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I GAS AD EFFETTO SERRA E IL PROTOCOLLO DI KYOTO

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I GAS AD EFFETTO

 SERRA E IL PROTOCOLLO DI KYOTO



INTRODUZIONE

L'effetto serra è un fenomeno naturale dovuto alla presenza in atmosfera di sostanze gassose, dette “gas serra”, che permettono il riscaldamento dell'atmosfera terrestre fino ad una temperatura adatta alla vita. Senza l'effetto serra naturale, non sarebbe possibile vivere sulla Terra, perché la temperatura media sarebbe di circa -l8 gradi Celsius.

Negli scorsi decenni, l'uomo, con le sue attività, ha provocato un aumento della concentrazione dei gas serra nell'atmosfera, alterando l'equilibrio energetico della Terra. Come conseguenza si è avuto un anomalo aumento della temperatura atmosferica che ha causato dei cambiamenti climatici: desertificazione, aumento del livello dei mari, perdita di biodiversità.

Al fine di limitare le emissioni dei gas serra è stato adottato il Protocollo di Kyoto, che prevede impegni di riduzione da attuare entro il periodo 2008-2012 rispetto ai livelli di emissione di anidride carbonica, metano e protossido di azoto del 1990, mentre per i gas fluorurati si lascia al paese la possibilità di scegliere il 1990 oppure il 1995 come anno base.

L’Italia ha ratificato il Protocollo con la legge n.102 del 1°giugno 2002, che prevede la riduzione delle emissioni del 6,5% attraverso azioni di miglioramento dell’efficienza energetica, utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, promozione dell’innovazione tecnologica nei settori energetico e dei trasporti, incentivazione di attività agricole e forestali sostenibili, cooperazione internazionale.

Nonostante l’avvio di politiche di riduzione delle emissioni di gas serra, nel periodo tra il 1990 e il 2003 in Italia si è osservato un aumento di tali emissioni di circa l’11,6%; si è, quindi, lontani dagli obiettivi di riduzione fissati con il Protocollo di Kyoto.

L’ATTUAZIONE DEL PROTOCOLLO DI KYOTO IN ITALIA

Nel 1992 è stata approvata la Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici, al fine di contrastare e ridurre al minimo gli effetti negativi dei cambiamenti climatici sul nostro pianeta. La Convenzione ha come obiettivo la stabilizzazione della concentrazione dei gas ad effetto serra, che sono le principali sostanze in grado di interferire ed alterare il clima globale. Questi gas serra sono: l’anidride carbonica (CO2), il metano (CH4), il protossido di azoto (N20), gli idrofluorocarburi (HFC), i perfluorocarburi (PFC), l'esafluoruro di zolfo (SF6).

Nel 1997 è stato firmato il Protocollo di Kyoto, che rappresenta lo strumento attuativo della Convenzione. Il Protocollo di Kyoto impegna i paesi industrializzati e quelli ad economia in transizione ad una riduzione delle emissioni dei principali gas ad effetto serra del 5,2% rispetto ai valori del 1990, nel periodo 2008-2012, con riduzioni differenti per ogni singolo paese. In particolare, l'Unione Europea ha un obiettivo di riduzione dell’8%; l'Italia si è impegnata a ridurre le emissioni del 6,5%.

Per alcuni Paesi non è prevista alcuna riduzione delle emissioni, ma solo una stabilizzazione; nessun tipo di limitazione alle emissioni di gas-serra viene previsto per i Paesi in via di sviluppo.

Il Protocollo di Kyoto prevede due tipi di strumenti per conseguire le riduzioni proposte:

  • politiche e misure, che sono quegli interventi previsti dallo Stato attraverso programmi attuativi specifici realizzati all'interno del territorio nazionale;
  • meccanismi flessibili, che danno la possibilità di utilizzare a proprio credito attività di riduzione delle emissioni effettuate al di fuori del territorio nazionale. Questo è permesso in considerazione del fatto che i cambiamenti climatici sono un fenomeno globale ed ogni riduzione delle emissioni di gas serra è efficace indipendentemente dal luogo del pianeta nel quale viene realizzata.

Si distinguono tre tipi di meccanismi flessibili: International Emissions Trading (IET), Clean Development Mechanism (CDM) e Joint Implementation (JI):

1)       International Emisssion Trading è uno strumento finalizzato a permettere lo scambio di crediti d’emissione tra paesi o società in relazione ai rispettivi obiettivi. Una società o una nazione che abbia conseguito una diminuzione delle proprie emissioni di gas serra superiori al proprio obiettivo potrà cedere tali “crediti” a un paese o una società che non sia stata in grado di abbattere sufficientemente le proprie.

2)       Joint implementation (JT), è una partecipazione a programmi di riduzione delle emissioni in Paesi “in via di transizione” (ex economie pianificate URSS e paesi dell’est europeo) che permettono l’acquisizione di “crediti” che valgono ai fini del raggiungimento degli obiettivi di abbattimento nel Paese ( o nell’azienda) promotore.

3)       Clean Developement Mechanism, meccanismo in base al quale i paesi industrializzati possono realizzare, nei paesi in via di sviluppo, progetti che conseguano un beneficio ambientale in termini di emissioni di gas serra e trasferire tali benefici (crediti) sull’obbligo relativo al proprio paese. [A.L.E.S.A.]

I capi di governo dell’Unione Europea nel giugno del 2001 a Goteborg hanno deciso la ratifica del protocollo di Kyoto, formalmente avvenuta il 4 marzo 2002 da parte del Consiglio di Ministri dell’Ambiente. Con tale decisione, gli Stati Membri si sono impegnati a completare il processo di ratifica in sede nazionale entro il giugno 2002. L’Italia ha provveduto a tale ratifica nazionale con la legge 120/2002 del 1° giugno 2002 [Ministero ambiente e tutela del territorio, Ministero economia e finanze, 2002], nella quale di stabilisce che entro il 2008-2012 si dovrà avere una riduzione delle emissioni di gas serra del 6,5% rispetto ai livelli del 1990.

La legge indica che le politiche e misure di riduzione delle emissioni dovranno essere finalizzate al miglioramento dell’efficienza energetica del sistema economico nazionale, alla differenziazione delle fonti energetiche e della sicurezza energetica, all’aumento della quantità di fonti rinnovabili sull’offerta totale di energia, alla promozione dell’innovazione tecnologica nei settori dei trasporti ed energetico, alla promozione delle attività agricole e forestali sostenibili, all’incremento ed il miglioramento della cooperazione tecnologica internazionale al fine di supportare la partecipazione di imprese italiane al “Clean Development Mechanism” e alla “Joint Implementation”.

Le emissioni nazionali di CO2 nel 1999 sono state l’1,9% delle emissioni mondiali globali, le emissioni dei tre maggiori gas serra hanno rappresentato l’1,6% del totale. Il peso dell’Italia rispetto al totale delle emissioni di gas serra a livello mondiale è quindi relativamente basso [Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio, 2002].

Le emissioni nazionali di anidride carbonica (CO2) sono pari all’85,5 % del totale delle emissioni di gas serra espressi in termini di CO2 equivalente e presentano tra il 1990 e il 2003 un aumento pari al 13,2%.

In particolare, nel settore energetico, le emissioni nel 2003 sono superiori del 14,2% rispetto al 1990.

Le emissioni di metano (CH4) e di protossido di azoto (N2O) sono pari, rispettivamente, a circa il 6,1 % e 7,4 % del totale delle emissioni di gas serra espressi come CO2 equivalente.

Le emissioni di metano si sono ridotte del 9,6%, mentre quelle di N2O sono aumentate del 6,1%.

Gli altri gas serra, idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi (PFC), ed esafluoruro di zolfo (SF6), hanno un peso complessivo sul totale delle emissioni dell’1% circa, quindi trascurabile nonostante l’incremento del 245% registrato tra il 1995 e il 2003.

Le emissioni totali dei gas serra considerati dal Protocollo di Kyoto sono aumentate, nel 2003, dell’11,6% rispetto all’anno base (1990 per CO2, CH4 e N2O, e 1995 per gli altri gas serra) [APAT, Ottobre 2005].

Al fine di ridurre tali emissioni la legge n. 120, in particolare l’articolo 2, comma 1, prevede che il Ministro dell’ambiente e della tutela del territorio presenti al Comitato interministeriale per la programmazione economica un piano di azione nazionale, che riguarda l’attuazione di iniziative mirate a raggiungere gli obiettivi del Protocollo di Kyoto.

Di seguito sono descritte alcune misure adottate o in previsione di adozione nei vari settori in cui si generano emissioni di gas ad effetto serra.

All’interno del settore di produzione, trasformazione e distribuzione dell’energia le politiche di riduzione da attuare sono raggruppabili in quattro obiettivi:

  • miglioramento degli impianti esistenti;
  • diffusione della cogenerazione;
  • promozione dell’uso di fonti rinnovabili nei consumi di energia elettrica;
  • riduzione della domanda per elettricità e gas.

Gli strumenti che permettono di raggiungere questi obiettivi sono: accordi volontari con le aziende di produzione, obblighi di produzione di energia elettrica mediante fonti rinnovabili e facilitazioni per utilizzare l’energia prodotta in cogenerazione.

Uno degli accordi volontari è stato preso con l’Enel ed ha come obiettivo la riduzione delle emissioni di 22 Mt di CO2 entro il 2006 rispetto al 1990, attraverso l’incremento dell’efficienza degli impianti già esistenti e la conversione di alcuni in cicli combinati, l’incremento dell’uso di fonti rinnovabili con quota minima del 2%, riduzione delle perdite nelle reti di distribuzione, diffusione di tecnologie elettriche più efficienti e sostituzione dei combustibili fossili (ad esempio sostituzione dei combustibili fossili liquidi e solidi con il gas naturale).

Nel settore industria le misure messe in atto riguardano accordi volontari e finanziamenti diretti o indiretti in alcuni settori specifici. I due più importanti accordi volontari sono quelli stipulati con la Montedison e con l’Assovetro.

Altri interventi riguardano l’incremento dell’efficienza dei motori industriali e dei trasformatori, l’impiego della cogenerazione nel settore industriale, la produzione di energia dai rifiuti tramite combustione della frazione secca o attraverso la preparazione del Combustibile Derivato dai Rifiuti (CDR).

Un importante intervento riguarda la riduzione delle emissioni di protossido di azoto negli impianti di produzione di acido adipico e acido nitrico. Per quanto riguarda l’acido adipico, l’intervento previsto comporta l’adozione dei dispositivi (termici o catalitici) per il trattamento degli effluenti gassosi. Per l’acido nitrico, la tecnologia più avanzata comporta l’installazione di sistemi SCR (selective catalytic reduction) per il trattamento dei gas di processo.



Il settore dei trasporti ha attuato diverse iniziative, previste dal Piano Generale dei Trasporti, per la riduzione delle emissioni:

  • l’uso di combustibili a bassa intensità di carbonio (GPL, metano);
  • l’aumento di infrastrutture, ad esempio ristrutturazioni ed ammodernamenti delle strutture portuali, realizzazione di trasporti navali interni, estensione della rete ferroviaria e metropolitana, miglioramento della rete stradale;
  • la riduzione/restrizione dell’uso delle auto in città, ad esempio attraverso la condivisione tra più utenti dei mezzi privati di trasporto;
  • il trasferimento del traffico merci da strada a rotaie e acqua;
  • il contenimento dei consumi e delle emissioni inquinanti attraverso un miglioramento dell’efficienza dei veicoli (ad es. uso di biodiesel) e la comunicazione all’utenza di comportamenti sostenibili.

All’interno dei settori residenziale, commerciale e dei servizi le misure attuate sono: uso di combustibili a minore contenuto di carbonio (uso di gas naturale), incremento dell’isolamento degli edifici e utilizzo di apparecchiature più efficienti, sia elettriche che termiche (caldaie più efficienti, lampade fluorescenti, collettori solari per la produzione di acqua calda, ecc.).

Nel settore agricoltura, uno degli interventi principali che si è cercato di attuare è sostituire l’agricoltura tradizionale con quella biologica, che ha un consumo energetico specifico minore del 30%. Un altro intervento riguarda la riduzione delle emissioni di protossido di azoto dai suoli agricoli attraverso la razionalizzazione dell’utilizzo dei fertilizzanti, a questo proposito l’Italia è stata tra i primi Paesi dell’Unione Europea a redigere un “Codice di buona pratica agricola per la protezione delle acque dai nitrati”, la cui integrazione con altre prescrizioni specificamente finalizzate alla protezione dell’atmosfera e del clima potrebbe comportare ulteriori riduzioni del consumo di fertilizzanti.

Nel settore rifiuti si prevede la riduzione della frazione biodegradabile dei rifiuti urbani in discarica, l’attuazione del recupero energetico dei rifiuti e il riciclaggio dell’alluminio che permette di evitare emissioni di PFC derivati dalla lavorazione del minerale grezzo.

All’interno del settore forestale si prevedono azioni di gestione forestale, attività di afforestazione, riforestazione e rivegetazione, predisposizione di un piano di studi per stimare le quantità di carbonio assorbite/emesse dalle attività agricole, dai pascoli e dalle attività di riforestazione [Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio, 2002].

Queste azioni mirate alla riduzione delle emissioni di gas serra devono essere attuate a livello nazionale, ma in particolare è compito delle regioni operare per concretizzarle. Infatti, il DPR 203/88 riguardante le emissioni in atmosfera, indica nell’art.4 che “la tutela dell’ambiente dall’inquinamento atmosferico spetta alle regioni” alle quali compete “la formulazione dei piani di rilevamento, prevenzione, conservazione e risanamento del proprio territorio, nel rispetto dei valori limite di qualità dell’aria” e “l’indirizzo e il coordinamento dei sistemi di controllo e di rilevazione degli inquinanti atmosferici e l’organizzazione dell’inventario regionale delle emissioni”.

LA METODOLOGIA CORINAIR

Negli anni ’80 è stato avviato il progetto europeo Corinair (COoRdination-INformation-AIR), con l’obiettivo di raccogliere ed organizzare informazioni sulle emissioni atmosferiche in Europa, al fine di realizzare un inventario delle emissioni.

Il progetto, che è stato portato avanti negli anni, ha studiato diversi inquinanti, tra i quali ossidi di zolfo (SOx), ossidi di azoto (NOx), composti organici volatili (COV), ammoniaca (NH3), monossido di carbonio (CO), polveri inalabili minori di 10 micron (PM10), metalli pesanti (HM) ed altri.

Il DM del 20.05.91 “Criteri per l’elaborazione dei piani regionali per il risanamento e la tutela della qualità dell’aria (G.U. n.126 del 31-5-l991) definisce un inventario delle emissioni come “una serie organizzata di dati relativi alla quantità di inquinanti introdotti in atmosfera da sorgenti naturali e/o attività antropiche”. L’inventario è un importante strumento da utilizzare come base scientifica per la definizione di politiche ambientali in materia di inquinamento atmosferico, esso fornisce informazioni sulle emissioni disaggregate per attività, unità territoriale, periodo di tempo, combustibile utilizzato, tipo di inquinante e tipo di emissione.

Esistono diverse tipologie di inventario cui corrispondono diverse metodologie di compilazione. I due principali approcci da seguire sono: bottom-up e top-down.

Secondo queste due diverse procedure è necessario realizzare un flusso di informazioni che nel caso del top-down partono dalla scala spaziale più grande (es. nazionale) e discendono a livelli inferiori (regioni/province/comuni) utilizzando specifiche variabili di disaggregazione, mentre nel caso del bottom-up vanno dalla realtà produttiva locale a livelli di aggregazione maggiori.

In un approccio bottom-up l’indagine viene condotta attraverso l’analisi delle singole sorgenti con l’acquisizione di informazioni dettagliate sugli indicatori di attività, sui processi e le tecnologie e sulle emissioni. Le informazioni necessarie per la compilazione di un inventario di emissioni con approccio bottom-up sono, quindi, i fattori di emissioni, gli indicatori di attività, le informazioni sulle fonti locali.

Un inventario top-down viene, viceversa, condotto essenzialmente sulla base dei risultati di elaborazioni statistiche di dati disponibili che riguardano generalmente porzioni di territorio più vaste di quello che è l’obiettivo dell’inventario; in questo caso, dunque, è necessario procedere attraverso un processo di disaggregazione, cioè di ripartizione delle emissioni calcolate per una realtà territoriale più ampia al livello territoriale richiesto.

Tale operazione viene eseguita mediante l’utilizzo di “variabili surrogato” o “variabili proxy”, correlate all’attività delle sorgenti di emissione ed i cui valori siano noti sia sull’area più estesa, sia al dettaglio territoriale di interesse. Alla base di questo processo vi è, quindi, l’ipotesi che la quantità di inquinante emessa sull’intera area abbia la stessa distribuzione spaziale della variabile proxy e che il valore assunto da tale variabile sull’entità territoriale di interesse possa essere considerata come fattore peso nella disaggregazione spaziale delle emissioni. Nel caso dell’approccio top-down occorre dunque conoscere le emissioni da disaggregare e le variabili proxy per la disaggregazione spaziale delle emissioni.

Le fonti utilizzate per trovare sia gli indicatori di attività che le variabili proxy sono ISTAT, Ministero dell’Industria, ENEL, ACI e Società Autostrade.

Le sorgenti inquinanti possono essere classificate in base alle modalità di funzionamento (continuo/discontinuo), oppure alla dislocazione spaziale (fisse/mobili). Le sorgenti sono inoltre suddivise in: localizzate, distribuite o diffuse (DM 20/5/91).

Le sorgenti localizzate a loro volta si distinguono in:

  • sorgenti puntuali: le emissioni stimate sono riferite ad un singolo impianto rispetto alle caratteristiche, le condizioni operative, la dislocazione spaziale;
  • sorgenti lineari: sono il riferimento per le emissioni da veicoli su strada, ferrovia, navigazione e aviazione;
  • sorgenti diffuse: si intendono tutte quelle sorgenti non localizzate, che necessitano per la stima delle emissioni di un trattamento statistico.

Il progetto CORINAIR ha previsto due nomenclature per la classificazione delle attività da cui si generano le emissioni in aria. La prima, NAPSEA (Nomenclature for Air Pollution of Socio Economic Activities) prevede tre livelli diversi (attività, tecniche utilizzate e combustibili) e relative classificazioni per questi tre livelli. La seconda, SNAP (Selected Nomenclature for Air Pollution ) contiene una sola voce per attività, che comprende sia la tecnica usata che il combustibile. Per l’applicazione del CORINAIR in Italia è stata adottata la classificazione SNAP, che raggruppa le sorgenti di emissione in macrosettori, settori ed attività. In particolare sono stati individuati 11 macrosettori, che verranno descritti in dettaglio nel prossimo modulo:

  • Combustione -Energia e industria di trasformazione
  • Combustione - Non industriale
  • Combustione – Industria
  • Processi Produttivi
  • Estrazione, distribuzione combustibili fossili / geotermico
  • Uso di solventi
  • Trasporti Stradali
  • Altre Sorgenti Mobili
  • Trattamento e Smaltimento Rifiuti
  • Agricoltura
  • Altre sorgenti di Emissione ed Assorbimenti.

L'inventario europeo delle emissioni realizzato nell'ambito del progetto Corinair costituisce la più completa fonte di informazioni sulle emissioni in atmosfera a livello europeo ed ha già prodotto stime per tutti i Paesi coinvolti, Italia inclusa.

Sulla base dei totali nazionali dell’inventario vengono prodotte stime disaggregate per unità territoriali più piccole attraverso un procedimento statistico che utilizza le “variabili proxy”.

La suddivisione territoriale utilizzata nel progetto CORINAIR fa riferimento alla Nomenclatura delle Unità Territoriali Statistiche (NUTS – Nomenclature of Territorial Units of Statistics) adottata dal Servizio Statistico della Commissione Europea. Questa nomenclatura considera quattro livelli di unità territoriali, che per l’Italia sono: gruppi di regioni (Italia settentrionale, centrale, meridionale ed insulare), regioni, province, comuni.

Il CORINAIR realizza l’inventario per le unità territoriali a livello provinciale [ANPA, 2001].

La stima delle emissioni viene effettuata in maniera diversa a seconda della tipologia delle sorgenti:

  • per le sorgenti puntuali le emissioni sono ricavate a partire dai dati diretti, sulla base delle dichiarazioni delle singole aziende o delle misurazioni effettuate in continuo o per campionamento;
  • per le sorgenti lineari e areali le emissioni sono stimate su base territoriale utilizzando il seguente metodo:

Ei = A x FEi

dove:

Ei rappresenta l’emissione dell’inquinante i;

A è un indicatore dell’attività legato alle quantità emesse;

FEi è il fattore di emissione per unità di attività e per specifico inquinante.

La fonte principale per il reperimento dei fattori di emissione è costituita dalla “the EMEP/CORINAIR Atmospheric Emission Inventory Guidebook” (EEA, 1999) realizzata e aggiornata da una Task Force costituita da esperti di tutta l’Europa che operano nell’ambito di gruppi di lavoro (Expert panel) su alcune tematiche principali: combustione ed attività industriali, trasporti, agricoltura ed allevamento, natura etc. [APAT CTN-ACE, 2004].

Le altre due fonti che possono essere consultate nel caso in cui la Guidebook non dia indicazioni esaustive sono la Guida ai Fattori di Emissione dell'EPA (EPA, 1995 e successivi aggiornamenti), Agenzia per la Protezione dell'Ambiente degli Stati Uniti, e le Linee Guida per la realizzazione di Inventari Nazionali di Emissione per i Gas Serra dell'IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 1997) [ANPA, 2001].





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