Denne rapport beskriver sammenligning af TEMA2000 med den tidligere version (TEMA2) og andre undersøgelser.

Transkript

1

2

3 i! "# $% " &&

4 ii! " #$%

5 1 Denne rapport beskriver sammenligning af TEMA2 med den tidligere version (TEMA2) og andre undersøgelser. Formålet med sammenligningen med andre undersøgelser er at validere resultaterne fra TEMA2. Der er sammenlignet med MEET, den tyske håndbog og Corinair. Formålet med sammenligningen med den tidligere version af TEMA er at vise hvilke ændringer der kan forventes, når man begynder at regne på den nye version i stedet for den gamle. Da sammenligningerne med den tidligere version og andre undersøgelser tjener forskellige formål, er det valgt at skille disse to sammenligninger ad for hvert transportmiddel.

6 2

7 3 Ved sammenligningerne i det følgende sammenlignes en benzinbil, der svarer til EURO I med tallene for en mellemstor bil i den nye version af TEMA. Da emissionerne (bortset fra CO 2 ) er ens uanset motorstørrelsen har dette ingen betydning for sammenligningen. I afsnit 2.1 sammenlignes beregningsresultaterne fra den nye version af TEMA med andre undersøgelser. I afsnit 2.2 sammenlignes resultaterne fra den nye version af TEMA (TEMA2) med den tidligere version (TEMA2). && #%" (##) Under det 4. rammeprogram under EU er der opstillet modeller til beregning af emissioner fra vejtransporten (COST 319 og MEET). Disse modeller er estimeret på grundlag af et omfattende datamateriale fra institutioner i fire europæiske lande. MEET er interessant af flere grunde. For det første repræsenterer MEET er ret stort datamateriale og kan som sådan tjene som kontrol af at emissionerne i TEMA2 ligger på det rigtige niveau. Dette svækkes dog i nogen grad af at analysen af det omfattende datamateriale bag MEET ikke er tilstrækkeligt detaljeret. For det andet repræsenterer MEET den beregningsmetode, der kommer til at gælde i Copert fremover. I Tyskland og Schweiz er der opstillet en database, hvor der er beregnet emissioner på forskellige typiske køremønstre ("den tyske håndbog"). Beregningerne er baseret på en omfattende køremønsterundersøgelse, samt emissionsmålinger på biler som hentes ind fra gaden. I TEMA2 er det valgt at anvende det tysk/schweiziske datamateriale til at opstille emissionsfunktioner. Grunden til at det tysk/schweiziske datamateriale er valgt fremfor de færdige formler fra MEET er, at de formler der er valgt i MEET ikke er tilstrækkeligt fleksible til at afspejle de faktiske sammenhænge, der forekommer mellem køremønster (hastighed) og emissioner. I MEET er der valgt andengradspolynomier til beskrivelse af sammenhængen mellem hastighed og emissionsfaktor. Ved lave hastigheder bliver emissionsfaktoren (gr/km)

8 4 meget høj. Når der anvendes andengradspolynomier medfører de høje emissioner ved lave hastigheder, at funktionen tvinges for højt op ved høje hastigheder. Dette er illustreret i de to efterfølgende figurer. I Figur 2.1 angiver kurven MEET den funktion i MEET, der beskriver sammenhængen mellem hastighed og emission af CO per km. Punkterne angiver de beregnede emissionsfaktorer ved de forskellige køremønstre i den tysk/schweiziske undersøgelse (TUV). For at vurdere andengradspolynomiets fleksibilitet er denne funktionsform afprøvet på de tysk/schweiziske data. Denne kurve er markeret med Poly(TÜV). Det fremgår, at et andengradspolynimium ikke er tilstrækkeligt fleksibelt til at beskrive de sammenhænge, der er fundet i den tysk/schweiziske undersøgelse. Derfor er der valgt en mere fleksibel funktion i TEMA2. Figur 2.1 CO sammenligning mellem TÛV og MEET Gr per k m MEET TUV Poly. (TUV ) Hastighed km/t Figur 2.2 HC sammenligning mellem TÛV og MEET Gr per km 1,,8,6 MEET TUV Poly. (TUV),4,2 - -, Hastighed km/t

9 5 && % % CO 2 emissionerne er praktisk taget identiske i TEMA2 og MEET. De øvrige emissioner er væsentligt lavere i TEMA2 i forhold til MEET. Der er generelt tale om, at emissionsfaktorerne i den nye version af TEMA er ca. halvt så store som de emissionsfaktorer MEET beregner. I det følgende sammenlignes tre forskellige ture Hellerup - København H (alene bykørsel) Holbæk - Sorø (hovedsagelig landevejskørsel) København - Ålborg (hovedsagelig motorvejskørsel) Disse ture er udvalgt for at sammenligne køremønstre med forskellige rejsehastigheder. Her er vist eksempler på NO x og HC emissionerne fra en EURO I bil. Figur 2.3 NO x emissioner fra EURO I bil g NOx/km TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: Der er regnet med en slitage (kilometerstand) på 4. km.

10 6 Figur 2.4 HC emissioner fra EURO I bil g HC/km TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: Der er regnet med en slitage (kilometerstand) på 4. km. En del af forklaringen på denne forskel er, at MEET bygger på målinger af ældre biler end den tyske database, som ligger til grund for TEMA2. Den tyske database deler EURO I op i to klasser, hvoraf den klasse, der er valgt her, gælder biler fra 1992 til For katalysatorbilerne fra 199 til 1992 er der 2-3% højere emissioner, hvilket bringer de ældre tyske EURO I biler lidt tættere på de tal, der regnes med i MEET. Der er dog stadig en forskel, som alene kan forklares ved, at de biler, der er med i MEET (udover de tyske og schweiziske), har større emissioner end de tyske biler. && * Tabel 2.1 viser koldstartstillæg ved den danske gennemsnitstemperatur på 7,7ºC 1 for den nye version af TEMA samt for andre undersøgelser. Tabel 2.1 Koldstartstillæg i TEMA2 og andre undersøgelser (v. 7,7 grader) g/kold TEMA2 VD VTI SFT Lavskog MEET CO 2 362,4 381,4 311,8 144,1 CO 54,8 46,2 8,4 47,4 62,6 119,9 HC 4,7 21,1 7,7 5,2 8,9 11,9 NO x 1,1 1,3 2,5 3,7 3,2 SO 2,45 Note: Koldstartstillæget i TEMA2 er beregnet ved 3 km/t. Tallene for VD, VTI, SFT og Lavskog er refereret fra TEMA2, Dokumentationsrapport. 1 7,7ºC er den simple gennemsnitstemperatur. Når det vægtes med antal ture, bliver gennemsnittet 8, 5ºC, hvilket er anvendt som default i TEMA2.

11 7 For CO ligger koldstartstillægget på niveau med de øvrige undersøgelser (dog et CO tillægget i MEET væsentligt højere end de øvrige). For CO 2 er der markant højere koldstartstillæg i TEMA2 i forhold til MEET. Det opvejes dog af lavere CO koldstartstillæg. Ca. 1 gram af denne forskel kan dog forklares af den relativt høje CO i MEET. På den anden side er der god overensstemmelse med de øvrige kilder (VTI og SFT). For HC og NO x ligger emissionstallene for den nye version af TEMA på niveau med den laveste af de øvrige. && #% +,-.,, Laboratoriet for Energiteknik RE 92-3 har i 1992 kørt tre danske biler til Sverige (Svensk Bilprovning) for at foretage målinger af et dansk motorvejskøremønster (gennemsnitshastighed 118 km/t). Tabel 2.2 Emissioner ved høje hastigheder g/km Citroen Nissan Opel TEMA2 NO x,47,5,37,37 CO 1,8 5,8 5,6 1,5 HC,4,1,27,5 CO Note: Ved målingerne havde de tre biler i gennemsnit kørt 24.3 km. I TEMA2 er der regnet på en EURO I bil med en slitage på 24.3 km. På baggrund af målingerne på Svensk Bilprovning blev der beregnet NO x emissioner på mellem,5 g/km og,47 g/km ved det danske motorvejskøremønster. Til sammenligning beregner TEMA2 en NO x emission på,37 g/km. For HC og CO ligger TEMA2 på niveau med den laveste observation af de tre biler. For CO 2 ligger TEMA2 på niveau med den højeste observation. Konklusionen er, at emissionerne fra den nye version af TEMA ligger tæt på de målinger, der blev foretaget på tre biler i Sverige.

12 8 & & % % Det overordnede billede er, at den nye version af TEMA beregner lidt højere emissioner end den gamle version, især for HC og NO x, mens der er bedre overensstemmelse i energiforbrug og CO. I dette afsnit sammenlignes ture til udvalgte destinationer for at vurdere forskellen, når fordelingen på forskellige vejtyper inddrages. Der er valgt tre ture med forskellig fordeling på vejtype: Hellerup - København C (bykørsel) Holbæk - Sorø (hovedsagelig landevej) København - Ålborg (hovedsagelig motorvej) I TEMA2 anvendes følgende en defaultfordeling på køremønstre: Tabel 2.3 Default hastighed og køremønster Vejtype By Land Motorvej TEMA2 default fordeling TEMA2 fordeling 35% 4% 25% Hellerup. Kbh 8% 2% Sorø - Holbæk 2% 8% % Kbh. - Ålborg 3% 4% 93% Disse default fordelinger passer dårligt med de fordelinger, der rent faktisk er i de ture, der er valgt som udgangspunkt for sammenligningerne i det følgende. Derfor er det valgt at præsentere beregningerne fra den tidligere version (TEMA2) i to versioner. Den første er den beregning man ville få, hvis man valgte de ovenfor viste defaultfordelinger. Den anden (markeret med stjerne) er den beregning, man ville få hvis man ændrer fordelingen på køremønstre, så den svarer til den fordeling, der beregnes automatisk i TEMA2. CO og CO 2 emissionerne er praktisk taget uændrede i TEMA2 i forhold til TEMA2.

13 9 Figur 2.5 CO 2 emissionsfaktorer på tre udvalgte ture g C2/km TEMA2 TEMA2 * TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: * betyder at der er regnet med TEMA2 fordeling på køremønstre Figur 2.6 CO emissionsfaktorer på tre udvalgte ture g CO/km TEMA2 TEMA2 * TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: * betyder at der er regnet med TEMA2 fordeling på køremønstre Derimod beregner TEMA2 højere emissioner af HC og NO x end TEMA2. Dette skyldes antagelig, at korrektionen for slitage i TEMA2 har resulteret i en systematisk undervurdering af disse emissioner.

14 1 Figur 2.7 HC emissionsfaktorer på tre udvalgte ture g HC/km TEMA2 TEMA2 * TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: * betyder at der er regnet med TEMA2 fordeling på køremønstre Figur 2.8 NOx emissionsfaktorer på tre udvalgte ture g NOx/km TEMA2 TEMA2 * TEMA2 MEET Hellerup - Kbh. Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Note: * betyder at der er regnet med TEMA2 fordeling på køremønstre

15 11 & & #%" )#(/!!! )#(/ De følgende figurer viser sammenhængen mellem hastighed og emissioner i TEMA2 og TEMA2. Figur 2.9 Emissionsdata og -funktioner for TEMA2 og TEMA2 g CO2/km km/t TEMA2 TEMA2 g CO/km km/t TEMA2 TEMA2 g HC/km km/t TEMA2 TEMA2 g NOx/km km/t TEMA2 TEMA2 Note: De ovenstående figurer er beregnet for biler med en kilometerstand på 6. km. & & * I TEMA2 er beregningsmetoden den samme som i TEMA2. Ved 3 km/t er koldstartstillægget 38 g CO 2.

16 12 Tabel 2.4 Koldstartstillæg i den nye og tidligere version af TEMA (v. 7,7 C) g/kold TEMA TEMA2 CO 2 38,6 362,4 CO 93,4 54,8 HC 11,2 4,7 NO x 1,9 1,1 SO 2,47,45 Note: Koldstartstillæget i TEMA2 er beregnet ved 3 km/t. I TEMA2 beregnes koldstartstillægget ud fra et fast tillæg ved 2 C. Ved temperaturer under 2 C tillægges der et yderligere et antal gram per grad. For HC er koldstartstillægget 3,7 g ved 2 C. Derudover lægges der,48 g til per grad under 2 C. For CO er tillægget ved 2 C 27 g, for hver grad under 2 grader lægges der 5,4 gram til. & & # Elbiler er hverken med i den tidligere version af TEMA, MEET eller den tyske håndbog. Her vises en sammenligning mellem en elbil, en lille EURO II benzinbil, en lille EURO II dieselbil og et S-tog, alle beregnet i TEMA2. Der er regnet på en tur fra Hellerup til København K. For personbilerne er der hovedsagelig tale om bykørsel.

17 13 Figur 2.1 Energiforbrug (MJ) per personkm for elbil, benzinbil, dieselbil og S-tog MJ/personkm Benzinbil Dieselbil Elbil S-tog Note: Energiforbruget til elproduktion er beregnet ved energistyrelsens metode. Der er regnet med en person i personbilerne og en belægningsgrad på 24% for S-toget. Belægningsgraden for S-toget er den faktiske belægning på strækningen. Elbilens energiforbrug ved bykørsel ligger på ca. 1,2 MJ per personkm. Det er ca. halvt så meget som traditionelle personbiler af samme størrelse, men ca. dobbelt så meget meget som et S-tog. Samme forhold gør sig gældende for CO 2 emissionerne. Følgende figur viser NOx emissionerne fra de fire forskellige persontransporter.

18 14 Figur 2.11 NO x emissioner per personkm for elbil, benzinbil, dieselbil og S-tog NOx/personkm Benzinbil Dieselbil Elbil S-tog NO x emissionerne er ikke overraskende højst for dieselbilerne med ca.,4 gram NO x per personkm, men efter dieselbilen kommer elbilen med lidt over,2 gram NO x per personkm. Lavest NO x emission har benzinbilen og S-toget, der begge giver en emission på lidt over,1 gram NO x per personkm. Når man sammenligner emissioner fra de benzin og dieseldrevne køretøjer med emissioner fra eldrevne køretøjer må man være opmærksom på at emissionerne fra elproduktionen til de eldrevne køretøjer sker fra kraftværker der typisk ligger i landområder. Her er skadevirkningen af NO x emissionerne er væsentligt mindre end i byområder. TEMA2 beregner CO 2 og CO emissioner, der er meget tæt på emissionerne i TEMA2. For NO x og HC beregner TEMA2 ca. dobbelt så store emissioner som den tidligere version. Dette skyldes, at korrektionen for slitage ved opstilling af den tidligere version resulterede i en systematisk undervurdering af disse emissioner. NO x og HC emissionerne ved høje hastigheder (118 km/t) fra TEMA2 svarer til hvad der er målt på de tre danske biler, der er målt på et dansk motorvejskøremønster. Endelig bemærkes det, at emissionsberegningerne fra MEET projektet (og dermed også den kommende Copert III) er væsentligt større end de emissionsfaktorer, der anvendes i TEMA2.

19 15 Bundesministerium für Umwelt, Jugend und Familie (1998): Handbuch der Emissionsfaktoren des Strassenverkehrs in Österreich. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) (1995): Luftschadstoff Emissionen des Strassenverkehrs, COWI (1996): TEMA - En model for transporters emissioner, Dokumentationsrapport, April DTU (1992): Emmisions from 3 passenger cars at high speeds, Laboratorie for energieknik RE Hickman A. J. (ed): Emission Calculation Methodology. Final report from the MEET project, Transport Research Laboraty, march Videncenter for Elbiler (1999): Elbilen på vej ud i det danske samfund - en drejebog for kommuner, institutioner og virksomheder.

20 16

21 17 I dette kapitel sammenlignes busberegningerne på TEMA2 med MEET, den tyske håndbog og den tidligere version af TEMA. Der fokuseres på emissionerne per buskilometer, idet belægningsgraderne er uændrede i de to versioner af TEMA. I TEMA2 byggede emissionsfunktionerne for busser på en 1 tons lastbil. I TEMA2 er der anvendt en beregningsmodel (SEEK), der er baseret på konkrete busser i Danmark kombineret med faktiske køremønstre. I afsnit Error! Reference source not found. sammenlignes beregningsresultaterne fra den nye version af TEMA2 med andre undersøgelser. I afsnit 3.2 sammenlignes resultaterne fra TEMA2 med TEMA2 (den tidligere version). Ved sammenligningerne i det følgende sammenlignes dieselbusser der svarer til EURO I med tilsvarende busser i MEET og den tyske håndbog. Med hensyn til busser, er MEET baseret på et svagere datagrundlag end det er tilfældet for personbiler. Sammenligningen med MEET foretages alligevel, ikke mindst fordi MEET repræsenterer den officielle beregningsmetode, da de emissionsfunktioner, der er beregnet i MEET kommer til at gælde i Copert fremover. Ligesom for personbiler sammenlignes tre forskellige ture: Hellerup - København H (bykørsel med bybus) Holbæk - Sorø (blandet kørsel (hovedsagelig landevej) med bybus) København - Ålborg (hovedsagelig motorvejskørsel med fjernbus) Disse ture er udvalgt for at sammenligne på forskellige køremønstre og de to forskellige bustyper, der er med i TEMA2. I denne sammenligning er der anvendt følgende køremønstre: Bykørsel, 2 km/t, Motorvej: 9 km/t, øvrige veje 5 km/t. TEMA2 busserne bruger en lille smule mere energi end både MEET og den tyske håndbog. For blandet bykørsel er der dog tale om små forskelle. Fx er

22 18 CO 2 emissionerne fra en TEMA 2 bus fra Holbæk til Sorø ca. 75 g CO 2 per km, mens en bus fra den tyske håndbog har en emission på 7 g CO 2 per km for en tilsvarende kørsel. Forskellen er lidt større ned til MEET busser, der har en emission på ca. 65 for en sådan tur. Der er større forskelle med hensyn til bykørsel, hvor TEMA2 bussen har en CO 2 emission på 12 g CO 2, mens MEET har et energiforbrug på 1 g, og den tyske håndbog har en CO 2 emission på 95 g per km. Figur 3.1 CO 2 emissioner fra EURO I busser g CO2/km TEMA2 TEMA2 MEET Handbuch Kbh. - Hellerup Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg TEMA2 ligger for alle de øvrige emissioner højere end TEMA2 og lavere end eller lig med MEET og den tyske håndbog. For NO x og partikler (PM 1 ) ligger TEMA2 på samme niveau som den tyske håndbog og MEET.

23 19 Figur 3.2 NO x emissioner fra EURO I busser g NOx/km TEMA2 TEMA2 MEET Handbuch Kbh. - Hellerup Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Figur 3.3 Partikler (PM 1 ) emissioner fra EURO I busser PM1/km TEMA2 TEMA2 MEET Handbuch Kbh. - Hellerup Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg For HC og CO ligger TEMA2 under både den tyske håndbog og MEET. For HC ligger den tyske håndbog ca. 35% højere, mens MEET emissionerne er ca. dobbelt så høje som HC emissionerne i TEMA2.

24 2 Figur 3.4 HC emissioner fra EURO II busser 2 g HC/km TEMA2 TEMA2 MEET Handbuch Kbh. - Hellerup Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg Den samme tendens er gældende for CO, blot i endnu mere udstrakt grad. TEMA2 beregner CO emissioner, der er ca. 4-5% lavere end den tyske håndbog, og ca 75% lavere end MEET. Figur 3.5 CO emissioner fra EURO I busser g CO/km TEMA2 TEMA2 MEET Handbuch Kbh. - Hellerup Sorø - Holbæk Kbh. - Ålborg I TEMA2 byggede emissionsfunktionerne for busser på en 1 tons lastbil. I TEMA2 er der anvendt en beregningsmodel (SEEK), der er baseret på konkrete busser i Danmark kombineret med faktiske køremønstre. Det vurderes, at

25 21 det nye beregningsgrundlag er en væsentlig forbedring, og at de nye tal svarer bedre til de konkrete forhold end emissionstallene fra TEMA2. De følgende figurer viser emissionsfunktionerne for EURO I og EURO II busser fra TEMA2 sammenlignet med TEMA2 bus (1994 uden kat). TEMA2 bussen er sammenlignet både med bybussen (se Figur 3.6) og langtursbussen (se Figur 3.7) i TEMA2. For bybusserne er der (som tidligere nævnt) relativt store forskelle til den tidligere version med hensyn til CO 2 og CO emissioner. Det gælder især køremønstre med lav gennemsnitshastighed, fx. 2 km/t, der er valgt som defaulthastighed i TEMA2. Her beregner TEMA2 25% lavere CO 2 emissioner og 5% lavere CO emissioner end TEMA2. Ved køremønstre på 5 km/t, der er default gennemsnitshastigheden ved kørsel uden for byen (og ikke motorvej), er energiforbruget og CO 2 emissionen ens i TEMA2 og TEMA2. Her er forskellen i CO emissionerne reduceret til 35%.

26 22 Figur 3.6 Emissionsdata og -funktioner for EURO I bybusser g CO2/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g CO/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g HC/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g NOx/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II gpm1/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II Kilde: Beregninger på TEMA2 og TEMA2

27 23 For fjernbusserne (se Figur 3.7) beregner TEMA2 ligeledes højere CO 2 end TEMA2, men forskellen er lille (12%) ved 8 km/t og de to versioner beregner samme CO 2 emission ved 9-1 km/t. Da fjernbusserne typisk kører med køremønstre omkring 8 km/t (motorvej) vil forskellen i CO 2 -beregninger således være lille. For langtursbusserne beregner TEMA2 2% lavere CO emissioner end TEMA2. For HC, NO x og PM 1 beregner TEMA2 fjernbusserne 3-5% lavere emissioner end TEMA2, men lavere eller samme emission som MEET og den tyske håndbog.

28 24 Figur 3.7 Emissionsdata og -funktioner for EURO I fjernbusser g CO2/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g CO/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g HC/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II g NOx/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II gpm1/km km/t TEMA2 T2 EURO I T2 EURO II Kilde: Beregninger på TEMA2 og TEMA2

29 25 I TEMA2 byggede emissionsfunktionerne for busser på en 1 tons lastbil. I TEMA2 er der anvendt en beregningsmodel (SEEK), der er baseret på konkrete busser i Danmark kombineret med faktiske køremønstre. Opgradering fra TEMA2 til TEMA2 vil betyde en stigning i både energiforbrug og emissioner. Det vurderes imidlertid, at det nye beregningsgrundlag er en væsentlig forbedring, og at de nye tal svarer bedre til de konkrete forhold end emissionstallene fra TEMA2. For bybusserne beregner TEMA2 lavere CO 2 og CO emissioner end TEMA2. For alle de øvrige emissioner, HC, NO x og PM 1 beregner TEMA2 højere emissioner end TEMA2, men lavere eller samme emission som MEET og den tyske håndbog. For fjernbusserne beregner TEMA2 ligeledes højere CO 2 end TEMA2, men forskellen er lille (12%) ved 8 km/t, og de to versioner beregner samme CO 2 emission ved 9-1 km/t. Da fjernbusserne typisk kører med køremønstre omkring 8 km/t (motorvej) vil forskellen i CO 2 beregninger således være lille. For HC, NO x og PM 1 beregner TEMA2 fjernbusserne ligesom bybusserne højere emissioner end TEMA2, men lavere eller samme emission som MEET og den tyske håndbog. Bundesministerium für Umwelt, Jugend und Familie (1998): Handbuch der Emissionsfaktoren des Strassenverkehrs in Österreich. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) (1995): Luftschadstoff Emissionen des Strassenverkehrs, COWI (1996): TEMA - En model for transporters emissioner, Dokumentationsrapport, April SEEK, EDB-program til beregning af emissioner fra Busser. Hickman A. J. (ed): Emission Calculation Methodology. Final report from the MEET project, Transport Research Laboraty, march 1999.

30 26

31 27 I dette kapitel sammenlignes TEMA2 data med TEMA2 og MEET. MEET (Methodologies for Estimating Air Pollutant Emissions from Transport) projektets formål er at styrke og præsentere metoder, der kan bruges til at estimere emissioner fra forskellige transportmidler. Projektet er finansieret af den Europæiske Kommission. Togdelen af MEET er i form af rapporten af Jørgensen (1997). European Environment Agency (EEA) styrer et projekt, Corinair (CORe INventories AIR), som har til formål at opgøre europæiske emissioner af luftforurening fra alle kilder (stationære, mobile og naturlige). Dette vil sige, at der er fokus på landenes samlede emissioner. CORINAIR bruger grove brændstofrelaterede tal for tunge køretøjer fra COPERT II (model for emissioner fra vejtransport) til at estimere togemissioner. Der vil derfor ikke blive sammenlignet med Corinair. For at kunne forklare forskelle i emissioner givet som g/personkm., vil det neden for blive søgt at dekomponere emissionsforskellene i energiforbrug, belægnings-grader, emissionsfaktorerer, fysiske data m.v. Der sammenlignes S-tog, IC3, EA, ER og MR, som er de togtyper, der udfører hovedparten af DSB's trafikarbejde. Tillige er variationen i emissionsfaktorerne for DSB's øvrige togtyper beskeden. EA, ER og S-tog er elektriske togtyper, hvorved emissionerne beregnes via el-emissionskoefficienterne, mens IC3 og MR er dieseltogtyper, for hvilke DSB har opgjort emissionsfaktorer. MEET / Jørgensen (1997) skelner mellem energiforbrug og emissionsfaktorer pr. energienhed, enten forbrugt energi eller produceret energi. Dette gælder naturligvis for elektriske tog, men også for dieseltog. Jørgensen anvender energiforbrug målt som kj/tonkm, hvor energiforbruget er den nødvendige mængde energi, der skal til at trække toget. Vægten udgøres af lokomotiv, vogne og passagerer. Dette energibegreb kaldes det massespecifikke energiforbrug. Den afgørende faktor for det massespecifikke energiforbrug er

32 28 antallet af accelerationer, idet tog med mange stop har højere specifikt energiforbrug end tog med færre. Emissionsfaktorer måles i gr. pr. energienhed produceret eller forbrugt. MEET sammenligner ikke emissioner i g/personkm. For at komme til emissioner i g/personkm. skal der benyttes tal for belægningsgrader og vægt pr. sæde i nedenstående formel. MEET angiver ikke disse værdier. Forskelle i emissioner pr. personkm. mellem europæiske og danske tog, der skyldes belægningsgrader og vægt af materiel kan derfor ikke ses. passagerer sædeantal 1 tons sædeantal kj tonne km g kwh Sammenligninger i MEET foregår for massespecifikt energiforbrug og emissionsfaktorer pr. energienhed, som er de to sidste led i ovenstående formel. Denne metode benyttes også til at sammenligne med DSB data. Dt har ikke været muligt at sammenligne MEET s tal for elektriske tog på et kvalificeret grundlag, eftersom nødvendig baggrundsviden om bl.a. tyske forhold ikke har været muligt at indhente. Derfor vil der udelukkende blive sammenlignet energispecifikke emissioner for dieselmotorer i tog. && IC3 Intercity og MR regionaltog er de eneste dieseltogtyper, der er med i denne sammenligning. MEET har emissionsfaktorer for franske, britiske og amerikanske togtyper. Samt tal fra DSB (ikke gengivet), der svarer godt til DSB's TEMA data. I Figur 4.1 er vist de gennemsnitlige emissioner for europæiske togdieselmotorer pr. produceret energienhed (PO=Power Output). DSB's g/pladskm. tal for emissioner er først blevet regnet om til g/mj via MJ/pladskm. tal og dernæst er de tilsvarende g/kwh PO tal blevet beregnet. Der er anvendt en motorvirkningsgrad på 38 %, som er samme værdi, Jørgensen (1997) bruger for danske tog. Alt i alt sammenligner denne metode, motorernes emissionseffektivitet pr. motorkraft. Det generelle indtryk er, at DSB's IC3 og MR dieselmotorer ligger tæt på det europæiske gennemsnit, dog er emissionerne mindre for CO, HC og SO 2.

33 29 Figur 4.1 Sammenligning af emissionsfaktorer for togdieselmotorer 12, 1, 8, 6, 4, MEET Gennemsnit TEMA2 IC3 Intercity TEMA2 MR / reg 2, - Kilde: Jørgensen (1997) + DSB (1999) & & 1$ Der køres en tur fra Holte til København med et gennemkørende S-tog. Den gamle TEMA rapport angiver ikke togtypen, men der er tale om 2. generations S-tog (type MM).

34 3 Tabel 4.1 Gennemgående S-tog fra Holte til København H. TEMA2 MM gl. S-tog TEMA2 MM gl. S-tog TEMA2 SA-D nye S-tog Totalt Energiforbrug 843 MJ / 14,5 kwh M 51,5 kwh M 162,6 kwh M *) Kapacitet 39 passagerer 256 passagerer 336 passagerer Vægt,54 ton/pl,54 ton/pl,36 ton/pl Energi pr. plads,417 kwh M,48 kwh M,153 kwh M Strækning 19 km 19 km 19 km Energi pr. pladskm.,219 kwh M,215 kwh M,81 kwh M Belægningsgrad 28 % 24 % 24 % Energi pr. personkm.,78 kwh M,9 kwh M,34 kwh M *) Omregningsfaktoren mellem MJ brændværdi og kwh M fremgår ikke af dokumentationen for TEMA2, men der er antaget en faktor på 5,18 MJ / kwh M. Ved gennemsnitsbetragtninger er det totale energiforbrug på 843 MJ i TEMA2. Ved marginalbetragtningen er det totale energiforbrug på 12 MJ. De to energiværdier skyldes, at der er tale om den mængde primærenergi (brændværdi af brændsler), der er medgået i energiproduktionen. Eftersom virkningsgraderne ved marginal- og gennemsnitsmetoderne er forskellige, bliver energiforbruget forskelligt. Der er valgt at regne med energiforbruget for gennemsnitsmetoden. Kapaciteten i MM (gamle S-tog) ses at være 134 sæder større i TEMA2 end i TEMA2. Dette forklarer det større energiforbrug i TEMA2. Når der regnes med energi pr. plads, afviger tallene med 2-3 %. Det ses, at de nye S-tog har et væsentligt lavere energiforbrug end den ældre type. Energiforbruget er 62 % lavere pr. pladskm. Dette skyldes bl.a. at de nye tog har reduceret vægten pr. plads med ca. 33% og indeholder teknologi til regenerering af bremseenergien. I Figur 4.3 er vist emissionerne i g/personkm. for den gamle type S-tog. TEMA2's emissioner ligger på niveau med TEMA2, undtagen for CO. Se i øvrigt afsnittet om el-emissionsfaktorer.

35 31 Figur 4.2 Sammenligning af energiforbrug for S-tog fra Holte til København:,25,2,15,1 TEMA2 TEMA2,5 MM (gl. S-tog) / gennemkørende SA-D (nye S-tog) / gennemkørende Figur 4.3 Emissioner for gennemkørende gl. type S-tog fra Holte til København H,12,1,8,6,4 TEMA2 TEMA99,2 - CO2 kg/pkm CO g/pkm HC g/pkm NOx g/pkm SO2 g/pkm Partikler g/pkm Note: Der er anvendt gennemsnitlige elemissioner fra TEMA2 og Energiindholdsmetoden i TEMA2. & & #/ #2 2 Der er kørt en tur fra København H til Korsør med EA og ER regionaltog. ER er DSB's nye elektriske pendant til IC3, som ikke var med i TEMA2.

36 32 Tabel 4.2 EA regionaltog fra København H til Korsør. Togtype TEMA2 EA TEMA2 EA TEMA2 ER Totalt Energiforbrug 699 MJ / 1274 kwh M 1234 kwh M 1348 kwh M *) Kapacitet 56 passagerer 6 passagerer 466 passagerer Energi pr. plads 2,41 kwh M 2,12 kwh M 2,65 kwh M Strækning 11,3 km 18,3 km 18,3 km Energi pr. pladskm.,22 kwh M,2 kwh M,24 kwh M Belægningsgrad 39 % 53,5 % 53,5 % Energi pr. personkm.,56 kwh M,37 kwh M,46 kwh M *) Omregningsfaktoren mellem MJ brændværdi og kwh M fremgår ikke af dokumentationen for TEMA2, men der er antaget en faktor på 5,18 MJ / kwh M. Det ses, at energiforbruget for EA er faldet i TEMA2 sammenlignet med TEMA2. Faldet er på ca. 34 % for energi pr. personkm. Forklaringen er at der køres med et lidt større tog i TEMA2, og at belægningsgraden på strækningen er steget. EA i TEMA2 og ER i TEMA2 har stort set det samme energiforbrug pr. pladskm. Det må forventes, at ER har et lavere energiforbrug end EA, eftersom EA er et tungt lokomotiv, mens ER er et letvægtstogsæt af IC3- typen. Imidlertid er ER energimålingen foretaget på strækningen mellem København og Helsingør, hvor der er kortere mellem stationerne end på strækningen København Korsør. I Figur 4.4 ses en sammenligning af TEMA2 og TEMA2 for EA togtypen. Som nævnt ovenfor har EA et lavere energiforbrug i TEMA2, hvilket slår igennem som lavere emissioner, undtagen for CO.

37 33 Figur 4.4 Emissioner for EA tog fra København H til Korsør,9,8,7,6,5 TEMA2,4 TEMA99,3,2,1 - CO2 kg/pkm CO g/pkm HC g/pkm NOx g/pkm SO2 g/pkm Partikler g/pkm Note: Der er anvendt gennemsnitlige elemissioner fra TEMA2 og Energiindholdsmetoden i TEMA2. & & 3$ Næste sammenligning er IC3 Intercitytog. Der er kørt en tur fra Århus til København. Turen i TEMA2 er sammensat af København-Korsør, Korsør-Nyborg, Nyborg-Fredericia og Fredericia-Århus segmenterne, mens TEMA2 selv sammenstykker de nødvendige segmenter. Tabel 4.3 IC3 Intercitytog fra Århus til København H. TEMA2 TEMA2 Totalt Energiforbrug 24.3 MJ MJ Gennemsntl. kapacitet 38 passagerer 288 passagerer Energi pr. plads 63,9 MJ 63,5 MJ Afstand 323 km 329 km Energi pr. pladskm.,198 MJ,193 MJ Gennemsntl. belægningsgrad 53 % 53 % Energi pr. personkm.,374 MJ,36 MJ Totalt energiforbrug i TEMA2 og TEMA2 er forskellige, hvilket skyldes kapacitetsforskelle. Når energiforbruget udregnes pr. plads, er afvigelserne på 2-

38 34 3 %. Det skulle forventes, at energiforbruget pr. plads er større for det kortere tog, hvilket ikke er tilfældet men forskellene er meget små. Afstandsforskelle kan skyldes afrunding. I Tabel 4.4 og i Figur 4.5 ses emissionstallene pr. personkm. HC, NO x og SO 2 ligger på nogenlunde samme niveau, mens CO og partikler er faldet. Tabel 4.4 IC3 Intercity fra København til Århus,329 km Energi MJ/person km. CO 2 kg/person km. CO g/person km. HC g/person km. NOx g/person km. SO 2 g/person km. Partikler g/person km. TEMA TEMA Figur 4.5 IC3 Intercity fra København til Århus, 329 km CO2 kg/pkm CO g/pkm HC g/pkm NOx g/pkm SO2 g/pkm Partikler g/plkm TEMA2 TEMA2 & & (2 4 2 Der er kørt en tur fra Fredericia til Århus med MR, som er et diesellokomotiv. Tabel 4.5 MR regionaltog fra Fredericia til Århus H. TEMA2 TEMA2 Totalt Energiforbrug 316 MJ 3447 MJ Gennemsnitl. kapacitet Energi pr. plads 24,69 MJ 26,1 MJ Afstand 18,5 km 18,5 km Energi pr. pladskm.,228 MJ,241 MJ Gennemsnitl. belægningsgrad 53 % 55,9 % Energi pr. personkm.,43 MJ,431 MJ

39 35 Energiforbruget ses at være større i TEMA2, mens emissionerne bortset fra SO 2 ses at være faldet omkring 4-5 %. Tabel 4.6 Emissioner for tur med MR regionaltog fra Fredericia til Århus Energi MJ/person km. CO 2 kg/person km. CO g/person km. HC g/person km. NO x g/person km. SO 2 g/person km. Partikler g/person km. TEMA2,427,32,218,17,933,1,61 TEMA2,43,32,127,66,489,7,29 Figur 4.6 Energi og emissioner for MR fra Fredericia til Århus H CO2 kg/pkm CO g/pkm HC g/pkm NOx g/pkm SO2 g/pkm Partikler g/pkm TEMA2 TEMA2 De gamle S-tog stemmer overens i TEMA2 ogtema2. De nye S-tog har derimod et lavt energiforbrug i sammenligning med TEMA2 Det skyldes, at s- togene vejer 33 % mindre pr. plads, samt at DSB har forudsat at al regenerativ bremseenergi genanvendes. EA togtypen viser et fald i energiforbruget fra TEMA2 til TEMA2, mens de nye ER tog har et energiforbrug, der svarer til EA i TEMA2. For dieseltogene IC3 og MR stemmer energiforbruget overens med TEMA2. For IC3 er CO, NO x og partikelemissionerne faldet fra TEMA2 til TEMA2, og for MR er alle emissioner undtagen CO 2 faldet.

40 36 MEET's sammenligninger med gennemsnitsemissioner for europæiske togdieselmotorer viser, at danske tog har lavere forurening for CO, HC og SO 2. DSB (1999): Data leveret til COWI i forbindelse med TEMA projekt. DSB (1999a) : Dokumentation for DSBs data til TEMA2. Andersson, Evert (1997): Energy Consumption and Air Pollution of Electric Rail Traffic, The Swedish Case, Trita-FKT, Report Jørgensen, Morten W. and Spencer C. Sorenson (1997): Estimating Emissions from Railway Traffic, Report ET-EO-97-3, Department of Energy Engineering, Technical University of Denmark.

41 37 Formålet med dette afsnit er at præsentere en sammenligning af TEMA2's beregninger af energiforbrug og emissioner med andre beregninger. && #%" (##) 3 I dette afsnit sammenlignes emissionsdata anvendt i TEMA2 med emissionsfaktorer anvendt i MEET og Corinair. MEET opgiver emissionsfaktorer for grupper af motortyper. Der benyttes to tilgangsvinkler; en simpel og en detaljeret. Den detaljerede tilgangsvinkel opdeler emissionskoefficienterne i fem grupper af sejllads, nemlig cruising, manoeuvring, hotelling, tanker off-loading samt auxilliary generators. Idet der i TEMA ikke er valgt at opgøre emissioner med detaljering på sejladsens type, er det her valgt at sammenligne emissionsfaktorerne for den simple opgørelse, som giver én emissionsfaktor uafhængig af sejlmønstret. For motorer anvendt i hurtigfærger benyttes i MEET nedenstående faktorer for det simple sejlmønster.

42 38 Tabel 5.1 Emissionskoefficienter for hurtigfærger i TEMA og MEET Emission, g/mj CO 2 CO NO x HC SO 2 Part. MEET, high speed, diesel 75,21 1,48,7 1) 2S 2),4 TEMA2, dieselmotorer 74,19 1,3,58,49,26 MEET, gas turbiner 75,1,37,5 1) 2S 2),3 TEMA2, gasturbiner 74,1,39,34,49,1 Noter: Tallene fra MEET er omregnet fra kg/ton med omregningsfaktor 42,7 MJ/kg. 1) Omfatter VOC. 2) S angiver svovlprocenten, og tallet der fremkommer er i g/kg, dvs. 2S omregnes til 2 g/kg eller,49 g/mj ved,1% svovlindhold. Tabel 5.1 giver god overensstemmelse mellem de anvendte emissionsfaktorer i TEMA2 og emissionsfaktorerne fra MEET. På dette grundlag underbygges skiftet til de nye emissionsfaktorer for hurtigfærger. Specielt for de gasturbinedrevne hurtigfærger synes de nye emissionsfaktorerne at stemme langt bedre overens med MEET end de gamle faktorer gjorde. Det må dog bemærkes, at faktorerne for partikler generelt er højere i MEET end i TEMA2. I Corinair opereres med grupper af skibe. For national søtransport findes således kategorierne inland waterway, national sea traffic, national fishing og international sea traffic. For hver gruppe opdeles igen på 1-2 typer brændstoffer. Nedenfor sammenlignes TEMA2 emissionsfaktorer for konventionelle færger med gruppen national sea traffic fra Corinair modellen, idet disse to grupper af skibe må anses at være de bedst sammenlignelige. Tabel 5.2 Emissionskoefficienter for færger i TEMA og Corinair Emission, g/mj CO 2 CO NO x HC 1) SO 2 Part. Corinair, national sea traffic, fuel oil Corinair, national sea traffic, gas oil 78,18 1,4,6 1,35,14 74,17 1,33,6,5,4 TEMA, miljødiesel 74,2 1,5,61,49,29 Noter: 1) Omfatter VOC for Corinair data. Der er god overensstemmelse med emissionsfaktorerne anvendt i TEMA2 for konventionelle færger og faktorerne i Corinairmodellen for gruppen national sea traffic. Det underbygger valget af emissionsfaktorer for konventionelle fær-

43 39 ger. Igen er partikelemissionsfaktorerne dog lidt lavere i TEMA2. Det skal i denne sammenhæng nævnes, at partikelemissionsfaktorerne i TEMA2 er beregnet på basis af Lloyd s Registers omfattende undersøgelse (1995), der betragtes som et solidt datagrundlag. For SO 2 -emissionerne er TEMA2 tættest på kategorien med gasolie, mens gruppen med fuel oil har langt højere SO 2 - faktorer. Det vurderes dog, at den valgte svovlprocent stemmer godt overens med danske forhold. && # Energiforbruget for færgerne i TEMA2 er mindre usikkert end emissionerne, idet de fleste opgørelser er på basis af konkrete forbrugsdata. For de store konventionelle færger ligger energiforbruget på 7-11 MJ pr. bil-km ved fuld belægning. Dette stemmer overens med data for energiforbrug fra andre store konventionelle færger, som sejler i de danske farvande, hvor størrelsesordenen er 6-12 MJ pr. bil-km. For hurtigfærger er der større spredning end for konventionelle færger, og energiforbruget ligger i TEMA2 på MJ pr.bil-km ved fuld belægning, mens opgørelser for andre hurtigfærger, der sejler i dansk farvand, er i størrelsesordenen 16-3 MJ pr. bil-km. For de små konventionelle færger i TEMA2 er der langt større spredning på energiforbruget, idet det ligger i intervallet 3-81 MJ pr. bil-km ved fuld belægning. Der er således flere af de små færger, som har et meget højt energiforbrug, hvilket skyldes, at bilkapaciteten er meget lille. Endvidere sejler flere af de mindre færger på lav vanddybde, hvilket øger energiforbruget væsentligt. Formålet med dette afsnit er at vise, hvilke forskelle man kan forvente, når man går fra TEMA2 til TEMA2. I TEMA2 er alle færgerne udskiftet. Man kan således ikke længere foretage konkrete beregninger på Kronprins Frederik, Heimdal, Ask, Cat-Link II, Mette Mols (gammel model), Najaden og Kattegat. I dette afsnit sammenlignes derfor først de nye emissionskoefficienter med de forhenværende i TEMA. Dernæst foretages en sammenligning af energiforbrug og emissioner for hurtigfærgerne Cat-Link II fra TEMA2 med de tre nye hurtigfærger fra TEMA2. Herefter sammenlignes energiforbrug og emissioner fra den gamle og den nye Mette Mols. Endelig sammenlignes de gamle færger med færger med tilsvarende karakteristika konstrueret efter det nye modul for færger, hvor brugeren selv kan definere vilkårlige færger.

44 4 & & #%" Tabel 5.3 viser en sammenligning af emissionsfaktorerne anvendt i TEMA2 og TEMA2. Det fremgår, at emissionsfaktorerne for de konventionelle færger er marginalt anderledes end i TEMA2. Dog er SO 2 -emissionenerne i TEMA2 væsentligt højere end i TEMA2 for de store konventionelle færger. I de senere år er man begyndt at benytte almindelig brændolie, hvor svovlprocenten kan variere en del 2, og denne tendens har medført en generelt højere emission end tidligere antaget. Bl.a. sejlede DSB (nu Scandlines) tidligere på olie med lavt svovlindhold (miljødiesel). Derfor er svovlprocenten i beregningerne sat op. Det er dog væsentligt at bemærke, at dette ikke gælder de små konventionelle færger (mindre end 1 personbiler), som stadig sejler på olie med lavt svovlindhold. For de dieseldrevne hurtigfærger stemmer emissionsfaktorerne nogenlunde overens med de gamle faktorer. For hurtigfærger drevet af gasturbiner er der imidlertid sket en markant ændring i forhold til TEMA2. Specielt er CO- og NO x -emissionerne væsentligt lavere, men også partikel- og HC-emissionerne er reduceret. Det skal understreges, at det ikke har været muligt at få mere præcise data for de motorspecifikke emissioner fra de gasturbinedrevne hurtigfærger. Specielt vil NO x -emissionerne kunne være endnu lavere end de angivne værdier. Tabel 5.3 Emissionsfaktorer for færger i TEMA2 og TEMA2 Emission, g/mj CO 2 CO NO x HC SO 2 Part. TEMA2, miljødiesel 75,15 1,38,7,5,2 TEMA2, konventionelle 74,2 1,5,61,25,29 1) færger TEMA2, hurtigfærger 74,19 1,3,58,49,26 dieselmotorer 2) TEMA2, hurtigfærger 74,1,39,34,49,1 gasturbiner 3) Noter: 1) For de små konventionelle færger anvendes SO 2-emission på,49 g/mj. 2) Anvendt for Mads Mols. 3) Anvendt for Mie Mols og Willum Clausen. & & # %, I dette afsnit sammenlignes energiforbrug og emissioner for de tre hurtigfærger i TEMA2 med Cat-Link II fra TEMA2. 2 Colin Sownan: Do you know what s in your bunker? The Motor Ship, Dec 1997, p.17.

45 41 Figur 5.1 viser forbruget pr. bil pr. kilometer ved fuld belægning. Mie Mols er den mindste af færgerne med en kapacitet på 12 biler, mens Cat Link II og Mads Mols har en kapacitet på hhv. 15 og 22 biler, og den forventede kapacitet af Villum Clausen er 186 biler. Figur 5.1 Energiforbrug og emissioner pr. bil-km ved 1% belægning for hurtigfærger 3 Hhv. MJ, kg eller g Energi CO2 CO HC NOx SO2 Partikler Cat-Link II (TEMA2) Mie Mols Mads Mols Willum Clausen Det fremgår, at energiforbruget pr. bil-kilometer er stort set det samme for Cat- Link II og Mads Mols. Til gengæld er energiforbruget pr. bil-kilometer væsentligt større på Mie Mols og Willum Clausen. Dette skyldes, at disse to færger fremdrives af gasturbiner, som har et højere energiforbrug per kwh end dieselmotorer. Til gengæld er NO x - og CO-emissionerne fra disse to færger væsentligt lavere end de dieseldrevne færger jf. diskussionen i afsnit En anden årsag til det lavere energiforbrug per bilkilometer for Cat-Link II og Mads Mols er at disse færger transporterer en forholdsvis stor mængde personbiler i forhold til deres størrelse. Brugeren af TEMA2 skal være opmærksom på, at hvis der regnes på forbruget pr. bus på hurtigfærger, så vil det være langt højere end den tidlige version, fordi der regnes med 16 pbæ pr. bus i stedet for de tidligere 4 pbæ pr. bus. Formålet med dette afsnit er at sammenligne energiforbruget fra de faktiske færger i TEMA2 med forbruget fra færger med tilsvarende karakteristika konstrueret efter det nye modul for færger, hvor brugeren selv kan definere vilkårlige færger. De fire største færger sammenlignes, dvs. Mie og Mads Mols samt Jens Koefod og Povl Anker. Der er regnet med sejlhastigheder på hhv. 4 knob, 36 knob, 15,5 knob og 18,5 knob. Det bør noteres, at de 15,5 knob ligger under det nuværende gyldighedsområde i modellen.

46 42 Figur 5.2 Faktisk og beregnet energiforbrug i TEMA2 4, 3, MJ/overfart 2, 1, Mie Mols Mads Mols Jens Koefod Povl Anker Faktisk Beregnet Figur 5.2 viser energiforbruget pr. kilometer for nogle af de forud definerede færger. I samme figur er også vist det energiforbrug, som TEMA2 beregner for standardfærger med en tilsvarende transportkapacitet som de anførte færger. Der ses, at være nogenlunde god overensstemmelse mellem de to sæt af talværdier, måske bortset fra hurtigfærgen Mads Mols. Her skal afvigelsen søges i det faktum, at netop denne færge har et forholdsvis lavt energiforbrug pr. personkilometer, som følge af at en relativ stor personbilkapacitet sammenholdt med i øvrigt gunstige fremdrivningsforhold på grund af god skrogform med lav fremdrivningsmodstand. Beregningerne illustrerer således, at modulet, hvor brugeren selv kan definere færger, skal bruges med en vis forsigtighed. I visse specifikke tilfælde kan den enkelte færges specielle karakteristika og sejlforhold gøre, at det energiforbrug, der fås i færgemodulet, kan være forskelligt fra det energiforbrug, den konkrete færge har i praksis. I øvrigt henvises til bilagsrapporten 3, hvor der er foretaget en sammenligning af TEMA2s brugerdefinerede færger og færger baseret på statistiske data for en lang række specifikke færger. Den væsentligste ændring af færgerne i TEMA2 i forhold til TEMA2 er de mange nye færger, der er lagt ind i modellen. Dernæst kommer de ændrede emissionskoefficienter for hurtigfærger, specielt de færger der drives af gasturbiner. Desuden er SO 2 -emissionsfaktorerne i visse tilfælde forhøjede i forhold til den gamle version af modellen. Analyserne i de foregående afsnit belyser og underbygger de ændringer, der er foretaget. Endelig viser sammenligningen 3 Beskrivelse af TEMA2 modellens skibstekniske beregningsgrundlag.

47 43 med de forud definerede færger og de konstruerede færger, at det nye specialmodul skal bruges med varsomhed af brugeren. Corinair (1996): Udtræk af emissionsfaktorer fra søtransport i modellen Transport Research Laboratory (1998): Emission Calculation Methodology. Methodologies for Estimating Air Pollutant Emissions from Transport (MEET). Project Report

48 44

49 45 Formålet med denne sammenligning er at validere TEMA's beregninger. Dette er gjort på tre måder, nemlig ved at sammenligne TEMA2 med Andre modeller (MEET og CORINAIR) Konkrete operationelle data fra SAS Den forrige version af TEMA (TEMA2). && (##) MEET-modellen anvendt på danske indenrigsruter giver afvigende og ulogiske resultater. En detaljeret dokumentation foreligger endnu ikke, men modellens skaber oplyser, at modellen først er gyldig ved flyvedistancer, der ligger langt over hvad der opnås på danske indenrigsflyvninger. Sammenligninger af resultaterne har ingen værdi. && 3526/2 7-8 Fra DMU (Morten Winther) er der i juni 99 indhentet beregnede tal for emissioner og forbrug gældende for jetfly af forskellige typer, og for bestemte flyvestrækninger: 125NM, 25NM, 5NM og højere (1 NM = 1 sømil = 1852 meter). Den korte strækning på 125NM svarer godt til strækningen København- Karup (der er 126NM). Modeltallene fra Corinair vs. TEMA2 er vist i Tabel 6.1

50 46 Tabel 6.1 Modeltallene fra Corinair vs. TEMA2 Flytype Fuel NOx CO HC TEMA2 MD ,76 6,42 1,96 Corinair MD ,67 12,15 3,66 Corinair/ TEMA2 154% 146% 189% 187% TEMA2 B ,74 9,5,57 Corinair B737-3/ ,58 2,63 1,24 Corinair/ TEMA2 172% 177% 228% 218% TEMA2 DC ,47 16,86 4,54 Corinair DC-9-? ,77 13,43 2,74 Corinair/ TEMA2 148% 141% 8% 6% TEMA's B737 er mindre (1-2% mindre) end Corinair's. Det er ikke oplyst, hvilken DC-9-variant, Corinair forudsætter - og de spænder vidt i størrelse, vægt og motortype. MD-82 er forholdsvis veldefineret, men findes med flere forskellige motorfabrikater. Den anvendte udgave af Corinair er endnu ikke dokumenteret. Der forudsættes tilsyneladende en bestemt startmasse og en bestemt flyveprofil. Analyse af tallene giver følgende sammenfatning af forskellene: For energi og NOx: Corinair-værdierne er ca. 5% højere end TEMA2- tallene, når der tages højde for, at TEMA2's B737-variant er mindre end Corinair's. For HC og CO: For de 2 nyere typer (MD-82 og B737) har Corinair yderligere 25% højere tal for HC og CO end TEMA2, - mens HC og CO for den relativt gamle DC-9 er væsentligt lavere beregnet med Corinair end med TEMA2. De konstaterede ligheder er nok så væsentlige: Forholdet mellem energiforbrug og NOx er omtrent det samme for begge modeller og alle flytyper. Forholdet mellem HC og CO er omtrent det samme for begge modeller og alle flytyper. Forholdet mellem forbrug og samtlige emissioner er omtrent det samme for begge modeller, hvad angår de to nyere flytyper. && ( " 9: " Forskellene i brændstofforbrug kan kun i mindre grad forklares med forskellige motorvarianter. Som nævnt kan de enkelte flytyper godt være af forskellige varianter, og det kan forklare en del af afvigelsen. Mere sandsynligt er det, at be-

51 47 regningsforudsætningerne og de anvendte fart- og højdeprofiler er forskellige. Hvis Corinair's 125 sømil er den total flyvedistance, svarer det til en flyvning mellem to lufthavne med en luftlinjeafstand på sømil, hvilket altså kan forklare op til 25% af differencen. Noget af differencen mangler der dog stadig forklaring på. Det kan ikke belyses yderligere uden en dokumentation af Corinair-tallene, og en sådan foreligger endnu ikke. Det anses for sikkert, at Corinair's model bygger på ICAO's emissionsdatabank, ligesom ATEMIS, der ligger til grund for TEMA2. De specifikke NOx-emissioner er meget ens for de to modeller. Derimod er de specifikke HC- og CO-emissioner 25% højere (de to nyere flytyper), henholdsvis halvt så store (DC-9) fra TEMA2, som fra Corinair. Hvor TEMA2 baserer sig på enkelte, konkrete motorvarianter, er det sandsynligt, at Corinair er baseret på enten en typisk eller meget udbredt motortype for den pågældende flytype, eller baserer sig på en vægtning af flere sæt motordata, svarende til de motorvarianter, som de respektive flytyper findes med. Når dokumentationen af Corinair-beregningerne foreligger, kan det give mening at undersøge, hvor stor en del af forskellen dette kan forklare.! "" I forbindelse med verificering af flyenes brændstofforbrug til udvikling af TEMA2 blev der indhentet detaljerede udskrifter af aktuelle indenrigsflyveprofiler med MD-8. Udskrifterne viser aktuel fart, flyvehøjde og brændstofforbrug for hver 3 sekunder under hele flyvningen. Disse oplysninger blev i sin tid brugt til at verificere selve flyveprofilerne, men ved at summere de øjeblikkelige brændstofforbrugstal fås det samlede forbrug for hele flyvningen. De aktuelle forbrug vil selvfølgelig variere fra flyvning til flyvning (af grunde, som er beskrevet i dokumentationsrapporten), men data peger klart på, at TEMA2 forbrugstallene er i god overensstemmelse med SAS' data, og dermed må Corinair-tallene forkastes. Flyvning med SAS MD-8 SAS TEMA2 Corinair Karup; 23.jan.95, atom 54,6 t 165 kg 1761 kg 274 kg Århus; 23.jan.95, atom 51,9 t 135 kg 1421 kg - Ålborg; 3. jan.95, atom 52,3 t 23. jan.95, atom 5,6 t 19 kg 1525 kg 1776 kg 1776 kg - - "atom" = actual take-off mass (aktuel startvægt i ton).

52 48 TEMA2 samme resultater som TEMA2 med hensyn til fly. Det er illustreret i de to følgende tabeller. Der vil således ikke være nogen ændringer ved at gå fra TEMA2 til TEMA2 med hensyn til flyene. TEMA2 i forhold til Tema2 - som beregnet på Aalborg-København-ruten gram per tur NOx SO2 CO HC CO2 MJ MD82 - TEMA TEMA2 Tema Tema2 B737 - TEMA TEMA2 Tema Tema2 F5 - TEMA TEMA2 Tema Tema2 DC9 - TEMA TEMA2 Tema Tema2 TEMA2 i forhold til Tema2 - som beregnet for MD-82 på alle ruter Gram NOx SO2 CO HC CO2 MJ Ålborg - Tema TEMA Århus - Tema TEMA Rønne - Tema TEMA Billund - Tema TEMA Esbjerg - Tema TEMA Karup - Tema TEMA Odense - Tema TEMA Vojens - Tema TEMA Sønderborg -Tema TEMA Thisted - Tema TEMA