Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 141: Helbredseffekter af grænseoverskridende luftforurening til og fra Danmark

Brandt, J., Christensen, J. H. & Jensen, S.S. 2015. Helbredseffekter af grænseoverskridende luftforurening til og fra Danmark. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 46 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 141. dce2.au.dk/pub/SR141.pdf

Sammenfatning

Baggrund og formål

Formålet med denne rapport er, at beskrive bidraget til helbredseffekter og tilhørende samfundsøkonomiske omkostninger af grænseoverskridende luftforurening til Danmark fra udlandet, og til udlandet fra Danmark. Rapporten beskriver et basisscenarie i 2008/2010 og et fremtidsscenarie i 2020. Reduktionsmål for emissioner i 2020 er som fastlagt i forbindelse med revisionen af Göteborg protokollen i 2012, som del af regulering af de enkelte landes nationale emissioner i EU via nationale emissionslofter (NEC direktivet).

Undersøgelsen

Beregningerne af helbredseffekter relateret til luftforurening samt de tilhørende samfundsøkonomiske omkostninger er gennemført med det integrerede modelsystem EVA (Economic Valuation of Air pollution) udviklet ved Institut for Miljøvidenskab, Aarhus Universitet. Beregninger med EVA systemet er foretaget for 17 forskellige kendte helbredseffekter af luftforurening, som bl.a. omfatter øget dødelighed og sygelighed, hospitalsindlæggelser, sygedage, mv. Resultaterne er opgjort på nationalt niveau for Danmark, og samlet for udlandet (dvs. effekten af den samlede grænseoverskridende luftforurening i lande uden for Danmark). I tillæg til helbredseffekterne opgøres de samfundsøkonomiske omkostninger (såkaldte eksterne omkostninger) ved luftforureningens helbredseffekter.

Beregninger af helbredseffekter og relaterede eksterne omkostninger er gennemført for tre forskellige emissions år. Der er taget udgangspunkt i beregninger af luftforurening i de forskellige år foretaget i forbindelse med partikelforskningsprojektet (Nøjgaard et al., 2014). I partikelforskningsprojektet er anvendt resultater for et basisår med emissioner for Europa for år 2008 og for Danmark for år 2010. Kombinationen af to forskellige år skyldes, at det er de nyeste tilgængelige endeligt rapporterede emissioner for de forskellige områder. Dette basisscenarie betegnes derfor 2008/2010. Emissioner for år 2020 er baseret på reduktionsmål for emissioner i 2020, som man har fastlagt i forbindelse revisionen af Göteborg protokollen i 2012.

I denne undersøgelse er der er foretaget to forskellige opgørelser af effekter. Den første opgørelse viser hvor meget emissionerne i Europa og Danmark bidrager til helbredseffekter og eksterne omkostninger i Danmark. Den anden opgørelse viser hvor meget emissionerne i Danmark bidrager til helbredseffekter og eksterne omkostninger i udlandet.

Endvidere redegøres der for, hvor meget de enkelte lande omkring Danmark bidrager til luftforureningen i Danmark, og hvor meget Danmark bidrager til luftforureningen i de enkelte lande omkring Danmark. Denne opgørelse foretages på baggrund af beregninger udført af EMEP (European Monitoring and Evaluation Program), som er et videnskabeligt og politikorienteret program under en international konvention for grænseoverskridende luftforurening under FN (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (CLRTAP)).

Hovedkonklusioner

Antal for tidlige dødsfald

I det følgende overblik bruges antallet af for tidlige dødsfald som overordnet helbredsindikator. Antallet af for tidlige dødsfald inkluderer både for tidlige dødsfald som følge af korttidseksponering af ozon (akutte dødsfald) og som følge af langtidseksponering af partikelforurening (kroniske dødsfald). I resultaterne i rapporten indgår imidlertid beregninger fortaget med EVA modelsystemet for 17 forskellige helbredseffekter relateret til både dødelighed og sygelighed.

Danske menneskeskabte emissioner af luftforurening bidrager til omkring 2.500 for tidlige dødsfald i Europa (inkl. Danmark) i basisscenariet 2008/2010. Dette udgør omkring 0,5% af alle for tidlige dødsfald relateret til luftforurening i hele Europa (inkl. Danmark). Bidraget vil falde til ca. 1.420 for tidlige dødsfald frem mod år 2020 pga. reduktion i emissionerne i Danmark.

Danske menneskeskabte emissioners bidrag til helbredseffekter i Europa uden for Danmark er opgjort til omkring 2.030 for tidlige dødsfald i 2008/2010. Danmarks bidrag vil falde til ca. 1.090 for tidlige dødsfald frem mod år 2020 pga. reduktion i emissionerne i Danmark.

For basisscenariet er der beregnet omkring 2.750 for tidlige dødsfald som følge af den totale luftforurening i Danmark i 2008/2010. Dette tal er noget lavere end tidligere vurderinger, som har peget på omkring 3.400 for tidlige dødsfald (Ellermann et al. 2014). Forskellen skyldes, at de nye beregninger er baseret på emissioner fra 2008/2010. Disse emissioner er lavere end emissionerne for år 2006, som blev anvendt ved de tidligere beregninger. Antallet af for tidlige dødsfald relateret til luftforurening vil falde til ca. 2.200 frem mod år 2020. I tallene er effekten af sekundære organiske aerosoler ikke inkluderet.

Udlandets emissioner af luftforurening bidrager i basisscenariet med omkring 2.270 for tidlige dødsfald i Danmark i 2008/2010. Som følge af reduktioner i emissionerne falder udlandets bidrag til antallet af for tidlige dødsfald i Danmark frem mod år 2020 til ca. 1.870.

Danske menneskeskabte emissioner bidrager således til ca. 480 for tidlige dødsfald i Danmark i basisscenariet for 2008/2010. Danmarks bidrag falder frem mod år 2020 til ca. 330 for tidlige dødsfald pga. faldende emissioner i Danmark.

Danske menneskabte emissioner bidrager med omkring 15-17% af de totale antal for tidlige dødsfald relateret til luftforurening i Danmark, og udlandets emissioner (inkl. naturlige emissioner) bidrager således med de resterende 83-85%.

Eksterne omkostninger af helbredseffekter fra luftforurening

De samlede eksterne omkostninger relateret til helbredseffekter af luftforurening i Europa er i basisscenariet for 2008/2010 estimeret til ca. 4.200 mia. kr. faldende til ca. 3.500 mia. kr. i 2020. Emissionen af kvælstofoxider udgør det største bidrag til eksterne omkostninger efterfulgt af emissionen af svovlforbindelser og primære partikler. Kulilte bidrager forsvindende lidt i forhold til øvrige stoffer. Samlet set er det de primære og sekundære partikler, som bidrager mest til de eksterne omkostninger, mens gasserne som gas bidrager mindre (ozon, svovldioxid og kulilte) (se tabel 6.1 for et overblik over stofferne).

Danske menneskeskabte emissioners bidrag til de eksterne omkostninger relateret til helbredseffekter af luftforurening i Europa (inkl. helbredseffekter i Danmark) er for basissceneriet 2008/2010 estimeret til omkring 20 mia. kr. faldende til ca. 10 mia. kr. i år 2020. Danske emissioners bidrag til de samlede eksterne omkostninger i Europa er således omkring 0,5%.

Emissioner af kvælstofoxider i Danmark udgør det største bidrag til eksterne omkostninger. Det næststørste bidrag til eksterne omkostninger kommer fra emissioner af primære partikler. Grunden til at bidraget er stort for kvælstofforbindelser, som fører til dannelsen af nitratpartikler, skyldes relative høje emissioner af kvælstofoxider fra forbrændingsprocesser. Desuden er der relativt høje emissioner af ammoniak fra landbruget, som danner ammoniumnitrat og ammoniumsulfat (som begge er sekundære partikler) i atmosfæren. Svovldioxidemissionerne er derimod relativt lave, som følge af betragtelige emissionsreduktioner i 1980erne og 1990erne, og svovl bidrager derfor relativt lidt til de eksterne omkostninger.

Danske menneskeskabte emissioners bidrag til eksterne omkostninger relateret til helbredseffekter af luftforurening i Europa (ekskl. helbredseffekterne i Danmark) er i 2008/2010 omkring 16 mia. kr. faldende til ca. 8 mia. kr. i år 2020.

De eksterne omkostninger i Danmark relateret til den totale luftforurening er i basisscenariet 2008/2010 estimeret til omkring 23 mia. kr. faldende til ca. 18 mia. kr. i år 2020.

I basisscenariet 2008/2010 giver udlandets emissioner af luftforurening et bidrag til eksterne omkostninger i Danmark på omkring 19 mia. kr. faldende til ca. 16 mia. kr. i år 2020 pga. generelt lavere emissioner i Europa.

Danske menneskeskabte emissioners bidrag til helbredsrelaterede eksterne omkostninger i Danmark er for basisscenariet 2008/2010 estimeret til omkring 3,6 mia. kr. faldende til ca. 2,5 mia. kr. i år 2020.

Udenlandske kilders bidrag (inkl. naturlige kilder) til de totale helbredsrelaterede eksterne omkostninger i Danmark udgør ca. 85% i emissionsårene 2008/2010 og 2020. Det danske bidrag er 15%.

Europæiske og danske emissionskilders bidrag til eksterne omkostninger i Danmark

En opgørelse af de forskellige europæiske emissionskilders bidrag til de eksterne omkostninger relateret til luftforureningen i Danmark er baseret på tidligere beregninger gennemført for 2000. Den internationale skibstrafik bidrager med ca. 24 %, vejtrafik med ca. 17 %, kraftværker med ca. 14 %, landbrugssektoren med ca. 20 % og ikke-industriel forbrænding inkl. boligopvarmning med ca. 7 % (Ellermann et al., 2014).

Danske menneskeskabte emissionskilders bidrag til eksterne omkostninger relateret til luftforureningen i Danmark er også baseret på tidligere beregninger dog for 2008. Bidraget fra danske emissionskilder fordeler sig med ca. 33 % fra landbrugssektoren, ca. 16 % fra vejtrafik, og ca. 30% fra ikke-industriel forbrænding inkl. boligopvarmning, som i Danmark næsten udelukkende er relateret til brændeovne og –kedler (Ellermann et al., 2014). Danske kilder har således en høj procentdel for landbrugssektoren og boligopvarmning sammenlignet med europæiske kilder. For landbrugssektoren er det især ammoniak som bidrager til de eksterne omkostninger pga. bidraget til dannelse af sekundære uorganiske partikler, som indeholder ammonium. For boligopvarmning er det de direkte emitterede partikler fra brændeovne, som tegner sig for hovedparten af emissionerne.

Andre landes bidrag til luftforurening i Danmark og Danmarks bidrag til dem

Bidraget fra menneskeskabte emissioner i andre lande til luftforureningen i Danmark samt danske emissioners bidrag til udlandets luftforurening er undersøgt for PM2,5 og SOMO35 på baggrund af beregninger udført af EMEP for året 2011. PM2,5 er partikler under 2,5 mikrometer og SOMO35 er en indikator for helbredseffekter beregnet ud fra summen af de højeste ozonkoncentrationer. For ozon er bidragene underopdelt på emissioner af flygtige organiske kulbrinter (VOC) og kvælstofoxider (NOx), da disse stofgrupper er medvirkende til dannelse af ozon i atmosfæren. Ozonkemi er ikke-lineær og bidraget fra NOx emissioner kan være både positivt og negativt afhængigt af kemisk regime og således giver summen heller ikke 100%. Fx bidrager NOx emissioner i Danmark til en reduktion af ozonkoncentrationer i Danmark, mens det bidrager til en stigning i ozonen længere væk fra Danmark.

Tyskland bidrager mest til de totale PM2,5 koncentrationen i Danmark med 22% efterfulgt af Danmark selv med 20%. Øvrige lande/områder, som bidrager en del, er Storbritannien med 9%, skibe med 9% fra Nordsøen og 4% fra Østersøen, og Polen med 8%. Grunden til at disse lande bidrager mest er dels at de er tæt på Danmark og har relativ høj emissionstæthed på store arealer, men også de dominerende vindretninger fra sydvest, som bringer forureningen til Danmark.

Tyskland og Storbritannien bidrager mest til summen af de højeste ozonkoncentrationer i Danmark for VOC emissioner. For emissioner af NOx er billedet mere komplekst. Lande og områder (skibe) som ligger tæt på Danmark og Danmark selv bidrager til en reduktion af de højeste ozonkoncentrationer i Danmark. Det skyldes at NO som del af NOx reagerer med ozon under dannelse af NO2 og dermed reducerer ozon. Lande og områder (skibe) som ligger længere væk bidrager relativt meget til ozonkoncentrationer i Danmark, da ozondannelse er et regional skala fænomen, og dannes ud fra VOC og NOx emissioner under indflydelse af sollys og høje temperaturer.

For Danmarks bidrag til PM2.5 koncentrationer i andre lande, er det største bidrag i Sverige med omkring 6% af middelkoncentrationen i Sverige. Dette skyldes den dominerende sydvestlige vindretning, som blæser dele af den danske partikelforurening til Sverige. Danmark bidrager selv med 20% til middel PM2,5 koncentrationer i Danmark.

Danske VOC emissioner bidrager mest til ozonkoncentrationerne i Danmark, og dernæst til koncentrationerne i Sverige og Norge.

For NOx emissioner er billedet mere komplekst. Danske emissioner bidrager til en reduktion af de højeste ozonkoncentrationer i Danmark på omkring 11%. Dette skyldes, at NO som udgør den dominerende andel af NOx emissionerne, reagerer med ozon under dannelse af NO2 og dermed reducerer ozon. Danske emissioners bidrag til ozon i de andre lande er procentvis små, og der er ikke et entydigt billede af, hvordan NOx emissioner fra Danmark påvirker de andre lande, da vi er tæt på nul.

Projektresultater

Opsummering af for tidlige dødsfald

Antallet af for tidlige dødsfald (totalt) relateret til luftforurening er opsummeret for de forskellige forudsætninger og år.

Antal for tidligere dødsfald relateret til luftforurening i Europa vil falde fra basisscenariet for 2008/2010 frem til år 2020 pga. en generel reduktion i emissionerne. Bidraget fra emissioner i udlandet til antallet af for tidlige dødsfald i Danmark vil også falde frem mod 2020, ifølge emissionsscenarierne.

Bidraget fra danske menneskeskabte emissioner til antal for tidlige dødsfald relateret til luftforurening i Europa vil reduceres frem til år 2020 pga. lavere emission i Danmark. Danske emissioners bidrag til antal for tidlige dødsfald relateret til luftforurening i Danmark vil følge samme mønster.

Opsummering af total eksterne omkostninger

De totale eksterne omkostninger relateret til helbredseffekter af luftforurening.

De eksterne omkostninger i Europa vil falde fra basisscenariet 2008/2010 frem til år 2020 pga. reduktion i emissioner. Bidraget fra emissioner i udlandet til luftforureningsrelaterede eksterne omkostninger i Danmark vil også falde frem mod år 2020.

Danske menneskeskabte emissioners bidrag til eksterne omkostninger i Europa vil reduceres frem til år 2020 pga. lavere emission i Danmark. Danske emissioners bidrag til luftforureningsrelaterede eksterne omkostninger i Danmark følger samme mønster.

Udenlandske kilders bidrag til de totale helbredsrelaterede eksterne omkostninger i Danmark udgør ca. 85%. Bidraget fra danske emissioner er således 15%.

Usikkerheder

Modelberegningerne af helbredseffekter og eksterne omkostninger er forbundet med usikkerheder i alle led fra emission, koncentration, befolkningseksponering, eksponerings-respons sammenhænge for bestemmelse af helbredseffekter, til prissætning af helbredseffekter. Usikkerheden på en beregnet koncentration af luftforurening kan vurderes på baggrund af en sammenligning med luftkvalitetsmålinger, mens det generelt er vanskeligt at kvantificere usikkerheden på de øvrige led.

En væsentlig antagelse i forbindelse med beregningerne er, at alle typer af partikler er forudsat værende lige skadelige. Disse beregninger omfatter både primært emitterede partikler og sekundært uorganisk dannede partikler fra emitterede gasser i atmosfæren. Det er ikke muligt på nuværende tidspunkt at medtage effekten fra sekundære organiske partikler. Der er imidlertid fortsat væsentlig usikkerhed omkring hvilke partikler i forhold til kemisk sammensætning og fysiske karakteristika, som giver anledning til de helbredseffekter man finder i forbindelse med diverse sundhedsrelaterede befolkningsundersøgelser. I befolkningsundersøgelser er vist en klar statistisk sammenhæng mellem befolkningseksponering for luftforurening og konstaterede helbredseffekter. I Ellermann et al. (2014) konkluderes det på baggrund af den bedste viden vi har pt., at man ikke kan adskille helbredseffekter af de forskellige typer af partikler (dvs. deres kemiske sammensætning) og derfor forudsættes partiklerne at være lige skadelige i beregningerne.