Utilizzo del Telepass nella rete di Autostrade per l`Italia. Risparmio

Utilizzo del Telepass nella rete di Autostrade per l’Italia. Risparmio di Combustibile e CO2 evitata
Premessa
Obiettivo: la stima quantitativa delle emissioni inquinanti evitate, grazie all’utilizzo del telepass, nell’attraversamento
dei caselli autostradali della rete di Autostrade per l’Italia S.p.A (ASPI).
A tal fine è stato elaborato un modello di calcolo, che consente la quantificazione dei consumi e delle emissioni sulla
base:
•
dei dati ASPI relativi all’utilizzo del telepass.
•
dei dati ACI relativi al parco automobilistico nazionale
•
della metodologia COPERT che rappresenta lo standard europeo in tema di inquinamento da traffico veicolare.
Nel dossier della Documentazione di Lavoro disponibile agli atti sono poi descritte più estesamente la metodologia di
calcolo e le relative risultanze e sono riportate le tabelle con i risultati completi dei calcoli.
Il modello e le relativa analisi sono state sviluppate dalla Funzione Politiche Infrastrutturali e Studi di Settore
(DRSV/PFS) di Autostrade per l’Italia e la Società MC Project Srl, nell’ambito dell’incarico di collaborazione a
quest’ultima per l’anno 2007, su problematiche relative ai campi dell’energia, dell’ambiente e dello sviluppo di attività
diversificate.
Sintesi dei risultati
Consumi di carburante
In estrema sintesi le stime effettuate evidenziano che i consumi complessivi di carburante evitati nell’arco
dell’anno 2011, grazie all’utilizzo del telepass, ammontano a circa 8.068 tonnellate e che il corrispondente
quantitativo di CO2 evitata ammonta a circa 25.318tonnellate.
L’impiego del telepass sulla rete autostradale di Autostrade per l’Italia S.p.A., poichè la generazione di un KWhe
comporta l’emissione di 0,531 Kg di CO2, comporta pertanto, in un anno, la mancata emissione di una quantità di CO2
pari a quella connessa con la produzione di circa 48 GWhe, ossia circa il 29% dei consumi annuali di energia elettrica
di Autostrade per l’Italia S.p.A..
La penetrazione del telepass sulla rete stradale di Autostrade per l’Italia S.p.A. nel 2011 è la seguente:
Classi
Categorie veicoli
Classe A
motoveicoli e autovetture
Classe B
autobus, autocarri < 7,6 ton
Classe C
Transiti totali
(entrate + uscite)
TPS
1.148.570.530
55,0%
142.709.977
66,2%
autocarri > 7,6 < 16 ton
20.352.740
83,7%
Classe D
autocarri > 16 < 32 ton
9.965.650
84,3%
Classe E
autocarri > 32 ton
75.917.640
88,7%
1.397.516.537
58,6%
TOTALE
Il modello di calcolo sviluppato schematizza il maggior consumo di combustibile di un veicolo no-telepass rispetto ad
uno equipaggiato con telepass in quattro componenti indicate come: Rallentamento; Coda; Pagamento/Ritiro; Riaccelerazione.
Relativamente alle suddette quattro componenti, è stato stimato che in termini percentuali i contributi preponderanti
sono quelli relativi alla fermata per ritiro biglietto o pagamento (40%) ed alla riaccelerazione che segue la fermata
(36%). I consumi per le operazioni di casello sono, in entrata, circa il 39% .
Il 42% del consumo è da attribuire a transiti di veicoli pesanti per il trasporto merci, e cioè a veicoli appartenenti alle
ultime 3 classi di pedaggio, nonostante tali veicoli rappresentino poco più del 11% dei transiti totali con telepass.
Emissioni
La metodologia di calcolo per le emissioni ricalca essenzialmente quella per il calcolo del consumo di combustibile ed è
illustrata nella Documentazione di Lavoro ( relativamente ai dati 2008).
In esso sono riportati anche i dati delle
emissioni a minimo e a 15 Km/h nonché le emissioni evitate nell’anno per tutti i transiti con telepass. Un riepilogo di
tali emissioni è riportato di seguito:
Emissioni di inquinanti (ton)
Euro 0
Euro 1
Euro 2
Euro 3
Euro 4
CO2 teorica
CO
137.8
PM
Totale
25.332
41.5
42.30
29.0
4.8
255.5
9.3
0.7
1.0
1.0
0.1
12.1
NOx
150.0
11.9
17.1
15.0
0.9
195.0
N2O
0.3
0.4
0.6
0.5
0.1
1.8
CH4
2.5
0.5
0.3
0.2
0.0
3.5
NH3
0.0
0.4
0.6
0.4
0.1
1.6
VOC
37.4
4.0
3.6
2.6
0.2
47.8
La CO2 effettivamente emessa risulta di 25.318 tonnellate e si calcola sottraendo a quella cosiddetta teorica, la parte
di carbonio prodotta da ossido di carbonio (CO), particolato (PM), e frazioni volatili (VOC).
Descrizione del modello
Schematizzazione
Il modello calcola la differenza di consumo (FC) fra un veicolo che attraversa un casello autostradale pagando il
pedaggio con riscossione manuale (veicolo A) e uno uguale che paga il pedaggio mediante Telepass (veicolo B). Il
modello di calcolo prende in considerazione tre fasi nell’attraversamento del casello, come mostrato in figura:
Fase 1: Entrambi i veicoli A e B decelerano da una Velocità di Crociera (VC) fino a 30 Km/h; i consumi dei due veicoli
nella fase si equivalgono.
Fase 2: Il veicolo A passa attraverso 4 sottofasi:
a) accelera da 30 a 0 Km/h
b) percorre l’eventuale coda
c) paga il pedaggio o ritira il biglietto
d) accelera da 0 a 30 Km/h
Il veicolo B attraversa istantaneamente a 30 Km/h il casello. Il consumo nella fase è nullo per il veicolo B e
sarà calcolato in seguito per il veicolo A.
Fase 3: Entrambi i veicoli A e B accelerano da 30 Km/h alla velocità di crociera; i consumi dei due veicoli nella fase si
equivalgono.
Per quanto sopra la differenza dei consumi del veicolo A e del veicolo B coincide di fatto con il consumo del
veicolo A nella Fase 2.
Parametri che caratterizzano il modello
La fruizione della rete autostradale di Autostrade per l’Italia S.p.A. da parte degli utenti avviene secondo due modalità:
A.
Sistema Chiuso (SC): l’utente prende in ingresso il biglietto con le informazioni relative al casello d’ingresso e lo
esibisce al casello d’uscita dove paga sulla base delle informazioni contenute nel biglietto.
B.
Sistema Aperto (SA): il pagamento del pedaggio è effettuato con quote fisse per tratte; gli utenti pagano una
quota al casello d’ingresso e poi ripagano in uscita un’altra quota.
Il numero dei caselli nel SC è molto maggiore di quelli nel SA.
Anche il numero dei transiti e dei veicoli ritardati (ossia: che subiscono coda) nel SC è molto maggiore di quelli nel SA,
come mostrato nella seguente tabella (elaborata con dati Castore1):
1
Il Codice Castore è utilizzato da Autostrade per l’Italia per effettuare, sulla base dei transiti ai caselli, il monitoraggio dell’intensità di
fruizione della rete autostradale gestita; il codice consente elaborazioni sull’andamento della fluidità del traffico.
Nel quadro “PERDITEMPO” vengono riportate per i due sistemi, sia in entrata che in uscita, le ore perdute da tutti i
veicoli in coda e, nelle righe sottostante, i secondi di coda subiti mediamente da ciascun veicolo ritardato (ritardo
unitario medio).
Esistono 3 modalità di attraversamento del casello e precisamente:
1.
In entrata nel SC: i veicoli no-telepass prelevano il biglietto. Secondo il codice Castore le code riguardano solo lo
0,01% dei transiti. Nel presente studio e per questa modalità, si è scelto di trascurare l’effetto coda.
2.
In uscita nel SC: i veicoli no-telepass pagano il pedaggio manualmente. Secondo Castore le code riguardano lo
0,76% dei transiti. Nel presente studio e per questa modalità si è preso in esame l’effetto coda.
3.
In entrata e in uscita nel SA: i veicoli no-telepass pagano sia in entrata che in uscita potendo dare origine a
code in entrambi i casi (rispettivamente, secondo Castore, lo 0,53% e lo 0,70% dei transiti).
Ai fini del calcolo2 vengono definiti i seguenti parametri:
•
Tempo di rallentamento
per
•
TR:
è il tempo necessario per far decelerare il veicolo da 30 Km/h a zero. Si assume
TR un tempo di 5 secondi.
Tempo di permanenza in coda
TC:
è il tempo che il veicolo generico perde nella coda; è desunto da dati
Castore, come mostrati nella precedente tabella.
Avendo trascurato il ritardo dei veicoli in entrata nel sistema chiuso, si assume come tempo medio perso dai
veicoli in coda la media dei tempi persi in coda dai veicoli in entrata e in uscita nel sistema aperto e in uscita nel
sistema chiuso; ossia:
TCA = 448 sec circa.
•
Tempo di pagamento del pedaggio
•
Tempo di prelievo del biglietto
TP: viene assunto il valore fornito da Castore che è di 20 secondi;
TB:
è il tempo impiegato in entrata nel sistema chiuso; anche in questo caso
viene assunto come valore del parametro il risultato dell’elaborazione del codice Castore che è di 6 secondi.
•
Spazio di riaccelerazione
LA:
è lo spazio nel quale la vettura, dopo aver lasciato il casello, accelera da 0 a 30
Km/h; viene assunto pari a 30 metri.
•
Consumo della vettura in fase di riaccelerazione
FC15km/h::
è il consumo che viene attribuito al veicolo
quando, dopo aver sostato al casello, sia per prelevare il biglietto sia per pagare il pedaggio, riaccelera da 0 a 30
Km/h; tale consumo è calcolato sulla base della metodologia COPERT III3 ed è espresso in grammi al chilometro.
•
Consumo del veicolo a minimo
FCMIN:
è il consumo del veicolo con motore al minimo espresso in grammi al
secondo; è stato valutato analiticamente e confrontato con alcuni dati sperimentali disponibili; viene attribuito alle
prime tre delle quattro sottofasi:
¾
Rallentamento: L’attribuzione è conservativa dal momento che, come caso limite, si può ipotizzare che il
conducente tolga il piede dall’acceleratore e prosegua fino a fermarsi, sospinto solamente dall’inerzia del
veicolo.
¾
Coda: l’attribuzione è abbastanza realistica e comunque conservativa (il veicolo meno del minimo non può
consumare). Il veicolo di fatto avanza con piccoli spostamenti con velocità di 5 – 10 Km/h, alternati da
altrettante soste (in genere più lunghe delle ripartenze).
¾
Prelievo biglietto o pagamento pedaggio: in entrambi i casi il veicolo sosta con il motore al minimo e
pertanto l’attribuzione è corretta.
2
Il modello è applicato al numero dei transiti dei veicoli telepass, dal momento che si vogliono calcolare le emissioni evitate grazie
all’utilizzo del telepass; al contrario, i tempi di coda sono ovviamente desunti dall’elaborazione dei dati relativi ai veicoli senza
telepass.
3
Programma di calcolo per la valutazione delle emissioni nel trasporto stradale; lo sviluppo del programma è stato finanziato
dall’European Environment Agency nel quadro delle attività dell’European Topic Centre on Air Emission. Il codice è utilizzato dai
paesi membri per la compilazione dell’inventario delle emissioni CORINAIR.
CALCOLO DEI CONSUMI (FC)
I consumi dei singoli veicoli per ciascuna sottofase sono:
a) Rallentamento
FC2a = TR x FCMIN
b) Coda
FC2b = TC x FCMIN
c) Attraversamento casello
FC2c = TB x FCMIN per ritiro biglietto
FC2c = TP x FCMIN per pagamento
d) Riaccelerazione:
FC2d = LA x FC15km/h
Il consumo complessivo della fase 2, e quindi il consumo differenziale fra la vettura A che attraversa con pagamento
manuale e la vettura B che attraversa con Telepass, è per ogni singola vettura:
FC = FC2a + FC2b + FC2c + FC2d
ed esplicitando:
FC = (TR + TC + TP(TB)) x FCMIN + LA /1.000 x FC15km/h