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PIANO D’AZIONE PER L’ENERGIA SOSTENIBILE
Luglio 2012
ALLEGATO – Mobilità e Trasporti
PEAS Napoli
Armando Cartenì
Vanda Mazzone
Università degli Studi di Napoli "Federico II"
Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Indice
1. Obiettivi dello studio
2. La Metodologia di stima
3. Applicazione alla città di Napoli
4. Ipotesi d’intervento
4.1 Lo scenario di riferimento al 2020
4.2 Lo scenario di progetto al 2020
5. Conclusioni
2
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Obiettivo del PEAS
riduzione delle emissioni di CO2 del 20% entro il 2020 (Covenant of Mayors)
preparare un inventario di base delle emissioni (Baseline Emission Inventory BEI)
inviare un Piano d’Azione per l’Energia Sostenibile, approvato dal consiglio comunale
Obiettivo della sezione Mobilità e Trasporti del PEAS Napoli
implementare uno strumento analitico quantitativo capace di stimare i consumi energetici
e le emissioni relative al:
trasporto individuale
trasporto collettivo
simulare due scenari di analisi:
Anno 2005
Anno 2020: obiettivo -20% di CO2 equivalente emessa
3
1. Obiettivi dello studio
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Indice
1. Obiettivi dello studio
2. La Metodologia di stima
3. Applicazione alla città di Napoli
4. Ipotesi d’intervento
4.1 Lo scenario di riferimento al 2020
4.2 Lo scenario di progetto al 2020
5. Conclusioni
4
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012) 5
2. La Metodologia di stima
Sistema dei trasporti Comune di Napoli
Traffico stradale
Modello di simulazione
Dati da fonte
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Il modello di simulazione proposto bottom up disaggregato
CONSUMI, EMISSIONI
OFFERTA DI INFRASTRUTTURE E
SERVIZI DI TRASPORTO
MODELLO DI OFFERTA
MODELLO DEL SISTEMA DI TRASPORTO
SISTEMA DELLE ATTIVITA’
MODELLO DI DOMANDA
ATTRIBUTI DI LIVELLO DI SERVIZIO
MODELLO DI INTERAZIONE DOMANDA-OFFERTA
PERCORRENZE MEDIE VELOCITA' MEDIE
Dati da fonte
MODELLO BOTTOM UP DISAGGREGATO
DOMANDA AGGREGATA DI
MOBILITÀ VEICOLARE
2. La Metodologia di stima: il trasporto stradale
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Caratteristiche del modello di simulazione
superare i limiti dei modelli in letteratura
coerente con lo standard europeo (COPERT)
applicabile a casi reali e trasferibile
modello di stima elastico rispetto a variazioni del sistema dei trasporti/delle attività
(es. stima scenario al 2020)
Definiti gli obiettivi (es. -20% CO2) permette di quantificare:
quali sono le azioni più incisive
in che misura vanno applicate
7
2. La Metodologia di stima: il trasporto stradale
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Indice
1. Obiettivi dello studio
2. La Metodologia di stima
3. Applicazione alla città di Napoli
4. Ipotesi d’intervento
4.1 Lo scenario di riferimento (2020)
4.2 Lo scenario di progetto
5. Conclusioni
8
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Popolazione (ISTAT 2010)
PIL pro capite (Elaborazione. Dati ISTAT e
Istituto Tagliacarne)
≈ 960 mila abit. ≈ 34 mila €
3. Applicazione alla città di Napoli I settori analizzati
a) Settore stradale
b) Settore aereo
c) Settore marittimo
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
a) Settore stradale
I. modello di offerta
II. modello della domanda
III. stima della domanda di mobilità
IV. modello di interazione domanda-offerta
V. modello di stima dei consumi e delle emissioni
VI. risultati delle stime
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
I. Modello di offerta di trasporto
11
Grafo e funzioni di costo • Nodi e archi della rete • Tempi e costi di viaggio
a) Settore stradale Nodi numero Centroidi 977
Nodi rete stradale 5.478
Totale 6.455
Archi numero
Connettori 1.034
Archi rete stradale 7.421
Totale 8.455
])^Cap/f([tt oviaggio 1
0
0V
Lt
DTrpLLhKmV 4,56,92405,42,36,56/ 00
dove:
L = larghezza utile dell’arco (metri);
L0 = distanza degli ostacoli laterali dal bordo della strada (metri);
per le strade extraurbane a scorrimento veloce si è posto L0 pari a 2,2 metri; si è trascurato tale termine per le strade extraurbane
ordinarie
p = pendenza del ramo (in percentuale);
Tr = grado di tortuosità dell’infrastruttura (elevato = 1, medio = 0,66, basso = 0,33, nullo = 0);
D = coefficiente di disturbo (1 se vi è disturbo laterale, 0 altrimenti).
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012) 12
a) Settore stradale
II. Modello domanda
Una stima da modello della domanda di mobilità relativa alla città di Napoli
p(m/oshd)p(d/osh)(h/s)p(s)m(o)nm)h,(s,d ccccod
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Il parco veicolare (fonte: ACI 2005) a) Settore stradale
AUTO % MOTOCICLI % MERCI
LEGGERI %
MERCI PESANTI
% BUS % TOTALE %
EURO 0 -3 431.424 78% 130.208 100% 29.226 87% 10.667 87% 3.011 98% 604.536 100%
EURO 4 -5 122.926 22% 0 0% 4.441 13% 1.621 13% 75 2% 0%
Totale 554.350 100% 130.208 100% 33.667 100% 12.288 100% 3.086 100% 604.536 100%
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
LEGGERI PESANTI
AUTO % MOTOCICLI % MERCI % MERCI % BUS % TOTALE %
EURO 0 -3
EURO 4 -5
Totale
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
III. Modello di interazione domanda-offerta
14
stime: • velocità media (per categoria) • percorrenze medie
(per categoria)
a) Settore stradale
Il modello d’interazione domanda-offerta (o modello d’assegnazione), noti i flussi di domanda e note la caratteristiche dell’offerta di trasporto, consente la stima dei flussi veicolari sugli archi della rete
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Modello di stima dei consumi e delle emissioni
Approccio Bottom-up : Modello COPERT
emissioni annue medie Etot
Etot = Ecaldo + Efreddo + Eevap
Ecaldo (cat) = fe(cat,Vm(cat)) ∙ d(cat) ∙ kmanno(cat) • fe(.) fattore specifico di emissione a caldo • Efreddo emissioni a freddo • Eevap emissioni evaporative
a) Settore stradale
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Ripartizioni percentuali dei consumi (tep)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AUTOMOTOCICLI
MERCILEGGERI MERCI
PESANTI BUS
% C
on
sum
i (t
ep
/an
no
)
NAPOLI
(tep/anno) AUTO % MOTOCICLI % MERCI
LEGGERI %
MERCI PESANTI
% BUS % TOTALE %
NAPOLI 196.110 56% 2.239 1% 35.410 10% 52.233 15% 63.207 18% 349.199 100%
Analisi dei risultati
a) Settore stradale
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Consumi benzina parco veicolare
(tep/anno) AUTO % MOTOCICLI % VEICOLI LEGGERI
% VEICOLI PESANTI
% BUS % TOTALE %
NAPOLI 117,015 93,9% 1,866 1.5% 5,304 4.3% 366 0.3% 0 0% 124.551 100%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Va
r. %
co
nsu
mi
be
nz
ina
NAPOLI
AUTO MOTOCICLI VEICOLI LEGGERI VEICOLI PESANTI BUS
Consumi diesel parco veicolare
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Va
r. %
co
nsu
mi
die
sel
NAPOLI
AUTO MOTOCICLI VEICOLI LEGGERI VEICOLI PESANTI BUS
(tep/anno) AUTO % MOTOCICLI % VEICOLI LEGGERI
% VEICOLI PESANTI
% BUS % TOTAL
E %
NAPOLI 51,566 27.9% 0 0.0% 26,894 14.5% 47,957 25.9% 58,525 31.6% 184,942 100%
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Ripartizioni percentuali delle emissioni equivalenti settore trasporti
(tonn.eq CO2)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AUTOMOTOCICLI
MERCI LEGGERIMERCI PESANTI
BUS
% E
mis
sio
ni
eq
(to
nn
. e
q C
O2)
NAPOLI
NAPOLI
3. Applicazione alla città di Napoli
2005 (t di CO2) Energia elettrica Diesel Benzina GPL Gas naturale totale
Trasporti pubblici 44980 212988 0 418 258.386
Trasporti privati e
commerciali 0 460063 422715 1201 615 884.594
totale 44980 673051 422715 1201 1033 1.142.980
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Gas serra GWP100*
anidride carbonica CO2 1
monossido di
carbonio CO 2
biossido di azoto NO2 25
metano CH4
VOC 320
altri composti
organici volatili
NM
VOC 3
19
Emisisoni settore stradale comune Napoli
CO2 eq %
CO2 % CO % N2O % CH4 % NM VOC %
AUTO 56% 527.604 54% 14.658 82% 32 80% 124 71% 1.619 69%
M. LEGGERI 10% 101.308 10% 1.056 6% 3 7% 7 4% 105 4%
M.PESANTI 15% 152.285 16% 682 4% 3 9% 17 10% 266 11%
BUS 18% 184.432 19% 724 4% 2 5% 17 10% 194 8%
MOTOCICLI 1% 5.888 1% 810 5% 0 0% 9 5% 156 7%
TOTALE 100% 971.517 100% 17.930 100% 40 100% 174 100% 2.341 100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
AUTO MERCILEGGERI
MERCIPESANTI
BUS MOTOCICLI
Ripartizione percentuale emissioni per tipologia di veicolo
CO2 eq CO2 CO N2O CH4 NM VOC
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Ripartizioni percentuali delle emissioni di PM10 settore trasporti (tonn.)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AUTOMOTOCICLI
MERCI LEGGERIMERCI PESANTI
BUS
% E
mis
sio
ni
PM
10
(to
nn
./a
nn
o)
(tonn./anno) AUTO % MOTOCICL
I %
MERCI LEGGER
I %
MERCI PESANT
I % BUS %
TOTALE
%
NAPOLI 114 31% 3 1% 52 14% 104 28% 100 27% 373 100%
NAPOLI
3. Applicazione alla città di Napoli
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Indice
1. Obiettivi dello studio
2. La Metodologia di stima
3. Applicazione alla città di Napoli
4. Ipotesi d’intervento
4.1 Lo scenario di riferimento al 2020
4.2 Lo scenario di progetto al 2020
5. Conclusioni
21
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Lo scenario di riferimento (2020) È stato simulato il sistema dei trasporti della città di Napoli al 2020 considerando i soli
interventi programmati (invarianti), ovvero quegli interventi che si ritiene vengano realizzati indipendentemente dall'attuazione del PEAS.
In particolare, per la definizione dello scenario di riferimento sono stati considerati:
i documenti programmatici in essere ed in corso di approvazione/redazione (sino a maggio 2011)
le variazioni della domanda di mobilità (frequenza degli spostamenti, destinazioni e modi utilizzati)
il completamento di alcune tratte della metropolitana e l'adeguamento di alcune importanti arterie stradali (programmate/finanziate sino a maggio 2011)
un fisiologico rinnovo del parco veicolare stradale (auto, veicoli merci e bus)
Sono stati stimati gli effetti degli interventi ipotizzati:
circa il 2% di diversione modale verso le modalità collettive
circa il 5% di decongestione della rete stradale
circa il 37% del rinnovo del parco veicolare a veicoli meno impattanti sull'ambiente
22
4. Ipotesi d’intervento
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Lo scenario di progetto (2020)
Il settore stradale per il solo scenario di riferimento beneficerà di una riduzione di CO2 di circa
il 13%, ed una riduzione delle polveri sottili di oltre il 50%. Per perseguire l'obiettivo di una
riduzione del 20% delle emissioni di CO2 è possibile prevedere interventi sul sistema dei
trasporti del tipo:
Politiche push e pull della domanda (es. tariffazione della sosta, road-pricing,
riorganizzazione servizi TPL, tecnologie ITS)
Riorganizzazione offerta di trasporto stradale (es. riorganizzazione versi di circolazione,
adeguamento segnaletica orizzontale e verticale, riorganizzazione cicli semaforici,
aumento capacità delle strade)
Tecnologie: incentivare il rinnovo del parco veicolare anche a veicoli bi-fuel, ibridi ed
elettrici
23
4. Ipotesi d’intervento
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Lo scenario di progetto (2020)
24
4. Ipotesi d’intervento
2020 (MWh) Energia
elettrica Diesel Benzina GPL Gas naturale Totale
Trasporti pubblici 125547 548376 3852 677775
Trasporti privati e
commerciali 1336721 1316992 57132 57132 2767977
Totale 125547 1885097 1316992 57132 60984 3445752
Variazione tra il 2005
e il 2020 (%)
Energia
elettrica Diesel Benzina GPL Gas naturale totale
Trasporti pubblici 35 -31 86 -24
Trasporti privati e
commerciali -22 -22 999 1017 -19
Totale 35 -25 -22 999 749 -20
2020 (t di CO2) Energia
elettrica Diesel Benzina GPL Gas naturale Totale
Trasporti pubblici 60639 146416 778 207834
Trasporti privati e
commerciali 356905 327931 13197 11541 709574
Totale 60639 503321 327931 13197 12319 917407
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Indice
1. Obiettivi dello studio
2. La Metodologia di stima
3. Applicazione alla città di Napoli
4. Ipotesi d’intervento
4.1 Lo scenario di riferimento al 2020
4.2 Lo scenario di progetto al 2020
5. Conclusioni
25
PEAS Napoli – Allegato Trasporti e Mobilità (Luglio 2012)
Nel presente lavoro si è proposto un metodo quantitativo capace di prevedere gli effetti di possibili interventi sul sistema dei trasporti in termini di variazioni di consumi energetici ed emissioni da traffico stradale
Al fine di perseguire gli obiettivi del PEAS, sono stati studiate delle ipotesi di scenario volte al raggiungimento di una riduzione del 20% delle emissioni di CO2 entro il 2020. I risultati delle stime condotte mostrano che:
scenario di riferimento: il sistema dei trasporti stradale evolverà al 2020 verso una riduzione di CO2 equivalente di oltre il 13% ed una riduzione delle polveri sottili di oltre il 50%; complessivamente tutto il sistema dei trasporti (stradale, portuale ed aereo) evolverà verso una riduzione di circa il 7% delle emissioni di CO2
scenario di progetto: solo tramite politiche di push e pull della domanda di mobilità, incentivazione all'utilizzo di veicoli più eco-sostenibile, nonché interventi decisi sul sistema portuale ed aereo permetteranno di raggiungere l'obiettivo di un riduzione del 20% delle emissioni di CO2
26
4. Conclusioni