Emissioni delle navi nei porti liguri: trend, COVID, proiezioni e implementazione Area NECA

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Emissioni delle navi nei porti liguri:
trend, COVID, proiezioni e
implementazione Area NECA
Carlo Trozzi, Enzo Piscitello
Techne Consult in g , R o m a
EXPERT PANEL FOR POLLUTING EMISSIONS REDUCTION
EXPAPER 2024

Regione Liguria
EXPAPER 2024 - 7-8 Novembre ACI ROMA 2
una stretta striscia di terra densamente popolata tra il mare e le montagne con
molte autostrade, tre grandi porti tra cui il più grande porto italiano, un
aeroporto, due grandi centrali elettriche, una raffineria, un'acciaieria, una cokeria

Strumenti di valutazione Regione Liguria
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uinventario delle emissioni pluriennale 1995-2021 a livello comunale
gestito dal sistema E2Gov
uproiezioni delle emissioni implementate con anno di base 2021 e
proiezioni fino al 2030 gestite dal modello Projection del sistema E2Gov
urete di monitoraggio della qualità dell'aria e modelli gestiti da ARPAL
ucasi di studio nei progetti Horizon 2020:
uClairCity ha coinvolto i cittadini per comprendere meglio i loro comportamenti
ambientali (2016-2020)
uICHANGE coinvolgimento dei cittadini (laboratori viventi) che utilizzano sensori e
valutazione dell’impronta ambientale (2021-2025)

E2Plan - Tool per pianificazione qualità aria e
Carbon Footprint
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CHIMERE
Emissioni
biogeniche
(MEGANE) Condizioni
al bordo da
modelli
globali
Concentrazioni di
inquinanti
Projection
Modello
meteorologico
WRF
Dati
Land Cover
Emissioni comunali
e su griglia (maglie
quadrate)
Carbon
footprint
Scenari emisssivi
regionali comunali e
su griglia
Inventario
emissioni
Bilancio
energetico
Dati sui
determinanti
E2Gov
E2Port
E2Airport
E2Road
Applicazioni Regionali e nazionali
Dati meteo
globali e locali
Rispetto
Direttiva EU
qualità dell’aria

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Inventario Regionale Emissioni
uSorgenti:
uStrutture, sorgenti che è possibile e utile geolocalizzare e valutare tramite censimento diretto e
fattori di emissione:
uPuntuali - fonti stazionarie le cui emissioni superano soglie fisse (ad esempio 5
tonnellate/anno di NOx o PM10, SOx, NMVOC)
uLineari - le principali strade, ferrovie, vie marittime, canali
uAreali - i principali porti, aeroporti, discariche, aree di stoccaggio
uDiffuse (statistiche) sorgenti non incluse nelle classi precedenti stimate a livello comunale o sub-
comunale tramite dati statistici o di censimento diretto e fattori di emissione
uQuesto livello di dettaglio è necessario per valutare l'effetto di misure specifiche sulla qualità dell'aria
a livello locale e per definire piani di gestione della qualità dell'aria con misure specifiche orientate
alla sorgente e orientate spazialmente

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Inventario Regionale Emissioni NOx 1995-2021
uImportanza relativa crescente delle emissioni delle navi nei porti.
Porti
11%
Porti
35%

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Stima delle emissioni da navi in porto
uIl modello E2Port di Techne Consulting è stato applicato per le stime
delle emissioni delle navi nei porti
uIl modello utilizza la metodologia Tier3 dell’EMEP/EEA Guidebook,
basata sulla potenza del motore installato e sul tempo trascorso nelle
diverse fasi di navigazione in porto (hotelling e manovra) per ogni
movimento delle navi
uI dati sui movimenti delle navi per singola nave sono stati forniti dalle
autorità portuali
uLa potenza del motore è stata ottenuta dal database E2Port o, solo
dove la potenza non è disponibile, dalla stazza lorda (GT) utilizzando
le funzioni potenza vs GT riportate nell’EMEP/EEA Guidebook (e
sviluppate da Techne Consulting nel passato)

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E2Port modello per la stima delle emissioni da navi
Le emissioni sono state stimate per il singolo movimento di ogni nave a
partire:
udalla potenza del motore (P) dei motori principali e ausiliari installati (e),
dal fattore di carico (LF) ed dl tempo totale trascorso (T), in ore, per
ciascuna fase di navigazione (p)
ucon i fattori di emissione (EF) dell'inquinante (i) per il tipo di motore j e il
tipo di carburante m

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Fattori di emissione E2Port
EMEP/EEA air pollutant
emission inventory
guidebook 2023

EMEP/EEA air pollutant
emission inventory
guidebook 2023
U.S. Environmental Protection
Agency
Current Methodologies in Preparing
Mobile Source Port Related Emission
Inventories. Final Report. April 2009
Prepared by: ICF International
Negli ultimi anni
E2Port
sta
usando fattori di carico più
dettagliati che provengono da uno
studio del ICF per US EPA e che
sono stati elaborati a partire da
un indagine condotta tramite
interviste con I capitani delle
navi, ingegneri capo e piloti
Il Guidebook riporta i
fattori di carico in
Table 3-20
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Fattori di carico E2Port

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IMO Marpol NOx Code
L'attuale allegato VI della Marpol 73/78 sulle emissioni di NOx, formulata
dall'IMO (Organizzazione marittima internazionale), è rilevante per i motori
diesel con una potenza superiore a 130 kW, installati su una nave costruita il 1°
gennaio 2000 o dopo tale data e per i motori diesel con una potenza superiore a
130 kW sottoposti a una conversione a partire dal 1° gennaio 2000
L'allegato VI della Marpol, modificato dall'IMO nell'ottobre 2008, considera un
approccio a tre livelli come segue:
uTier I: 1 January 2000
uTier II: 1 January 2011
uTier III: 1 January 2016 (Per le navi che operano in un'area di controllo delle
emissioni di NOx [NECA] Al di fuori delle NECA, si applicano i limiti di Tier II)

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Riduzioni di NOx con l’NOxCode
Emissioni di NOx per motori Tier I, II e III:
𝐸𝐹𝑁𝑂𝑥 𝑇𝑖𝑒𝑟𝑋 = 𝐸𝐹𝑁𝑂𝑥 𝑇𝑖𝑒𝑟0
. (1 − 𝑅𝑓)
Si assume che il ciclo di vita
approssimativo di un motore
marino sia di 25 anni, il che
equivale a un tasso di
sostituzione annuale del 4%.
EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2023

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Effetti del COVID sul traffico navale 2021
•Il 2021 è stato un anno anomalo per le emissioni delle navi
in porto a seguito degli effetti della pandemia sul traffico
passeggeri e in particolar modo sul traffico crocieristico
•l’anno è stato caratterizzato dalla prolungata sosta in porto
delle navi Ro-Ro e soprattutto delle navi da crociera a seguito
della mancata operatività in mare
•Tali soste prolungate sono state, tuttavia, associate a un ridotto
carico dei motori e dei consumi energetici di bordo a seguito
dell’inattività di una serie di servizi legati alla presenza dei
passeggeri (riscaldamento e/o illuminazione delle cabine e
degli spazi comuni, servizi di ristorazione, altri servizi di bordo)

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Correzione del carico per il periodo del COVID
•In questo lavoro, le percentuali di carico delle navi passeggeri
sono state discusse tramite contatti diretti con i responsabili
di MSC Cruise e fissate a 2/3 del carico usuale quando la nave
è "congelata" in porto senza passeggeri a bordo
•Di conseguenza, è stata introdotta una modifica al
percentuale di carico del motore che riduce il carico di un
terzo in caso di soste prolungate, ovvero soste superiori alle
120 ore
•La correzione è stata applicata alle navi da crociera e Ro-Ro

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Correzione delle emissioni per il carico nel periodo del
COVID

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Effetto globale del COVID sulle emissioni
Impatto del COVID
la prolungata sosta in porto
delle navi ha determinato un
incremento significativo delle
emissioni per il 2021
nonostante la riduzione del
carico e la progressiva
riduzione delle emissioni
dovuta alle nuove tecnologie

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Realizzazione degli scenari emissivi con il modello Projection
u scenari di attività definiti associando ad attività selezionate,
driver sui di livelli di attività a livello nazionale, regionale, di zona,
di linea, di area e unità di sorgente puntiforme
u scenari tecnologici definiti associando ad attività e inquinanti
selezionati, driver tecnologici specifici a livello nazionale,
regionale, di zona, di linea, di area e unità di sorgente puntiforme
u scenari di nuove sorgenti definiti introducendo una nuova
sorgente emissiva (nuovo impianto, nuova strada, …) o categoria di
sorgente (ad esempio nuovo carburante)
u scenari di emissioni ottenuti come combinazione di scenari di
attività, tecnologia e nuove fonti

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Scenari emissivi regionali simulate con il modello Projection
u Baseline: la situazione attuale (dati del 2021)
u WEM: situazione futura senza azioni oltre a quanto già deciso:
u misure nazionali definite nella proiezione NECD "con misure" (misure adottate)
o strategie energetiche/GHG
u misure regionali adottate nei piani regionali con impatto sulla qualità dell'aria
u tutte le altre misure già adottate a livello cittadino da azioni di pianificazione
locale
u eventuali misure "hot spot" (singolo impianto, strada, porto)
u WAM: scenario con misure aggiuntive al WEM, stesso orizzonte temporale:
u misure regionali, a livello cittadino e "hot spot" (singolo impianto, strada,
porto) pianificate come misure aggiuntive durante la redazione del piano

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Driver di proiezione per i porti liguri in Projection
ØStop alla correzione per la
pandemia nei porti di Genova,
Savona e La Spezia (sospensione
prolungata dell'hoteling in porto)
ØAttesa crescita degli scali
crocieristici nei porti di Genova e
La Spezia
ØCodice NOx IMO Tier I-II
ØCold Ironing del terminal
container PRA di Genova, del
terminal traghetti/crociere di
Genova, del terminal crociere di
Savona e del porto di La Spezia

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Proiezioni regionali NOx scenario WAM 2025-2030

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Effetti potenziali sugli NOx della istituzione di una zona NECA
Solo riduzione NECA nel 2040 e 2050, nessun altro
driver (ad es. Estensione del cold ironing)

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Conclusioni
u L'inventario delle emissioni della Regione Liguria è stato
realizzato per il 2021 e le serie temporali sono aggiornate
dal 1995 con fattori di emissione aggiornati
uLe emissioni delle navi che sostano nei porti nel 2021 sono
corrette per tenere conto della lunga sosta dovuta alla
pandemia di COVID che introduce un carico ridotto dei
motori
uLe emissioni sono proiettate per l'intero inventario
regionale e in particolare per le navi tenendo conto
dell'uscita dal periodo di pandemia, del codice NOx IMO e
dell'implementazione del cold ironing
uÈ stata valutata l'introduzione dell'IMO NECA

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Attività future
uLe proiezioni delle emissioni sono utilizzate come input per la
modellazione della qualità dell'aria CHIMERE in collaborazione
con l'Agenzia per la protezione dell'ambiente della Liguria
(ARPAL)
uL’ann o base e gli sc en ar i di qualità de ll 'a ri a WEM e WA M sono gi à
stati modellati negli ultimi mesi nell'ambito dell'aggiornamento
del piano regionale di risanamento della qualità dell'aria
uUn nuovo scenario di qualità dell'aria WAM+NECA sarà valutato
con i risultati delle stime delle emissioni WAM+NECA nel 2030,
2040 e 2050

Grazie per l’attenzione