Jensen, S.S., Ketzel, M., Nøjgaard, J. K. & Wåhlin, P. 2009: Luftkvalitetsvurdering af miljøzoner i Danmark. Midtvejsrapport. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet 64 s. –Faglig rapport nr. 748.
Denne rapport præsenterer resultater og vurderinger fra midtvejsevalueringen af indførelse af miljøzoner i Danmark med fokus på at kvantificere effekterne for luftkvaliteten.
Den 20. december 2006 vedtog Folketinget enstemmigt en lov om miljøzoner gældende for de 5 største bykommuner. Siden har Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune indført miljøzoner fra den 1. september 2008 og Ålborg Kommune fra den 1. februar 2009. Endvidere har Odense og Århus kommuner besluttet at indføre miljøzoner fra henholdsvis 1. juli 2010 og 1. september 2010.
Formålet med etablering af en miljøzone er at forbedre sundheden for borgerne i de største byer ved at reducere luftforureningen med partikler i områder, som har den største belastning fra trafikken, og hvor flest mennesker bliver udsat for luftforureningen.
Miljøzoneloven muliggør at de omfattede kommuner kan definere et afgrænset område, hvor der kræves partikelfilter på lastbiler og busser, som kører i miljøzonen. Kravene gælder for lastbiler og busser, der er så gamle, at de pr. 1. september 2008 kun lever op til Euro II emissionsstandarden eller ældre standarder, og kravene skærpes yderligere pr. 1. juli 2010 til at omfatte Euro III emissionsstandarden.
Evalueringen omfatter målinger af luftkvaliteten omfattende før-, mellem- og slutmålinger. Førmålinger er gennemført i slutningen af 2004 før implementering af miljøzonekravene den 1. september 2008, og mellemmålinger i vinteren 2008/2009. Slutmålinger vil blive gennemført i efteråret 2010 efter implementering af anden fase af miljøzonekravene den 1. juli 2010. Målingerne gennemføres på Åboulevard i København som målekampagner af afgrænset varighed. Herudover indgår også måleresultater i byområder fra det landsdækkende luftkvalitetsmåleprogram under NOVANA, som er Det Nationale Overvågningsprogram for Vandmiljøet og Naturen (Kemp et al. 2010). Endvidere trækkes der på resultater fra et særskilt måleprogram for partikler under det såkaldte 'partikelprojekt' – et projekt, der finansieres af Miljøstyrelsen (Wåhlin, 2008a). Udover målinger indgår også modelberegninger, som kan bruges til at beregne effekten af miljøzonekravene, hvor der ikke er målinger, og til at vurdere den fremtidige forventede effekt.
I denne midtvejsrapport er resultaterne af før- og mellemmålinger af luftkvalitet på Åboulevard i København afrapporteret. Endvidere er der resultater fra en sammenligning af modelberegninger og målinger på Åboulevard i København, og en effektvurdering af miljøzonen for luftforurening ud fra modelberegninger for 138 trafikerede gader i København. Endvidere belyses en række indikatorer for overholdelse af miljøzonekravene, omfattende udstedte miljømærker, antal dispensationssager, antal partikelfiltertilskud, samt antal bøder.
Der er gennemført en analyse af forskellen mellem "førmålingerne" i måleperioden 18.10 - 17.12 2004 og "mellemmålinger" i perioden 11.11 2008 - 12.01 2009 for Åboulevard i København. NOx, NO2, NO, CO, PM10, PM2.5 og antal partikler samt størrelsesfordeling blev målt. PM10 og PM2.5 er målt med TEOM metoden, som måler med høj tidsopløsning. TEOM målinger kan ikke sammenlignes direkte med grænseværdier, da målemetoden bevirker at noget af partikelmassen fordamper. Åboulevard er valgt, da den har en relativt høj andel af tung trafik i forhold til de to gader i København, hvor der gennemføres kontinuerte målinger under overvågningsprogrammet (Jagtvej og H.C. Andersens Boulevard).
For alle koncentrationer af CO, NOx (NO2 og NO), PM10, PM2.5 og antal partikler sker der en væsentlig reduktion fra 2004 til 2008. Reduktionen formodes primært at hænge sammen med den løbende udskiftning af bilparken med stadigt lavere emissionsnormer til følge. Reduktionen i antal partikler skyldes dog især, at indholdet af svovl i diesel og benzin blev nedsat markant ved årsskiftet mellem 2004 og 2005.
Analysen viste, at det er vanskeligt at isolere effekten af miljøzonekravene ud fra målingerne. Førmålingerne burde have været foretaget i månederne umiddelbart op til indførelsen af miljøzonen den 1. september 2008 i stedet for i slutningen af 2004. Førmålingerne blev imidlertid påbegyndt i slutningen af 2004 i forventning om at miljøzonen snarest blev vedtaget, hvilket ikke viste sig at holde stik. Selvom førmålingerne havde været foretaget umiddelbart før miljøzonen trådte i kraft ville det stadigvæk være vanskeligt at isolere effekten af miljøzonekravene, da de forventede ændringer er relativt små, og en række andre parametre varierer, så som meteorologien og trafikken.
For at vurdere meteorologiens indflydelse blev der beregnet en såkaldt opkoncentreringsfaktor for de to målekampagner. Der var kun mindre forskelle i denne mellem de to målekampagner, hvilket indikerer at den observerede koncentrationsreduktion ikke skyldes markante forskelle i de meteorologiske forhold mellem førmålingerne og mellemmålingerne.
Fra 2004 til 2008 er det totale antal køretøjer faldet med ca. 5%. I samme tidsrum er andelen af den tunge trafik faldet fra 3,5% til 2%, hvilket skyldes en markant reduktion i antallet af især busser men også lastbiler. Hvis det totale antal køretøjer er faldet lidt og især hvis andelen af den tunge trafik er faldet markant har dette også bidraget til reduktionen i koncentrationerne mellem målekampagnerne i 2004 og 2008/09.
Ud fra de nuværende måledata kan der ikke entydigt måles en effekt af indførelsen af miljøzonen i 2008. En evt. effekt overskygges af usikkerheden ved måleperiodernes længde og tiden mellem de to perioder. Hertil kommer den løbende udskiftning af bilparken samt forskelle i kørselsmønster og trafikbelastning samt meteorologiske forhold. Flere af disse parametre forventes dog at udvise mindre variation til den kommende slutmåling i 2010.
Beregninger af luftkvaliteten på Åboulevard er gennemført med DMU´s gadeluftsmodel, OSPM. Beregningerne er foretaget for samme tidsperioder som for førmålingerne og mellemmålingerne, og modelresultater er sammenlignet med målinger for at kunne vurdere usikkerheden på de modeller, som ligger til grund for beregning af effekten af miljøzonekravene.
Beregningerne kræver en lang række input data om trafikniveauet og sammensætning af trafikken på den pågældende gade, om bilparken og emissioner fra de enkelte køretøjer, som varierer fra år til år samt data om meteorologi og bybaggrundskoncentrationer.
Resultater af beregninger for NOx og NO2 på Åboulevard viser, at modellen er i stand at reproducere både den tidslige døgnvariation i målinger og koncentrationsniveauerne. Reduktionen i NOx og NO2 fra 2004 til 2008 er resultat af reduktioner i trafikmængden, andelen af tung trafik og emissioner per køretøj. Resultater af sammenligninger mellem målinger og modelresultater for Jagtvej og H.C. Andersens Boulevard bekræfter at modellen er rimelig god til at beskrive udviklingen i NOx og NO2.
Fra 2004 til 2008 viser både model og målinger en reduktion i CO koncentrationer på Åboulevard på ca. 50% af trafikbidraget (gade minus bybaggrund). Modellen undervurderer dog de målte CO koncentrationer for trafikbidraget med omkring 50%. Denne betydelige undervurdering observeres i lignende omfang også for de permanente målestationer på Jagtvej og H.C. Andersens Boulevard og skyldes muligvis at de anvendte emissionsfaktorer i den model, der benyttes for emissioner (COPERT 4), er for lave.
Modelresultater for PM10 og PM2.5 på Åboulevard viser en reduktion fra 2004 til 2008 på ca. 20-30% i trafikkens bidrag (gadekoncentrationer minus bybaggrundskoncentrationer) og er i overensstemmelse med den beregnede emissionsreduktion. Målinger af PM10 viser også en reduktion af lignende størrelse. Modellen undervurderer gadekoncentrationerne af PM10 med 12-15% i forhold til målingerne. I 2008 observeres meget høje spidsværdier på enkelte dage, hvilket har effekt på middelværdien af PM10 og skyldes nogle særlige forhold (muligvis saltning, ekstreme ikke-udstødningsemissioner eller ikke-trafik kilder) som ikke er inkluderet i modellen. PM2.5 trafikbidraget falder fra 2004 til 2008, hvilket er i overensstemmelse med fald i PM2.5 emissionen, men modellen overvurderer trafikbidraget i 2004. Modellen overvurderer gadekoncentrationerne af PM2.5 med 12-15% i forhold til målingerne.
Valideringsberegninger på de to permanente stationer Jagtvej og H.C. Andersens Boulevard er i god overensstemmelse med PM2.5 målinger. Også PM10 på Jagtvej bliver godt afspejlet af modellen. For PM10 på H.C. Andersens Boulevard viser modellen for lave koncentrationer i det undersøgte tidsrum 2002-2008. Denne undervurdering er konstateret og diskuteret tidligere, og skyldes nogle særlige forhold på denne vejstrækning – sandsynligvis bidrag fra ikke-trafik kilder, bl.a. pollen fra tætbeliggende træer, samt vejbelægningen. Nyasfaltering af vejbelægningen i efteråret 2008 har vist, at dette har stor indflydelse på PM10 koncentrationerne, som faldt fra 39 µg/m3 til 32 µg/m3 fra 2008 til 2009.
Sammenfattende kan det konstateres at OSPM modellen i tilfredsstillende omfang er i stand at afspejle de målinger, som blev foretaget på Åboulevard i 2004 og 2008. De bedste resultater opnås for NOx og NO2. Også PM10 og PM2.5 målinger bliver i det væsentlige godt afspejlet i modellen, bortset fra nogle særlige forhold i målingerne for PM10 i 2008 og for PM2.5 i 2004. Tendensen i CO målingerne bliver godt reproduceret, men på et for lavt niveau. For lave emissionsfaktorer er formodentlig grunden til at modellen gennemgående undervurderer målingerne. CO koncentrationerne ligger væsentligt under grænseværdierne, og der er derfor ikke fokuseret på CO i den efterfølgende konsekvensvurdering.
Modellen er derfor velegnet til scenarioberegningerne af effekter af miljøzonekravene.
Modelberegninger med DMU’s gadeluftmodel (OSPM) og bybaggrundsmodel (UBM) er gennemført for 2010, 2015 og 2020 af den forventede fulde effekt af de vedtagne miljøzonekrav for emissionen inden for miljøzonen i København og for luftkvaliteten på 138 trafikerede gader i København. Der er således regnet med implementering af både trin 1 og 2 af miljøzonekravene. Der er særskilt vist beregninger for en af disse gader, nemlig H.C. Andersens Boulevard i København, som er en af Danmarks mest befærdede bygader.
Beregningerne bygger på en række forudsætninger om trafikvækst, implementering af miljøzonekravene, udvikling i dieselandel, effektiviteten af partikelfiltre, samt udviklingen i den andel af NOX, der udsendes i form af NO2 ("direkte NO2 fraktion").
Effekter for partikelemissionen
I miljøzonen som helhed i København forventes partikeludstødningen at falde med 26% i 2010 som følge af miljøzonekravene, mens ikke-udstødningen er upåvirket. Ikke-udstødning omfatter partikler fra bremseslid, dækslid, og vejslid samt ophvirvling af vejstøv. Partikelemissionen af udstødning og ikke-udstødning under et reduceres med hhv. 9% for PM10 og 16% for PM2.5.
Ikke-udstødning for partikler stiger i perioden 2005-2020 proportionalt med den forventede trafikstigning, hvorimod partikeludstødningen falder som følge af skærpede emissionsnormer. I forhold til referencesituationen (uden miljøzone) i 2010 vil både PM10 ikke-udstødning og PM2.5 ikke-udstødning stige med 16% fra 2010 til 2020, mens partikeludstødningen vil falde med 51% fra 2010 til 2020. Total trafikrelateret PM10 (udstødning og ikke-udstødning) og total trafikrelateret PM2.5 (udstødning og ikke-udstødning) vil reduceres med hhv. 6% og 27% fra 2010 til 2020, som en kombinationseffekt af løbende skærpede emissionsnormer og miljøzonekravene (positiv effekt) samt en effekt fra stigende trafik med deraf stigende ikke-udstødning (negativ effekt).
Miljøzonens effekt svarer til at fremskynde de nyere euronormer til ikrafttræden nogle år tidligere end ellers. Effekten af miljøzonen ebber derfor ud med årene. I 2020 er der således kun en lille forskel på referencesituationen uden miljøzone i 2020 og situationen med miljøzone i 2020.
Effekter for partikelkoncentrationen
Der er kun en beskeden reduktion i den beregnede gennemsnitlige gade- koncentration for PM10 og PM2.5 for de 138 gader i 2010. For både PM10 og PM2.5 reduceres koncentrationen i gennemsnit kun med 0,7 µg/m3 som følge af miljøzonekravene, hvilket svarer til 2,5% for PM10 og 3,5% for PM2.5. Hvis man sammenligner et scenario uden miljøzone i 2010 med situationen med miljøzone i 2020 er reduktionen for gadekoncentrationer på omkring 1,0 µg/m3 som følge af miljøzonekravene. Reduktionen i bybaggrund er marginal af miljøzonekravene. Den beskedne reduktion skyldes, at partikelkoncentrationerne i gadeniveau er domineret af bybaggrundsbidraget, som igen er domineret af langtransporteret luftforurening, samt at miljøzonekravene kun reducerer partikeludstødningen – ikke det øvrige trafikbidrag.
For H.C. Andersens Boulevard er effekten af miljøzonekravene omkring 1,0 µg/m3 for både PM10 og PM2.5 i 2010.
Modelberegningerne for de 138 gader viser, at der ikke forventes overskridelser af grænseværdien for årsmiddelværdien af PM10 og PM2.5.
Selvom miljøzonekravene ikke direkte er rettet mod NOx emissionen vil denne alligevel være påvirket, da implementeringen af miljøzonekravene forventes at ske ved at nogle ældre køretøjer (Euro II og III samt ældre) udskiftes med nye Euro V køretøjer, som har væsentligt lavere NOx emissioner end ældre køretøjer.
Bidragene til NO2 koncentrationen i en gade afviger markant i forhold til PM10 og PM2.5. For NO2 er det regionale bidrag, som er langtransporteret, kun omkring 10 µg/m3 som årsmiddel og et typisk bybaggrundsniveau ligger på omkring 20 µg/m3. Da gadekoncentrationer kan være op til omkring 60 µg/m3 udgør gadebidraget en meget stor del af de koncentrationer, som man finder i en gade. Hele gadebidraget udgøres af emissionen fra trafikken, og der er således ingen ”ikke-udstødning” for NOx. Det betyder, at emissionsreduktioner vil slå kraftigere igennem for NO2 end for PM10 og PM2.5.
Effekter for NOx emissionen
I miljøzonen som helhed forventes NOx emissionen at blive reduceret med 29%-38% for de tunge køretøjer – afhængig af type – som følge af miljøzonekravene i 2010. Den totale NOx emission falder med 16% i 2010, når alle køretøjskategorier inddrages. Reduktionen skyldes at nogle ældre tunge køretøjer udskiftes med nye Euro V køretøjer, som har lavere emissionsfaktorer.
NOx emissionen vil blive reduceret med omkring 50% fra 2010 til 2020 som følge af løbende udskiftning af bilparken. Den beregnede direkte NO2 fraktion vil stige fra 2010 (18,4%) til 2015 (25,4%) for derefter at falde lidt frem til 2020 (24,6%), hvilket hænger sammen med udviklingen i andelen af dieselbiler og udviklingen i emissionsfaktorer. Den samlede NO2 emission er produktet af NOx emissionen og den direkte NO2 fraktion. NO2 emissionen med miljøzonekravene er 84% af referencesituationen i 2010, 96% i 2015 og 66% i 2020.
Som for partikler ebber miljøzonens effekt for NOx emissionen ud med årene, således at der kun er en lille forskel på referencesituationen uden miljøzone i 2020 og situationen med miljøzone i 2020.
Effekter for NO2 koncentrationen
Der er en betydelig reduktion i den beregnede gennemsnitlige gade- koncentrationen for NO2 for de 138 gader i 2010. Som følge af miljøzonekravene reduceres gennemsnittet med 3,4 µg/m3, hvilket svarer til 9%. Reduktion i bybaggrund udgør 1,0 µg/m3. Reduktionerne er tilsvarende betydelige for H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej.
Grænseværdien for NO2 som årsmiddelværdi er 40,0 µg/m3 i 2010. I situationen uden miljøzonen er det beregnet at 65 gader ud af de 138 gader overskrider denne grænseværdi, og miljøzonekravene reducerer antallet til 35 i 2010. Miljøzonen yder således et væsentligt bidrag til reduktion af antallet af overskridelser af NO2 grænseværdien i 2010. Antallet af overskridelser vil blive reduceret med tiden. Således viser beregningerne at antallet af overskridelser er 15 i 2015 og kun 2 i 2020, når der alene ses på trafikkilder, og udviklingen i andre kilder ikke inddrages. Andre kilder som fx skibsemission samt langtransporteret luftforurening forventes at reducere NO2 yderligere.
En række indikatorer er udvalgt for at give en ide om, hvor effektivt miljøzonekravene overholdes: udstedelse af miljøzonemærker herunder dispensationer, antal tilsagn om tilskud til partikelfiltre, samt antal overtrædelser.
Alle indenlandske tunge køretøjer skal have et miljømærke for at kunne køre lovligt i en miljøzone. Der er påsat omkring 30.000 miljømærker ud af en køretøjspark på omkring 59.000 tunge køretøjer i Danmark, så omkring 50% af alle indenlandske lastbiler og busser har et miljøzonemærke i 2008. Antallet af dispensationer på 365 er forsvindende lille i forhold hertil.
Miljøstyrelsen har givet tilskud til eftermontering af partikelfiltre på tunge køretøjer, som opfylder emissionsnormen Euro III eller ældre. Der er givet tilskud til ca. 2.000 partikelfiltre.
I København har der været omkring 150 politianmeldelser, hvilket er meget lidt i forhold det samlede antal tunge køretøjer, som benytter miljøzonen i København.
Hele rapporten i pdf-format (2,71 MB)
