Vurdering af krydstogtskibes bidrag til luftforurening
2 Baggrund
- 2.1 Adgangen til ozon sætter et loft for NO2-koncentrationer
- 2.2 Niveauer af NO2-koncentrationer
- 2.3 Krydstogtskibenes emissioner sat i perspektiv
- 2.4 Bemærkelsesværdig SO2-emission
2.1 Adgangen til ozon sætter et loft for NO2-koncentrationer
Nærværende undersøgelse tager sigte på at belyse krydstogtskibes bidrag til forurening med bl.a. NO2. NO2 er sundhedsskadeligt og der findes grænseværdier for NO2.
NOX er betegnelsen for summen af NO og NO2, og NO kan omdannes til NO2 Når man foretager beregninger, er det lettest at gøre for NOX. Man får imidlertid kun et klart billede af forholdene ved at skelne mellem NO2 og NOX, sådan som det er gjort i den foreliggende undersøgelse.
Det vil være på sin plads at indlede med nogle generelle bemærkninger om sammenhængen mellem NO, NO2 og ozon.
Udstødningsgasser fra forbrændingsmotorer indeholder en blanding af kvælstofoxider (NOX); blandingen består hovedsagelig af NO, men er iblandet en mindre procentdel (5-10%) NO2. Når udstødningsgassen spredes, sker der hurtigt en reaktion, hvor ozon i luften reagerer med NO og danner NO2:
NO + O3 -> NO2
Reaktionen forudsætter at der er ozon til stede. Koncentrationen af ozon i omgivelserne er derfor afgørende for, hvor meget NO2 der kan dannes. Under forhold, hvor der emitteres meget NOX – f.eks. i trafikerede gader – vil ozonen blive "brugt op". Mængden af tilgængelig ozon sætter således et "loft" over, hvor store NO2-koncentrationer man vil opleve. Dette fænomen fremgår tydeligt af måledata fra trafikerede gader. Et eksempel er vist i Figur 3, der afbilder sammenhængen mellem koncentrationer af NO2 og NOX målt på Jagtvej i København. Det fremgår af figuren, at store koncentrationer af NOX ikke modsvares af tilsvarende store koncentrationer af NO2. Årsagen er, at ozonen er "spist op".
Det er således en vigtig pointe, at man ikke kan antage, at alt NOX foreligger som NO2.
Figur 3 Sammenhæng mellem målte koncentrationer af NO2 og NOX på Jagtvej i København for samtlige timer i året 1998. Enheden er μg/m3 (regnet som NO2). En-til-en linjen er indtegnet.
Hvis vi betragter forholdene i en røgfane fra et krydstogtskib i nogle hundrede meters afstand fra skibet vil NO2 -koncentrationen være lig summen af:
- Baggrundskoncentrationen, dvs. NO2 -koncentrationen i den omgivende luft, der blæser hen mod krydstogtskibet.
- Et bidrag, der skyldes den NO2 der direkte emitteres som NO2 fra motoren.
- Et bidrag af NO2, der er dannet fra NO ved reaktion med ozon.
Det er vigtigt at gøre sig klart at ozon godt kan "bruges op" i røgfanen, uanset at der til stadighed ankommer "ny" luft med frisk ozon til krydstogtskibet.
Appendix E gengiver en serie overheads, der forenklet illustrerer processen.
Ved beregningerne i undersøgelsen benyttes den atmosfæriske spredningsmodel OML-Multi (version 5.03), der er udarbejdet ved Danmarks Miljøundersøgelser, og som bl.a. benyttes i forbindelse med Miljøstyrelsens Luftvejledning (Miljøstyrelsen, 2001). OML-modellen indeholder en facilitet, der inddrager kemi, og som tillader beregning af NO2 ud fra information om baggrundskoncentrationer af NOX, NO2 og ozon. Antagelserne om baggrundskoncentrationer er uddybet i Kapitel 4.
2.2 Niveauer af NO2-koncentrationer
For at sætte beregningsresultaterne i perspektiv gengives her figurer, som viser hvordan koncentrationen af NO2 har udviklet sig i årenes løb to steder i København: På Jagtvej, der er en gade underlagt stor indflydelse fra trafikforurening, og på taget af HC Ørsted Instituttet, der repræsenterer den baggrundsforurening, man oplever i København.
Der er dels vist middelværdien, hvor en grænseværdi på 40 μg/m3 skal være overholdt fra 2010, og dels den 19. højeste timemiddelværdi, hvor grænseværdien er på 200 μg/m3 (fra 2010). Det ses at grænseværdien for middelværdien er overskredet på Jagtvej. Andre undersøgelser viser, at der er problemer med at overholde denne grænseværdi for en del andre trafikerede gader. Grænseværdien for den 19. højeste timeværdi er derimod overholdt.
Figur 4 Jagtvej er en trafikeret gade; HCØ henviser til HC Ørsted instituttet (by-baggrund).
Som før nævnt sætter adgangen til ozon et loft for omdannelsen af NO til NO2. Det er derfor også af interesse at kende niveauerne for ozon-koncentrationer (i baggrundsluften). I året 2003 der benyttes til basisberegningen er middelværdien af ozon relativt høj (Figur 5).
Figur 5 Niveau af ozon igennem en årrække. Dels i by-baggrunden (HC Ørsted Instituttet), dels i den landlige baggrund (Lille Valby nord for Roskilde).
2.3 Krydstogtskibenes emissioner sat i perspektiv
I det følgende kapitel og i Bilag A gøres der nøjere rede for emissionsdata. Her skal blot gøres nogle generelle bemærkninger for at sætte tingene i perspektiv.
I henhold til opgørelsen udgør krydstogtskibenes emission af NOX 145 tons [1] på årsbasis for samtlige krydstogtskibe. Der var tale om 62 skibe med i alt 259 anløb, hver med en gennemsnitlig varighed på 14 timer. Tallet på 145 ton kan sættes i perspektiv ved at sammenligne det med emissionen fra andre kilder:
- Krydstogtskibene: 145 ton/år.
- Samtlige skibe i Københavns havn: ca. 600 ton/år [2].
- NOX-emissionen fra Amagerværket i 2003: ca. 2500 ton [3]
- NOX-emissionen fra al trafik i hovedstadsområdet er ca. 30.000 ton/år[4].
- Emissionen fra international skibstrafik i Øresund er ca. 67.000 ton/år [5].
Mængdemæssigt syner NOX-emissionen fra krydstogtskibene altså ikke af voldsomt meget. Skibenes placering centralt i København gør det dog relevant at undersøge om der er lokale problemer.
2.4 Bemærkelsesværdig SO2-emission
I forhold til resultaterne af den tidligere undersøgelse (Wisman og Oxbøl, 2002) er der en meget væsentlig ændring af SO2-emissionen. I den tidligere opgørelse var svovlprocenten i krydstogtskibenes brændsel anslået til 0.05%, hvilket førte til, at den beregnede SO2-emission fra krydstogtskibene var 1,79 ton på årsbasis. I henhold til den aktuelle opgørelse som bygger på besvarelser af et spørgeskema (Bilag B) ligger de faktiske svovlprocenter mellem 0,19 og 3,2%. SO2-emissionen er som konsekvens heraf (og p.gr. mere trafik) øget med en faktor 49 (!) til 88 ton på årsbasis.
Det hører dog med til billedet, at der på internationalt plan er vedtaget krav
som sætter en grænse på 1,5% svovl i brændslet ved sejlads i Nord- og Østersøen, og på længere sigt (2010) på 0,1% for skibe i havn.
Fodnoter
[1] Hvad angår enhed for NOX-emission: se afsnit
[2] Tal fra Boje et al. (2003), korrigeret med tal for krydstogtskibene fra Bilag A.
[3] Energi E2, 2004
[4] DMU's estimater af emissioner fra trafik.
[5] Opsis, 2004.
Version 1.0 Januar 2005, © Miljøstyrelsen.