Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 192: Luftkvalitetsvurdering af SCRT på bybusser i København

Jensen, S.S., Ketzel, M., Ellermann, T., Winther, M., 2016. Luftkvalitetsvurdering af SCRT på bybusser i København. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 30 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 192. http://dce2.au.dk/pub/SR192.pdf

Sammenfatning

Baggrund og formål

Grænseværdien for årsmiddelkoncentrationen af kvælstofdioxid (NO2) på 40 µg/m3 overskrides fortsat ved målestationen på H.C. Andersens Boulevard i København. I 2015 blev koncentrationen målt til 48 µg/m3 (Ellermann et al., 2016). På grund af overskridelserne vedtog Miljø- og Fødevareministeriet i 2015 en ny Luftkvalitetsplan for København (Miljøprojekt nr. 1160, 2015). Hovedformålet med planen er at sikre, at koncentrationerne af NO2 i København bliver reduceret, så grænseværdierne for NO2 kan blive overholdt så hurtigt som muligt. Et af hovedelementerne i denne plan er montering af såkaldte SCRT-systemer på omkring 300 af Movias bybusser i København. Movia kalder en bus med SCRT for en RenLuftBus, og der sidder et lille mærkat på bussen med dette navn. Eftermontering af SCRT på de omkring 300 busser er blevet foretaget i løbet af perioden fra september 2015 til marts 2016. SCRT er leveret af firmaet Amminex.

Undersøgelsen

SCRT-systemerne er en kombination af en SCR-katalysator og et partikelfilter, som til sammen reducerer emission af både NOx (sum af NO og NO2) og partikler. SCR står for Selective Catalytic Reduction (af NOx) og T for Trap (dvs. partikelfilter).

For at vurdere effekten for luftkvaliteten som følge af eftermontering af SCRT-katalysatorerne på bybusserne er der gennemført en analyse af udviklingen i målte koncentrationer på de faste målestationer, og der er gennemført beregninger med luftkvalitetsmodeller baseret på oplysninger fra Movia om busser med og uden SCRT.

Analyse af effekt af SCRT ud fra målinger

DCE udfører kontinuerlige målinger af NO2 i forbindelse med den nationale overvågning af luftkvalitet (Delprogram for luft under NOVANA). Der gennemføres bl.a. luftkvalitetsmålinger på H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej, og analyse heraf er anvendt til at forsøge at vurdere effekten af SCRT. Til sammenligning inddrages analyse af målinger fra målestationer i Aarhus, hvor der ikke er eftermonteret SCRT på bybusser.

Ligeledes inddrages koncentrationerne målt på bybaggrundsmålestationen i København, som ikke vil blive nævneværdigt påvirket af de reducerede udledninger fra busserne. De reducerede udledninger fra busserne forventes at føre til et fald i forholdet mellem koncentrationerne målt ved gademålestationerne og i bybaggrund og i forholdet mellem koncentrationerne målt ved gademålestationerne i København og Aarhus. Udviklingen heri analyseres i et forsøg på at isolere effekten af SCRT.

Analyse af effekt af SCRT ud fra luftkvalitetsmodeller

Effekten af montering af SCRT på bybusser estimeres ud fra modelberegninger af luftkvaliteten. Der opstilles et referencescenarie uden SCRT og et scenarie med SCRT for 2015 med udgangspunkt i eftermontering af SCRT på omkring 300 bybusser i København. Endvidere gennemregnes et scenarie, hvor det antages, at alle bybusser får eftermonteret SCRT.

 Beregningerne gennemføres med de samme modelforudsætninger som for NOVANA-beregningerne for 2015 (Ellermann et al., 2016). Modelberegningerne er baseret på en regional luftkvalitetsmodel (Danish Eulerian Hemispheric Model-DEHM), en bybaggrundsmodel (Urban Background Model–UBM, og en gadeluftkvalitetsmodel (Operational Street Pollution Model–OSPM).

Beregningerne gennemføres for de 98 gader, som indgår i kortlægningen i NOVANA-beregningerne. Heri indgår også H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej, hvor der gennemføres mere detaljerede analyser. Movia har leveret oplysninger om antallet af bybusser med/uden SCRT i København. Movia er trafikselskab for rutebusser på hele Sjælland.

I effektvurderingen er det forudsat, at SCRT reducerer NOx og partikler med 90% under normal drift og vedligehold. I tidligere luftkvalitetsvurderinger af effekten for emissionen af SCR og partikelfiltre anvendtes en emissionsreduktion på 80% for både NOx og partikler ud fra anbefalinger fra Trafik- og Byggestyrelsen (Jensen & Ketzel, 2009; Jensen et al. 2011;2012). Dette svarer til, at bybusser med eftermonteret SCRT har emissioner, som modsvarer Euro VI emissionsnormen, som gælder for helt nye busser. Baggrunden for at antage en højere effektivitet end tidligere er, at SCR teknologien er blevet mere effektiv. Det var tidligere et problem, at SCR havde lav effektivitet for NOx under driftsforhold med lav udstødningstemperatur fx i bykørsel. De nye målinger viser, at SCRT har god effektivitet under alle forhold. De nyeste SCRT systemer synes derfor at have løst det tidligere problem. Endvidere måles NOx på selve busserne under normal drift, og det er derfor muligt at fejlrette og vedligeholde, hvis der måles for høj NOx udstødning. Der er også mere fokus på systematisk vedligehold af partikelfiltre. En række nye målinger understøtter dette i form af målinger på busser i drift og målinger af busser testet på rullefelt i laboratoriet (Miljøstyrelsen, 2015b).

Det er valgt at beskrive andelen af SCRT som et gennemsnit over alle de 98 gader og ikke hver gade for sig, hvilket ville være meget ressourcekrævende. Denne procentsats er beregnet ved at opgøre antallet af kørte km med SCRT bybusser i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune i forhold til samtlige kørte km med bybusser, dvs. både med og uden SCRT. Alle 98 gader ligger i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune. Denne analyse viste, at 57% af alle kørte km med bybus sker med SCRT, som følge af eftermontering på de omkring 300 busser. Eftermontering er sket på bybusser over 15 tons og for emissionsklasserne Euro III, IV og EEV (EEV modsvarer Euro V). Omkring 19% af alle bybusser er i forvejen Euro VI, dvs. at 76% (57%+19%) af alle bybusser modsvarer Euro VI, hvilket er euroklassen med de laveste emissioner.

I beregningerne forudsættes det endvidere, at bybaggrundsforureningen er upåvirket af SCRT tiltaget, og det er således kun gadebidraget, som reduceres. Bybaggrundsforureningen er repræsentativ for koncentrationer over tagniveau eller i en park, og er bestemt af langtransport af luftforurening fra udlandet og det øvrige Danmark samt bidraget fra byens emissioner. Tidligere vurderinger viser, at der kan forventes en marginal reduktion i bybaggrundsforureningen som følge af det pågældende tiltag (Jensen et al., 2012).

Hovedkonklusioner

Vurdering af effekt af SCRT ud fra målinger

For både NOx og NO2 er der en relativ ensartet variation i månedsmiddelværdierne for de tre gademålestationer (H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej i København og Banegårdsgade i Aarhus). Dette ses tydeligt for NOx i perioden fra 2015 og frem. Der er med andre ord ikke noget, der peger på, at den målte udviklingstendens har været anderledes i København end i Aarhus. Da det kun er bybusserne i København, som har fået eftermonteret SCRT, kan det derfor konkluderes, at de reducerede udledninger fra bybusserne ikke kan observeres i de målte koncentrationer. På basis af dette kan det ikke konkluderes, at SCRT ikke har haft effekt. De naturlige variationer i de meteorologiske forhold giver blot så store naturlige variationer i koncentrationerne af NOx og NO2, at det ikke er muligt at isolere effekten af SCRT på det foreliggende datagrundlag.

Vurdering af effekt af SCRT ud fra modelberegninger for 98 gader i København

Modelberegninger for 98 gader i København viser, at koncentrationen af NO2 reduceres med 1,0 µg/m3 i gennemsnit pga. eftermontering af SCRT på de 300 busser, og at reduktionen ville være 1,3 µg/m3, hvis alle bybusser havde SCRT. Grunden til at effekten ikke bliver større ved at alle bybusser har SCRT i forhold til gennemsnitsscenariet er, at 19% allerede er Euro VI busser, og disse busser får ikke SCRT, da de allerede har NOx reducerende udstyr, som modsvarer SCRT, dvs. at 76% (57%+19%) af alle bybusser modsvarer Euro VI. I scenariet, hvor alle bybusser har SCRT, er det derfor kun ekstra 24% busser, som får eftermonteret SCRT.

I referencesituationen uden SCRT er der 9 overskridelser af grænseværdien for NO2 som årsmiddelværdi i 2015 for de 98 gader. Dette bliver reduceret til 5 overskridelser, hvis 57% af alle bybusser har eftermonteret SCRT, og til 4 overskridelser, hvis alle bybusser har eftermonteret SCRT.

Vurdering af effekt af SCRT ud fra modelberegninger for H.C. Andersens Boulevar og Jagtvej i København

Mere detaljerede analyser er foretaget for H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej, hvor der er målestationer. For disse to gader er anvendt oplysninger om det faktiske antal bybusser ud fra køreplaner, og hvilke buslinjer, som har SCRT. Da 84% af alle bybusser på H.C. Andersens Boulevard har fået eftermonteret SCRT og 100% på Jagtvej, er det i beregningerne forudsat, at alle bybusser har eftermonteret SCRT.

NO2

Eftermontering af SCRT på bybusser på H.C. Andersens Boulevard reducerer NOx-emissionen med 34% for by- og turistbusser under et. Ses reduktion i forhold til alle køretøjsgrupper reduceres NOx med 3,8%.

For Jagtvej reducerer SCRT på bybusser NOx-emissionen med 73% for by- og turistbusser under et, og ses reduktionen i forhold til alle køretøjsgrupper reduceres NOx med 10%. Den procentvise reduktion er større på Jagtvej i forhold til H.C. Andersens Boulevard, da bybusser på Jagtvej udgør 91% af den samlede mængde af by- og turistbusser, mens bybusser tilsvarende kun udgør 50% på H.C. Andersens Boulevard.

Koncentrationen af NO2 reduceres med 1,3 µg/m3 på H.C. Andersens Boulevard og 1,2 µg/m3 på Jagtvej. Den procentvise reduktion i emissionen er større på Jagtvej i forhold til H.C. Andersens Boulevard, fordi der er procentvis flere bybusser på Jagtvej i forhold til H.C. Andersens Boulevard ud af alle busser. På trods af dette opnås alligevel lidt større reduktion i NO2-koncentrationen på H.C. Andersens Boulevard end på Jagtvej. Det skyldes, at antallet af bybusser på H.C. Andersens Boulevard er omkring 30% højere end på Jagtvej.

Da der i 2015 blev målt en koncentration af NO2 på 48 µg/m3 på målestationen på H.C. Andersens Boulevard, vil eftermontering af SCRT på bybusser ikke bringe koncentrationen ned under grænseværdien på 40 µg/m3 for målestationens nuværende placering, men det vil give et skridt i den rigtige retning.

DCE har i forbindelse med en tidligere undersøgelser af forskellige scenarier for ren-luftzoner for København vurderet, at koncentrationen af NO2 på H.C. Andersens Boulevard vil blive reduceret med omkring 1,8 µg/m3, hvis samtlige busser overholder Euro VI-normen i 2015. Dette svarer til de forudsætninger, som er gennemregnet i nærværende rapport. Den tidligere vurdering var baseret på en simpel regression mellem emissionstæthed og NO2 koncentration for estimering af effekten for NO2, og ikke beregnet med luftkvalitetsmodeller, som i nærværende rapport. Herudover er der mindre forskelle i forudsætninger omkring trafikmængden, bussernes andel og fordeling på hhv. by- og turistbusser, hvilket til sammen forklarer den mindre forskel mellem nuværende vurdering på 1,3 µg/m3 og den tidligere på 1,8 µg/m3.

Partikler

SCRT reducerer den samlede partikeludstødning fra trafikken på H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej med hhv. 1,4% og 4%, og med hhv. 28% og 54% af partikeludstødningen fra by- og turistbusser under et.

Dette svarer til en reduktion i partikelkoncentrationen på 0,02 µg/m3 og 0,03 µg/m3 for hhv. H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej, hvilket er marginalt i forhold til de målte PM2.5 og PM10 niveauer. De målte gadekoncentrationer i 2015 på H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej er hhv. 18 µg/m3 og 17 µg/m3 for PM2.5 og 30 µg/m3 og 26 µg/m3 for PM10. Det samlede udstødningsbidrag til partikelkoncentrationer er lille, da en række andre bidrag dominerer. Der er et meget stort bidrag fra den regionale forurening, og et stort bidrag fra ikke-udstødning som vej-, dæk- og bremseslid samt ophvirvling af partikler. Samtidige er udstødningsdelen løbende blevet reduceret, som følge af at flere køretøjer har partikelfilter.

Selvom den samlede reduktion i partikelemissioner er beskeden, er der alligevel en sundhedsmæssig gevinst ved reduktion af partikeludstødning, da Verdenssundhedsorganisationen WHO har omklassificeret dieseludstødning fra sandsynligvis kræftfremkaldende til kræftfremkaldende (WHO, 2012). Endvidere tyder nyere studier på, at de kulstofholdige partikler som dieseludstødning er mere sundhedsskadeligt end ikke-kulstofholdige partikler (Rohr & Wyzga 2012; Hoek et al. 2013)