Effektfor partikelforureningafmiljøzoner

(1)

National Environmental Research Institute, University of Aarhus, Denmark

Hvad er effekten for

partikelforureningen af indførelse af miljøzoner i de største danske byer ?

Steen Solvang Jensen, Matthias Ketzel, Peter Wåhlin, Finn Palmgren, Ruwim Berkowicz

Danmarks Miljøundersøgelser (DMU), Afdelingen for Atmosfærisk Miljø, Århus Universitet

(2)

Effektfor partikelforureningafmiljøzoner

Præsentation

• Miljøzoneloven

• Partikelfiltereffekt for emission

• Metoder til vurdering af effekten for luftkvaliteten

• Trafikkens bidrag til PM og kildeopgørelse heraf

• Effekt af partikelfiltre for luftkvaliteten

• Samfundsøkonomisk vurdering

?

(3)

Miljøzoneloven

• Partikelfilter på

dieseldrevne tunge

køretøjer over > 3½ ton

– 1. sept. 2008 på Euro II og ældre (køretøjer<=1998) – Fra 1. juli 2010 på Euro III

og ældre (køretøjer<=2000)

• København/Frederiksberg (1.9. 2008)

• Aalborg (1.2.2009)

• Århus, Odense

• Formål at reducere

sundhedseffekter af PM.

(www.miljozonen.dk)

København

Aalborg

(4)

Euronormer og bestand

Årstal for ikrafttrædelse af EU emissionsnormer

Euronorm Diesel lastbil og bus

PM (g/kWh)

Euro 1 1992* 0.36

Euro 2 1998 0.15

Euro 3 2000 0.10

Euro 4 2005 0.02

Euro 5 2008 0.02

Euro 6 2013^** 0.01

* > 85 kW

** Forslag fra 21.12.2007 Kilde: www.dieselnet.com

(ketzel et al. 2008)

(5)

Metoder til konsekvensvurdering af effekten af partikelfiltre

• Målinger bidrager med viden om niveauer, størrelsesfordeling og kemisk

sammensætning.

• Analyse af målinger bidrager med viden om forskellige kilders bidrag (bl.a.

receptormodeller)

• Emissionsmodeller bidrager med viden om forskellige køretøjes emissionsbidrag

• Luftkvalitetsmodeller kan bestemme luftkvaliteten i gadeniveau (OSPM), i

bybaggrunden (UBM, OML)og i den regionale baggrund uden for byerne (DEHM)

• Modellerne valideres ved sammenligning med målinger

• Modellerne kan anvendes til kortlægning af luftkvaliteten i en by og konsekvensregninger af fx partikelfiltre

• Luftkvalitetsmodellerne kan kobles til modeller for estimering af

– befolkningseksponering – sundhedsbelastning – miljøøkonomi

Modeller Målinger

+

(6)

Partikelfilter

• Et partikelfilter reducerer alle

partikelstørrelser næsten 100%

• I gns. forudsat 80%

under normal drift og vedligehold

• Partikelfilter reducerer kun udstødningen

• Vej-, dæk- og

bremsepartikler samt resuspension er

uændret (Ikke- udstødning)

Ikke-udstødnings- partikler: vej, bremser og dæk plus

resuspension Udstødningspartikler

(7)

Koncentrationsbidrag i byområder

Gadebidrag

Bybaggrundsbidrag Regionalt bidrag

concentration

Å Æ Afstand

Koncentration

Å By Æ

Bybaggrundskoncentration

Gadekoncentration Lokalt bidrag

Regional koncentration

(8)

De forskellige bidrag

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

PM10 PM2.5 ToN

Procent af gadekoncentration (%)

Regional Bybaggrund Gade PM10 PM2.5 T oN

µg/m3 µg/m3 N/cm3

Regional 20 18 4000

Bybaggrund 22 19 7000

Gade 32 25 26000

Åboulevarden i København ca. 50.000 ÅDT

Note: Sammensat af både måle- og modelkilder

2004

(9)

Kildeopgørelse af PM10 fra trafik

Exhaust, Brakes, Road dust, Road salt Coarse

Fine

(Palmgren et al. 2005)

• Analyse af

målinger med receptor

model

• Opdeling på

– udstødning – bremser – vejstøv – vejsalt

• Trafikbidrag

– 7,3 µg/m³ for PM2.5 og

– 18,7 µg/m³ for PM10

H.C. Andersens Boulevard (60.000 ÅDT)

(10)

Døgnfordeling og bidrag

Antal

Masse

A: Sekundær PM B: Sod

C: Kondensater D: Kondensater fra diesel

køretøjer med oxiderende katalysator

(Palmgren et al. 2005) H.C. Andersens Boulevard (60.000 ÅDT)

(11)

Emissionsfaktorer for køretøjstyper

Byvej 2003

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90

Personbil Taxi Varebil Små lastbiler Store lastbiler Busser

gram/km

PM10 Udstødning (g/km) PM10 Ikke-udstødning (g/km)

(12)

Validation of emission factors

(Ketzel et al. 2007) H.C. Andersens Boulevard (60.000 ÅDT)

mod: OSPM emission module

meas: målinger og analyse heraf med receptormodel

(13)

Køretøjsfordeling for tung trafik

• Oplysninger fra 12 manuelle

tællestationer i Kbh.

• 7,8% tung trafik

• Busser i fast rute er primært gasbusser i det centrale Kbh.

eller har partikelfilter

• 4,6% lastbiler og

busser som krav om filtre primært sigter imod (efterfølgende antaget filtre på alle)

Type %-point

Sololastbiler > 3,5 t 3.0

Lastbiler med sættevogn 0.5

Lastbiler med påhæng 0.4

Busser i fast rute 3.2

Andre busser 0.7

Tung trafik ialt 7.8

(14)

PM ₁₀ kildeopgørelse for Jagtvej

Jagtvej 2003

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Personbil Taxi Varebil Små lastbiler Store lastbiler Busser

Procent

Køretøjssammensætning (%)

PM10 udstødning og ikke-udstødning (%)

• Tung trafik på Jagtvej udgør 3,1% men står for 18% af PM10 udstødning og ikke-udstødning

• Med partikelfiltereffektivitet på 80% kan udstødningen

reduceres ca. 19% og samlet emission reduceres ca. 10% (for antal partikler ca. 25%)

(15)

PM ₁₀ og PM _2.5 reduktion i gade

• Baggrundsniveau højt for PM10 og PM2.5

• PM2.5 viser næsten samme resultat som PM10 dog med lidt større reduktion og lidt lavere

bybaggrundsbidrag

• Reduktion i

gadekoncentrationen er hhv. 4% og 6% for PM10 og PM2.5

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Klokken 0

4 8 12 16 20

μg/m3

Bybaggrund Gadebidrag

Gadebidrag med part. filtre OSPM beregninger af PM10 koncentrationer på Åboulevarden

(16)

Reduktion af partikelantal i gadeniveau

• Relativt lavt

baggrundsniveau

• Større relativ

reduktion i forhold til PM10 og PM2.5

• Reduktion i gade- koncentrationen er hhv. 20% og 13%

afhængig af antagelser for ToN/NOx

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Klokken 0

20000 40000 60000

N/cm3

Bybaggrund Gadekoncentration

Gadekoncentration med part. filtre OSPM beregninger af ToN koncentrationer på Åboulevarden

Note:

To forskellige antagelser om forholdet mellem ToN og NO_xemissioner.

De optrukne kurver viser beregninger, hvor man har antaget at ToN/NO_x forholdet er dobbelt så høj for tunge køretøjer end for de lette køretøjer.

De stiplede kurver viser beregningsresultater med det samme ToN/NO_x forhold ofr alle køretøjskategorier.

(17)

Geografiske fordeling i bybaggrund

• Ens geografisk fordeling af PM2.5, PM10 og antal i bybaggrund

• Trafikkens bidrag op til 1,2 µg/m

³

, 1,8 µg/m

³

og knap 6.000 N/cm

³

for hhv.

PM2.5, PM10 og antal

0 10 20 30 40 Kilo met er s

N

PM2.5 (µg/m3) 18.04 - 18.15 18.15 - 18.26 18.26 - 18.44 18.44 - 18.68 18.68 - 19.24 Miljoezone Kommunegr ænser

PM2.5

Bybaggrundsforureningen med PM2.5 (µg/m) i 2003 på 1x1 km³ ² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 18 µg/m³

og trafikken bidrager med resten.

(18)

Geografisk fordeling af PM reduktion

• Størst reduktion i og tæt på miljøzonen men kun maksimalt 1,9

% reduktion af bybaggrundskoncentrationer for PM₁₀ og PM_2.5 og max 25% for antal partikler

0 10 20 30 40 Kilometers

N

Reduktion af PM2.5 (µg/m3) ved partikelfiltre i miljøzone

Miljøzone Kommunegrænser

0 - 0.009 0.009 - 0.027 0.027 - 0.067 0.067 - 0.162 0.162 - 0.353

0 10 20 30 40 Kilometers

N

Reduktion af ToN (N/cm3) ved partikelfiltre i miljøzone

Miljøzone Kommunegrænser

0 - 69 69 - 236 236 - 621 621 - 1179 1179 - 2425

PM2.5

Redukt ion i PM_2.5 (µg/ m³) i 2003 som f øl ge af par t ikel f il t r e på t unge kør et øjer i mil jøzonen visual iser et på 1x1 km² git t er net i

Hovedst adsomr ådet . Redukt ionen er ident isk f or PM₁₀, da det kun er udst ødningen, der påvir kes af par t ikel f il t r e.

Ant al part ikl er

Redukt ion i ToN (N/ cm³) i 2003 som f øl ge af par t ikel f il t r e på t unge kør et øjer i mil jøzonen visual iser et på 1x1 km² git t er net i

Hovedst adsomr ådet

(19)

Samfundsøkonomi

– Sundhedsgevinster

• Sparet for tidlige dødsfald og sygelighed på basis af eksponeringsberegninger for PM2.5 på 1x1 km² i

bybaggrund, dosis-respons samt enhedspriser pr. tilfælde

– Omkostninger

• montering af partikelfiltre (45.000 kr.) og årlige omkostninger (renter, vedligehold, afskrivning).

– Resultat

• samfundsøkonomisk gevinst ved lovforslaget om miljøzoner (5 bykommuner)

• gevinst (203 mill. kr. år) og omkostning (175 mill. kr. år)

(Miljøstyrelsen 2006)

(20)

Sammenfatning

• Grænseværdier for PM10 overskrides enkelte steder

• Grænseværdi for PM2.5 overskrides ikke og fremtidige mål forventes opfyldt

• Modeller anvendt til foreløbig vurdering af miljøzoner

• Emissionsfaktorer usikre især for PM10 ikke-udstødning

• Tung trafik udgør relativt lidt af trafikken men relativt meget af partikel emissionen

• Filtre forventes at reducere partikeludstødning i gns. med 80%

• Begrænset effekt af miljøzone på gadekoncentration af PM10 (4%), og PM2.5 (6%) og større for antal partikler (13-20%) i trafikerede gader

• Eksponeringsberegninger for PM2.5 anvendt til

samfundsøkonomisk vurdering - sundhedsgevinster overstiger udgifter til filtre

(21)