Luftforurening har signifikante negative effekter på menneskers helbred, og dette har væsentlige samfundsøkonomiske konsekvenser.
Denne rapport søger at svare på følgende spørgsmål:
Hvordan er luftkvaliteten i Københavns Kommune i 2018, og hvordan kan den forventes at blive i 2030?
Hvordan er luftkvaliteten i 2018 i forhold til gældende EU-grænseværdier for luftkvalitet samt WHO’s retningslinjer for luftkvalitet?
Hvilke kilder bidrager til luftkvaliteten i 2017, og hvor meget stammer fra Københavns Kommune og kilder uden for kommunen?
Hvad er helbredseffekterne af luftforureningen og de tilhørende samfundsmæssige omkostninger i 2017?
Formålet er at kortlægge luftkvaliteten og forventet udvikling, kilderne samt de afledte helbredseffekter og tilhørende samfundsmæssige omkostninger i Københavns Kommune i 2017. Dette gøres gennem en række aktiviteter:
Undersøgelsen er indledt med en luftkvalitetsvurdering, som opsummerer resultater af målinger fra målestationer i København i 2018, og sammenligner målingerne med gældende EU-grænseværdier for luftkvalitet samt WHO’s retningslinjer for luftkvalitet.
Der er gennemført en kildeopgørelse for Københavns Kommune. Den indeholder en emissionsopgørelse, hvor totale emissioner og deres fordeling på kildetyper vises. Da de to største lokale kilder er vejtrafik og brændefyring, laves en detaljeret kildeopgørelse for disse to kilder. Emissionsopgørelsen er baseret på den nationale emissionsopgørelse og geografisk fordeling heraf ud fra forskellige geografiske fordelingsnøgler.
Endvidere redegøres for kildebidragene til bybaggrundskoncentrationen, hvorved der skabes et overblik over, hvor meget de forskellige emissionskilder bidrager til koncentrationen for de forskellige stoffer. Der redegøres også for kildebidragene for 98 gader i København, således at bidragene fra de forskellige køretøjsgrupper illustreres.
Beregningerne af luftkvaliteten er baseret på den regionale luftforureningsmodel DEHM og bybaggrundsmodellen UBM, sådan at beregninger kan udføres på 1 km x 1 km opløsning i bybaggrunden for Københavns Kommune. Bybaggrundsforureningen er den generelle luftforurening i byen, og afspejler koncentrationen, som man vil opleve den i en park, en baggård eller på taget af bygninger. Bybaggrundskoncentrationer afskiller sig således fra gadekoncentrationer, som repræsenterer koncentrationerne i 2 meters højde ved husfacaden. Gadekoncentrationerne er bestemt af bybaggrundskoncentrationen plus bidraget fra trafikken i den konkrete gade samt bygningernes indflydelse på spredningsforholdene. Bidraget fra trafikken i gader er beregnet med gadeluftkvalitetsmodellen OSPM.
I den nationale emissionsopgørelse indgår emissioner fra krydstogtskibe ikke som en særskilt kategori men sammen med alle skibe. Det er derfor ikke muligt at trække oplysninger om krydstogtskibe ud af den nationale emissionsopgørelse. DCE har tidligere gennemført en detaljeret aktivitets- og emissionsopgørelse af krydstogtskibe i Københavns Havn, og den påvirkning af luftkvaliteten i nærområderne (Jensen et al., 2019). Undersøgelsen gennemførte ikke beregninger af helbredseffekter og eksterne omkostninger.
Helbredseffekter og relaterede eksterne omkostninger er beregnet for den totale luftforurening i Københavns Kommune. I den totale luftforurening indgår kilder fra Københavns Kommune, alle øvrige kilder i Danmark og udlandet. Dette giver et billede af, hvad al luftforurening betyder helbredsmæssigt, uanset om det er lokale kilder eller øvrige kilder.
Endvidere er beregninger gennemført for, hvor meget emissionskilder i Københavns Kommune bidrager til helbredseffekter i Københavns Kommune. Det er også beregnet, hvor meget hver hovedemissionssektor i Københavns Kommune bidrager med, herunder hvor meget delemissionssektorer bidrager med inden for brændefyring, vejtrafik og ikke-vejgående maskiner.
Beregningerne er gennemført med det integrerede modelsystem EVA (Economic Valuation of Air Pollution). EVA-systemet beregner helbredseffekter og relaterede eksterne omkostninger baseret på informationer om forureningskilder og deres placering, spredning og kemisk omdannelse af luftforurening (DEHM/UBM) samt eksponering af befolkningen, eksponerings-responssammenhænge mellem eksponering og helbredseffekter samt værdisætning af helbredseffekterne. Denne værdisætning kaldes også de eksterne omkostninger relateret til helbredseffekter fra luftforurening.
Beregningsåret er 2017, som er det seneste år, hvor der findes opdaterede emissioner for Danmark på 1 km x 1 km opløsning. Endvidere er der opsummeret resultater af beregninger for 2030 baseret på den forventede emissionsudvikling.
I EVA-systemet indgår befolkningsdata med en geografisk opløsning på 1 km x 1 km baseret på CPR (Centrale Personregister) fra 2017.
Enkelte studier har fundet sammenhænge mellem ultrafine partikler (<100 nm) og dødelighed og eller sygelighed, men der er endnu ikke tilstrækkeligt grundlag for estimering af eksponeringsresponsfunktioner for partikelantal. (Ellermann et al. 2014). WHO vurderer således, at videngrundlaget er utilstrækkeligt til at opstille luftkvalitetsretningslinjer for ultrafine partikler (WHO, 2015), og ultrafine partikler indgår heller ikke i anbefalingerne til beregning af helbredseffekter for luftforurening (WHO, 2014a). Ultrafine partikler indgår derfor ikke som et særskilt forurenende stof i EVA-systemet. Hvis der kunne opstilles eksponerings-respons sammenhænge for ultrafine partikler ville det betyde at lokale kilder som fx trafik og brændeovne ville tilskrives flere helbredseffekter.
I overvågningsprogrammet følges udviklingen i luftkvaliteten på en række permanente målestationer. I københavnsområdet er der følgende målestationer: To gadestationer ved hhv. H.C. Andersens Boulevard og Jagtvej i København, en bybaggrundsstation på taget af H.C. Ørsted Instituttet i København, en bybaggrund/forstadsstation i Hvidovre, samt en regional baggrundsstation ved Risø.
Miljøstyrelsen har ansvaret for, at EU’s grænseværdier overholdes. Såfremt EU grænseværdierne overskrides, skal der udarbejdes en luftkvalitetsplan, som anviser, hvordan og hvornår overskridelsen bringes til ophør.
Der har været en faldende tendens i målte koncentrationer af NO2 (kvælstofdioxid), PM2,5 og PM10 (massen af partikler under hhv. 2,5 og 10 mikrometer i diameter) samt ultrafine partikler (under 100 nanometer) over en længere årrække (Ellermann et al., 2018, 2019).
Der er ikke overskridelser af EU’s grænseværdier for luftkvalitet i 2018, og det var der heller ikke i 2017 (Ellermann et al., 2018, 2019).
WHO’s retningslinjer for årsmiddelværdi er lidt under halvdelen af EU’s grænseværdier for PM2,5 (10 µg/m3) og halvdelen for PM10 (20 µg/m3) mens de er ens for NO2 (40 µg/m3).
I forhold til WHO’s retningslinjer gælder følgende i 2018:
· Målte værdier overholder WHO’s retningslinjer for NO2.
· WHO’s retningslinjer for PM2,5 er overskredet i gadeniveau, i bybaggrund og i landområder.
· WHO’s retningslinjer for PM10 er kun overskredet i gadeniveau.
EU grænseværdien for årsmiddelkoncentrationerne er 40 µg/m3 for NO2. I 2018 i København ligger beregnede koncentrationer på 98 trafikerede gader fra 17 til 40,8 µg/m3. Der er modelleret én overskridelse af EU grænseværdien på 40 µg/m3, hvilket er på en strækning på H.C. Andersens Boulevard (40,8 µg/m3). Antallet af modellerede overskridelser for de 98 gader har vist faldende tendens side 2008. Der bliver ikke målt overskridelse på målestationen på H.C. Andersens Boulevard, hvor niveauet i 2018 ligger på 39 µg/m3. Den officielle udmelding om overskridelser af EU grænseværdier foretages dog i forbindelse med den årlige rapportering under luftovervågningsprogrammet, som er baseret på målinger fra de danske målestationer (Ellermann et al., 2019).
Der er ikke beregnet overskridelser af EU grænseværdierne for PM2,5 og PM10.
Tidligere beregninger viser, at koncentrationerne forventes at falde fra 2016 til 2030 (Jensen et al., 2018b). Dette gælder for luftforureningen, der kommer til Københavns Kommune fra kilder uden for byen, luftforurening fra kommunen, og luftforureningen i de 98 gader. Det skyldes regulering af emissioner i EU og national regulering
I 2017 er den største kilde til udledning af kvælstofoxider (NOx) i Københavns Kommune vejtransport (51%), den næststørste er kraftværker (28%), den tredjestørste er ikke-vejgående maskiner (16%), mens bidraget fra brændeovne er lille (3%). Kraftværker udgør en væsentlig kilde i Københavns Kommune pga. flere kraftværker er placeret i kommunen (Svanemølleværket, H.C. Ørstedværket og Avedøreværket).
De største kilder til udledning af PM2,5 i Københavns Kommune er brændeovne og pillefyr mv. (51%). Det fremgår også, at partikelemissionen fra brændeovne mv. (51%) er mere end dobbelt så stor som partikelemissionen for vejtransporten (20%). Den procentvise fordeling mellem emissionssektorerne er næsten ens for PM2,5 og PM10.
Vejtransport er også den største kilde til kulilte (CO), mens kraftværker er den største kilde til svovloxider (SOx).
Kildebidraget er koncentrationsbidraget fra emissionskilder i Københavns Kommune til gennemsnitskoncentrationen af bybaggrundsforureningen over Københavns Kommune. Det er altså hvor mange mikrogram pr. kubikmeter, de enkelte emissionskilder bidrager med.
Baggrundskoncentrationen af NO2 som gennemsnit over den geografiske udstrækning af Københavns Kommune er modelleret til 16 µg/m3 i 2017.
Alle kilder i Københavns Kommune bidrager med omkring 3,8 µg/m3 til bybaggrundskoncentrationen af NO2, hvilket svarer til omkring 24% af bybaggrundskoncentrationen. Modsat gælder, at omkring 12 µg/m3 eller 74% for NO2 kommer fra kilder uden for Københavns Kommune (kilder i Danmark og udlandet omfattende den nordlige halvkugle). Nabokommuner bidrager med 4,6 µg/m3 (29%), skibstrafik i Øresund med 0,7 µg/m3 (5%) og den regionale luftforurening med 6,6 µg/m3 (42%). Vejtrafikken inden for Københavns Kommune udgør det største bidrag med omkring 1,9 µg/m3 til bybaggrundsforureningen af NO2 svarende til omkring 12%. Det næststørste bidrag er fra kraftværker mv., som udgør omkring 1 µg/m3 (6%).
Baggrundskoncentrationen som gennemsnit over Københavns Kommune er modelleret til omkring 13 µg/m3 for PM10 og 8 µg/m3 for PM2,5 i 2017.
De lokale kilder i Københavns Kommune udgør sammenlagt omkring 1,5 µg/m3 for PM10 og 0,7 µg/m3 for PM2,5 (hhv. 11% og 8% af bybaggrundskoncentrationen). Modsat gælder, at omkring 11,8 µg/m3 eller 89% for PM10 kommer fra kilder uden for Københavns Kommune (kilder i Danmark og udlandet omfattende den nordlige halvkugle). De tilsvarende tal for PM2,5 er 7,4 µg/m3 eller 92%.
For PM2,5 bidrager nabokommunerne med 0,4 µg/m3 (5%), skibstrafik i Øresund med 0,01 µg/m3 (0,1%) og den regionale luftforurening modelleret med DEHM med 7,0 µg/m3 (86%). Det regionale bidrag er altså helt dominerende, og omfatter bidrag fra emissionskilder længere væk end 25 km fra København dvs. Emissionskilder fra det øvrige Danmark og udlandet.
Brændefyring giver det største lokale bidrag til partikelforurening med 0,6 µg/m3 for PM10 og 0,3 µg/m3 for PM2,5 svarende til hhv. 5% og 4% af bybaggrund for hhv. PM10 og PM2,5. Brændefyring er domineret af emissioner fra brændeovne.
Vejtransport giver det andet største lokale bidrag til partikelforurening med 0,3 µg/m3 og 0,1 µg/m3 svarende til hhv. 2,4% og 1,6% af bybaggrund for PM10 og PM2,5.
Brændefyring bidrager således mest til partikler og vejtransport mest til NO2.
Der er gennemført beregninger af kildebidrag til NO2-koncentrationen fordelt på køretøjskategorier for 98 gader i København i 2018 - dvs. samme gader, som indgår i den nationale overvågning af luftkvalitet. For hver gade er beregnet gadekoncentrationen, som består af et bidrag fra regional baggrund (beregnet med DEHM), et bidrag fra byens emissioner (beregnet med UBM) og et bidrag fra trafikemission i de pågældende gader (beregnet med OSPM). Det koncentrationsbidrag, som trafikken i en gade giver anledning til, kaldes gadebidraget, dvs. det er gadekoncentrationen minus bybaggrundskoncentrationen.
Størrelsen af gadebidraget afhænger primært af årsdøgntrafikken, men også af køretøjsfordelingen, rejsehastigheden, og gadegeometrien. Den gennemsnitlige køretøjsfordeling for de 98 gader er 80% personbiler, 15% varebiler, og 5% lastbiler og busser. Da køretøjsfordelingen er forskellig fra gade til gade, vil der også være forskelle i kildefordelingen fra gade til gade.
Hvis vi betragter gadebidraget, er det generelle billede for NO2, at personbiler bidrager mest. I gennemsnit udgør personbiler 52% af gadebidraget, varebiler udgør 26%, lastbiler udgør 6% og busser udgør 17%. Den tunge trafik (lastbiler og busser) bidrager således med omkring 23%. På trods af at lastbiler og busser kun udgør omkring 5% af trafikken, bidrager de relativt meget, da emissionsfaktorerne for lastbiler og busser er væsentligt højere end for person- og varebiler.
Bidraget fra busser er dog noget mindre end indikeret ovenfor pga. eftermontering af SCRT (kombineret NOx-katalysator og partikelfilter) på omkring 300 bybusser i København. Dette er ikke indregnet for de 98 gader, da det ville kræve oplysninger om, hvor de enkelte SCRT busser kører i forhold til de 98 gader.
For Jagtvej ved målestationen er der i nærværende projekt gennemført en detaljeret opgørelse af trafikkens bidrag til PM10 og PM2,5 underopdelt på udstødning og ikke-udstødning. Ikke-udstødning omfatter mekanisk dannede partikler fra vejslid, dækslid og bremseslid. Ikke-udstødningsdelen udgør langt den største del af partikelmassen fra trafikken. For PM10 udgør udstødning omkring 15% og ikke-udstødning omkring 85%. For PM2,5 er det hhv. omkring 27% og 73%.
Der er omkring 17.000 brændefyringsanlæg i Københavns Kommune, hvoraf langt hovedparten er brændeovne. Sammenlignes den nationale fordeling af brændefyringsanlæg med fordelingen i Københavns Kommune fås, at Københavns Kommune har meget få kedler og pillefyr (0,4%) i forhold til landplan (21%), men flere brændeovne (95%) i forhold til landsplan (74%). Den procentvise fordeling af andre ovne som flisfyr, pejs, masseovn, pizzaovn mv. er den samme i Københavns Kommune og på landsplan (5%).
Der eksisterer ikke oplysninger på kommunalt plan om brændefyrings-anlæggenes fordeling på anlægstyper (gamle ovne, nyere ovne, Svane-mærkede mv.). Her er den nationale fordeling derfor lagt til grund med de tilhørende emissionsfaktorer.
Der er relativt store forskelle på emissionsfaktorer (g/GJ) for partikler afhængig af anlægstype, hvor ældre ovne har langt højere emissionsfaktorer end nyere ovne. Pillekedel/ovn har den laveste emissionsfaktor for partikler.
Brændefyringsanlæg har langt højere emissionsfaktorer end andre individuelle opvarmningskilder og kollektiv varmeforsyning.
Det totale årlige antal tilfælde af for tidlige dødsfald i 2017 er omkring 460 i Københavns Kommune på baggrund af udendørs luftforureningsniveauer baseret på både danske og udenlandske emissionskilder. Det er fordelt med 320 for tidlige dødsfald pga. langtidspåvirkning (kroniske dødsfald) og 140 pga. korttidspåvirkning (akutte dødsfald).
For de for tidlige dødsfald er størstedelen knyttet til PM2,5 (400 dødsfald), derefter til NO2 (50 dødsfald) og kun meget lidt til ozon (O3) (3 dødsfald) og SO2 (1 dødsfald).
Sammenlignes det total antal for tidlige dødsfalds på 460 pga. al luftforurening med alle dødsfald i Københavns Kommune i 2017 på 3.759 svarer luftforureningens andel til omkring 12%.
Skadevirkningerne af langtidspåvirkning af partikelforurening ophobes gennem hele livet fra fødsel til død hos alle, der er udsat for den. Langtidspåvirkningen kan være med til at fremkalde hjertekarsygdomme og luftvejslidelser. Derfor ses dødsfaldene især hos personer, der har været udsat i mange år, dvs. hos ældre samt personer, der er særligt følsomme. Spædbørn er også særligt følsomme, men dødsfald blandt spædbørn udgør en forsvindende del.
Antallet af for tidlige dødsfald som følge af langtidspåvirkning er en beregnet indikator ud fra antallet af tabte leveår. Et for tidligt dødsfald som følge af langtidspåvirkning svarer til 10,6 tabte leveår, og dette lægger til grund for værdisætningen og beregningen af omkostningerne af for tidlige dødsfald som følge af langtidspåvirkning. Omkostningerne ved for tidlige dødsfald som følge af korttidspåvirkning af luftforurening baseres på værdien af et statistisk liv.
Der er mange flere tilfælde af sygelighed end der er tilfælde af for tidlige dødsfald. Eksempelvis er der omkring 440.000 dage med nedsat aktivitet (sygedage) som følge af luftforureningen i Københavns Kommune. I beregningerne dækker sygelighed over hospitalsindlæggelser for luftvejslidelser og hjerte-karsygdomme, kronisk bronkitis og astma, samt dage med tabt arbejde og nedsat aktivitet (sygedage).
Selvom gældende EU grænseværdier for partikler, NO2 og ozon ikke er overskredet, er der stadigvæk betydelige helbredseffekter, da der også er helbredseffekter under EU grænseværdierne, som det fremgår af ovenstående.
Det er undersøgt, hvor meget de lokale emissionskilder i Københavns Kommune bidrager til helbredseffekterne i Københavns Kommune. Formålet med disse beregninger er, at kvantificere hvad de lokale emissionskilder i Københavns Kommune betyder for helbredseffekterne i Københavns Kommune.
Der er 40 for tidlige dødsfald, som kan tilskrives emissionskilder i Københavns Kommune i 2017. Sættes dette i forhold til det totale antal for tidlige dødsfald (460) pga. al luftforurening fra danske og udenlandske kilder udgør kilder i Københavns Kommune omkring 9% af alle for tidlige dødsfald i 2017. Dette betyder også, at omkring 91% af alle for tidlige dødsfald i Københavns Kommune skyldes emissioner uden for Københavns Kommune.
De to største lokale kilder til for tidlige dødsfald er brændefyring (15 i 2017) og vejtransport (14 i 2017).
Emissioner fra Københavns Kommune vil også give anledning til for tidlige dødsfald uden for kommunegrænsen.
De totale eksterne omkostninger i Københavns Kommune pga. al luftforurening fra både danske og udenlandske emissionskilder er omkring 8,8 milliarder kr. i 2017.
De eksterne omkostninger skyldes primært partikler. Sekundære partikler og havsalt giver anledning til 5,4 milliarder kr. i eksterne omkostninger, og de direkte emitterede partikler (PPM2,5) giver anledning til 1,8 milliarder kr. Samlet set giver partikler således anledning til 7,2 milliarder kr. i eksterne omkostninger, men det er hovedsageligt sekundært dannede partikler og havsalt, som bidrager hertil. Der er betydelig usikkerhed på især bidraget fra havsalt, som andrager omkring 12% af PM2,5. Det næststørste bidrag er for NO2 med 1,8 milliarder kr. og herefter kommer O3 og SO2, som kun bidrager med hhv. 0,1 og 0,03 milliarder kr.
Hovedparten af de eksterne omkostninger skyldes for tidlige dødsfald, som følge af både langtids- og korttidseksponering, da værdisætningen for disse er relativt høj i forhold fx til værdisætningen af sygelighed og sygedage. Samlet er de eksterne omkostninger relateret til for tidlig dødsfald omkring 8,1 milliarder kr., mens sygelighed samlet er omkring 0,7 milliarder kr.
De samlede eksterne omkostninger i København Kommune pga. emissioner inden for kommunegrænsen er 855 mio. kr. fordelt med 468 mio. kr. på primært emitterede partikler (PPM2,5), 388 mio. kr. på NO2, 11 mio. kr. på SO2 samt -17 mio. kr. på O3. Grunden til, at omkostningerne er negative for O3 er, at NOx emissionerne i kommunen bidrager til reduktion af O3 inden for kommunen.
De samlede eksterne omkostninger, som skyldes emissioner i Københavns Kommune udgør omkring 10% af alle omkostninger pga. al luftforurening fra danske og udenlandske kilder.
De vigtigste lokale kilder i Københavns Kommune til helbredsrelaterede eksterne omkostninger i Københavns Kommune er vejtrafik, som står for omkring 335 mio. kr. af de eksterne omkostninger, og brændefyring med 265 mio. kr. Der er 16.776 fyringsanlæg i Københavns Kommune, hvoraf 95% er brændeovne. Den gennemsnitlige eksterne omkostning pr. fyringsanlæg er derfor omkring 16.000 kr. i 2017. Andre kildetyper, som udgør en vis del er ikke-vejgående maskiner (81 mio. kr.), kraftværker mv. (67 mio. kr.), affaldsbehandling, som også indeholder bidrag fra ildebrande (44 mio. kr.) og anvendelse af produkter (emissioner fra opløsningsmidler og emissioner fra industriens og befolkningens brug af produkter som fx kemikalier og maling) med omkring 38 mio. kr.
Eksterne omkostninger fra den internationale skibstrafik i Øresund inden for 25 km udgør 44 mio. kr.
EVA-systemet er baseret på ”Impact-pathway” kæden, som dækker alle leddene fra udslip af kemiske stoffer fra specifikke kilder, over spredning og kemisk omdannelse i atmosfæren, eksponering af befolkningen, beregning af helbredseffekter, til den økonomiske værdisætning af disse helbredseffekter. De forskellige led i kæden er forbundet med større eller mindre usikkerheder. I kapitel 8 er usikkerhederne diskuteret og vurderet, hvordan de har indflydelse på resultaterne.
En tysk undersøgelse har forsøgt at beregne antal for tidlige døde i Europa som følge af luftforurening efter grundlæggende samme principper som i EVA-systemet. Den tyske undersøgelse vurderer, at den samlede usikkerhed formentligt er omkring ±50% (Lelieveld et al., 2019). Det er DCE’s faglige skøn, at den usikkerhed, som er angivet i det tyske studie, er i god overensstemmelse med den usikkerhed man må regne med i denne type studier (Hertel et. al., 2019).
