Fattori che influenzano lo stato della risorsa
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EMISSIONI CLIMALTERANTI

Le emissioni di gas climalteranti


La tematica relativa ai gas a effetto serra rientra negli Obiettivi dell'Agenda 2030 per Sviluppo Sostenibile in particolare nell'Obiettivo 13: Adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue conseguenze.

I principali gas serra presenti nell’atmosfera terrestre sono il vapore acqueo (H2O), l’anidride carbonica (CO2), il protossido di azoto (N2O) e il metano (CH4). I gas serra di origine sia antropica sia naturale trattengono con un meccanismo molto efficace la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre, impedendone l’irraggiamento verso lo spazio. Mentre la presenza di vapore acqueo è legata al ciclo idrologico e dipende dalla temperatura dell’atmosfera, e quindi non risulta direttamente collegata alle attività antropiche, gli altri gas serra negli ultimi due secoli sono stati fortemente influenzati dalle attività dell’uomo.

Le attività umane e naturali determinano il rilascio in atmosfera di diverse sostanze climalteranti (EMISSIONI), che possono subire dei processi di trasporto e trasformazione legati alla meteorologia e alla reattività chimica delle specie emesse ed essere infine misurate in termini di CONCENTRAZIONI.

La Figura 1 mostra come le concentrazioni di anidride carbonica (in azzurro) siano aumentate in concomitanza con l’incremento delle emissioni antropiche (in grigio), sin dall’inizio della rivoluzione industriale nel 1750. Le emissioni sono aumentate lentamente fino a metà del XX secolo, raggiungendo le 5 Gt/anno circa; successivamente la curva ha subito un aumento repentino, superando le 35 Gt/anno alla fine del secolo (dati di concentrazione da NOAA e ETHZ, dati di emissione da Our World in Data e Global Carbon Project).

Figura 1
Andamento medio annuo delle concentrazioni (in azzurro) e delle emissioni (in grigio) della CO2 (1750-2021)

Fonte: NOAA Climate.gov

LE CONCENTRAZIONI DI GAS CLIMALTERANTI

L’aumento della concentrazione dei gas serra sta determinando l’aumento di temperatura dell’atmosfera e dell’intero sistema climatico terrestre.

La concentrazione di metano ha visto un incremento del 150% dal periodo pre-industriale, quella del protossido di azoto del 20% e quella dell’anidride carbonica del 40% a causa delle emissioni dovute all’utilizzo di combustibili fossili, alla produzione di cemento e al contributo netto dato dalle modifiche dell’uso del suolo (Figura 2).

Figura 2
Andamento della concentrazione dei principali gas serra in atmosfera (sopra) e stima del contributo antropogenico alle emissioni globali di CO2 dai comparti emissivi (sotto)



Fonte: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

Le concentrazioni di anidride carbonica in atmosfera misurate dall’osservatorio di Mauna Loa, nell’arcipelago delle Hawaii, risultano costantemente in aumento a partire dall’anno di inizio del monitoraggio, come rappresentato in Figura 3 (in rosso i dati mensili, in nero gli stessi dati con una correzione applicata per eliminare il trend stagionale).

Tali concentrazioni costituiscono la serie storica di misure dirette di CO2 in atmosfera più lunga a livello globale. Dal valore medio annuo del 1959 pari a 315.98 ppm di CO2 si è arrivati a 418.56 ppm del 2022, con un incremento medio annuo di 1.60 ppm. Dal 2015 i valori di CO2 sono costantemente al di sopra dei 400 ppm, con un incremento medio annuo di 1.97 ppm negli ultimi 5 anni.

Figura 3
Andamento della concentrazione di anidride carbonica in Mauna Loa (arcipelago delle Hawaii)

Analogamente, la serie storica delle medie mensili della concentrazione di fondo di CO2 raccolte a Plateau Rosa (mediante misurazioni continue da marzo 1993 a dicembre 2018 – in rosso - e mediante misurazioni settimanali su boccetta da aprile 1989 a dicembre 1997 - in rosa – di Fig. 4) mostra un incremento continuo.

Figura 4
Andamento della concentrazione di anidride carbonica in Italia (Plateau Rosa, altitudine 3500 m, 1993-2018)

LE EMISSIONI DI GAS CLIMALTERANTI

A livello mondiale, si stima che le emissioni antropogeniche di CO2, rilasciate in atmosfera dall’utilizzo di combustibili fossili e produzione di cemento dal 1750 al 2021, siano circa di 470 GtC (miliardi di tonnellate di carbonio), mentre la deforestazione e le modifiche all’uso del suolo emettono circa 235 GtC di CO2 (Global Carbon Budget, 2022). Di queste emissioni antropogeniche, 295 GtC si sono accumulate in atmosfera, 185 GtC sono state assorbite dagli oceani, che hanno di conseguenza subito una importante acidificazione, e 230 GtC dagli ecosistemi naturali terrestri.

La Figura 5 rappresenta le emissioni globali annuali di CO2 fossile suddivise nei principali settori, a partire dal 1970: produzione energetica, industria (processi di combustione e produzione di carburanti), trasporti (reti viarie e ferroviarie, aviazione e navigazione), costruzioni e altri settori (altri processi industriali, agricoltura, trattamento rifiuti). Nel 2020 le emissioni globali di CO2 hanno riscontrato una diminuzione del 5.3% rispetto al 2019, principalmente dovuta alla pandemia. Tuttavia, nel 2021, le emissioni globali sono tornate ai livelli del 2019, raggiungendo le 37.9 Gt (0.36% in meno rispetto al 2019). Dopo il grande calo osservato nel 2020, le emissioni globali di CO2 fossile del settore trasporti hanno raggiunto le 7.6 Gt nel 2021, rimanendo tuttavia a livelli inferiori del 7% rispetto al 2019. Le emissioni globali pro capite (in nero) di CO2 fossile sono tornate nel 2021 allo stesso livello del 2008 (4.81 t CO2 /cap/anno) con un aumento complessivo del 13% circa tra il 1990 e il 2021.

Figura 5
Emissioni annuali globali di CO2 fossile in Gt CO2/anno, per i diversi comparti produttivi - anni 1970-2021

Per quanto riguarda la situazione relativa agli stati membri dell’Unione Europea, l’Agenzia Europea per l’Ambiente mostra una sostanziale diminuzione delle emissioni di gas a effetto serra a partire dal 1990, più accentuata negli ultimi dieci anni.  In particolare, le emissioni totali in termini di CO2 equivalente, si sono ridotte del 33.26% dal 1990 al 2020.

Le emissioni di gas climalteranti in Italia e in Piemonte

Le emissioni di CO2 e di altri gas climalteranti rientrano tra gli indicatori di benessere equo e sostenibile (bes), l’indice Istat che valuta il progresso di una società dal punto di vista sociale e ambientale (come stabilisce il DM economia del 16 ottobre 2017). 

In Italia, ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), nell’ambito degli strumenti e delle politiche per fronteggiare i cambiamenti climatici, garantisce la predisposizione e l’aggiornamento annuale dell’Inventario Nazionale dei gas serra, documentato nel National Inventory Report.

L’inventario fornisce, oltre alle quantità annuali dei principali gas serra (protossido di azoto N2O, metano CH4 e anidride carbonica CO2), anche la quantificazione in termini di CO2 equivalente: tale parametro permette di pesare l’effetto climalterante complessivo da parte dei differenti gas serra sulla base dei GWP (Global Warming Potentials - Potenziali di Riscaldamento Globale), messi a punto e aggiornati periodicamente dall'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).


Dal 2015, secondo quanto deciso dalle parti della Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici, di cui alla Decisione 15/CP.17 adottata dalla COP17 di Durban 2011,  per la stima della CO2 eq ISPRA utilizza i GWP100 (riferiti ad un orizzonte temporale di 100 anni), riportati nel Quarto Rapporto di Valutazione dell’IPCC, attribuendo come fattori-peso 1 all’anidride carbonica CO2, 265 al protossido di azoto N2O e 28 al metano CH4 (valori aggiornati secondo il AR5 del 2021, ultimo aggiornamento disponibile alla data della pubblicazione dell’inventario ISPRA 2020).

L’ultimo rapporto disponibile (National Inventory Report 2022) conferma come le emissioni totali di gas serra in Italia, in termini di CO2 equivalente, siano diminuite dal 1990 al 2020 del 32%(da 516 a 349 MtCO2 eq., Figura 6) al netto di emissioni ed assorbimenti di gas serra derivanti dall’uso del suolo, dai cambiamenti dell’uso del suolo e dalle foreste. Tale riduzione è conseguenza da una parte della contrazione dei consumi energetici e delle produzioni industriali causate dalla crisi economica e dalla delocalizzazione di alcuni settori produttivi, dall’altra della crescita della produzione di energia da fonti rinnovabili (idroelettrico ed eolico) e di un incremento dell’efficienza energetica. L’anno 2020 poi è stato segnato dalla congiuntura economica e sociale causata dalla crisi pandemica.

Figura 6
Andamento delle emissioni di gas climalteranti in Italia per categoria emissiva - anni 1990-2020

k= 1.000            Fonte: Ispra. Elaborazione: Arpa Piemonte

Per analizzare le serie storiche dei gas serra, scendendo dalla scala nazionale a quella regionale, si fa riferimento alla disaggregazione dell’Inventario Nazionale con livello di dettaglio provinciale (realizzato sempre da ISPRA e rilasciato a cadenze regolari, Figura 7).

In Piemonte, le emissioni totali di gas serra comprensive degli assorbimenti, in termini di CO2 equivalente, sono diminuite dal 1990 al 2019 del 26% (da 37.042 a 27.324 ktCO2 eq.). Inoltre, i totali emissivi al 2019 equivalgono a 6.31 t di CO2 equivalente per ogni abitante piemontese da confrontare con il dato italiano di 6.33.

Figura 7
Andamento delle emissioni di gas climalterantie e degli assorbimenti in Piemonte per comparto emissivo (macrosettori SNAP)

k= 1.000                          Fonte: Ispra. Elaborazione: Arpa Piemonte

Il quadro di dettaglio per le emissioni di gas climalteranti in Piemonte è riportato nei dati dell’Inventario Regionale delle Emissioni piemontese (IREA Piemonte ) riferito all’anno 2019 - realizzato dalla Regione Piemonte (Settore Emissioni e Rischi Ambientali) sulla base della metodologia EMEP-CORINAIR e nell’ambito del Consorzio INEMAR. Tale inventario fornisce la stima a livello comunale delle emissioni annuali di macro e microinquinanti e gas serra, disaggregate per attività emissiva ai vari livelli di classificazione SNAP97 (Selected Nomenclature for Air Pollution ).

La Figura 8 mostra come in Piemonte, alla produzione di gas serra, in termini di CO2 equivalente, contribuiscono in misura predominante quattro fonti principali: l’industria (46%), il trasporto su strada (24%) il riscaldamento (15%) e l’agricoltura (11%).

Più in dettaglio, il comparto agricolo contribuisce al 70% delle emissioni di metano (principalmente dovute alla zootecnia) e al 69% delle emissioni di protossido di azoto (dovute all’utilizzo di fertilizzanti).

Figura 8
Contributo percentuale alle emissioni di gas climalteranti in Piemonte da parte dei vari comparti emissivi (macrosettori SNAP97) - IREA 2019

k= 1.000       Fonte Regione Piemonte. Elaborazione: Arpa Piemonte

Negli Inventari delle Emissioni vengono stimate non solo le emissioni di CO2, ma anche gli assorbimenti annuali di CO2, ovvero la quantità di carbonio assorbita in differenti serbatoi forestali: la biomassa epigea, la biomassa ipogea, la lettiera, la necromassa e il suolo.

Nell’Inventario Regionale delle Emissioni di Regione Piemonte gli assorbimenti sono stati stimati (Figura 9) attraverso una procedura basata sul modello For-Est sviluppato da ISPRA, seguendo le indicazioni delle linee guida LULUCF dell’IPCC. Si basa su una curva di crescita della biomassa forestale (Funzione di Richards) che lega il tasso di incremento annuo della biomassa alla biomassa inizialmente presente.

Figura 9
Bilancio della CO2 in Piemonte: emissioni e assorbimenti - IREA 2019

Fonte: Regione Piemonte. Elaborazione: Arpa Piemonte


Vengono considerate 27 categorie forestali, raggruppate in 4 macrocategorie:

  • Fustaie: abete rosso, abete bianco, larici, pini di montagna, pini mediterranei, altre conifere, faggio europeo, cerro, altre querce e altre latifoglie;
  • Bosco ceduo: faggio europeo, castagno, carpino, altre querce, cerro, querce sempreverdi, altre latifoglie e conifere;
  • Piantagioni: cedui di eucalipto, cedui di altre latifoglie, pioppeti, altre piantagioni di latifoglie, piantagioni di conifere e altro;
  • Foresta protetta: foresta rupestre, foresta ripariale e arbusteti.

Attualmente in IREA non sono valorizzati gli assorbimenti relativi alle coltivazioni agricole.

Nella Figura 10 sono riportate alcune rappresentazioni cartografiche a livello comunale delle emissioni e degli assorbimenti di anidride carbonica, nonché la sommatoria comunale dei gas climalteranti (espressi come CO2 equivalente) calcolata sia includendo che escludendo gli assorbimenti.

Figura 10
Gas climalteranti



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Fonte: Regione Piemonte. Elaborazione: Arpa Piemonte

Consulta i dati delle emissioni di gas serra.