Virkemidler til begrænsning af overskridelser af NO 2 grænseværdien for luftkvalitet i danske byer

Transkript

1 Virkemidler til begrænsning af overskridelser af NO 2 grænseværdien for luftkvalitet i danske byer Trafikdage på Aalborg Universitet august 2009 Steen Solvang Jensen, Matthias Ketzel Afdelingen for Atmosfærisk Miljø Danmarks Miljøundersøgelser Århus Universitet ssj@dmu.dk

2 Præsentation Baggrund NO 2 grænseværdier (2010) mulighed for udsættelse (2015) målte og modellerede overskridelser Udviklingstendenser emission og koncentration Kildeopgørelse fordeling på køretøjstyper og brændstofstyper Effekt af virkemidler miljøzonekravene andre trafikale, teknologiske, økonomiske virkemidler

3 Grænseværdi for NO 2 som årsmiddel Gruppe 1: Over tolerancemargin + grænseværdi: Aktionsplan til Kommissionen. Grænseværdi skal opfyldes ved skæringsdatoen Koncentration 50 % Gruppe 2: Mellem grænseværdi og grænseværdi + tolerancemargin: Årlig rapport til Kommissionen. Grænseværdi skal opfyldes ved skæringsdatoen Grænseværdi plus tolerancemargin 40 µg/m 3 Grænseværdi Direktiv træder i kraft Gruppe 3: Under grænseværdien: Rapport til Kommissionen hver 3. år God luftkvalitet bevares Tid Skæringsdato: Grænseværdien skal være opfyldt overalt (DIRECTIVE 2008/50/EC)

4 Mulighed for udsættelse for NO 2 til 2015 Ansøge EU Kommissionen Betingelser 1. gennemført passende, hensigtsmæssige og relevante reguleringstiltag for at overholde grænseværdierne i fremlægge realistiske og pålidelige forudsigelser for at kunne overholde i udarbejde handlingsplan med tiltag som sikrer overholdelse i 2015 (DIRECTIVE 2008/50/EC)

5 Overskridelser af grænseværdi for NO 2 NO2, µg/m Grænseværdi Gade Bybaggrund Regional År Grænseværdi+Tolerancemargin Grænseværdi+Tolerancemargin København København Odense Århus Aalborg (

6 NO x, NO og NO 2 trends på Jagtvej, Kbh. Koncentration, µg/m NOx NO NO2 Jagtvej, København Hvor falder NO 2 mindre end NOx? År (

7 Trafikkens bidrag direkte NO 2 andel O 3 NOx =NO+NO 2 NO + O 3 => NO 2 + O 2

8 Forklaring på udviklingstendenser Vejtrafikkens NOx emissioner falder fordi NOx emissionsnormerne løbende er blevet skærpet Kun krav til NOx (NO + NO 2 ) ikke til direkte NO 2 NO 2 falder svagt/stagnerende pga. atmosfærekemi - koncentrationen af ozon er en begrænsende faktor for dannelse af NO 2 mere direkte NO 2 emission pga: flere diesel person- og varebiler med oxiderende katalysator som har højere direkte NO 2 end benzinbiler visse partikelfiltre har højere direkte NO 2 emission

9 Direkte NO 2 andele af NOx emission Analyse af målinger på H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej i København viser at direkte NO 2 emission er stigende Modelberegninger viser ligeledes stigende NO 2 andele, som topper med omkring 23-24% i 2015 Forskel mellem målt og modelleret kan skyldes at forudsætningerne om bilparkens sammensætning ikke er præcist som på disse to gader Direkte NO2 emission (% af NOx) Målt Jagtvej Målt HCAB JGTV - ny emission, 60% diesel HCAB- ny emission, 60 % diesel Jagtvej - gl. emission (FR 660), 60 % diesel Den stiplede lyseblå kurve fra Ketzel & Palmgren (2008)

10 Udvikling i NOx og NO 2 emissioner 3.5E E E+06 NOx (kg/år) 2.0E E E E+05 NOx basismz 0.0E NO2 (kg/år) 5.0E E E E E E E E+05 Direkte NO2 andel (%) Direkte NO 2 andel basismz NO 2 1.0E E+04 basismz 0.0E (Jensen & Ketzel 2009)

11 NOx kildeopgørelse NO x emission og køretøjsfordeling på hverdage i 2010 inkl. miljøzonekrav Køretøjskategori: HC Andersens Boulevard NO x emission (%) Køretøjer (%) Jagtvej NO x emission (%) Køretøjer (%) Personbiler Taxier Varebiler Lastbiler under 32 t Lastbiler over 32 t Busser I alt Samlet set andrager dieselkøretøjer omkring 80-85% af NOx emissionen

12 Sammenligning af model og målinger Beregninger med gadeluftkvalitesmodel (OSPM) Målinger fra Jagtvej i Kbh. Modellen gengiver rimelig godt niveau og tendens i målingerne NO 2 (µg/m 3 ) NO x (ppb) NOx Modelleret Jagtvej Målt Jagtvej Målt bybaggrund Målt regional baggrund NO 2 Grænseværdi = 40 µg/m 3 Modelleret Jagtvej Målt Jagtvej Målt bybaggrund Målt regional baggrund

13 NO 2 beregninger for 138 gader i Kbh. med AirGIS system Gadebidrag (OSPM) concentration Koncentration Lokalt bidrag Gadekoncentration Bybaggrundsbidrag (UBM) Regionalt bidrag (målinger, 10 µg/m 3 ) By Afstand Bybaggrundskoncentration Regional koncentration (Jensen et al. 2001;2009)

14 Vurdering af virkemidler Effekten af de nye miljøzonekrav Tidligere gennemførte scenarieberegninger Studie fra 2005 trafikplanlægning road pricing/betalingsring teknologikrav i miljøzone Studie fra 2008 SCR NOx katalysatorer på tunge køretøjer Igangværende studie bred vifte af virkemidler

15 Effekt på NO 2 af miljøzoner Partikelfilter på dieseldrevne tunge køretøjer over > 3½ ton 1. sept på Euro II og ældre (køretøjer<=1997) Fra 1. juli 2010 på Euro III og ældre (køretøjer<=2002) Indførelse: København/Frederiksberg ( ) Aalborg ( ) Odense ( ) Århus ( ) Aalborg København (

16 Forventet implementering Euro 3 tunge køretøjer eftermonteres filter Euro 0-2 udskiftes med nye Euro 5 køretøjer For buses, Euro 0-1 og 50% af Euro 2 udskiftes med Euro 5 50% af Euro 2 busser og alle Euro 3 busser eftermonteres filter Antal. x 1000 Årstal for ikrafttrædelse af EU emissionsnormer Euronorm Lastbil og bus Lastbil og bus (Diesel) NOx (g/kwh) Euro Euro Euro Euro Euro Euro * 0.4 * Forslag fra Ikræfttrædelsesår er ikke endeligt fastsat. Tunge køretøjer (Jensen et al. 2009)

17 NO 2 overskridelser for 138 gader i Kbh. No. of NO2 exceedances above 40 µg/m Basis Environmental zone (Jensen et al. 2009)

18 2010 inkl. miljøzone 2010 Basis scenario Nørre Søgade H C Andersens Boulevard Gyldenløvesgade H C Andersens Boulevard* Nordre Fasanvej Øster Søgade Vesterbrogade Amagerfælledvej Vester Farimagsgade Jagtvej* H.C. Ørsteds Vej Sallingvej Ågade Bredgade* Tagensvej Nordre Fasanvej Vesterbrogade* Amagerbrogade Mimersgade Vesterbrogade Østerbrogade* Østerbrogade Jagtvej Vester Voldgade* Limit grænseverdi value Folehaven Ålholmvej Roskildevej Tagensvej Hillerødgade Nørre Voldgade Roskildevej Røde Mellemvej Vigerslev Allé Toftegårds Allé Istedgade Jagtvej Jyllingevej Hillerødgade Slotsherrensvej Frederiksborgvej Godthåbsvej Tagensvej Peter Bangs Vej Frederikssundsvej Amagerbrogade* P Knudsens Gade* NO2 (µg/m 3 ) (Jensen et al. 2009)

19 Jagtvej Toftegårds Allé Frederiksborgvej Jyllingevej Peter Bangs Vej Godthåbsvej Hillerødgade Slotsherrensvej Tagensvej Frederikssundsvej 2020 inkl. miljøzone 2020 Basis scenario Nørre Søgade H C Andersens Boulevard Gyldenløvesgade H C Andersens Boulevard* Nordre Fasanvej Øster Søgade Vesterbrogade Amagerfælledvej Vester Farimagsgade Jagtvej* H.C. Ørsteds Vej Sallingvej Ågade Bredgade* Tagensvej Nordre Fasanvej Vesterbrogade* Amagerbrogade Mimersgade Vesterbrogade Østerbrogade* Østerbrogade Jagtvej Vester Voldgade* Amagerbrogade* P Knudsens Gade* Limit grænseverdi value Folehaven Ålholmvej Roskildevej Tagensvej Hillerødgade Nørre Voldgade Roskildevej Røde Mellemvej Vigerslev Allé Istedgade NO2 (µg/m 3 ) (Jensen et al. 2009)

20 Virkemidler til reduktion af NO 2 Scenarie Tiltag Trafikal effekt erfaring fra andre storbyer 1. Trafikplanlægning Havnetunnel Omfordeler trafikken, så den kører udenom bymidten i København. Reduktion af biltrafikken på 10-30% i centrale gader. Metro City Ring Reducerer bustrafikken med 30-50% i de indre dele af København. Begrænset effekt på personbiler og ingen effekt på vare- og lastbiler Pendlerplaner Begrænser pendling med personbil med 5-10% - altså reduktion af personbiltrafik i myldretiden. Trafiksanering Forhindrer gennemkørsel i de centrale dele af København og medvirker til at forskønne og fredeliggøre bymidten. Skal ses i sammenhæng med en havnetunnel. 2. Reduktion af biltrafik 2.1 Betalingsring Begrænser særligt personbiltrafikken over ringen. Reduktioner her på 5-15 % ved betaling på kr.. Ingen effekt på interne ture indenfor ringen. Mindre effekt på vare- og lastbiltrafik. Effekten er helt afhængig af taksten. I scenariet er der forudsat 30 kr. pr tur for personbiler, 60 kr. for varebiler og 120 kr. for lastbiler. 2.2 Kørselsafgifter Begrænser særligt personbiltrafikken i hele det område afgifterne dækker. Mindre effekt på vare og lastbiltrafik. Effekten er helt afhængig af takststrukturen. I scenariet er der forudsat 1,5 kr. pr km for personbiler, 3,0 kr. pr km for varebiler, og 6 kr. pr km for lastbiler i den tætte del af København og halvdelen udenfor. 3. Reneste teknologier Hurtigere indførsel af skærpede emissionskrav til diesel personog varebiler Renere busser i miljøzonen Skærpede emissionskrav i miljøzone for tunge køretøjer Ingen trafikal effekt 16% af alle diesel person- og varebiler opfylder tysk forslag til skærpede emissionsnormer for personbiler Ingen trafikal effekt 100% af alle busser opfylder tysk forslag til skærpede emissionsnormer i miljøzonen og 33% udenfor miljøzonen. Ingen trafikal effekt 100% af alle lastbiler opfylder tysk forslag til skærpede emissionsnormer i miljøzonen og 33% udenfor miljøzonen. 4. Maks. effekt Scenario 1 + 2B + 3 Citylogistik Vare- og lastbiltrafikken i det meste af kommunen reduceres med 5-10 % (Jensen et al. 2005)

21 Antal overskridelser af NO 2 grænseværdi NO2 over Basis 2010Basis 2010Rp 2010Te 2010KoVi 2010BeRi 2010Max antal overskridelser Betalingsring Trafikplanlægning Teknologi Road pricing

22 SCR kat. på tunge køretøjer Miljøzone + SCR (Selective Catalytic Reduction) Euro II og ældre tunge køretøjer udskiftes med Euro V EURO III bliver udstyret med CRT partikelfiltre (Continuously Regenerated Trap) Urea (ammoniakholdigt urinstof) Pumpe også med SCRkatalysatorer i takt med kravet om partikelfiltre (EURO III) Effekt antal overskridelser af NO 2 grænseværdien i 2010 reduceres med ca. 40% (fra 81 med miljøzone til 49 også med SCR) NOx A, B, F: Sensorer og kontrol 80% reduktion af NOx emission N 2 og vand (Ketzel & Palmgren 2008)

23 Igangværende studie (2010, 2015, 2020) Virkemiddel Tiltag Virkemiddel type Tyske miljøzoneregler i Kbh. Fra Alle benzinkøretøjer mindst Euro 1 og alle dieselkøretøjer mindst Euro 4 (eller Euro 3 med filter) Teknologikrav i miljøzone NOx reducerende udstyr på tunge køretøjer Fremskyndelse af nye emissions-normer for diesel person- og varebiler Forbud mod benzin personbiler uden katalysator NOx reducerende udstyr (SCR) på alle diesel lastbiler og busser med Euro <=3 (Euro 4 og 5 undtaget) Fremskyndelse således at diesel person- og varebiler forudsættes 2 år tidligere for Euro 6 Forbud mod alle før Euro 1 benzin personbiler Teknologikrav i miljøzone Teknologikrav i miljøzone Teknologikrav i miljøzone Betalingsring Betalingsring i København Økonomisk Vejafgifter Introduktion af miljøbiler som elbiler, brintbiler og hybrid mv. Lokal trafikplanlægning Overflytning af biltrafik til kollektiv trafik Kørselsafgifter (road pricing som del af nationalt virkemiddel) Retter sig primært mod nyregistrerede personbiler som antages at erstattes af miljøbiler uden lokal emission (elbiler). Havnetunnel, Metro City Ring, Pendlerplaner, Trafiksanering i Kbh. Forbedring og udbygning af den kollektive trafik i kombination med begrænsning af biltrafikken Økonomisk Teknologi/ Planlægning Planlægning Planlægning

24 Konklusion Vejtrafikken er den dominerende kilde til overskridelser af NO 2 grænseværdien i København. Dieselkøretøjer bidrager med 80-85% af NOx emissionen og tunge køretøjer bidrager relativt meget i forhold til deres del af trafikken NOx koncentrationen er faldet pga. skærpede emissionsnormer NO 2 koncentrationen er svagt faldende/stagnerende pga. flere dieselbiler og partikelfiltre, som har øget direkte NO 2 emission, men også fordi NOx reduktion ikke giver tilsvarende NO 2 reduktion pga. atmosfærekemi modelberegninger viser at: miljøzonekravene forventes at reducere antal NO 2 overskridelser fra 65 til 35 i 2010 pga. delvis skift til nyere tunge køretøjer (Euro IV og V). Der forventes 15 overskridelser i 2015 og 2 i 2020 i Kbh. teknologikrav i miljøzone giver større reduktioner i antal NO 2 overskridelser end økonomiske virkemidler (road pricing/betalingsring) og trafikplanlægningstiltag SCR på tunge køretøjer kan reducere antal NO 2 overskridelser med omkring 40% ingen af de hidtil undersøgte virkemidler har enkeltvis kunnet eliminere overskridelserne af NO 2 grænseværdien