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Il contributo del Centro Comune di Ricerca nel campo delle emissioni inquinanti da autoveicoli

Massimo Carriero

Institute for Environment and SustainabilityTransport and Air Quality Unit

Rimini, 28 Ottobre 2009

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Research-Based Policy Support

JRC - Robust Science for Policy Making

As a Directorate-General of the European Commission,the JRC provides customer-driven scientific and technical support to Community policy making

Supporting citizen’s security, healthand environmental protection, safety of food and chemicals, alternative energies, nuclear safety, econometrics, prospective technologies…

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Where does the JRC fitin the European Commission?

Commissioner PotočnikScience and Research

Joint Research Centre (JRC)

President Barroso 27 Commission Members

Research DG (RTD)

4

Universita’, Centri Ricerca Nazionali, Oraganizzazioni Intaernazionali:GRPE UN-ECE, EEA, CEN, WHO

Organizzazioni industriali (EUCAR, Concawe, …)

NGOs

Stati Membri: National/Regional/ Local authorities

Direzioni Generali (ENV,ENTR, TREN, RTD,SANCO)Parlamento Europeo

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Universities, National Research Centres,International Organisations:

GRPE UN-ECE, EEA, CEN, WHOIndustrial organisations(EUCAR, Concawe, …)

NGOs

Member States: National/Regional/ Local authorities

EC DG’s(ENV,ENTR, TREN, RTD,SANCO)EU Parliament

Supporto scientifico per lo sviluppo della legislazione europea

Piattaforme scientifiche internazionali per lo sviluppo di Regolamenti Tecnici Globali

Ricerca a lungo termine

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Emissioni da Veicoli

7

VELA 1 & 2

• Misura delle emissioni inquinanti da veicoli leggeri (autovetture, furgoni, piccoli camion) come pure da motociclette e ciclomotori.

• In entrambe le celle è possibile variare la temperatura di prova (fino a -10 °C).

• VELA 2 è inoltre dotata di un banco a rulli per veicoli a quattro ruote motrici

8

VELA 3

• VELA 3 è una cella dedicata alla misura delle emissioni evaporative dai veicoli.

• Tali emissioni provengono principalmente dalla evaporazione del combustibile contenuto nel serbatoio e nel circuito di alimentazione

• La procedura legislativa prevede di lasciare il veicolo nella cella per 24 ore mentre la temperatura viene variata fra i 20 ed i 35 °C, simulando la sosta in una giornata estiva.

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VELA 5 & 6

• I laboratori VELA comprendono anche banchi prova per la misura delle emissioni da motori di varia taglia.

• Il motore, installato su appositi supporti, è accoppiato ad un freno elettrico che applica un carico variabile simulando le condizioni di funzionamento tipiche

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VELA 7

• VELA 7 è il laboratorio più recente e consente di misurare le emissioni da veicoli pesanti completi.

• Il banco a rulli permette di simulare diversi tipologie di guida mentre la temperatura di prova può scendere fino a -30 °C.

• Tale laboratorio è indispensabile per valutare in modo estremamente accurato le emissioni di veicoli pesanti nel loro assetto finale e veicoli

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Sistemi portatili di misura (PEMS)

• I PEMS sono sistemi di misura delle emissioni che possono essere installati a bordo del veicolo

• Tali sistemi consentono di monitorare le emissioni dei veicoli su strada in condizioni di reale utilizzo

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Auto e veicoli commerciali

Motocicli

Veicoli pesanti(On/Off-road)

Combustibili

EURO 5/6• Nuovi limiti • programma PMP

Oltre EURO 5• Nuovi cicli di prova• Emissioni Off-cycle•programma PEMS

EURO 3• Nuovi limiti

Oltre EURO 3• Emissioni da scooter (collaborazione con CH)

EURO VI• Programma PMP• Programma PEMS

NRMM Directive Review(Dir.2004/26/EC)

Fuel Directive Review• Biofuels• Emissioni Evaporative• Additivi metallici

Combustibili alternative • Analisi Well to Wheels

Piattaforma Europea European H2/FC

Principali attivita’ del laboratorio JRC-VELA

In EuropaDGs, EP, MS

Fuori EuropaUN-ECE (GRPE)

Programma PMP (coordinamento conUK)

WMTC –New Worldwide Test Cycle

NRMM GTRNuovi cicli prova

Programma PMP

H2 Fuel Cell GTR

13

0,1

1,0

10,0

100,0

Dies

el D

PF

Dies

el#1

DPF

Dies

el#2

DPF

Petro

l MPI

Veh

icle

Petro

l GD

I Veh

icle

#

Petro

l GD

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Petro

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Dies

el#1

non

-DPF

Dies

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non

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non

-DPF

Dies

el#4

non

-DPF

Mass em

ission

s [m

g/km

]

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

Diesel

DPF

Diesel#

1 DP

Diesel#

2 DP

Petro

l MPI V

ehic

Petro

l GDI V

ehicl

Petro

l GDI V

ehicl

Petro

l GDI V

ehicl

Diesel#

1 non

-D

Diesel#

2 non

-D

Diesel#

3 non

-D

Diesel#

4 non

-D

Particle

num

ber (#/K

m)

Limiti di emissione EURO 5: Emissioni di particolato

EURO5/6 Number Limit

MPI

Nuo

ve a

uto

D

iese

l con

fil

tro

antip

artic

olat

o

Aut

o be

nzin

a

Aut

o D

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l se

nza

filtr

o

Iniezione diretta

EURO4 Mass Limit (25 mg/km)

EURO5/6 Mass Limit (5 mg/km)

Part

icle

num

ber

(#/K

m)

Mas

s em

issi

ons

(μg/

km)

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PMP Heavy Duty Validation Exercise and Round RobinBoth coordinated by the JRC

PMP HD Validation Exercise

• Golden Engine-1 • Golden Systems • Golden Engineer• Same fuel and lubricant• Both full flow system and partial flow system• Participant: JRC, UTAC, AVL MTC, EMPA, …

PMP HD Round Robin exercise

• Golden Engine-2• Instrument chosen by each lab• No Golden Engineer • Standard ref. fuel/lubricant• Both full flow system and partial flow system• 10 laboratories from EU, Japan Korea, Canada

15

0

2

4

6

8

10

12

14

DieselEURO2

DieselEURO3

500ccEURO 1

1200cccatalyst EURO1

CarburatorPre-

EURO1

DirectInjectionEURO 1

Mineralluboil

EURO 1

synthet.luboil

EURO 1

CarburatorEURO 2

Carb. filterCatalystEURO 2

Carb.Filter+oxo catEURO 2

μg

TEQ/

Km

Auto

Moto 4 tempi

Scooter 2 tempi

Emissioni tossiche da scooter e motocicli

Most recent improvements via advance research in

collaboration with Swiss BAFU, TTM & Univ. Biel-Bienne

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Quadro complessivo: emissioni di gas ad effetto serra verso l’energia totale

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 200 400 600 800 1000 1200

WTW energy (MJ/ 100 km)

WTW

GH

G (g

CO

2eq/

km

)

GasolineDieselCNGSyndiesel ex NGSyndiesel ex woodDME ex NGDME ex woodEtOHex sugar beetEtOH ex wheatEtOH ex woodFAMEHyd ex NG, ICEHyd ex NG, FCHyd ex NG+ely, ICEHyd ex NG+ely, FCHyd ex coalHyd ex coal+ely, ICEHyd ex coal+ely, FCHyd ex bio, ICEHyd ex bio, FCHyd ex bio+ely, ICEHyd ex bio+ely, FCHyd ex wind+ely, ICEHyd ex wind+ely, FCHyd ex nuclear, ICEHyd ex nuclear, FCHyd ind(Ref+FC)Hyd ex EU-mix elec (ely), ICEHyd ex EU-mix elec (ely), FC

Crude oil

Natural gas

Eu-mix coal

Biomass (conventional)

Biomass (advanced)Wind, Nuclear

Eu-mix elec

COAL

Natural GasEU Mix

Elec

Biomass(Advanced) Wind, Nuclear

Biomass (Conventional)

Situazione attuale

E’ necessario uno spostamento verso le energie rinnovabili

GH

G (g

CO

2eq/

km)

Energy (MJ/100 km)

Analisi WELL-TO-WHEEL (pozzo-ruota)

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Thank you !