Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 16: Luftkvalitetsvurdering af trængselsafgifter i København

Jensen, S.S., Ketzel, M., Winther, M. (2012). Luftkvalitetsvurdering af trængselsafgifter i København. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 48 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 16
http://www.dmu.dk/Pub/SR16.pdf

Sammenfatning

Formål

Formålet med nærværende rapport er at foretage en luftkvalitetsvurdering af alternative forslag til en trængselsafgift i København. Luftkvalitetsvurderingen omfatter en beskrivelse af konsekvenserne for emission og luftkvalitet. Endvidere belyses eksternalitetsomkostningerne relateret til sundhedseffekter for de forskellige alternativer. Erfaringerne fra Stockholm og London, hvor der er indført trængselsafgifter, opsummeres kort.

Metode

Alternative forslag til en trængselsafgift vurderes i forhold til et referencescenarie uden en trængselsafgift. Der er undersøgt 4 alternative forslag til placering af en trængselsafgift:

  • Ring 2
  • Københavns Kommunegrænse (forkortet KbhKomGr)
  • Københavns Kommunegrænse og Amager (forkortet
    KomGrAmager)
  • Motorring 3.

Hvordan trafikken bliver påvirket af den geografiske udstrækning af de forskellige forslag til trængselsafgifter og tilhørende takststruktur, er modelleret med OTM trafikmodellen af Tetraplan.

I forbindelse med nærværende projekt er der foretaget modelberegninger af emission og luftkvalitet for 2016 for referencescenariet og de fire alternativer for trængselsafgifter. Luftkvaliteten er beregnet for 138 gader i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune. Den anvendte metode er tilnærmelsesvis konsistent med de seneste luftkvalitetsberegninger for vurdering af miljøzonerne i 2010, 2015 og 2020 i miljøzoneprojektet (Jensen et al. 2011). De koblede luftkvalitetsmodeller: DEHM for regionale baggrundskoncentrationer, UBM for bybaggrundskoncentrationer og OSPM for gadekoncentrationer, er anvendt.

Luftkvalitetsberegninger er gennemført for kvælstofdioxid (NO2), PM2.5 og PM10 (partikler med en diameter under hhv. 2,5 og 10 mikrometer). NO2 er valgt, da der er problemer med overholdelse af grænseværdierne i København, og PM2.5 og PM10 er valgt, da partikler udgør en stor sundhedsbelastning. Emission omfatter kvælstofoxider (NOx), NO2, PM2.5, PM10, kulilte (CO), svovldioxid (SO2), flygtige organiske forbindelser (VOC) og kuldioxid (CO2).

Samlede emissioner

Det samlede trafikarbejde (kørte km) og emissioner er i Tabel 2.1 (side 7 i rapporten) opsummeret som et indeks, hvor referencesituationen er sat til 100. Central kommunerne er Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune.

Det ses, at emissionerne i store træk følger trafikarbejdet. Der er dog mindre forskelle som skyldes, at de forskellige emissioner har lidt forskellige sammenhænge mellem hastigheder og emission, og at der er forskelle mellem bidraget fra de forskellige køretøjskategorier afhængig af de forskellige emissioner. Endvidere kan samme trafikarbejde dække over forskelligheder i hastighed og køretøjssammensætning. Som den eneste kommune stiger emissionen i alternativerne i Dragør på trods af faldende trafikarbejde, hvilket skyldes at den mest trafikerede strækning i Dragør (andrager mere end 80% af trafikarbejdet) er modelleret til at få en mindre stigning i absolutte tal for varebiler og tung trafik, hvorved emissionen bliver større trods reduktion i antal personbiler.

Scenariet afgrænset ved kommunegrænsen for Københavns Kommune plus Amager, nedsætter emissionerne med 10-15% i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune og i hele Hovedstadsområdet reduceres emissionerne med 4-6%.

Scenariet afgrænset ved kommunegrænsen for Københavns Kommune nedsætter emissionerne med 10-19% i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune og i hele Hovedstadsområdet reduceres emissionerne med 4-6%.

Ring 2 scenariet nedsætter emissionerne med 10-24% i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune og i hele Hovedstadsområdet reduceres emissionerne med 3-4%.

Motorring 3 scenariet nedsætter emissionerne med 5-10% i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune og i hele Hovedstadsområdet reduceres emissionerne med 5-7%.

Det ses, at der er en tendens til at den største reduktion i emissionerne i Københavns Kommune og Frederiksberg kommune fås jo tættere trængselsafgiften placeres på København Centrum. Omvendt vil en trængselsafgift afgrænset ved Motorring 3 medføre at trafikarbejdet og dermed emissionen ikke blive reduceret så meget, da der vil være meget intern trafik indenfor Motorring 3, som ikke er påvirket af trængselsafgifterne. Den modsatte tendens ses for reduktionen i de samlede emissioner for hele Hovedstadsområdet, hvor de samlede emissioner bliver mindre jo tættere trængselsafgiften placeres på Københavns Centrum, hvilket vil medføre en stor lokal effekt, men at mindre trafik samlet set bliver påvirket af trængselsafgifterne.

Der er kun lille forskel i de samlede emissioner mellem scenariet Københavns Kommunes kommunegrænse inkl. hele Amager og scenariet kun Københavns Kommunes kommunegrænse.

Betydende faktorer for emission

Nedenfor er de faktorer, som har betydning for emissionen opsummeret i forhold til de trafikale forhold, som bliver påvirket af en trængselsafgift:

  • Effekten af trængselsafgifter på trafikarbejdet. En trængselsafgift giver mindre trafik som - alt andet lige - vil give mindre emission.
  • Effekten af trængselsafgifter på forskellige køretøjsgrupper. De forskellige køretøjsgrupper har forskellig emission pr. kørt km, således at tunge køretøjer (lastbiler og busser) og varebiler har højere emissioner end personbiler. En trængselsafgift reducerer mest personbiltrafikken, og emissionsreduktionen bliver derfor mindre end den procentvise reduktion i trafikken som helhed. For strækninger, hvor det absolutte antal varebiler og lastbiler stiger som følge af en trængselsafgift, vil emissionen fra disse køretøjer stige, og den samlede emission for strækningen falder kun, hvis faldet i personbiltrafikken modsvarer stigningen for varebiler og lastbiler.

En trængselsafgift reducerer personbiltrafikken, da nogle ture undlades, flere vil køre sammen, og nogle vil skifte til gang, cykel, og kollektiv trafik. OTM trafikmodellen beregner overflytning fra personbiltrafik til kollektiv trafik bl.a. som antal ture, men på en måde så det antages, at den kollektive trafik har tilstrækkelig kapacitet dvs. der kommer ikke flere kørte kilometre med kollektiv trafik. Emissionsberegningerne afspejler derfor ikke, at den kollektive trafik skal udbygges for at opsuge noget af overflytningen fra persontrafik til kollektiv trafik. Hvorvidt overflytningen fra persontrafik til kollektiv trafik giver mere eller mindre emission afhænger af kapacitetsudnyttelse og emissionsforhold for hhv. personbiler og kollektiv. Dette forhold er derfor illustreret gennem et regneeksempel inkl. miljøzonekravene, som viser, at der er en gevinst for NOx emissionen, hvis der er mere end 10 personer i bussen i forhold til 1 i en bil, hvilket der typisk også vil være. For at have en emissionsgevinst for partikeludstødning skal der være mere end 7 personer i bussen i forhold til 1 i en bil, hvilket der også typisk vil være. Kommunerne har endvidere mulighed for at stille yderligere miljøkrav i forbindelse med udbud at busdrift ud over, hvad de allerede gør i dag. Med yderligere skærpede miljøkrav vil man opnå den størst mulige gevinst for luftforureningen ved overflytning fra personbil til bus.

  • Effekten af trængselsafgifter på hastigheden. Emissionerne er højest ved lave rejsehastigheder og ved høje rejsehastigheder, og har et minimum ved omkring 60-70 km/t. Trængselsafgifter reducerer ”stop and go” trafik og resulterer i mere glidende trafik og højere hastigheder, og dermed reduceret emission. OTM modellerer også en stigende hastighed, og dette fører til en reduktion i emissionerne, idet emissionerne er faldende ved stigende hastigheder op til omkring 60 km/t. Emissionsmodellen afspejler dette, idet emissionen er afhængig af rejsehastigheden. Emissionsmodellen inkluderer ikke emission fra stillestående trafik (tomgang) eller køkørsel (”stop and go” trafik), og trafikmodellen leverer ikke oplysninger herom. Gevinsten ved trængselsafgiftens reduktion af stillestående trafik og køkørsel bliver derfor ikke til fulde afspejlet i emissionsberegningerne, hvilket ville kræve mere detaljerede trafikinformationer og en anden emissionsmodel.
  • Effekten af trængselsafgiften på trafikkens døgnvariation. Emissionen er højest i morgen- og eftermiddagsmyldretiderne, da trafikken er højest her, samtidig med at hastighederne er reduceret pga. trængsel. Da taksterne er højest i myldretiden er det også i disse perioder, at der opnås den største reduktion i trafikken, emissionen og koncentrationen ved trængselsafgifterne.

Luftkvalitetsvurdering for NO2

Resultaterne af luftkvalitetsmodelleringen er opsummeret i Tabel 2.3 (side 10 i rapporten) for NO2 for 138 gader mht. de gennemsnitlige koncentrationer i gaderne og i bybaggrund ved gaderne. Bybaggrundskoncentrationer repræsenterer luftkvaliteten i tagniveau. Koncentrationerne for H.C. Andersens Boulevard (HCAB) og bybaggrund for H.C. Ørsted Instituttet (HCØ) er også angivet særskilt, fordi der her findes målestationer. HCAB er en af de mest trafikerede bygader i Danmark.

Den gennemsnitlige NO2 gadekoncentration for de 138 gader reduceres med 0,9-2,0 µg/m3 (3-7%) i alternativerne. Reduktionen i NO2 bybaggrundskoncentrationerne er 0,5-0,9 µg/m3 (4-6% i forhold til bybaggrundskoncentration). Den procentvise reduktion i NO2 koncentrationen er mindre end den procentvise reduktion i NOx emissionen, da det regionale baggrundsniveau er konstant, og ikke er påvirket af et lokalt tiltag som trængselsafgifter. Endvidere er der ikke en lineær sammenhæng mellem reduktion i NOx emission og NO2 koncentration, da dannelse af NO2 er begrænset af tilstedeværelsen af ozon.

Antallet af overskridelser af NO2 grænseværdien er 11 i referencesituationen i 2016. NO2 grænseværdien er 40 µg/m3 og skal være overholdt i 2010. Da grænseværdien er opgivet som et heltal, defineres en overskridelse ved at værdien 40,5 er overskredet. Antallet af overskridelser på 11 i referencesituationen i 2016 er større end modelleret i miljøzoneprojektet, hvor antallet af overskridelser var 6 i 2015 (Jensen et al. 2011). Dette skyldes forskelle i metoden og data, som rapporten redegør for. Det ses, at de forskellige forslag til trængselsafgifter reducerer antallet af overskridelser fra 11 til 5-7 afhængig af alternativ. Der er usikkerhed på det absolutte antal af overskridelser, da små ændringer i koncentrationsniveauet for de gader, som er tæt på grænseværdien, kan føre til enten færre eller flere overskridelser, når en overskridelse er defineret ud fra en bestemt tærskelværdi.

NO2 gadekoncentrationen for H.C. Andersens Boulevard (HCAB) reduceres med 0,5-3,9 µg/m3 i alternativerne. Reduktionen i NO2 bybaggrundskoncentrationen på HCØ er 0,5-1,0 µg/m3.

Resultaterne er grafisk illustreret for de 138 gader mht. NO2 koncentrationer i gaderne og i bybaggrund i Figur 2.1 (side 11 i rapporten).

Luftkvalitetsvurdering for partikler

Resultaterne af luftkvalitetsmodelleringen er opsummeret i Tabel 2.4 (side 11 i rapporten) for PM2.5 og PM10 for de 138 gader mht. de gennemsnitlige koncentrationer i gaderne og i bybaggrund. Koncentrationerne for H.C. Andersens Boulevard er også givet.

Den gennemsnitlige PM10 gadekoncentration for de 138 gader reduceres med 0,4-0,8 µg/m3 (2-3%) i alternativerne. Reduktionen i PM10 bybaggrundskoncentrationerne er 0,1-0,2 µg/m3 (0,5-1% i forhold til bybaggrundskoncentrationen). Den procentvise reduktion i PM10 koncentrationen er mindre end den procentvise reduktion i PM10 emissionen, da det regionale baggrundsniveau er konstant og dominerende i forhold til det lokale bidrag. Den procentvise reduktion i PM10 koncentrationen bliver derfor også mindre end den procentvise reduktion i NO2. PM2.5 følger samme mønster som PM10.

Grænseværdien for PM10 (40 µg/m3 som årsmiddelværdi gældende fra 2005) og grænseværdien for PM2.5 (25 µg/m3 som årsmiddelværdi gældende fra 2015) er ikke overskredet i 2016.

Eksterne omkostninger

I et nyligt publiceret studie har Center for Energi, Miljø og Sundhed (CEEH) – hvori Institut for Miljøvidenskab (ENVS) indgår – foretaget detaljerede beregninger af de eksterne omkostninger relateret til sundhedseffekter af luftforurening, baseret på det såkaldte EVA-system (Economic Valuation of Air Pollution). På baggrund af data fra dette studie kan de samlede eksterne omkostninger (2006 priser) ved de forskellige trængselsafgiftsscenarier overslagsmæssigt estimeres ud fra de samlede emissioner i scenarierne. Resultaterne er vist i Tabel 2.5 (side 12 i rapporten).

Trængselsafgifterne sparer således sundhedsrelaterede eksterne omkostninger i størrelsesordenen 19 mio. kr. årligt for scenariet Københavns Kommune grænse inkl. Amager, 25 mio. kr. årligt for KbhKomGr, 13 mio. kr. årligt for Ring 2 og 25 mio. kr. årligt for Motorring 3. Der er tale om estimerede overslag, da der er betydelig usikkerhed på metoden.

De samlede eksterne omkostninger er ikke kun relateret til Hovedstadsområdet, hvor emissionen finder sted, men også til det øvrige Danmark og Europa pga. spredning af luftforureningen.

De sparede årlige sundhedseffekter er vist i Tabel 2.6 (side 13 i rapporten). Der er tale om estimerede overslag, da der er betydelig usikkerhed på metoden i form af et skøn baseret på tidligere beregninger for hele Danmark.

I forbindelse med Clean Air for Europe (CAFE) blev der opstillet en konverteringsfaktor mellem tabte leveår og for tidlige dødsfald. Faktoren er 10,6, således at antal tabte leveår skal divideres med denne faktor for at få antal for tidlige dødsfald (Watkiss et al. 2005). Med denne faktor vil KomGrAmager spare omkring 2,4 for tidlige dødsfald, KbhKomGr 3,2 for tidlige dødsfald, Ring 2 vil spare 1,6 for tidlige dødsfald og Motorring 3 vil spare 3,2 for tidlige dødsfald. Herudover ses et stort antal sparede sygedage, brug af bronkodilatatorer og episoder med hoste og nedre luftvejssymptomer.

Trængselsafgifter i Stockholm og London

De beregnede reduktioner i trafikarbejde og emissioner som følge af trængselsafgifter i Stockholm svarer ganske godt til beregninger af effekten af de danske forslag til trængselsafgifter i København i nærværende rapport, mens antallet af beregnede for tidligere dødfald i Stockholm ligger væsentligt højere (27). Grunden til at der beregnes et højere antal sparede for tidlige dødsfald i Stockholm, kan være at den absolutte emissionsreduktion er større i Stockholm omkring 2007 end den er i København i 2016, da bilparken løbende bliver mindre og mindre forurenende. Niveauet af trængselsafgifterne i Stockholm svarer rimelig godt til de foreslåede danske trængselsafgifter.

De beregnede reduktioner i trafikarbejde som følge af trængselsafgifter i London er totalt set på linje med beregnede effekter for trafikarbejdet som følge af trængselsafgifter i København, men køretøjsfordelingen er noget forskellig. I London er der en større reduktion i personbiltrafikken, og varebiler og lastbiler reduceres, mens de omvendt stiger lidt i København. I OTM modellen er trafikarbejdet for busser holdt konstant, og taxier indgår ikke særskilt i OTM modellen. Grundet disse forskelle bliver reduktionen i emission større i London end beregnet for de danske forslag til trængselsafgifter. Takststrukturen er også væsentligt anderledes i London, da der er en enhedstakst, hvor vise køretøjstyper dog er undtaget (fx taxier, busser).