005, 1009 N2O
FOREST 100203 N2O
AGR_BEEF 100502, 101514 PM10, NH3
AGR_COWS 100501 PM10, NH3
AGR_PIG 100503, 100505 PM10, NH3
AGR_POULT 100504, 100508, 100509 PM10
AGR_POULT (LH) 100507 NH3
AGR_POULT (OP) 100508, 100509 NH3
AGR_OTANI (SH) 100505,100511 NH3
AGR_OTANI (CM)(a)
100515 NH3
AGR_OTANI ( HO, FU) 100506, 100512, 100510 NH3
SETTORI presenti solo nel modello GAINS
STH (tranne STH_COAL) non stimato nell'inventario nazionale PM10
PR_SMIND_F non stimato nell'inventario nazionale PM10
AGR_ARABLE non stimato nell'inventario nazionale PM10
CONSTRUCT non stimato nell'inventario nazionale PM10
RES_CIGAR non stimato nell'inventario nazionale PM10
RES_FIREW non stimato nell'inventario nazionale PM10
RES_BBQ non stimato nell'inventario nazionale PM10
N2O_USE non stimato nell'inventario nazionale N2O
GRASSLAND non stimato nell'inventario nazionale N2O (a)
Nella voce AGR_OTANI (CM) sono state considerate le emissioni dei conigli.
Pagina | 45
Bibliografia
Amann, M., Cofala, J., Heyes, C., Klimont, Z., Mechler, R., Posch, M., Schöpp, W., 2004. RAINS REVIEW 2004. The RAINS model. Documentation of the model approach prepared for the RAINS peer review 2004. IIASA, Laxenburg (Austria). Borken-Kleefeld, J., Cofala, J., Klimont, Z., Purohit, P., Rafaj, P., 2008. GHG mitigation potentials and costs in the transport sector of Annex I countries - Methodology. International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria. Böttcher, H., Aoki, K., Cara, S. D., Gusti, M., Havlik, P., Kindermann, G., Schneider, U., Obersteiner, M., 2008. GHG mitigation potentials and costs from land-use, land-use changes and forestry (LULUCF) in Annex I countries - Methodology. International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria. Calori, G., Radice, R., 2006. Emission Manager Reference Guide. ARIANET R2006.05. Calori, G., Silibello, C., 2006. FARM (Flexible Air quality Regional Model). Model formulation and user manual – version 2.5. ARIANET R2006.06. Carmichael, G.R., Uno, I., Padnis, M.J., Zhang, Y. Sunwoo, Y., 1998. Tropospheric ozone production and transport in the springtime in east Asia, J. Geophys. Res., 103, 10649-10671. Cotton, W.R., Pielke, Sr.R.A., Walko, R.L., Liston, G.E., Tremback, C.J., Jiang, H., McAnelly, R.L., Harrington, J.Y., Nicholls, M.E., Carrio1, G.G., McFadden, J.P., 2003. RAMS 2001: current status and future directions. Meteorol. Atmos. Phys. 82, 5-29. ENEA, 2005. Linee guida per la raccolta di dati tecnico-economici ad uso del modello RAINS-Italia per la definizione di scenari emissivi regionali. GAINS website, 2009. International Institute for Applied Systems Analysis, Atmospheric Pollution and Economic Development (APD). http://gains.iiasa.ac.at/index.php/home-page Höglund-Isaksson, L., Mechler, R., 2005. The GAINS Model for Greenhouse Gases-Version 1.0: Methane (CH4). IR-05-54. IIASA, Laxenburg, Austria. Höglund-Isaksson, L., Winiwarter, W., Tohka, A., 2008. Potentials and costs for mitigation of non-CO2 greenhouse gases in Annex I countries - Methodology. International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria. Klaasen, G., Berglund, C., Wagner, F., 2005. The GAINS Model for Greenhouse Gases – Version 1.0: Carbon Dioxide (CO2). IR-05-053. IIASA, Laxenburg, Austria. Klimont, Z., Brink, C., 2004. Modelling of Emissions of Air Pollutants and Greenhouse Gases from Agricultural Sources in Europe. IR-04-48. IIASA, Laxenburg, Austria. IIASA, 2009. GAINS Online: Tutorial for advanced users. GAINS Developmen Team. Version 1.0, October 2009. Pielke, R.A., Cotton, W.R., Walko, R.L., Tremback, C.J., Lyons, W.A., Grasso, L.D., Nicholls, M.E., Moran, M.D., Wesley, D.A., Lee, T.J., Copeland, J.H., 1992. A Comprehensive Meteorological Modeling System – RAMS. Meteorol. Atmos. Phys., 49, 69-91. Tohka, A., 2005. The GAINS model for Greenhouse Gases - Version 1.0: HFC, PFC and SF6. IR-05-56. IIASA, Laxenburg, Austria.
Pagina | 46
Winiwarter, W., 2005. The GAINS Model for Greenhouse Gases – Version 1.0: Nitrous Oxide (N2O). IR-05-55. IIASA, Laxenburg, Austria. Zanini, G., Mircea, M., Briganti, G., Cappelletti, A., Pederzoli, A., Vitali, L., Pace, G., Marri, P., Silibello, C., Finardi, S., Calori, G., 2010. Modeling Air Quality over Italy with MINNI Atmospheric Modeling System: from Regional to Local Scale. Paper al Convegno ITM2010. Zanini, G., Pignatelli, T., Monforti, F., Vialetto, G., Vitali, L., Brusasca, G., Calori, G., Finardi, S., Radice, P., Silibello, C., 2005. The MINNI Project: an integrated assessment modelling system for policy making. Proc. of MODSIM 2005 Int. Congress on Modelling and Simulation. Modelling and Simulation Society of Australia and New Zealand, 2005-2011. December 2005. ISBN: 0-9758400-2-9.