Manuale d`uso del modello GAINS-Italia - GAINS Italy online

Manuale d’uso del
modello GAINS-Italia
[Versione 1 – luglio 2011]
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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 | II
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
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PARTE I
1
INTRODUZIONE AL GAINS
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 RAINSEuropa.
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.
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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
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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).
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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/.
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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
Ei,p
Ai,k
efi,k,m,p
xi,k,m,p
rispettivamente Regione (nazione, etc.), attività, misura di riduzione
emissioni, inquinante;
emissioni dell’inquinante p per la Regione (nazione, etc.) i;
livello di attività k (consumo gas centrali elettriche, numero suini, etc.)
della Regione (nazione, etc.) i;
fattore di emissione dell’inquinante p per l’attività k nella Regione
(nazione, etc.) i dopo l’applicazione della misura m;
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);
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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
(a)
HC1
Antracite, grado 1
(a)
HC2
HC3
HF
HT
HYD
LPG
MD
NUC
OS1
ARD
BGS
BIOG
BMG
CHCOA
DNG
FWD
OS2
BLIQ
WSFR
WSFNR
REN
GTH
SHP
SPV
STH
WND
(a)
Antracite, grado 2
(a)
Antracite, grado 3
Olio combustibile pesante
Calore (vapore, acqua calda)
Produzione elettrica da grande idroelettrico
Gas di petrolio liquefatto
Distillati medio (diesel, olio combustibile leggero); inclusi i biocombustibili
Nucleare
Biomasse combustibili
Residui agricoli - uso diretto
Bagassa
Biogas
Biomasse gassificate
Carbone di legna
Letame
Legna da ardere
Altre biomasse e rifiuti utilizzati come combustibile
Black liquor
Rifiuti utilizzati come combustibili, rinnovabili
Rifiuti utilizzati come combustibili, non rinnovabili
Produzione elettrica da rinnovabile
Geotermica
Piccoli impianti idroelettrici
Solare fotovoltaico
Solare termico
Eolico
tenore zolfo a 0.6% o 1% in funzione del settore
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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).
PP
PP_EX_WB
PP_EX_OTH
PP_NEW
PP_IGCC
PP_TOTAL
Tab. 2 – Classificazione del settore PP nel modello GAINS.
Power plants (public power and district heat plants, industrial CHP
plants)
(1)
Existing plants, wet bottom boilers
(1)
Existing plants, other boiler types
New plants
Integrated Gasification Combined Cycle (new)
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 onsite 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.
CON
Tab. 3 – Classificazione del settore CON nel modello GAINS.
Fuel production and conversion (transformation) other than in
power plants
CON_COMB
CON_LOSS
Combustion (other than in boilers)
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.
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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
Other combustion (all sectors) except fuel consumption in cement
IN_OC
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.
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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
Air traffic (total civil aviation - national and international, as
TRA_OT_AIR
reported in energy balances)
TRA_OT_CNS
Mobile sources in construction and industry
TRA_OT_INW
Inland waterways
Other off-road; sources with 4-stroke engines (military, households,
TRA_OT_LB
etc., for GAS also pipeline compressors)
Vehicles and small machines with 2-stroke engines: loan movers,
TRA_OT_LD2
garden tools, hand held saws, motorboats, snow scooters etc.
TRA_OT_RAI
Railways
National maritime shipping (movement of ships between ports in
TRA_OTS
the same country and fishing vessels)
(a)
TRA_OTS_L Maritime, large vessels >1000 GRT
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.
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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
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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
Industrial application of adhesives (use of high performance
GLUE_INH
solvent based adhesives)
Industrial application of adhesives (use of traditional solvent based
GLUE_INT
adhesives)
IND_OS
Other industrial use of solvents
IND_OTH
Other industrial sources
Industrial paint applications - General industry (continuous
IND_P_CNT
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
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MINE
MINE_BC
MINE_HC
MINE_OTH
Tab. 14 – Classificazione industria mineraria nel modello GAINS.
Mining
Brown coal
Hard coal
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 | 12
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
Wastewater from food (incl. beverages and tobacco)
IND_FOOD
manufacturing industry
Wastewater from organic chemical (non-food) manufacturing
IND_OCH
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 | 13
AGR_OTHER
AGR_PIG
AGR_POULT
FCON_OTHN
FCON_UREA
HO Horses
SH Sheep and goats
Other (activity as emissions in kt)
Livestock - pigs
PL Pigs - liquid (slurry) systems
PS Pigs - solid systems
Livestock - poultry
LH Laying hens
OP Other poultry
Fertilizer use - other N fertilizers
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 | 14
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 | 15
PARTE II
3
IL MODELLO GAINS-ITALIA ON LINE
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/gainsitaly-online)
oppure
direttamente
al
link
http://gainsit.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/homepage 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 | 16
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 GAINSItalia 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 | 17
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 | 18
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 | 19
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.
Nella parte sinistra della pagina Emissions,
1)
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 | 20
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 | 21
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 | 22
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 costeffective 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 | 23
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 | 24
− 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 | 25
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 | 26
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 | 27
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 | 28
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.
2.
3.
4.
creare un nuovo scenario emissivo;
creare un nuovo activity pathway;
creare una nuova strategia di controllo;
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 | 29
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 | 30
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 | 31
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 | 32
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 | 33
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 | 34
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 | 35
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 | 36
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 | 37
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 | 38
Fig. 41 – Struttura del file relativo all’activity pathway dello scenario energetico.
Pagina | 39
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 | 40
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 | 41
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,
tutto il gruppo 03 e 04 tranne 0401,
COV
IND_OTH
0404, 0405, 040605-08
IN_BO, IN_OTHER_OC
PR_COKE
PR_PIGI, PR_PIGI_F
PR_BAOX
PR_EARC
PR_SINT, PR_SINT_F
PR_CAST, PR_CAST_F
IN_ISTE_OC
IN_ISTE_OC
IN_NMMI_OC, PR_CEM, PR_LIME
IN_NFME_OC
IN_PAP_OC
IN_CHEM_OC
OTHER_CO2
PR_CEM
PR_GLASS
PR_LIME
PR_CBLACK
PR_FERT
PR_SUAC
PR_NIAC
PR_PULP, IN_PAP_OC
OTHER_SO2
OTHER_NOx, IN_CHEM_OC
PR_OTHER, OTHER_PM10,
IN_CHEM_OC
PR_ALPRIM
PR_ALSEC
PR_OT_NFME, IN_NFME_OC
PR_OT_NFME, IN_NFME_OC
IN_NFME_OC
PR_ADIP
IN, IO_NH3_EMISS
0301
040201, 040204
040202, 040203
040206
040207
030301, 040209
030302, 030303, 040208, 040210
0302
0302, 030301-03, 0402
030311-12, 030314-20, 040612-14
030304-10, 030322, 0403
030321, 040601-04
0404, 0405
Restanti settori 03 e 04
030311, 040612
030314-030317, 040613
030312, 040614
040409
040403-08, 040414
040401
040402
030321, 040601-04
tutto il restante gruppo 03, 04, e tutto
il gruppo 06
tutto il restante gruppo 03, 04, e tutto
il gruppo 06
tutto il restante gruppo 04, e tutto il
gruppo 06
040301
030310, 030322
tutto il gruppo 0403 tranne 040301,
030304-030309
tutto il gruppo 0403, 030304-030310,
030322
tutto il gruppo 0403, 030304-030310,
030322
040521
tutto il gruppo 03 e 04 tranne 0404,
0405, 06
SO2, NOx, PM10, CO2
SO2, PM10
PM10
PM10
PM10
SO2, NOx, PM10
PM10
SO2, NOx, PM10
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
SO2, NOx, PM10
SO2, NOx, PM10
SO2, NOx, PM10
PM10
PM10
SO2
NOx, N2O
SO2, NOx, PM10
SO2
NOx
PM10
PM10
PM10
PM10
SO2
NOx
N2O
NH3
Pagina | 42
FERTPRO
FOOD
INORG, ORG_STORE, PVC_PR,
STCRACK_PR, OTH_ORG_PR,
IN_CHEM_OC
IN, OTHER_N2O
0404, 0405
040605-08
NH3
COV
tutto il gruppo 0404 e 0405
COV
tutto il gruppo 03 e 04 tranne 040402,
N2O
040521
SNAP 05
EXD_GAS, EXD_GAS_NEW
EXD_LQ, EXD_LQ_NEW
D_GASST, D_REFDEP
PROD
TRANS
MINE_BC
0503, 0506
0502, 0504
tutto il gruppo 0505
0502-0503
0506
0501
MINE, TRANS, PROD, EXD, STH_COAL
tutto il gruppo 05
SNAP 06
DRY e DRY_NEW
DEGR e DEGR_NEW
VEHTR
DOM_OS
DECO_P
AUTO_P e AUTO_P_NEW
VEHR_P e VEHR_P_NEW
COIL
WOOD_P, WOOD, WOOD_CR,
IND_P
PIS
PLSTYR_PR
SYNTH_RUB
PHARMA
PRT
IND_OS
GLUE
LEATHER
FATOIL
WIRE, SHOE, TYRE
SNAP 07
TRA_RD_LD4C
COV
COV
COV
CH4
CH4
CH4
SO2, NOx, PM10, NH3,
CO2
060202
060201
060407, 09
060408
060103-04
060101
060102
060106
060105
060107, 060406
060108
060307-11
060301-03, 060304
060305
060306
060403
060312, 060401-02
060405
060313
060404
tutte le altre attività del settore 06
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
COV
0701
All
TRA_RD_LD4C-ABRASION, TRA_RD_LD4CBRAKE, TRA_RD_LD4C-TYRE
070701
PM10
TRA_RD_LD4T
0702
All
TRA_RD_LD4T-ABRASION, TRA_RD_LD4TBRAKE, TRA_RD_LD4T-TYRE
070702
PM10
TRA_RD_HD
0703
All
TRA_RD_HDT-ABRASION, TRA_RD_HDTBRAKE, TRA_RD_HDT-TYRE, TRA_RD_HDBABRASION, TRA_RD_HDB-BRAKE,
TRA_RD_HDB-TYRE
070703
PM10
TRA_RD_LD2
0704
All
TRA_RD_LD2-ABRASION, TRA_RD_LD2BRAKE, TRA_RD_LD2-TYRE
070704
PM10
TRA_RD_M4
0705
All
Pagina | 43
TRA_RD_M4-ABRASION, TRA_RD_M4BRAKE, TRA_RD_M4-TYRE
070705
PM10
TRA_RD_LD4C_EV, TRA_RD_LD4T_EV
SNAP 08
TRA_OT_AGR
TRA_OT_AIR
TRA_OT_CNS
TRA_OT_LB - GAS
TRA_OT_LB - MD/GSL
TRA_OT_LD2
TRA_OTS, TRA_OT_INW
TRA_OT_RAI
TRA_OT_EV
SNAP 09 e 10
0706
COV
0806
0805
0808
0105
0801, 0810
0807 - 0809
0803 - 0804
0802
0706
All
All
All
All
All
All
All
All
COV
WASTE_AGR
1003 + 17% di 0907
SO2, NOx, PM10, COV,
CH4, CO2
tutto il gruppo 09 (tranne 090203 e
0907)
WASTE_RES
0902, 0910 (tranne 090203)
WASTE_VOC
0902, 0904, 0910, 1005
MSW, INW
0904
IND_FOOD, IND_OCH, IND_PAP
091001
WW_DOM_CC, WW_DOM_DC
091002
WW_DOM
09
FCON_UREA
1001
FCON_OTHN
1001
AGR_ARABLE_TEMP
1001
MANURE
1005, 1009
FOREST
100203
AGR_BEEF
100502, 101514
AGR_COWS
100501
AGR_PIG
100503, 100505
AGR_POULT
100504, 100508, 100509
AGR_POULT (LH)
100507
AGR_POULT (OP)
100508, 100509
AGR_OTANI (SH)
100505,100511
(a)
AGR_OTANI (CM)
100515
AGR_OTANI ( HO, FU)
100506, 100512, 100510
SETTORI presenti solo nel modello GAINS
STH (tranne STH_COAL)
non stimato nell'inventario nazionale
PR_SMIND_F
non stimato nell'inventario nazionale
AGR_ARABLE
non stimato nell'inventario nazionale
CONSTRUCT
non stimato nell'inventario nazionale
RES_CIGAR
non stimato nell'inventario nazionale
RES_FIREW
non stimato nell'inventario nazionale
RES_BBQ
non stimato nell'inventario nazionale
N2O_USE
non stimato nell'inventario nazionale
GRASSLAND
non stimato nell'inventario nazionale
(a)
Nella voce AGR_OTANI (CM) sono state considerate le emissioni dei conigli.
WASTE_RES, MSW, INW, IND
SO2, NOx, PM10
CO2
COV
CH4
CH4
CH4
N2O
NH3
NH3
N2O
N2O
N2O
PM10, NH3
PM10, NH3
PM10, NH3
PM10
NH3
NH3
NH3
NH3
NH3
PM10
PM10
PM10
PM10
PM10
PM10
PM10
N2O
N2O
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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 | 45
Winiwarter, W., 2005. The GAINS Model for Greenhouse Gases – Version 1.0: Nitrous Oxide (N2O). IR05-55. 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.
Pagina | 46