Renewable energy in the transport sector using biofuels as energy carriers Biobrændstof til transport miljøbelastning, sundhedseffekter og velfærdsøkonomi Pia Frederiksen Afdeling for systemanalyse Danmarks Miljøundersøgelser Aarhus Universitet 12. juni, København
Indhold Projektets baggrund, formål og deltagere Projektkonceptet Hvilke scenarier arbejder vi med? Hvilke effekter ser vi på? Hvilke metodiske sammenhænge ønsker vi at etablere? Resultater? meget få endnu
Baggrund Biobrændstof til transport har været på den politiske agenda igennem nogle år både international og I Danmark, på grund af ønsket om at reducere GHG emissioner at øge energi-forsyningssikkerheden For EU, har Biobrændstofdirektivet fastsat målsætninger om 5.75% andel af biobrændstof til transport I 2010 og 10% I 2020. I Danmark er målsætningen jvf. regeringsgrundlaget 2007 at andelen af biobrændstof skal være 10 % i 2020. I energiaftalen februar 2008 er målsætningen at biobrændstoffer udgør 5,75 % I 2010 OG 10 % I 2020. Mulig udvidelse af brændstoftyper (følger EU beslutning)
Projektets formål At gennemføre en multidisciplinær, integreret analyse af konsekvenserne af at introducere biobrændstof i Danmark, ved at undersøge både forsynings- og ressourcesiden, og ved at se på forskellige typer af effekter, såsom ændringer i emissioner og luftkvalitet sundhedsaspekter resourceændringer, arealanvendelse og miljøbelastning økonomiske og sociologiske aspekter. At sammenligne konsekvenser af at anvende biobrændstof I transportsektoren i forhold til at anvende konventionelt brændstof i forhold til at anvende biomassen i andre sektorer (kraftvarme).
Partnere i projektet 7 institutter deltager i projektet: Afdeling for systemanalyse, DMU, AU Afdeling for Atmosfærisk Miljø, DMU, AU Afd. for Systemanalyse, Risø, DTU Institut for Transport, DTU Vedvarende Energi og transport, Teknologisk Institut Institut for Kemiteknik, DTU Institut for Folkesundhedsvidenskab, KU
W-T-W-analyse WP8 holdninger til biofuels WP1 WP3 WP4 Scenarier Partikel-målinger motor Partikel måling/ modellering Energi WP2 Luftemissioner produktion/ transportarbejde WP7 WP6 landbrugsemissioner WP5 human eksponering dosis/respons Belastninger på miljøet og på sundheden Velfærdsøkonomisk analyse
Scenarier og varianter Hovedscenarier Referencescenarie To policy scenarier et svarende til aktuelle mål, et med større ambitioner Et miljøtilpasset scenarie defineres senere Herudover en række varianter, som ikke nødvendigvis analyseres gennem hele modelforløbet. Disse er endnu ikke fastlagt
Fremskrivning af transport Mio. km Trafikarbejde 80.000 75.000 70.000 65.000 60.000 55.000 Høj vækst Lav vækst 50.000 45.000 40.000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Fremskrivninger af trafikarbejdet til infrastrukturkommissionen lavvækstscenariet anvendes Jensen og Winther, Notat 2008.
Fordeling på køretøjstyper Mio. ton-km Trafikarbejde - lav vækst 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 Personbiler Varebiler Lastbiler Busser 10.000 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030
2029 Scenarier for biobrændstofforbrug 30 25 20 15 10 Scenario 1 Scenario 2 5 12 0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 10 % af benzin og diesel 8 6 % af benzin Bioethanol ved aktuelle målsætninger 4 2 2G 1G 0 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 30 25 20 15 % af benzin Bioethanol ved større pres på biobrændstof 10 5 0 2G 1G 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027
Effekter Miljøbelastning Ved produktionen af biomasse Ved konvertering til biobrændstof Ved transportarbejdet i køretøjerne Sundhedseffekter human belastning i form af partikler Vurdering af sundhedseffekter Velfærdsøkonomi Baseret på projektets estimater af omkostninger ved produktion og effekter på miljø og sundhed
Arealanvendelse og energiafgrøder '000 ha 3500 3000 2500 2000 1500 1000 brak og udtaget areal græs udenfor omdrift industrifrø græs og grøntfoder raps rodfrugter Korn i alt 500 0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Udvikling i arealanvendelse Referencescenarie: Fremskrivninger af arealanvendelsen Estimat af potentielle nye arealressourcer (brak, andre ledige arealer) Estimering af produktion af biobrændselsafgrøder ved forskellige prisforudsætninger Modellering af miljøbelastning ved ændret arealanvendelse (næringsstofemissioner, pesticidbelastning, c-omsætning i jord)
Screening af miljøbelastning fra afgrøder Afgrødetype Afgrøde Næringsstof- Tab (N) Kulstof i jord Pesticidforbrug Grundvandsdannelse Natur Landskab Enårige energiafgrøder Raps (-) - (-) 0 (-) +/- Majs 0 0 / (-) + - 0 (-) Sukkerroer - - - 0-0 Korn 0 0 0 0 0 0 kartofler + 0 / (-) -- - - 0 Flerårige energiafgrøder Pil + + + + -- + + + / - Elefantgræs + + + (+) - + + / - Jordskokker ++ 0/(-) (+)? (+) +/- Græs (+ kløvergræs) Græs i omdrift - 0 + + 0 0 + Permanent græs (ekstensiv drift) + + + + + + + + + + + Varianter med flerårige afgrøder skal inddrages
Emissioner fra produktion og transport Heri beregnes WTW emissions estimater for drivhusgasser (CO 2, CH 4 and N 2 O) luftforurenende stoffer (SO 2, NO x, NMVOC incl. PAH er og carbonyler) PM (partikel antal, størrelsesfordeling og kemisk sammensætning). Nationale emissioner fremskrives gennem emissions fremskrivningsmodeller for stationære og mobile kilder. Emissioner distribueres geografisk
Motor-målinger Målinger på testbænk: 3 typer dieselmotorer 3 dieselbrændstoffer fossil diesel Animalsk fedt-methylester (20 %) Raps methylester (20%) Foto: Jakob Nøjgaard Analyser af en lang række stoffer partikler carbonylforbindelser gasser filteropsamling til kemiske og toksikologiske analyser
Luftforurening Miljøvurdering Vurdering af luftforurening af reference og biobrændstof-scenarierne på forskellige skalaer (regional til lokal), på baggrund af luftskvalitets modellering Effekter: luftkvalitet (f.eks. PM2.5, PM10, O3, NO2) human exponering (luftforureningsdata kombineres med befolkningsdata) deposition i omgivelserne (f.eks. N, S, AOT40, nitrat, sulfat) Resulter sammenholdes med WHO og EU luftkvalitets lofter og med tålegrænser for forskellige naturtyper
Sundhedseffekter In vitro toxicologisk analyse Partikelemissioner opsamlet i motormålinger vurderes m.h.t. mekanismer og effekter i celle kulturer, som repræsenterer det lunge- og cardiovaskulære system sammenlignes med en eksisterende database som indeholder data om forskellige partikles (diesel udstødning, brænderøg, og inerte kulstof partikler Sundhedseffekter estimering af dosis-respons relationer på baggrund af biobrændstof sundhedseffekter beskrives på baggrund af ovenstående og litteratur survey.
Well to wheel velfærdsøkonomiske analyser af scenarierne. Den velfærdsøkonomiske analyse vil indeholde omkostninger ved produktion og brug af biobrændstof konsekvenser for miljø og sundhed specifikt studie af ændringer i livstidsrisiko som følge af partikelemissioner
Sociologiske aspekter af indførsel af biobrændstof til transport Kvalitative interview med 15 personer + en planlagt fokusgruppe med 4-6 personer Holdninger ikke sort-hvide Som udgangspunkt positive fordi biobrændstof opfattes som gavnligt for miljøet. Nuanceres i løbet af interviewet efterhånden som deltagerne bliver introduceret for nogle af de problemstillinger, som diskuteres i forbindelse med biobrændstof. Afslutningsvis betinget positive Det er vigtigt at gøre noget for miljøet og klimaet og at gøre det hurtigt, men det skal ikke gøre mere skade end gavn. Prisen spiller en rolle for, om deltagerne selv er villige til at bruge biobrændstof, også hvis det introduceres i stor målestok og under acceptable betingelser. Hvem har ansvaret? - Det politiske apparat (herunder i høj grad de over- eller mellemstatslige organisationer) har er overordnet ansvar for introduktionen af biobrændstof: Skal det introduceres og på hvilke betingelser? - Den enkelte har imidlertid også et ansvar som borger og forbruger for at handle socialt og miljømæssigt ansvarligt.
Tak for opmærksomheden Se mere på: http://biofuels.dmu.dk