Kan vi overholde NO 2 grænseværdier i Danske byer i ?

Transkript

1 Kan vi overholde NO 2 grænseværdier i Danske byer i ? Matthias Ketzel, Finn Palmgren, Steen Solvang Jensen Danmarks Miljøundersøgelser (DMU / ATMI), Aarhus Universitet Trafikdage på Aalborg Universitet august 2008

2 Præsentation Baggrund / motivation Forudsætninger direkte NO 2 emissioner andelen af dieselpersonbiler Scenarier / Metode Resultater Konklusioner

3 Background Air quality measurements at street stations in Copenhagen show reduction in NO x levels, but no significant reduction in NO 2 NO x = NO + NO 2 [ppb] NO+O 3 => NO 2 +O 2 According to the European Union directive the Danish Environmental Protection Agency in cooperation with local authorities has to prepare an action plan to assure compliance by 2010 NO 2 (µg/m 3 ) NO x (ppb) 100 Modelleret Jagtvej 90 Målt Jagtvej 80 Målt bybaggrund 70 Målt regional baggrund Modelleret Jagtvej Målt Jagtvej 60 Målt bybaggrund Målt regional baggrund Grænseværdi = 40 µg/m

4 Præsentation Problem / motivation Forudsætninger direkte NO 2 emissioner andelen af dieselpersonbiler Scenarier / Metode Resultater Konklusioner

5 Emission standards - decreasing limits Only for NO x (NO + NO2), no limits for NO 2!

6 Forudsætninger - direkte NO 2 emission Direkte emission af NO 2 (% af NO x ) fra forskellige køretøjskategorier, baseret på data fra litteraturen tidligere 3-15%, nu op til 45% pga. CRT partikel filterne Før EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO VI Benzin personbiler Diesel personbiler Taxi Diesel varebiler Diesel lastbiler Diesel busser

7 Share of direkt NO 2 emissions observed Jagtvej Share (in %) of direct NO 2 emissions observed HCAB JGTV New Tab 23.4%PasDie JGTV New Tab 40%PasDie JGTV New Tab 60%PasDie MZ MZ+SCR MZ+SCRall modelled observed

8 Forudsætninger - direkte NO 2 emission udviklinger i direkte NO 2 og NO x emissioner på Jagtvej NO 2 emission = NO x emission * share of NO NO 2 emissions (x10!!) 50 NOx emissions (µg/m/s) NO x emissions NO2 old data 23.4% PasDie NO2 new data 23.4% Pas Die 10 NOx 23.4% PasDie NO2 emissions (µg/m/s)

9 Forudsætninger diesel andel Udviklingen i andelen af dieselpersonbiler. Der er regnet med en stabilisering på 40 og 60 % sammenlignet med tidligere forudsigelse 23, 4 % Dieselandel (%), personbiler historiske data forventet 60% forventet 40% forventet 23.4%

10 Præsentation Problem / motivation Forudsætninger direkte NO 2 emissioner andelen af dieselpersonbiler Scenarier / Metode Resultater Konklusioner

11 Scenarier Basis, dieselandelen for personbiler går mod 40% Basis, dieselandelen for personbiler går mod 60% Miljøzone Euro II og ældre tunge køretøjer udskiftes med Euro V EURO III bliver udstyret med CRT partikelfiltre Miljøzone + SCR som ovenfor, men med SCR-katalysatorer i takt med kravet om partikelfiltre (EURO III) Miljøzone + SCR for alle dieselkøretøjer alle = person- og varebiler og tunge køretøjer ( busser) men ikke SCR på EURO IV, V, VI CRT = Continuously Regenerating Technology => 45% direkte NO 2 emissioner SCR = Selective Catalytic Reduction => 80% reduktion for NOx

12 NO x and direct NO 2 emissions incl. scenarios NO 2 emissions (x10!!) 50 NOx emissions (µg/m/s) NO2 new 60% Pas Die NO2 new 40% Pas Die NO2 new data 23.4% Pas Die NO2 MZ NO2 MZ+SCR NO2 MZ+SCRall NOx 60% PasDie NOx 40% PasDie NOx 23.4% PasDie NOx MZ NOx MZ+SCR NOx MZ+SCRall NO x emissions NO2 emissions (µg/m/s)

13 Overall methodology Emissions model COPERT IV (EEA) with assumptions on direct NO 2 emissions Selection of streets in Copenhagen for impact assessment 138 street section from earlier projects Air quality modelling performed with the: Urban Background Model (UBM) and the street canyon model (OSPM), Operational Street Pollution Model

14 Selection of streets for assessment A selection of 138 streets out of road links with ADT N Mainly street canyons to identify potential compliance problems More or less evenly distributed in the Municipalities of Copenhagen and Frederiksberg Receptornet net Udvalgte Selected vejstrækninger street ADT ÅDT Kilometers

15 Geografiske variationer i bybaggrunden UBM beregninger af bybaggrund for alle relevante 1x1 km felter giver den geografiske fordeling over byen. Annual NO2 (µg/m3) to to to to to to 25

16 Operational Street Pollution Model (OSPM) OSPM is a street air pollution model developed by NERI output calculates one hour time-series of CO, benzene, NO2, O3 and particles (particle numbers, PM2.5, PM10) input meteorology background concentrations traffic emission factors COPERT NERI emission factors Street configuration data Flexible Windows version Become reference model in Europe e.g. used by EEA for cross-european studies Roof level wind Leeward side Background pollution Recirculating air NO + O 3 NO 2 NO 2 + hv O 3 + NO Direct plume Windward side see: ospm.dmu.dk (Berkowicz et al. 1997;2000)

17 Præsentation Problem / motivation Forudsætninger direkte NO 2 emissioner andelen af dieselpersonbiler Scenarier / Metode Resultater Konklusioner

18 resultat Basis 2010; 40% PasDiesel limit 2010 Basis 40% PasCar regional baggrund ca µg NO 2 /m3 NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008 NO2 (µg/m 3 ) Alhambravej Amagerbrogade(2) Artillerivej Bernstorffsgade(2) Bülowsvej(1) Englandsvej(1) Falkoner Alle(2) Folehaven(2) Frederiksborgvej(1) Frederikssundsvej(2) Frederikssundsvej(5) Frederikssundsvej(8) Gammel Køge Godthåbsvej(2) Grøndals Parkvej H C Andersens H.C. Ørsteds Vej(2) Hillerødgade(1) Holmens Kanal Istedgade Jagtvej(3) Jyllingevej(2) Lyngbyvej(3) Nordre Fasanvej(2) Nordre Fasanvej(5) Nørre Voldgade(1) P Knudsens Gade(1) Peter Bangs Vej(2) Rosenørns Alle Røde Mellemvej(1) Sallingvej(2) Smallegade Strandvejen(2) Sydhavnsgade Tagensvej(1) Tagensvej(4) Toftegårds Allé(1) Tomsgårdsvej(2) Tuborgvej(2) Vester Voldgade Vesterbrogade(3) Vigerslevvej(1) Øster Voldgade(1) Østerbrogade(2) Åboulevard(1) Ågade Antal > 40 µg/m3 : 90 (ud af 138)

19 MZ Scenario 40% PasCar NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008 NO2 (µg/m 3 ) Alhambravej Amagerbrogade(2) Artillerivej Bernstorffsgade(2) Bülowsvej(1) Englandsvej(1) Falkoner Alle(2) Folehaven(2) Frederiksborgvej(1) Frederikssundsvej(2) Frederikssundsvej(5) Frederikssundsvej(8) Gammel Køge Godthåbsvej(2) Grøndals Parkvej H C Andersens H.C. Ørsteds Vej(2) Hillerødgade(1) Holmens Kanal Istedgade Jagtvej(3) Jyllingevej(2) Lyngbyvej(3) Nordre Fasanvej(2) Nordre Fasanvej(5) Nørre Voldgade(1) P Knudsens Gade(1) Peter Bangs Vej(2) Rosenørns Alle Røde Mellemvej(1) Sallingvej(2) Smallegade Strandvejen(2) Sydhavnsgade Tagensvej(1) Tagensvej(4) Toftegårds Allé(1) Tomsgårdsvej(2) Tuborgvej(2) Vester Voldgade Vesterbrogade(3) Vigerslevvej(1) Øster Voldgade(1) Østerbrogade(2) Åboulevard(1) Ågade resultat Miljøzone + SCR 2010; 40% PasDiesel limit Antal > 40 µg/m3 : 49 (ud af 138) regional baggrund ca µg NO 2 /m3

20 resultater 3 basis + 9 scenarier år 2010, 2015, 2020 med 40 % PasDiesel limit scenarier - Basis MZ MZ+SCR MZ+SCRall NO2 over 40 NO2_mod NO2_b y2010_b40 y2010_b40 y2015_b40 y2015_b40 y2020_b40 y2020_b40 y2010_mz y2010_mz y2015_mz y2015_mz y2020_mz y2020_mz y2010_mz+scr y2010_mz+scr y2015_mz+scr y2015_mz+scr y2020_mz+scr y2020_mz+scr y2010_mz+scrall y2010_mz+scrall y2015_mz+scrall y2020_mz+scrall NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008 antal NO2 overskridel i µg/m

21 Kildeopgørelse 2010 for HCAB emissioner NOx NO 2 PasCar Taxi Vans Truck_1 Truck_2 Buses PasCar Taxi Vans Truck_1 Truck_2 Buses _40PasDie_Basis 2010_60PasDie_Basis 2010_40PasDie_MZ 2010_40PasDie_MZ_SCR 2010_40PasDie_MZ_SCRall NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008 NO2 direct Emission (µg/m/s) NOX Emission (µg/m/s) _40PasDie_Basis 2010_60PasDie_Basis 2010_40PasDie_MZ 2010_40PasDie_MZ_SCR 2010_40PasDie_MZ_SCRall Andele i % af totale emissioner NOx Basis40 Basis60 MZMZ+SCR MZ+SCRall NO2 Basis40 Basis60 MZ MZ+SCR MZ+SCRall Buses Truck_ Truck_ Vans Taxi PAS_Car

22 Kildeopgørelse 2010 for HCAB konc. NO 2 emissioner PasCar Taxi Vans Truck_1 Truck_2 Buses 2010_40PasDie_Basis 2010_60PasDie_Basis 2010_40PasDie_MZ 2010_40PasDie_MZ_SCR 2010_40PasDie_MZ_SCRall NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008 NO2 direct Emission (µg/m/s) NO 2 koncentrationer NO2 Concentrations (µg/ 3 ) NO+O 3 => NO 2 +O 2 NO 2 bybaggrund 2010_40PasDie_Basis 2010_60PasDie_Basis 2010_40PasDie_MZ 2010_40PasDie_MZ_SC 2010_40PasDie_MZ_SCR 0 NO2_Bg dirno2_pas dirno2_taxi dirno2_van dirno2_truck1 dirno2_truck2 dirno2_bus NO+O3

23 Konklusioner (Kan vi overholde NO 2 grænseværdier i Danske byer i ?) Der forventes at være ca. 90 overskridelser i basisscenariet i 2010, faldende til 1 i Antallet af overskridelser vil være lidt mindre (81) i miljøzonescenariet, hvor der sættes filtre på alle tunge EURO III køretøjer og de endnu ældre tunge køretøjer forudsættes udskiftet med nye EURO V køretøjer. SCR katalysatorerne på de køretøjer der får monteret partikelfiltre vil reducere antal overskridelser meget. I forbindelse med miljøzonescenariet vil antallet være 49, når der sættes SCR katalysatorer på de tunge køretøjer. Sættes SCR katalysatorer på alle dieselbiler reduceres antallet til 10. Sidstnævnte tiltag er dog endnu ikke teknisk muligt.

24 Reference Faglige Rapporter til Miljøstyrelsen: Ketzel, M., Palmgren, F. (2008): Opdatering af vurdering af anvendelse af SCR-katalysatorer på tunge køretøjer som virkemiddel til nedbringelse af NO 2 forureningen i de største danske byer, Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet.- Fagligt rapport fra DMU 660: Palmgren, F., Berkowicz, R., Ketzel, M. & Winther, M. (2007): Vurdering af anvendelse af SCR-katalysatorer på tunge køretøjer som virkemiddel til nedbringelse af NO 2 - forureningen i de større danske byer. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. - Faglig rapport fra DMU 620: 41 s. (elektronisk). Findes på:

25 Thanks for your attention! NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008

26 Extra for discussion CRT=Continuously Regenerating Technology Selective Catalytic Reduction SCR 1.html

27 Alle resultater Scenario NO2_mod NO2_b NO2 over 40 y2010_b y2012_b y2015_b y2017_b y2020_b y2010_b y2015_b y2020_b y2010_mz y2015_mz y2020_mz y2010_mz+scr y2015_mz+scr y2020_mz+scr y2010_mz+scrall y2015_mz+scrall y2020_mz+scrall

28 CRT=Continuously Regenerating Technology Featuring Reduces HC, CO, and PM over 90%. Verified by EPA and CARB. Also verified for use with up to B20 biodiesel blend. Modular design for ease of installation and routine service. No supplemental heat or fuel required. JM s NOx control technology can be easily added to the CRT filter. This allows budget flexibility to phase in your emission control plan. Operates with 15ppm or less Ultra Low Sulfur Diesel (ULSD), now widely available nationally. Available with the CRTdm diagnostic module, the only device with data-logging and alarm capability. Maintenance is minimal. Clean the filter element approximately every 60, ,000 miles or as signaled from the CRTdm.

29 Danish method for PM10 non-exhaust emission factors (Berkowicz et al., 2005) exhaust part adopted from the UK-TLR method non-exhaust part adopted from EMEP CORINAIR Emission Inventory Guidebook ospm.dmu.dk

30 NO2-scenarier , Trafikdage, Aalborg, 25. august 2008

31 Comparison COPERT 3 / 4 - NOx NOx emission factors (g/km) Jagtvej OSPM(RB) Copert3 Copert PasCar Taxi Vans Truck_1 Truck_2 Buses

32 Comparison COPERT 3 / 4 - PM PM_exhaust emission factors (g/km) Jagtvej RB Copert3 Copert PasCar Taxi Vans Truck_1 Truck_2 Buses