Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 316: Kortlægning af luftforurening fra krydstogtskibe i København og Aarhus

Jensen, S.S., Winther, M., Løfstrøm, P., Frohn, L.M. 2019. Kortlægning af luftforurening fra krydstogtskibe. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 78 s. - Videnskabelig rapport nr. 316. http://dce2.au.dk/pub/SR316.pdf

Sammenfatning

Formål og baggrund

Formålet med denne rapport er at vurdere anløb af krydstogtskibe og deres emission i Københavns Havn og Aarhus Havn, og hvordan dette påvirker luftkvaliteten i et større område omkring havnene i København og Aarhus og dernæst i et mindre område i nærområderne omkring kajpladserne.

Undersøgelsen

Indledningsvis er der udarbejdet en statistisk oversigt over anløb af krydstogtskibe i danske havne i 2017 baseret på oplysninger fra Danmarks Statistik.

For Københavns Havn og Aarhus Havn er der indhentet detaljeret statistik via havnene for krydstogtskibe, der anløber havnene i 2017, anløbs- og afgangstidspunkter, og placeringer på kajpladser. Placering af kajpladserne er digitaliseret ud fra kort leveret af havnene. Tilsvarende oplysninger er også indhentet fra Aalborg Havn for at kunne bestemme emissionen fra krydstogtskibene og relatere det til de detaljerede resultater fra Københavns Havn og Aarhus Havn.

Ved internetopslag (marinetraffic.com, diverse hjemmesider for rederier, skibsværfter m.m.) på skibets navn eller IMO kode (International Maritime Organization) er det muligt at bestemme en række parametre for skibet som fx byggeår, motortype, total installeret motoreffekt, installation af scrubber mv., som gør det muligt at fastlægge brændstofforbrug og emissionsfaktorer og dermed bestemme emissionen præcist. Ligeledes er en række fysiske parametre som fx overbygningshøjde over vandlinje, skorstenshøjde over vandlinje, volumenstrøm og røggastemperatur bestemt ud fra tidligere undersøgelser (Olesen & Berkowicz, 2005).

På baggrund af emissionsopgørelsen og de fysiske parametre er der gennemført luftkvalitetsberegninger for 2017 med OML-modellen. Ud over emissionen indgår meteorologisk data og baggrundskoncentrationen også i OML-beregningerne. Luftkvalitetsberegninger er først gennemført for et større gitternet for hver by på en geografisk opløsning på 200 m x 200 m for at vurdere, hvordan krydstogtskibene påvirker luftkvaliteten i et større byområde omkring havnene. Endvidere er der på en finere geografisk opløsning beregnet, hvordan luftkvaliteten påvirkes i nærområderne til kajpladserne. Her er den geografiske opløsning 100 m x 100 m i Københavns Havn og 50 m x 50 m i Aarhus Havn. Beregninger er gennemført for årsmiddelværdien af NO2 (kvælstofdioxid) og PM2,5 (massen af partikler under 2,5 mikrometer) samt for spidsværdier repræsenteret ved den 19. højeste timeværdi for NO2. For alle disse indikatorer er der grænseværdier. Den geografiske variation i koncentrationerne er visualiseret som iso-kurver på luftfotos.

For at belyse hvilken betydning forskellige meteorologiske år har for, hvordan krydstogtskibene påvirker luftkvaliteten, er der identificeret et år med hyppigere østenvind. Hyppigere vindretninger fra øst vil føre luftforureningen fra krydstogtskibene ind over byområderne i både København og Aarhus. Det valgte meteorologiske år er 2002.

Koncentrationsbidraget fra krydstogtskibene er desuden beregnet i forskellige højder for det lille beregningsområde i havnene for at vurdere eksponeringen af etagebyggeri. Beregningerne er foretaget i følgende højder: 25 m, 50 m og 70 m.

Hovedkonklusioner

Anløb i danske havne

I 2017 anløb 463 krydstogtskibe danske havne ifølge Danmarks Statistik. Langt størstedelen af alle anløb til danske havne finder sted i Københavns Havn, som står for 70% i 2017. Den næststørste er Aarhus Havn med 8% og derefter Rønne Havn med 6%, mens resten fordeler sig på øvrige havne. Ovenstående er baseret på oplysninger fra Danmarks Statistik. Særskilte oplysninger er indhentet fra administrationen af Aalborg Havn. Deres opgørelse viste, at Aalborg Havn faktisk har 6% flere anløb end Aarhus Havn, så Aalborg Havn ud fra antallet af anløb faktisk er den anden største krydstogtshavn. Men sammenligningen viste også, at i Aalborg Havn er den samlede kajtid 19% lavere, og krydstogtskibene er også mindre i gennemsnit i forhold til Aarhus Havn. Endvidere er brændstofforbrug og NOx-emission næsten 60 % lavere, og PM2,5-emissionen er 65% lavere i forhold til Aarhus Havn.

Emissioner fra krydstogtskibe

De samlede emissioner fra krydstogtskibe i Københavns Havn i 2017 var 284,5 tons NOx og 10,0 tons PM2,5. Til sammenligning var den samlede emission af alle kilder inden for det store beregningsgitternet i København på 1.669 tons NOx og 175 tons PM2,5. Heraf stod brændeovne mv. (SNAP2) for hhv. 23 tons NOx og 40 tons PM2,5, mens vejtransportsektoren (SNAP7) stod for 878 tons NOx og 52 tons PM2,5. Krydstogtskibenes emission udgør således omkring 17% af NOx-emissionen inden for det store beregningsgitternet og 6% for PM2,5. Den tilsvarende andel i forhold til vejtransportsektoren er omkring 32% af NOx-emissionen inden for det store beregningsgitternet og 19% for PM2,5.

I Aarhus Havn var de samlede emissioner fra krydstogtskibe i 2017 på 26,2 tons NOx og 1,3 tons PM2,5. Til sammenligning var den samlede emission af alle kilder inden for det store beregningsgitternet i Aarhus på 812 tons NOx og 100 tons PM2,5. Heraf stod brændeovne mv. (SNAP2) for hhv. 23 tons NOx og 45 tons PM2,5, mens vejtransportsektoren (SNAP7) stod for 385 tons NOx og 23 tons PM2,5. Krydstogtskibenes emission udgør således omkring 3% af NOx emissionen inden for det store beregningsgitternet og 1% for PM2,5 i forhold til vejtransportsektoren. Den tilsvarende andel i forhold til vejtransportsektoren er omkring 7% af NOx-emissionen inden for det store beregningsgitternet og 6% for PM2,5.

Sammenlignes den samtidige emission fra et gennemsnitligt krydstogtskib med emissionen fra en gennemsnitlig personbil i bytrafik fås, at emissionen fra et krydstogtskib svarer til emissionen af omkring 3.500 personbiler for NOx og omkring 5.000 personbiler for PM2,5-udstødning regnet pr. tidsenhed (g/s).

Overskridelse af grænseværdien i højder mellem 25 m og 70 m

For at belyse betydningen af krydstogtskibenes påvirkning af luftkvaliteten i højder over jordoverfladen (1,5 m), er der foretaget beregninger for forskellige højder (25 m, 50 m og 70 m). Eksempelvis er bygningerne på Langeliniekajen i Københavns Havn omkring 25 m høje, og der er andre bygninger i havnen, som er væsentligt højere. Derudover er der planer om fortsat udbygning med boliger i havnen.

Krydstogtskibenes bidrag til luftforureningen stiger generelt med højden. Dette er forventeligt, da røgafkastet fra krydstogtskibene sker i relativ stor højde, og røgfanen oftere rammer et givent punkt i tilsvarende højde end ved jordoverfalden.

Hvor grænseværdien ikke var overskredet for beregninger af den 19. højeste timeværdi for NO2 ved jordoverfladen, så tangeres den i højden 25 m og overskrides væsentligt i 50 m og 70 m i mindre områder omkring skibene. Umiddelbart op til skibene er den maksimale værdi flere gange over grænseværdien på 200 µg/m3. Krydstogtskibene bidrager således til, at grænseværdien for den 19. højeste timeværdi for NO2 overskrides væsentligt i Københavns Havn i de nævnte højder.

I Københavns Havn er det maksimale bidrag til årsmiddelkoncentrationen af NO2 omkring 9 µg/m3 i højderne 50 m og 70 m i 2017, hvilket er betydeligt, i forhold til et baggrundsniveau på omkring 16 µg/m3, men stadigvæk væsentligt under grænseværdien på 40 µg/m3.

Krydstogtskibenes koncentrationsbidrag til årsmiddelværdien af PM2,5 stiger også generelt med højden, og det maksimale bidrag er 2,3 µg/m3 i Københavns Havn i 50 m i 2017, hvilket er betydeligt i forhold til et baggrundsniveau på 10 µg/m3, men langt under grænseværdien på 25 µg/m3.

Det samme mønster ses også for Aarhus Havn, hvor grænseværdien for den 19. højeste timeværdi for NO2 også er væsentligt overskredet i 25 m, 50 m og 70 m højde i et mindre område tæt på kajpladsen.

Luftforurening fra krydstogtskibe i Københavns Havn og Aarhus Havn er derfor koncentreret omkring nærområderne af kajpladserne for krydstogtskibene, og grænseværdien for den 19. højeste timeværdi for NO2 var væsentligt overskredet i de undersøgte højder af 25 m, 50 m og 70 m.

Krydstogtskibenes påvirkning af luftkvaliteten ved jordoverfladen

Krydstogtskibenes emission påvirker kun meget lidt årsmiddelkoncentrationerne for NO2 og PM2,5 ved jordoverfladen (1,5 m højde) i byområderne beliggende op til Københavns Havn og Aarhus Havn i 2017.

Det er nærområderne til kajpladserne, som er påvirket af krydstogtskibenes emission. I Københavns Havn er det maksimale bidrag fra krydstogtskibene til årsmiddelkoncentrationen af NO2 på 1 µg/m3 i 2017, som forekommer på det nordvestlige hjørne af Refshaleøen. Til sammenligning er baggrunds-niveauet på 16 µg/m3 på bybaggrundsstationen på H.C. Ørsted Instituttet og grænseværdien er 40 µg/m3.

Det højeste koncentrationsbidrag af PM2,5 pga. krydstogtskibene er 0,08 µg/m3, og optræder øst for Langeliniekajen og Oceankajen. Koncentrations-bidraget fra krydstogtskibene er meget lille i forhold til baggrundsniveauet af PM2,5 på bybaggrundsstationen på H.C. Ørsted Instituttet, som er på 10 µg/m3 for hele 2017. Grænseværdien er 25 µg/m3.

Krydstogtskibenes emission påvirker til en vis grad spidværdierne, hvor 19. højeste timeværdi for NO2 er brugt som indikator. Det maksimale bidrag er 7 µg/m3 i 2017, som optræder i den nordlige del af Nordhavn. Andre steder med et forhøjet bidrag er nordspidsen af Langelinie. De højeste spidsværdier optræder inden for omkring 500 m af kajpladserne i Københavns havn, og er under grænseværdien på 200 µg/m3.

Beregnede niveauer er langt under grænseværdierne for både årsmiddel-koncentrationer og spidsværdier, og bidragene fra krydstogtskibene er beskedne ved jordoverfladen (1,5 m).

Samme mønster ses for Aarhus Havn blot med lavere bidrag fra krydstogtskibene.

Meteorologisk år med hyppig østenvind

Analysen af et meteorologisk år fra 2002 med megen østenvind viste, at fordelingen af luftforureningen fra krydstogtskibene påvirkes heraf, således at de højeste koncentrationsbidrag fra krydstogtskibene som forventet i højere grad ligger vest for kajpladserne. Bidragene er fortsat meget små ved jordoverfladen (1,5 m).