Effekt af miljøzoner på luftkvaliteten i København, Frederiksberg, Aarhus, Odense og Aalborg

Transkript

1 Trafikdage på Aalborg Universitet august 2011 Effekt af miljøzoner på luftkvaliteten i København, Frederiksberg, Aarhus, Odense og Aalborg Steen Solvang Jensen, Matthias Ketzel, Jacob Klenø Nøjgaard, Thomas Becker Institut for Miljøvidenskab Aarhus Universitet [email protected]

2 Præsentation Miljøzoneregler Hovedresultater fra Midtvejsrapport fra 2010 Hovedresultater fra slutevaluering fra 2011?

3 Miljøzonereglerne Partikelfilter på dieselkrevne tunge køretøjer > 3½ ton Euro II eller ældre fra 1. september, 2008 (køretøjer<=1997) Euro III eller ældre fra 1. juli 2010 (køretøjer<=2002) København ( ) Aalborg ( ) Odense ( ) Århus ( ) Formål at reducere sundhedseffekter af PM forurening København Odense Aalborg Århus (

4 Fokus i Midtvejsrapport Analyse af målinger på Åboulevard 2004/2008 Isoleret særskilt effekt af miljøzonekrav kan ikke identificeres ud fra analyse pga. for korte kampagner, variation i især trafik men også meteorologi Modelberegninger af effekt for 2 gadestationer og 138 gader i København/Frederiksberg Mindre reduktion i emission og luftkvalitet (NO 2, PM 2.5, PM 10 ) og antal overskridelser af NO 2 grænseværdi Indikatorer for overholdelse miljøzonemærker, tilskud til filtre, dispensationer, overtrædelser (Jensen et al. 2010)

5 Slutrapport for miljøzoneprojekt Analyse af eksisterende målinger fra HCAB fra Partikelprojektet Analyse af nummerpladedata fra Åboulevard for bestemmelse af ændringer i bilpark og emission, og test af oprindelige forudsætninger omkring miljøzonens implementering Nye modelberegninger for Århus, Odense og Aalborg samt opdatering for København og Frederiksberg (Jensen et al. 2011)

6 Analyse af målinger på HCAB Målinger Måleserier fra Gadebidrag (HCAB minus HCØ) NO x, PM 2.5, (EC) CO, (benzen) Gadekoncentration PAH, N (antal partikler) Vanskeligheder ved effektbestemmelse ud fra måleanalyse år til år variation og sæsonvariation i luftkvalitet variation i meteorologi (vind og temperatur) variation i trafik, vejbelægning, byggeri samt generel faldende emissionsudvikling skal isolere mindre miljøzoneeffekt heriblandt

7 Metode Miljøzoneeffekt = Konc gadebidrag - Emission uden indregnet miljøeffekt Konc gadebidrag i (%) fra Emission uden indregnet miljøeffekt i (%) fra

8 Reduktion af PM 2.5 gadebidrag Myldretid Uden for myldretid

9 Resultater af måleanalyse Emission PM 2.5 gadebidragsændring > emissionsændring Miljøzone effekt for PM 2.5 gadebidrag på 12% svt. 0,7 µg/m 3 (5% i forhold til gadekoncentration) N, EC og PAH samme tendens og størrelse Benzen: samme reduktion i gadebidrag og emission NO x og CO mindre reduktion i gadebidrag end forventet

10 Konklusion på måleanalyse målinger for PM 2.5 (0,7 µg/m 3 ) og model (0,3 µg/m 3 ) peger begge på reduktion af PM 2.5 pga. miljøzonen om end ikke helt i samme størrelse dog forbehold for usikkerhed på målinger omkring meteorologi, byggeri, vejbelægning mm.

11 Analyse af nummerpladedata Formål nummerpladeregistrering og kobling til motorregisteret for at få en bedre emissionsbestemmelse samt evaluering af antagelserne omkring før - efter sammensætning af den tunge trafik mht. emissionsklasser Registrering af nummerplader 2008/09 (3 mdr.) og 2010/11 (2 mdr.) 1,1 mio. registreringer Åboulevard

12 Forudsat implementering For lastbiler: Euro 3 får partikelfilter Euro 0-2 erstattes med nye Euro 5 For busser: Euro 0-1 og 50% af Euro 2 erstattes med Euro 5 50% af Euro 2 busser og alle Euro 3 busser får filter No. x 1000 Euronorm Ikræfttrædelsesår Partikler (g/kwh) Euro I ,36* Euro II ,15 Euro III ,10 Euro IV ,02 Euro V ,02 Euro VI ,01 Heavy-duty vehicles NO x (g/kwh) 8,0 7,0 5,0 3,5 2,0 0,4 (Jensen et al. 2010)

13 Motorregister fabrikant model variant art anvendelse biltype emissionsklasse (Euronorm) oplysninger om partikelfilter (eftermonteret) indregistreringsår brændstofstype (benzin, diesel, gas, el) brændstofsforbrug egen vægt/total vægt motorstørrelse (slagvolumen)

14 Klacificering af køretøjer i Euroklasser Type Anvendelse Vægt OSPM køretøjstype Personbil TAXIKØRSEL TAXI PERSONBIL StorPersonbil < 5000 kg VAREBIL Lastbil Sættevogn Varebil => 5000 kg BUS LASTBIL LASTBIL VAREBIL Emissionsklasse Personbil Varebil Lastbil og bus Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Analyse viser at ovenstående antagelser om registreringsår er gangbar for inddeling i emissionsklasser men lidt for konservativt, da en given euroklasse forhandles før den er lovpligtig

15 Udvikling i tung trafik på Åboulevard fra Biltype Antal Euroklasse i procent af tung trafik (%) Euroklasse i procent af biltype (%) BUS ,0 100,0 EURO ,7 1,3 EURO ,2 0,3 EURO ,5 36,0 EURO ,2 9,7 EURO ,3 50,6 EURO ,3 0,6 EEV 180 0,8 1,6 LASTBIL ,0 100,0 EURO ,7 1,6 EURO ,6 1,2 EURO ,4 13,9 EURO ,8 40,9 EURO ,4 33,5 EURO ,1 8,9 EEV 0,0 0,0 0,0 I alt , Biltype Antal Euroklasse i procent af tung trafik (%) Euroklasse i procent af biltype (%) BUS ,0 100,0 EURO ,6 1,2 EURO ,2 0,3 EURO ,1 3,7 EURO ,9 7,0 EURO ,6 31,5 EURO ,6 2,8 EEV ,0 53,5 LASTBIL ,0 100,0 EURO ,5 1,0 EURO ,5 1,2 EURO ,2 7,3 EURO ,0 25,0 EURO ,2 41,3 EURO ,0 22,6 EEV 129 0,7 1,6 I alt ,0

16 Bilpark med miljøzone Med miljøzone (Åboulevard ud fra nummerplader) Antagelser med miljøzone (bilpark som bestand)

17 Nummerplade informationer Nummerpladeanalyse bekræftede i store træk oprindelige antagelser om skift i bilpark Omkring halvdelen af køretøjerne er gengangere (alle Euroklasser og ugedage) (dog højere for busser). Anden halvdel kun registeret én gang Bilpark baseret på vægtet årskørsel er bedre end bestand for bilpark for person- og varebiler (Åboulevard/referencesituation i 2010) Anvendt til at fastsætte opdateret bilparkssammensætning for 2010, 2015 og 2020 uden/med miljøzone for emissions- og luftkvalitetsberegninger Metode har godt potentiale for vurdering af bilpark og emission på gadeniveau

18 Scenarier København/Frederiksberg (138 gader) Aarhus (55 gader) Odense (40 gader) Aalborg (31 gader) 3 år: scenarios: uden / med miljøzone København 2010 NO2 (µg m -3 ) (inkl. miljøzone) Gadekoncentration Bybaggrundskoncentration Grænseværdi

19 Modelsystem for beregning af luftkvalitet DEHM model, regionalt bidrag, 16 km x 16 km UBM model, bybaggrund, 1km x 1km OSPM model gadebidrag AirGIS effektiv estimering af OSPM inputs for mange gader

20 Antal NO 2 overskridelser Ingen overskridelser af grænseværdier for PM 2.5 og PM 10

21 Taksigelse Studiet er financieret af Miljøstyrelsen. Firmaet Olsen Engineering har opsamlet nummerplade data på Åboulevard med tilladelse fra Københavns Kommune, som er dataejer. Firmaet CSC har leveret køretøjs informationer fra Det Centrale Motorregister baseret på indsamlede nummerpladedata. Datatilsynet har forhånd godkendt sammenkobling af nummerpladedata og køretøjsdata fra Det Centrale Motorregister. Miljøzonekommunerne har tilvejebragt trafik data for beregning af luftkvaliteten for udvalgte veje.

22 Supplerende slides

23 Partikelfilter Udstødningspartikler 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 (Ikkeudstødning) Ikke-udstødningspartikler: vej, bremser og dæk plus resuspension

24 Udgivelser om effekter af miljøzoner DMU rapporter: Jensen, S.S., Ketzel, M., Nøjgaard, J. K. & Becker, T. 2011: Hvad er effekten af miljøzoner for luftkvaliteten? - Vurdering for København, Frederiksberg, Aarhus, Odense, og Aalborg.Slutrapport. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet 110 s. Faglig rapport nr Jensen, S.S., Ketzel, M., Nøjgaard, J. K. & Wåhlin, P. 2010: Luftkvalitetsvurdering af miljøzoner i Danmark - Midtvejsrapport. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet 64 s. Faglig rapport nr Foredrag og artikeler ved Trafikdage på Aalborg Universitet Jensen, S.S, Ketzel, M., Nøjgaard, J.K., Becker, T. (2011): What are the Impacts on Air Quality of Low Emission Zones in Denmark? Trafikdage på Aalborg Universitet, august 2011, 15 s. Jensen, S.S, Ketzel,M., Nøjgaard, J.K., Wåhlin, P. (2010): Luftkvalitetsvurdering af miljøzoner i Danmark. Trafikdage på Aalborg Universitet, august 2010, 10 s. Internationalt (præsentation og paper) Jensen, S.S., Ketzel, M., Wåhlin, P., Palmgren, F., Berkowicz, R. (2009): How Does the Environmental Zone in Copenhagen Affect Air Quality of NO2, PM10 and PM2.5? in Hu, R.-M., Khaiwal, R., Chemel, C., Newbold, J., Incecik, S., Kahya, C., Sokhi, R.S. (editors) Proceedings of Short Papers at the 7th International Conference on Air Quality Science and Application, March 24-27, 2009, Istanbul. ISBN: Jensen, S.S., Ketzel, M., Nøjgaard, J.K., Wåhlin, P. (2010): Air Quality Impact Assessment of the Environmental Zone in Copenhagen. International Transport and Air Pollution Conference, May 18-19, 2010, Dübendorf, Switzerland. Proceedings. 6 p.

25 Resultater af måleserier Målekampagner i 2004 og 2008 på Åboulevard Isoleret særskilt effekt af miljøzonekrav kan ikke identificeres ud fra analyse pga. for korte kampagner, variation i især trafik men også meteorologi I slutevaluering fokuseres på analyse af længerevarende målinger på H.C. Andersens Boulevard fra Partikelprojektet ppb µg/m NO X bidrag fra trafikken, Aaboulevarden søndag lørdag fredag torsdag onsdag tirsdag mandag NOX 2008 NOX 2004 PM 2.5 bidrag fra trafikken, Aaboulevarden søndag lørdag fredag torsdag onsdag tirsdag mandag PM PM (Jensen et al, 2010)

26 Beregnet effekt for luftkvalitet i Midtvejsrapport PM 10 og PM 2.5 PM 10 emissionsreduktion på 9% og for PM 2.5 på 16% i 2010 pga. partikelfiltre og skift til nyere Euro 5 køretøjer PM 10 koncentration i 138 gader reduces med 0,7 µg/m 3 (2,5%) og PM 2.5 koncentration med 0,7 µg/m 3 (3,5%) NO x og NO 2 NO x emissionsreduktion på 17% i 2010 Antal overskridelser af NO 2 grænseværdi i 2010 på 40 µg/m 3 reduceres fra 65 to i 2015 og 2 i 2020 (Jensen et al. 2010)

27 1.4 Indikatorer på overholdelse Udstedelse af miljøzonemærker omkring miljømærker ud af en køretøjspark på omkring tunge køretøjer Udstedelse af dispensationer 365 dispensationer er forsvindende lille i forhold til omkring udstedte miljøzonemærker Antal tilsagn om tilskud til partikelfiltre tilskud til ca partikelfiltre pr. 1/ Euro III eller ældre udgør i 2008 omkring 84% af tunge køretøjer ( køretøjer) med mulighed for tilskud tilskud til eftermontering af partikelfilter til omkring 4% af disse Antal overtrædelser Omkring 150 politianmeldelser i København indtil maj 2009 Omkring tunge køretøjer benytter dagligt miljøzonen i København

28 Metode Sammenligne målt gadebidrag (HCAB-HCØ) med beregnet emissionsændring fra 2008 til NO X, PM 2.5 (TEOM), (EC) - CO, benzen - gadebidragsændring (%) minus emissionsændring (%) (uden indregnet miljøzoneeffekt) lig med miljøzoneeffekt - Vurdere gadekoncentration i relation til PM PAH (benzo(a)pyren), EC, N (antal partikler) - ser det rimeligt ud/ følge trend

29 Analyse af antal partikler

30 Test af indregistreringsår match forstås at den emissionsklasse som indregistreringsår giver og den faktiske registrerede emissionsklasse i motorregisteret er den samme Ikke-match er det ikke tilfældet tunge køretøjer har relativt høje match procenter, og for øvrige køretøjsgrupper er der langt højere match end ikke-match, hvilket indikerer at ovenstående antagelser om registreringsår som brugbar for inddeling i emissionsklasser er gangbar ikke-match indikerer også at registreringsår kan være lidt for konservativt, da en given euroklasse forhandles før den er lovpligtig

31 Sammenligninger af bilpark Årskørsel bedre end bestand for bilpark for person- og varebiler (Åboulevard/ referencesituation i 2010) Antagelserne i Midtvejsrapporten vil derfor føre til højere emissioner end hvis bilparkssammensætning på Åboulevard blev anvendt DMU s og COWI s bilpark for Åboulevard er næsten ens i 2008 (må have samme antagelser om indregistreringsår), men COWI har flere nyere biler i 2015 (forskelle i prognose)

32 Antagelser om bilpark 2010 registreret bilpark på Åboulevard for dieseldrevne busser og lastbiler samt for dieseldrevne taxier national bilpark for øvrige køretøjsgrupper Personbil Taxi Varebil Bus Bus Lastbil<32t Lastbil<32t Lastbil>3 Euroklasse Benzin Diesel Diesel Benzin Diesel Benzin Diesel Benzin Diesel Diesel EURO 0 1,9 0,7 0,0 5,5 1, ,2 100,0 1,0 1,0 EURO 1 13,0 1,7 0,0 15,1 5,9 0,3 1,2 1,2 EURO 2 22,8 6,1 0,0 16,7 9,0 3,7 7,3 7,3 EURO 3 30,1 27,9 0,9 46,0 41,7 7,0 25,0 25,0 EURO 4 32,3 63,7 3,5 16,6 42,1 31,5 41,3 41,3 EURO 5 0,0 0,0 92,5 0,0 0,0 56,4 24,2 24,2 EURO 6 0,0 0,0 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Fordeling ml. brændstof 76,7% 23,3% 100,0% 10,9% 89,1% 7,1% 92,9% 1,1% 98,9% 100,0%

33 Antagelser om bilpark 2015 National bilpark for person- og varebiler Lastbiler og busser er fremskredet til 2015 ved at lade euroklasser til og med Euro 4 ændres relativt på samme måde som den nationale bilpark Euro 6 som national bilpark, og Euro 5 er resten Taxi er 100% Euro 6 (grønne taxier) Personbil Taxi Varebil Bus Bus Lastbil<32t Lastbil<32t Lastbil>32 Euroklasse Benzin Diesel Diesel Benzin Diesel Benzin Diesel Benzin Diesel Diesel EURO 0 0,6 0,1 0,0 2,2 0, ,0 100,0 0,0 0,0 EURO 1 3,1 0,2 0,0 6,9 1,7 0,0 0,0 0,0 EURO 2 10,4 1,8 0,0 10,9 3,7 1,2 2,1 1,5 EURO 3 22,9 12,7 0,0 45,1 25,6 3,5 10,2 6,5 EURO 4 30,6 35,8 0,0 23,0 39,9 18,4 23,8 13,9 EURO 5 27,9 42,4 0,0 11,9 28,9 70,9 57,1 68,5 EURO 6 4,5 7,0 100,0 0,0 0,0 6,1 6,8 9,5 Fordeling ml. brændstof 66,1% 33,8% 100,0% 7,3% 92,7% 3,7% 96,3% 0,9% 99,1% 100,0%

34 Bilpark med og uden miljøzone Med (Åboulevard) Med (bestand) Uden (årskørsel)

35 Eksempel på emissionsberegning eks. diesel lastbil, 20-26t, 50 km/h Truck_1 (Diesel) OLD_2008 New 2009_Population New 2009_Mileage Counts Aaboulev.2008 NOx_g_km Share of fleet in % Conventional Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI Total EF Emission factor in g/km

36 Beregning af bybaggrund med UBM rumlig variation i bybaggrund for 2010: nye emissioner for alle sektorer på 1 km x 1 km (SPREAD model) for 2015 og 2020 kun baseret på udvikling i emissioner af vejtrafik regional baggrund er forudsat uændret

37 Gadeberegninger med OSPM Gadegeometri og trafikinput med AirGIS system OSPM bruger EU emissionsmodel COPERT 4 ny: flere emissionsklasser for tunge køretøjer, lastbiler fra 4 til 14 klasser busser fra 2 til 5 klasser nye nationale køretøjsdatabase (DTU Transport, DMU-SYS) ny: sammensætning af bilpark efter kørte km nye trafik data for de udvalgte gader fra kommunerne ÅDT, køretøjssammensætning, rejsehastighed konstant ÅDT i 2010, 2015 og 2020 nummerplade analyse fra Aaboulevarden 2008 og 2010

38 Følsomhedsanalyse HCAB 2015 NO2 på HCAB i 2015 (µg/m3) Gns. emissionsfaktor g/km

39 Model versus målinger i 2010

40 Model versus målinger i 2010

41 Validering langtidsudvikling observation NOX_mod NOX_b NOx in µg/m NO x Jagtvej NO2 in µg/m3 Observation NO2_mod NO2_b 70 NO 60 2 Jagtvej

42 138 gader i Kbh. / Frb. i (inkl. miljøzone) Gadekoncentration Bybaggrundskoncentration 50 NO2 (µg m -3 ) Grænseværdi Sydhavnsgade (ÅDT på omkring og en tungandel på 4,7%, dobbelt så høj ÅDT som i Midtvejsrapport) Nørre Søgade (ÅDT på og en tungandel på 2,9%, mod og en tungandel på 8,3% i Midtvejsrapport) Antal overskridelser meget følsom overfor små ændringer i beregnet koncentration

43 Resultater grafer Kbh. / Frb. Trafikdage på Aaborg Universitet august NO (µg/m 3 ) Sydhavnsgade Nørre Søgade Lyngbyvej(2) Annual average 2010 (including environemntal zone) Lyngbyvej(3) Holmens Kanal Stormgade Tuborgvej(3) Borups Alle Folehaven(1) Amagerfælledvej Vesterbrogade(2) Bredgade P Knudsens Gade(2) Vester Voldgade Tomsgårdsvej(1) Gothersgade(1) Jyllingevej(2) Falkoner Alle(2) Gammel Kongevej(2) Tietgensgade Østerbrogade(4) Jagtvej(2) Nørrebrogade Tagensvej(4) Alhambravej Rebildvej Folehaven(2) Hareskovvej Godthåbsvej(2) Sallingvej(1) Frederikssundsvej(7) Tagensvej(1) Englandsvej(1) Dag Hammarskjølds Allé Frederikssundsvej(4) Godthåbsvej(3) Roskildevej(2) Godthåbsvej(1) Hulgårdsvej(2) Slotsherrensvej(1) Peter Bangs Vej(1) Tuborgvej(1) Fredensgade Røde Mellemvej(1) Roskildevej(1) Tagensvej(5)

44 55 gader i Århus Annual average 2010 (including environmental zone) NO 2 (µg/m 3 ) Strandvejen 2 Dynkarken Vester Alle 2 Spanien Frederiks Allé De Mezas Vej Nørre Alle 2 Nordre Ringgade 2 Sønder Alle Vesterbrogade Nørregade Åboulevarden Nørreport Fredensgade Kaserneboulevarden Grønnegade 2 Odensegade Viborgvej Hans Broges Gade Paludan-Müllers Vej 1 Østergade Gammel Munkegade Ny Munkegade 1 Strandvejen 1 Aldersrovej Paludan-Müllers Vej 2 Dronning Margrethes Vej Kirkegårdsvej

45 40 gader i Odense NO 2 (µg/m 3 ) Østre Stationsvej 1 Vesterbro Østre Stationsvej 2 Munkerisvej Albanigade Slotsgade Vestre Stationsvej Annual average 2010 (including environmental zone) Ejlskovsgade Rismarksvej Nyborgvej Frederiksgade Middelfartvej Reventlowsvej Heltzensgade Kløvermosevej Thomas B.Thriges Gd. Vindegade Østerbro Hjallesevej Rugårdsvej 2 Falen 1 Toldbodgade Sdr. Boulevard Absalonsgade Rugårdsvej 1 Grønløkkevej Palnatokesvej Heden Rødegårdsvej Munkebjergvej Kochsgade Højstrupvej Klaregade Ørbækvej Hunderupvej Vestergade Skibhusvej Åløkke Allé Falen 2 Kastanievej

46 32 gader i Aalborg Annual average 2010 (including environmental zone) NO 2 (µg/m 3 ) Ved Stranden Boulevarden Vestergade Hadsundvej Østergade Vesterbrogade Østerbrogade Østre Alle Vesterbro 2 Strandvejen 2 Østerbro Vesterbro 1 Hobrovej Danmarksgade Prinsensgade Sønderbro Borgergade Nytorv Vingårdsgade Thistedvej Nyhavnsgade 2 Jyllandsgade Skansevej Dannebrogsgade Nyhavnsgade 1 Kjellerupsgade Strandvejen 1 Forbindelsesvejen Kastetvej John F. Kennedys Plads Sjællandsgade Lindholmsvej Ved Stranden ÅDT kun men meget høj tungandel på 32% (ekstrapolation fra Borgergade, skal checkes)

47 Ny miljøzonelov i 2010 Indhold Ældre varebiler både diesel og benzin Åbne filtre (effektivitet på omkring 30%) vil blive kravet står der i bemærkningerne for dieselvarebiler For benzin tænkes på ikke-katalysator biler Det er kun en mulighed for byer, hvor partikelgrænseværdierne ikke overholdes (PM 10 eller PM 2.5 ). Dette gælder også eksisterende miljøzonebyer Tidligere forslag Åbnede mulighed for SCR på varebiler dvs. regulering af NO x Åbnede mulighed for andet forureningsbegrænsende udstyr på lastbiler og busser fx SCR for regulering af NO x Andre byer kunne oprette miljøzoner hvis grænseværdierne var overskredet (PM eller NO 2 ) Vurdering loven får ingen betydning da PM grænseværdier ikke overskrides Loven prioriterer overholdelse af grænseværdier og forspilder en mulighed for reduktion af luftforureningen til gavn for folkesundheden