Danske kilder til sodpartikler

Transkript

1 AARHUS UNIVERSITET Danske kilder til sodpartikler Sodpartikler og klimaeffekter 15. november 211, Fællessalen i Folketinget Morten Winther Institut for Miljøvidenskab Aarhus Universitet

2 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Disposition Baggrund Miljømæssig problemstilling Opgørelsen Aktivitetsdata (brændselsforbrug) Stationære kilder Mobile kilder Emissionsfaktorer Stationære kilder Mobile kilder Beregningsmetode Resultater Konklusion Videre arbejde med BC

3 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Baggrund miljømæssig problemstilling Black Carbon (BC) også benævnt som sod er den lysabsorberende del af partikelmassen udsendt ved forbrænding BC er en drivhuskomponent pga. dens evne til at absorbere tilbagestråling af lys over reflektive overflader, og pga. dens sværtningseffekt ved afsætning på sne og is BC er en kortlivet drivhuskomponent pga. dens relativt korte opholdstid i atmosfæren. Fra et drivhus synspunkt er der derfor en stor gevinst ved at reducere BC emissionen

4 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Baggrund - opgørelsen Opgørelsen dækker BC emissionen for alle forbrændingsrelaterede kilder i Danmark Opgørelsen dækker perioden ; er de historiske år, 29+ dækker prognoseperioden Opgørelsen kobler aktivitetsdata og emissionsfaktorer, og opdeles i hovedsektorer og teknologitrin Grundlaget for BC opgørelsen er en detaljeret opgørelse af den samlede partikelmasse (TSP), hvortil der kobles BC % andele af TSP

5 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Baggrund - opgørelsen Opgørelsen er lavet i 21 som en del af projektet BC emissionen fra danske kilder, støttet af Miljøstyrelsens DANCEA program BC resultaterne var et af de danske input til arbejdet i AMAP (Arctic Monitoring and Assessment programme) i Arktisk Råd Projektet omfattede også BC emissionerne fra Grønland og Færøerne

6 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Brændselsforbrug (PJ) stationære kilder Energiforbrug - anlæg i husholdninger Energiforbrug - øvrige stationære anlæg PJ PJ Træ Halm Olie Naturgas Total Biogas Kul Tung olie Gas olie Naturgas Orimulsion Petroleumskoks Halm Affald Træ Total Data fra Energistyrelsen; historisk og prognose Husholdninger: Brændeovne, private fyr (olie/naturgas/halm), pejse Træforbruget udgør nu ca. halvdelen. Andelen forventes at stige i fremtiden, når forbruget af olie og naturgas falder Store anlæg: Kraftværker, kraftvarmeværker, fjernvarmeværker og raffinaderier Små anlæg indenfor handel og service, fremstillingsvirksomheder

7 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Træforbrug i husholdninger Træforbrug - private husholdninger 4 Figuren viser træforbruget (PJ) fordelt på anlæg/teknologitrin; moderne anlæg tager større og større andele Data for det totale træforbrug kommer fra Energistyrelsen; historisk og prognose Markant stigning i træforbruget fra 1999 til 27 (> 2 %). Prisstigning for andre brændsler, og brændeovne er blevet mere populære Teknologifordelingen er undersøgt af Illerup et al. (27), tidligere DMU PJ Brændeovn (<199) Brændeovn (199-25) Brændeovn (>25) Svanemærket brændeovn Pejse Fyr m. akk. tank (<198) Fyr u. akk. tank (<198) Fyr m. akk. tank (>198) Fyr u. akk. tank (>198) Pillefyr

8 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 PJ Energiforbrug - diesel personbiler PJ Energiforbrug - diesel varebiler Vejtrafikkens dieselforbrug fordelt på Euronormer; Gamle normer fases ud og erstattes af nyere PJ Conv. Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Energiforbrug - lastbiler PJ Conv. Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Energiforbrug - busser Conv. Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Conv. Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Dieselforbruget er teknologiopdelt ud fra 1) bestand/trafik data fra DTU Transport, 2) køretøjsspecifikke fuelfaktorer (COPERT IV), og 3) energidata fra Energistyrelsen De senere års stigning i antal dieselpersonbiler er meget tydelig; den forventes at fortsætte i fremtiden

9 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november Dieselforbrug - Landbrug mobile kilder Diesel forbrug - andre mobile kilder PJ PJ < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV Industri Jernbane Nat. søfart Land/skov Fiskeri Militær PJ Dieselforbrug - Industri mobile kilder Figuren viser dieselforbruget for andre mobile kilder Energistyrelsen data direkte: Jernbane, militær, fiskeri Non road maskiner og søfart: Bottom-up beregning < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV Trin IIIB-IV motorer (filterkrav) har større energiandele for landbrug end for industri

10 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Emissionsfaktorer Husholdninger (træ) og andre stationære kilder TSP: DK emissionsopgørelse (forskellige ref.) BC: Den europæiske GAINS model (Kupiainen og Klimont, 24;27) Vejtrafik TSP: Den europæiske COPERT IV model (EMEP/EEA, 29) BC: COPERT IV (udstødning)/gains (slidrelateret) Andre mobile kilder TSP: DK emissionsopgørelse (forskellige ref.) BC: Jernbane, non road, militær; vejtrafik analogier BC: Søfart (røgfanemålinger; Lack et al. (29)) BC: Luftfart (GAINS)

11 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Beregningsmetode Emission = (Energiforbrug) x (TSP Emissionsfaktor) x (BC % af TSP) Beregningerne lagdeles efter: Sektor/undersektor Fuel type Teknologitrin (f.eks. Svanemærket ovn, eller Euro VI lastbil) Opgørelsesår

12 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Resultater BC emissioner 28 Andre mobile 15% Vej (slidrelateret) 2% Vej (udstødning) 19% Husholdninger 62% Andre stationære 2% Forbrænding i husholdninger er den største kilde i Danmark: BC andelen var 62 % i 28 Afbrænding af træ i husholdninger udgør alene 59 % af den samlede danske emission

13 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 BC emissioner 5 Tons Husholdninger Andre stationære Vej (udstødning) Vej (slidrelateret) Andre mobile Den totale BC emission (ikke vist) forventes at falde med 28 % fra 199 til 23 Husholdninger: Den beregnede BC emission stiger med 98 % fra ; BC emissionen forventes at falde med 63 % fra Andre kilder : Vej udstødning -97 %; Andre mobile -87 %; Andre stat. +9%;Vej slidrel. +68%

14 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 BC emissioner - træ i husholdninger Tons PJ Træforbrug - private husholdninger Brændeovn (<199) Brændeovn (199-25) Brændeovn (>25) Svanemærket ovn Pejse Fyr m. akk. tank (<198) Fyr u. akk. tank (<198) Fyr m. akk. tank (>198) Fyr u. akk. tank (>198) Pillefyr Brændeovn (<199) Brændeovn (199-25) Brændeovn (>25) Svanemærket brændeovn Pejse Fyr m. akk. tank (<198) Fyr u. akk. tank (<198) Fyr m. akk. tank (>198) Fyr u. akk. tank (>198) Pillefyr BC emissionen stiger med 128 % fra Herefter falder emissionen med 63 % frem til 23 pga. forbedret teknologi (Miljøministeriets bekendtgørelse nr Svanemærkeordning) Kravene til svanemærkede ovne er skrappere end bekendtgørelsen (1 vs. 4 g/kg træ). Svanemærkekravet revurderes hvert tredje år Hvis filtre på et tidspunkt bliver udviklet, kan meget store emissionsbesparelser opnås

15 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Diesel biler BC% af TSP Euro 1: 7% Euro 2: 8% Euro 3: 85% Euro 4: 87% Euro 5: 1% Euro 6: 1% Tons TSP emissioner - diesel personbiler Tons BC emissioner - diesel personbiler Conv. Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Conv. Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 Euro 5 og 6 dieselbiler (og varebiler), skal være udstyret med filtre for at overholde EU s emissionslovgivning Filtre fjerner sod (BC) meget effektivt Den vægtede BC andel af TSP falder fra 82 % i 28 til 14 % i 23

16 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Lastbiler BC% af TSP Euro I: 65% Euro II: 65% Euro III: 7% Euro IV: 75% Euro V: 75% Euro VI: 15% Tons TSP emissioner - lastbiler Tons BC emissioner - lastbiler Conv. Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Conv. Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Euro VI lastbiler (og busser) skal have filtre for at overholde EU lovgivningen Filtre fjerner sod (BC) meget effektivt Den vægtede BC andel af TSP falder fra 67 % i 28 til 18 % i 23

17 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Tons BC emissioner - Landbrug mobile kilder PJ Dieselforbrug - Landbrug mobile kilder < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV 5 BC emissioner - Industri mobile kilder Dieselforbrug - Industri mobile kilder 4 12 Tons 3 2 PJ < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV Landbrug: Mange Trin IIIB-IV motorer (filterkrav); meget store BC reduktioner Industri: Mange motorer < 37 kw (intet filterkrav) mere moderate BC (og TSP) emissionsfald

18 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Konklusion Den totale BC emission falder med 28 % fra 199 til 23 Forbrænding af træ udgør 59 % af BC emissionen i 28 BC emissionen fra træ stiger med 128 % fra Herefter falder emissionen med 63 % frem til 23 pga. forbedret teknologi

19 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Konklusion Store BC emissionsreduktioner for vejtrafik (97 %) og andre mobile kilder (87 %) beregnes i perioden pga. gradvist skærpede emissionskrav Filtre reducerer BC særdeles effektivt

20 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Konklusion For brændeovne ville introduktion af effektive filtre kunne give yderligere store emissionsbesparelser

21 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Videre arbejde med BC opgørelser Rapportering af nationale BC emissioner kan på sigt forventes inkluderet i UNECE konventionen for langtransporteret luftforurening (UNECE CLRTAP) Årlig beregning af BC emissioner for Danmark BC prognoseestimater hvert femte år

22 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Videre arbejde med BC opgørelser Projektansøgning Emissioner fra skibe i det arktiske område er indsendt til Miljøstyrelsen (DANCEA program Miljøstøtte til Arktis) Miljømæssig problemstilling: Skibenes emissioner udledes i nærområdet og i lav højde. Dermed bliver depositionen relativ stor fra en ellers begrænset emissionstotal

23 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Videre arbejde med BC opgørelser I projektet benyttes satellitbaserede AIS (Automatic Information System) data fra skibes bevægelser (leveret af Farvandsvæsenet) Projektet videreudvikler en eksisterende AIS model, hvor emissioner blev beregnet for havområdet omkring Danmark i Miljøprojekt 137 (29) Skibsfartens bidrag til luftforurening i Danmark Modellen beregner skibenes sejlhastighed og koordinater som input til emissionsberegningerne Resultaterne vil gøre det muligt at beregne spredning og deposition af emissioner fra skibene; nutid såvel som prognoseår

24 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Tak for Jeres opmærksomhed!

25 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 TSP emissioner - Landbrug mobile kilder TSP emissioner - Industri mobile kilder Tons Tons < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV BC emissioner - Landbrug mobile kilder 5 BC emissioner - Industri mobile kilder 4 4 Tons 3 2 Tons < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV < Stage I Stage I Stage II Stage IIIA Stage IIIB Stage IV Landbrug: Trin IIIB-IV motorer har filtre; markante TSP reduktioner og endnu større BC reduktioner Industri: Intet filterkrav for motorer < 37 kw mere moderate TSP og BC emissionsfald

26 AARHUS UNIVERSITET Morten Winther 15. november 211 Beregningsmetode: Forbrænding E i, j, k, f, y = FC j, k, f, y EFi, j, k, f, y E = emission (tons) FC = brændselsforbrug (PJ) EF = emissionsfaktor (g GJ -1 ) i = emissionskomponent, j = mobil/stationær kategori k = teknologi, f = fueltype, y = opgørelsesår Beregningsmetode: Slidrelateret (dæk/bremser/vejslid) E = emission (tons) M = total trafikarbejde (1 9 km) EF = emissionsfaktor (mg km -1 ) i = emissionskomponent, j = køretøjstype k = slidtype, y = opgørelsesår E i, j, k, y = M j, y EFi, j, k, y