Luftforurening med partikler i Danmark

5 Model for luftkvalitet og eksponering samt effekt af miljøzoner

Indledning

DMU's luftkvalitets- og eksponeringsmodeller er under projektet videreudviklet til at omfatte partikler. Her præsenteres eksempler på anvendelsen af meteorologiske spredningsmodeller til beregning af partikelforureningen. Modelberegningerne bruges til at belyse effekten af planlagte emissionsbegrænsende foranstaltninger på partikelkoncentrationer i såvel bybaggrund og på gadeniveauer. Et modelsystem til befolkningseksponering, AIRGIS, beskrives kort, og er anvendt til en foreløbig vurdering af effekten af indførelse af miljøzoner i København.

Beregningerne skal kun tjene som demonstration af modellering af luftkvalitet, eksponering, og samfundsøkonomi. De giver en foreløbig vurdering af mulige effekter af indførelse af miljøzonen i København. Mere detaljerede beregninger og vurderinger understøttet af et særskilt måleprogram for evaluering af effekterne af miljøzonen vil blive gennemført, som en del af det evalueringsprojekt, som Miljøkontrollen og Miljøstyrelsen har iværksat. De endelige vurderinger af effekten af miljøzonen vil derfor først foreligge, når der er indhøstet erfaringer med forsøget, og evalueringsprojektet er gennemført.

5.1 AIRGIS – et system til luftkvalitets- og eksponeringsvurdering

Anvendelse

Der er udviklet et GIS-baseret modelsystem, som har til formål at bestemme befolkningens eksponering med luftforurening fra trafik. Modelsystemet kan beregne eksponeringsniveauet for luftforurening på adresseniveau samt under transport, forudsat at ruteinformationer foreligger. Systemet kan anvendes til kortlægning af luftkvalitet og eksponering på et stort antal steder herunder fremskrivninger og effektberegninger af forskellige scenarier. Systemet kan ligeledes anvendes til at undersøge sammenhænge mellem befolkningens eksponering og sundhedseffekter i epidemiologiske studier.

AIRGIS

AIRGIS er et system til vurdering af luftkvalitet og human eksponering baseret på luftkvalitetsmodeller, digitale kort og registre samt GIS. Systemet anvender en gadeluftkvalitetsmodel kaldet Operational Street Pollution Model (OSPM). Der anvendes endvidere eksisterende digitale kort over bygninger, veje og adresser samt registerdata fx befolkningsdata fra Det Centrale Personregister (CPR). I forbindelse med beregning af bybaggrundsbidraget anvendes oftest Urban Background Model (UBM).

5.2 Miljøzonen i København

Københavns Kommune har ansøgt Justitsministeren om godkendelse af forsøg med etablering af miljøzone for biltrafikken i kommunen. Formålet med forsøget er at vurdere, om miljøzoner er et effektivt virkemiddel til at begrænse trafikkens partikelforurening i første omgang fra dieselbiler. Forsøget går ud på at stille krav om, at alle dieselkøretøjer over 3,5 t inden for miljøzonen, dvs. lastbiler og busser, skal have et partikelfilter monteret. Forsøget tænkes gennemført over en periode på tre år. Miljøzonen er som beskrevet i Københavns Kommunes ansøgning til Justitsministeriet dog inklusiv Frederiksberg, idet Frederiksberg Kommune også har tilkendegivet, at den ønsker at være en del af miljøzonen. Zonen er mod vest afgrænset af Ring 2 og mod syd af Vejlands Allé.

5.3 Luftkvalitetsberegninger

Metode og afgrænsning

Der er gennemført luftkvalitetsberegninger for partikelantal (ToN), PM2.5 og PM10 for 2003 for bybaggrund for en referencesituation og et scenarie, hvor det er forudsat, at alle lastbiler inden for miljøzonen har partikelfiltre. Luftkvalitetsberegninger er gennemført som bybaggrundsberegninger med UBM modellen på et gitternet, som dækker hele Hovedstadsområdet opdelt i 1x1 km² gitterceller. UBM modellen beregner trafikkens bidrag til bybaggrundsforureningen ud fra bidrag fra trafik fra et større område. Bybaggrundsforureningen er et udtryk for den generelle forurening i et område, og måles fx på taget af bygninger eller i en park. Koncentrationsniveauet i trafikerede gader vil være betydeligt højere, da der også er bidrag fra den pågældende gade. Der er kun regnet med trafikkens bidrag til partikler, da dette vurderes at være den dominerende kilde. Andre lokale kilder som industri, boligopvarmning, jordfygning mv. er ikke inkluderet, men dette påvirker ikke vurderingen af forsøget.

Der er endvidere foretaget en vurdering af, hvad miljøzonen vil betyde på gadeniveau med udgangspunkt i en stærkt trafikeret gade i København (Åboulevarden).

Trafikarbejdet i HT-området og emission

Trafikarbejdet (trafikmængder gange vejlængde) er summeret på Danske Kradratnet på 1x1 km² gitternet for hele Hovedstadsområdet i en form, så der kan foretages UBM beregninger. Dette udgør referencescenariet, og er baseret på en kombination af trafikdata fra Ørestadstrafikmodellen og København-Ringsted Trafikmodellen, som er udlagt på hele vejnettet (motorveje, motortrafikveje, veje over 6 m, veje 3-6 m og øvrige veje). Trafikdata er opdelt på personbiler, varebiler og tung trafik.

Køretøjsfordeling

Miljøzonescenariet forudsætter, at alle lastbiler inden for miljøzonen har påmonteret partikelfiltre. Denne tunge trafik omfatter lastbiler, busser og turistbusser. Inden for miljøzonen antager vi, at alle busser i rute er enten gasbusser eller allerede har partikelfilter, dvs. at disse busser ikke er regnet som potentielle køretøjer, der skal have partikelfiltre. Der vil dog være enkelte busser i rute samt et antal turistbusser, som er dieselbusser uden partikelfilter.

Andelen af lastbiler og andre tunge køretøjer er vurderet udfra Københavns Kommunes 12 manuelle tællestationer analyseret fra 2003, Tabel 5-1.

Tabel 5-1 Køretøjsfordeling for tung trafik

Type %-point
Sololastbiler > 3,5 t 3.0
Lastbiler med sættevogn 0.5
Lastbiler med påhæng 0.4
Busser i fast rute 3.2
Andre busser 0.7
Tung trafik ialt 7.8

Effektivitet af partikelfiltre

Et velfungerende filter vil reducere partikelforureningen med næsten 100%, men i praksis vil nogle filtre ikke virke optimalt hele tiden. I beregningerne forudsættes det, at filterne i gennemsnit kan reducere partikler fra udstødningen med 80%. Ud over den direkte emission kommer der også et bidrag fra ikke-udstødning, som er relateret til køretøjet. Det drejer sig om partikler fra bremser og dæk, ophvirvling af partikler fra kørebanen mv. Da antallet af lastbiler forudsættes at blive det samme, vil bidraget fra ikke-udstødning være uændret.

PM emission

Som det fremgår af nedenstående tabel bidrager andre kilder end udstødning med en tiendedel af bidraget fra den udstødningen for PM2.5 og med omkring en tredjedel for PM10. Udstødningen angives som total PM, men udgør små partikler under 2,5 mikrometer. Dvs. udstødningen bidrager med det samme til PM2,5 og PM10. Data stammer fra OSPM's emissionsmodul for en typisk bygade.

Tabel 5-2 Emissionsfaktorer for partikel fra udstødning og ikke-udstødning for forskellige køretøjskategorier ved 45 km/t

Type Personbil Varebil Små lastbiler
< 32 t
Store lastbiler
> 32 t
Busser
Udstødning PM (g/km) 0.01 0.2 0.6 0.8 0.5
Ikke-udstødning PM2.5 (g/km) 0.01 0.02 0.06 0.08 0.06
Ikke-udstødning PM10 (g/km) 0.05 0.07 0.2 0.3 0.2
Partikelantal (ToN) (N/km*10^14) 1.1 4.4 36 73 18.3

Ved at kombinere emissionsfaktorerne med trafikarbejdet i miljøzonen fås følgende for partikelemissionen i miljøzonen. Lastbiler udgør 3,9% af trafikarbejdet, men deres direkte partikelemission udgør omkring 34% af den samlede udstødning fra trafikken. I beregningerne forudsættes en filtereffektivitet på 80%, så den samlede reduktion i den direkte partikelemission er 27%. Ikke-udstødning påvirkes ikke af filtre.

Regional baggrund

Bybaggrundsbidraget inkluderer også det regionale bidrag. Den regionale luftforurening er bestemt af alle kilder: trafik, industri, energiproduktion, boligopvarmning mv. både i Danmark og det øvrige Europa. Den indeholder således både grænseoverskridende luftforurening og forurening genereret i Danmark. Den regionale forurening måles på steder, som ikke er direkte påvirket af lokale kilder som veje og større byområder. Den regionale luftforurening er i reference- og scenarieberegningerne baseret på årsniveauet bestemt på målestationen på Keldsnor på det sydlige Langeland, som regnes for en regional baggrundsstation for Hovedstadsområdet. De regionale niveauer er input til UBM modellen og udgør 18 µg/m³ for PM2.5 og 20 µg/m³ for PM10 og 4000 N/cm³ for partikelantal i 2003. Det regionale bidrag er den helt dominerende del af bybaggrund og trafikkens bidrag er meget beskedent.

Eksponeringsberegninger

Ekponeringsberegninger for reference og scenarie baseres på koncentrationsdata og befolkningsdata på 1x1 km², og ændringerne i koncentrationsdata gange befolkningstætheden på gitternettet er input til beregning af de samfundsmæssige omkostninger. Befolkningsdata repræsenterer situationen i 2000, og stammer fra Det Centrale Personregister, hvor befolkningsdata fra hver adresse er knyttet til geografiske adresser og opsummeret på 1x1 km² gitternet.

5.4 Effekt af miljøzonen for ToN, PM2.5 og PM10 for bybaggrund

Partikelkoncentration

Bybaggrundsforureningen med PM2.5 og PM10 i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet er vist i nedenstående figur. Den regionale forurening udgør 18 µg/m³ for PM2.5 og 20 µg/m³ for PM10, og trafikken bidrager med resten. Trafikkens bidrag er meget lille i forhold til det regionale bidrag. For PM2.5 er det maksimalt 1,1 µg/m³ (6%) og for PM10 1,7 µg/m³ (9%). Det forholder sig anderledes for antal partikler. Her er det regionale bidrag relativt lille (4.000 N/cm³), og trafikken bidrager med op til 2,5 gange dette niveau, og bidrager dermed med ca. 60 % procent af partiklerne i bybaggrunden.

Den geografiske fordeling er ens for partiklerne, hvor koncentrationerne er højest i Storkøbenhavn og langs de store motorveje, hvor trafiktætheden er størst.

Figur 5-1 Bybaggrundsforureningen med PM2.5 (µg/m³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 18 µg/m³ og trafikken bidrager med resten.

Figur 5-1 Bybaggrundsforureningen med PM2.5 (µg/m³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 18 µg/m³ og trafikken bidrager med resten.

Figur 5-2 Bybaggrundsforureningen med PM<sub>10</sub> (µg/m³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 20 µg/m³ og trafikken bidrager med resten.

Figur 5-2 Bybaggrundsforureningen med PM10 (µg/m³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 20 µg/m³ og trafikken bidrager med resten.

Figur 5-3 Bybaggrundsforureningen med ToN (N/cm³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 4.000 N/cm³ og trafikken bidrager med resten.

Figur 5-3 Bybaggrundsforureningen med ToN (N/cm³) i 2003 på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Den regionale forurening udgør 4.000 N/cm³ og trafikken bidrager med resten.

Effekt af partikelfiltre

Effekten på luftkvaliteten af montering af partikelfiltre på lastbiler i miljøzonen er vist i Figur 5-4 og Figur 5-5. Ændringen for PM2.5 og PM10 er identisk, da det kun er udstødningen, der påvirkes af et partikelfilter. Det ses, at effekten er meget begrænset for PM2.5 og PM10 i bybaggrunden, idet PM2.5 og PM10 kun reduceres med op til 0,35 µg/m³ svarende til maksimalt 1,9 %. I gennemsnit er det kun 0,008 µg/m³ svarende til 0,21% og 0,04% for hhv. PM2.5 og PM10 for de celler, hvor der registreres en ændring.

Det forholder sig anderledes for koncentrationen af partikelantallet.

Beregningsresultaterne for det nuværende niveauer af ToN, samt den procentvise ændring i koncentrationer, som forventes som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen, vil være en reduktion på 10-25% inden for miljøzonen, men meget mindre uden for zonen.

Figur 5-4 Reduktion i PM<sub>2.5</sub> (µg/m³) i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i<br>

Figur 5-4 Reduktion i PM2.5 (µg/m³) i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i
Hovedstadsområdet. Reduktionen er identisk for PM10, da det kun er udstødningen, der påvirkes af partikelfiltre.

Figur 5-5 Reduktion i ToN (N/cm³) i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i<br>
Hovedstadsområdet

Figur 5-5 Reduktion i ToN (N/cm³) i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i
Hovedstadsområdet

5.5 Effekt af miljøzonen for ToN, PM2.5 og PM10 for en konkret gade

Gadeluftkvalitetsberegninger for Åboulevarden

Udover effektberegninger på bybaggrundsniveau er der også som et eksempel gennemført beregninger for en stærkt trafikeret gade i København (Åboulevarden) for at illustrere effekten på partikler på gadeniveau. Beregninger er kun vist for hverdage. Denne gade er valgt, da der foretages partikelmålinger på denne gade som en del af evalueringen af en kommende miljøzoneordning. For bybaggrund er her anvendt målinger for en begrænset periode samt med en anden type måleinstrument (TEOM), således at niveauerne ikke er direkte sammenlignelige med de antagelser, der er gjort om partikelniveauerne i regional baggrund i beregningerne af bybaggrund. Beregningsresultaterne med OSPM for Åboulevarden er vist i Figur 5-6, Figur 5-7 og Figur 5-8 for hhv. PM10, PM2.5 og ToN.

PM2.5 og PM10

Det ses, at gadebidraget er væsentligt mindre end bybaggrundsbidraget for PM2.5 og endnu mere udtalt for PM10, hvilket skyldes, at ikke-udstødning betyder mere for PM10 end PM2.5. Bybaggrundsbidraget udgør hhv. 65 % og 63 % af gadekoncentrationerne for PM10 og PM2.5 Som tidligere vist er bybaggrundsbidraget helt domineret af det regionale bidrag. Det ses endvidere, at effekten af partikelfiltre vil reducere gadebidraget nogle få mikrogram med en lidt større reduktion for PM2.5 i forhold til PM10, idet udstødningsbidraget er relativt større for PM2.5. Reduktionen er størst i dagtimerne, hvor der er relativt mere tung trafik. Den gennemsnitlige reduktion af gadekoncentrationen er hhv. 4 % og 6 % for PM10 og PM2.5 ved introduktion af partikelfiltre.

ToN

For antallet af partikler ses det omvendte billede i forhold til PM2.5 og PM10. Bybaggrundsbidraget er her væsentligt mindre end gadebidraget. Reduktionen i gadebidraget til antallet af partikler som følge af partikelfiltre er betydeligt. Bybaggrundsbidraget udgør 29% af gadekoncentrationerne for ToN. Da der hersker en del usikkerhed om forholdet mellem ToN og NOX er beregningerne gennemført under to forskellige antagelser om forholdet mellem ToN og NOX emissioner. De optrukne kurver viser beregninger, hvor man har antaget at ToN/NOX forholdet er dobbelt så højt for tunge køretøjer som for lette køretøjer. De stiplede kurver viser beregningsresultater med det samme ToN/NOX forhold for alle køretøjskategorier. Gadekoncentrationen med partikelfiltre er op til 20-25% højere, hvis de tunge køretøjer har et ToN/NOX forhold, som er dobbelt så højt som de lette køretøjer. Den gennemsnitlige reduktion af gadekoncentrationen ved introduktion af partikelfiltre er 20% ved antagelse om dobbelt så højt forhold for ToN/NOX for tunge køretøjer i forhold til lette køretøjer, og 13 % for antagelse om samme forhold.

Figur 5-6 Resultaterne af PM10 beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt bidraget fra trafikken i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer.

Figur 5-6 Resultaterne af PM10 beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt bidraget fra trafikken i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer.

Figur 5-6 Resultaterne af PM10 beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt bidraget fra trafikken i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer. Koncentrationsniveauet i gaden er summen af gade- og bybaggrundsbidrag.

Figur 5-7 Resultaterne af PM2.5 beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt bidraget fra trafikken i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer. Koncentrationsniveauet i gaden er summen af gade- og bybaggrundsbidrag.

Figur 5-6 Resultaterne af PM10 beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt bidraget fra trafikken i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer. Beregningerne er endvidere gennemført under to forskellige antagelser om forholdet mellem ToN og NOX emissioner. De optrukne kurver viser beregninger, hvor man har antaget at ToN/NOX forholdet er dobbelt så høj for tunge køretøjer end for de lette køretøjer. De stiplede kurver viser beregningsresultater med det samme ToN/NOX forhold for alle køretøjskategorier.

Figur 5-8 Resultaterne af partikelantal beregningerne for Åboulevarden i København. Figuren viser bybaggrundsbidraget samt den totale koncentration i gaden for den nuværende situation og med en antagelse af partkelfiltre på tunge køretøjer. Beregningerne er endvidere gennemført under to forskellige antagelser om forholdet mellem ToN og NOX emissioner. De optrukne kurver viser beregninger, hvor man har antaget at ToN/NOX forholdet er dobbelt så høj for tunge køretøjer end for de lette køretøjer. De stiplede kurver viser beregningsresultater med det samme ToN/NOX forhold for alle køretøjskategorier.

5.6 Befolkningseksponeringen

Ændringen i befolkningseksponeringen for PM2,5 er beregnet som følge af introduktion af partikelfiltre, idet dette mål indgår i forbindelse med vurdering af de velfærdsøkonomiske fortrængte sundhedsudgifter. Dette er kun gjort for bybaggrundsniveau.

Befolkningstætheden er vist i nedenstående figur for Hovedstadsområdet og for miljøzonen. Befolkningsdata stammer fra CPR registeret koblet til adressepunkter og er her opsummeret på et 1x1 km² gitternet. Befolkningstætheden er størst i det centrale København og Storkøbenhavn i øvrigt samt i byerne langs de store trafikkorridorer.

Figur 5-9 Befolkningstæthed i Hovedstadsområdet på 1x1 km² gitternet

Figur 5-9 Befolkningstæthed i Hovedstadsområdet på 1x1 km² gitternet

Figur 5-10 Befolkningstæthed indenfor og umiddelbart uden for miljøzone på 1x1 km² gitternet

Figur 5-10 Befolkningstæthed indenfor og umiddelbart uden for miljøzone på 1x1 km² gitternet

Reduktionen i befolkningseksponeringen er vist i nedenstående figur, som en kombination af ændringen i partikelforureningen i de enkelte gitterceller og befolkningstætheden. Det ses, at effekten er størst i København, hvilket er et sammenfald af høj befolkningstæthed, og at den største reduktion i partikelforureningen også opnås her, som følge af høj trafiktæthed.

Figur 5-11 Reduktion i befolkningseksponering for PM2.5 i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Befolkningseksponering er ændring i koncentrationen gange befolkningstætheden.

Figur 5-11 Reduktion i befolkningseksponering for PM2.5 i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Befolkningseksponering er ændring i koncentrationen gange befolkningstætheden.

Figur 5-12 Reduktion i befolkningseksponering for ToN i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Befolkningseksponering er ændring i koncentrationen gange befolkningstætheden.

Figur 5-12 Reduktion i befolkningseksponering for ToN i 2003 som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen visualiseret på 1x1 km² gitternet i Hovedstadsområdet. Befolkningseksponering er ændring i koncentrationen gange befolkningstætheden.

5.7 Samfundsøkonomisk vurdering af miljøzoneordningen

En samfundsøkonomisk vurdering er gennemført for miljøzone-scenariet. Metoden til opgørelse af de samfundsøkonomiske gevinster tager udgangspunkt i impact pathway kæden, som beskrevet i DMU Faglig Rapport nr. 507 (Andersen et. al., 2004). Denne metode, som oprindeligt er udviklet i det fælleseuropæiske ExternE projekt, indebærer, at man med udgangspunkt i partikelemissionerne opgør ændringen i eksponering, og med viden om sundhedseffekterne opgør de samfunds-økonomiske omkostninger.

Metoden til opgørelse af de samfundsøkonomiske omkostninger tager udgangspunkt i Miljøministeriets vejledning (Møller, 2000), idet budgetøkonomiske omkostninger opregnes til velfærdsøkonomiske omkostninger.

I modsætning til tidligere redegørelser, hvor også effekter fra ultrafine partikler blev forsøgt medregnet, er her anvendt en konservativ tilgang til sundhedseffekterne, idet kun effekter af fine partikler (PM2.5) er opgjort. Vurderingen vil derfor tendere mod i betydelig grad at underestimere sundhedseffekterne, men er samtidigt mere robust.

Forskellen i denne analyses resultater ift. tidligere redegørelser, bl.a. fra Færdselsstyrelsen (Færdselsstyrelsen, 2001) og Institut for Miljøvurdering (Institut for Miljøvurdering, 2002), må forklares dels med nærværende analyses fokus på PM2.5, dels med fejl og inkonsistenser i anvendelsen af ExternE-metoden i IMV's og Færdselsstyrelsens rapporter. Retvisende anvendelse af ExternE-metoden forudsætter en stedsspecifik modellering af ændringen i eksponeringen, som foretaget i det foregående afsnit.

5.7.1 Samfundsøkonomiske gevinster

Der tages udgangspunkt i eksponeringsberegningerne på 1x1km gitternet for bybaggrund, og de ændringer i eksponering, som kan beregnes ved obligatoriske partikelfiltre for tunge køretøjer over 3,5 tons. De er herefter summeret for miljøzonen og de tilstødende felter.

I DMU Faglig Rapport nr. 507 (Andersen et. al., 2004) er identificeret et antal sundhedseffekter ved eksponering med PM2.5. Disse sundhedseffekter fremgår af Tabel 5-3 nedenfor og tilsvarer effekter tidligere omtalt og vurderet i DMU's arbejde vedr. luftforurening.

Dosis-respons funktionerne for sundhedseffekterne er identificeret og kvantificeret i ExternE projektet. Specielt om dosis-respons funktionerne, som angiver forholdet mellem eksponering og effekt, må det bemærkes, at det alene er funktioner for PM2.5, der er tilgængelige for scenariet med partikelfiltre. Funktionen for PM2.5 udtrykker en samlet dosis-respons for alle partikler mindre end 2,5 µm. WHO har ikke i sine review af partikelforurening beskæftiget sig med ultrafine partikler, hvorfor der savnes et miljømedicinsk konsensusestimat som grundlag for en dosis-respons funktion for denne fraktion af partikelforureningen. Den foreliggende samfundsøkonomiske analyse er derfor en yderst konservativ analyse, idet der helt ses bort fra de mulige gevinster ved reduktionen af ultrafine partikler.

Værdisætningen af de enkelte sundhedseffekter er justeret til danske relative priser i DMUs Faglig Rapport nr. 507, som der henvises til for en forklaring omkring metoden. Vedrørende værdisætningen af statistisk liv repræsenterer denne betalingsviljen for at undgå et statistisk dødsfald. For sygelighedseffekter anvendes overvejende en cost-off-illness tilgang, men opregnet til et præferencetilnærmet niveau. Estimaterne for værdisætningen fremgår af Tabel 5-3.

Tabel 5-4 opsummerer resultaterne for de sundhedsmæssige gevinster ved scenariet med partikelfiltre for tunge køretøjer over 3,5 ton. Det fremgår, at værdien af de reducerede partikelemissioner opgjort i PM2.5 kan beregnes til årligt 131 mio. kr. indenfor den påtænkte miljøzone og 29,3 mio. kr. udenfor miljøzonen, i alt 160,3 mio. kr.

Tabel 5-3 Oversigt over dosis-respons funktioner og værdisætning for sundhedseffektslutpunkter relevante for PM2.5

Sundhedseffekt Dosis-respons i effekt/µg/m³ Enhedsværdii euro pr. tilfælde Euro pr. person- µgPM2.5/m³
Hospitals-indlæggelser:
- Luftvejssygdomme 0,346*10E-5 8041 0,0278
- Kredsløbssygdommeo.65 år 3,09*10E-5 11325 0,3499
- Karsygdomme i hjernen 8,42*10E-6 10786 0,0908
Kronisk bronkitis 7,8*10E-5 170385 13,290
Kronisk død pr år 7,68*10E-4 144001 110,593
-Lungekræft, sygd. 3,8*10E-4 19337 7,348
Astma, børn
- Brug af bronkodilatator 1,29*10E-1 28 3,559
-Hoste 445,7*10E-3 50 22,115
-Åndedrætssymptomer 1,72*10E-1 8 1,376
Astma, voksne
- Brug af bronkodilatator 2,72*10E-1 28 7,5034
-Hoste 2,8*10E-1 50 13,893
-Åndedrætssymptomer 1,01*10E-1 8 0,808
Dage med nedsat aktivitet (RAD) 4,2*10E-2 189 7,938

Tabel 5-4 Reducerede velfærdsøkonomiske sundhedsomkostninger

Aggregeret værdi for fortrængte velfærdsøkonomiske sundhedsomkostninger (PM2.5) mio. kr.
Indenfor miljøzonen 131,0
HT, udenfor miljøzonen 29,3
i alt 160,3

5.7.2 Samfundsøkonomiske omkostninger

De samfundsøkonomiske omkostninger afhænger dels af antallet af køretøjer, som bliver påvirket af et krav om obligatoriske partikelfiltre, dels af prisen for eftermontering af disse filtre.

Ørestadstrafikmodellen (OTM) kan opgøre antallet af kørte kilometer for tunge køretøjer, men kan ikke fordele disse på antal køretøjer. Københavns Kommune har anslået, at 15-20.000 tunge køretøjer vil blive påvirket af ordningen. COWI har i et mere detaljeret studie af vognparkens sammensætning og alder vurderet, at krav om partikelfiltre vil betyde, at en del udtjente og fuldt afskrevne køretøjer vil blive fornyet, mens i alt 8.200-11.800 lastbiler vil få eftermonteret filtre (COWI, 2004).

Prisen for eftermontering af partikelfilter varierer med størrelse og alder for det konkrete køretøj, og vurderes generelt til at udgøre 30-60.000 kr. Generelt stiger prisen med køretøjets tonnage, men det gør partikelforureningen også. Der har derfor været diskussion om, hvilken pris der bør tages udgangspunkt i ved en samfundsøkonomisk analyse. Erfaringen fra cost-benefit analyser i USA viser desuden, at teknologiomkostninger ofte overvurderes (Morgenstern, 1999), især når der er tale om nye teknologier, hvor stordriftsfordele ved fremstillingen endnu ikke er slået igennem på prisen, hvilket er tilfældet med partikelfiltre. Partikelfiltre som monteres samtidigt med køretøjets fremstilling er væsentligt billigere i anskaffelse end eftermonterede filtre.

Derfor beregnes her en break-even pris for et partikelfilter, således at de samlede samfundsøkonomiske omkostninger netop modsvarer de beregnede samfundsøkonomiske gevinster ved reduktion af partikelforureningen.

Der regnes med, at partikelfiltre har en levetid og afskrivningsperiode på 7 år, svarende til køretøjets. Der beregnes både budgetøkonomiske omkostninger og velfærdsøkonomiske omkostninger – sidstnævnte er med en diskonteringsrente på 3 pct. Ved 11.800 køretøjer ligger break-even prisen for et partikelfilter i den samfundsøkonomiske analyse på 72.500 kr. Dette resultat må fortolkes således, at ved en forsigtig analyse, hvor der ses bort fra evt. skadelige effekter af ultrafine partikler og alene medtages de dokumenterede sundhedseffekter fra PM2.5, så vil der være en positiv samfundsøkonomisk gevinst, såfremt partikelfilterprisen i gennemsnit kan holdes under det beregnede beløb. Sålænge udgifterne ikke samlet udgør mere end 160 mio. kr. om året (inklusiv afskrivning), vil investeringen give et velfærdsøkonomisk overskud. Ved det lave estimat for antal køretøjer, som skal eftermontere partikelfilter (8.100), udgør break-even prisen for et partikelfilter 104.000 kr.

Det bemærkes, at analysen forsigtigt har antaget, at filtrene i praktisk brug har en effektivitet på 80 pct., idet der her er taget hensyn til at nogle filtre ikke fungerer optimalt hele tiden eller er beskadiget. Da partikelfiltre fjerner mere 95 pct. af de skadelige partikler under optimale forhold, vil en højere effektiv driftstid kunne øge break-even prisen for et partikelfilter med op til 25 pct.

I analysen er ikke medtaget den positive samfundsøkonomiske gevinst af køretøjernes færdsel udenfor HT-området, da der ikke foreligger de nødvendige data for køretøjernes ærinder og kørsel i andre tæt bebyggede områder. I det omfang køretøjerne fragter gods fra andre bysamfund med høj befolkningstæthed, vil de velfærdsøkonomiske gevinster blive øget.

5.8 Konklusion

DMU's luftkvalitets- og eksponeringsmodeller er under projektet videreudviklet til at omfatte partikler. Modelberegningerne kan fx. bruges til at belyse effekten af planlagte emissionsbegrænsende foranstaltninger på partikelkoncentrationer i såvel bybaggrund som på gadeniveauer. Modellerne er anvendt til at give en foreløbig vurdering af effekten af indførelse af miljøzoner i København. Beregningerne tjener kun som demonstration af modellering af luftkvalitet, eksponering, samt samfundsøkonomi, idet mere detaljerede beregninger samt målinger er nødvendige for at give en mere komplet vurdering af effekten af miljøzoner.

Der er gennemført luftkvalitetsberegninger for partikelantal (ToN), PM2.5 og PM10 for 2003 for bybaggrund for en referencesituation og et scenarium, hvor det er forudsat, at alle lastbiler inden for den foreslåede miljøzone har partikelfiltre. Luftkvalitetsberegninger er gennemført som bybaggrundsberegninger med UBM modellen på et gitternet, som dækker hele Hovedstadsområdet opdelt i 1x1 km² gitterceller.

I beregningerne forudsættes det, at filterne i gennemsnit under praktiske driftsforhold kan reducere partikler fra udstødningen med 80%.

Effekten af en miljøzone er meget begrænset for PM2.5 og PM10 i bybaggrunden, idet PM2.5 og PM10 kun reduceres med maksimalt 1,9 %. Det forholder sig anderledes for koncentrationen af partikelantallet. Beregningsresultaterne for det nuværende niveauer af ToN, samt den procentvise ændring i koncentrationer, som forventes som følge af partikelfiltre på tunge køretøjer i miljøzonen, vil være en reduktion på 10-25% inden for miljøzonen, men meget mindre uden for zonen.

Beregninger er ligeledes gennemført for gader med gadeluftkvalitetsmodellen OSPM. Den gennemsnitlige reduktion af gadekoncentrationen er hhv. 4 % og 6 % for PM10 og PM2.5 ved introduktion af partikelfiltre. Den gennemsnitlige reduktion af gadekoncentrationen (antal) ved introduktion af partikelfiltre er 13%-20% afhængig af antagelsen om forholdet ToN/NOX for tunge køretøje, som er noget usikkert.

Som demonstration af modelerne er der gennemført en samfundsøkonomisk vurdering af indførelse af partikelfiltre i miljøzonen. En sådan vurdering baserer sig på ændringen i luftkvalitet og befolkningseksponering, som følge af partikelfiltre. Herefter anvendes dosis-respons sammenhænge til at bestemme ændringen i sundhedsbelastningen, som prissættes ud fra økonomiske enhedspriser. Denne vurdering har alene taget udgangspunk i PM2.5, idet eksisterende dosis-respons sammenhænge er baseret på PM2.5. I den forbindelse er derfor gennemført beregninger af ændringen i befolkningseksponeringen for PM2.5 ved introduktion af partikelfiltre, idet dette mål indgår i forbindelse med vurdering af de velfærdsøkonomiske fortrængte sundhedsudgifter. Dette er gjort for bybaggrundsniveau.

Såfremt median-værdierne for antal køretøjer og anskaffelsespris for partikelfilter anvendes, vil omkostningen ved miljøzonen udgøre 84 mio. kr. årligt, men da gevinsten i fortrængte sundhedseffekter er beregnet til 160 mio. kr. årligt, vil det velfærdsøkonomiske overskud ved tiltaget udgøre 76 mio. kr. om året.

Det bedste estimat for den velfærdsøkonomiske gevinst på miljøzonen er følsomt overfor antallet af køretøjer, partikelfilterets praktiske effektivitet og mulige gevinster i andre bysamfund. I analysen er anvendt forsigtige antagelser, således at det velfærdsøkonomiske overskud fremstår som en nedre grænse, idet det ikke har været muligt kvantitativt at inddrage gevinsterne ved reduktion af ultrafine partikler. Vurdering har kun taget udgangspunkt i reduktion af PM2.5, og det ikke har været muligt at inddrage de gavnlige effekter m.h.t. til reduktionen af de ultrafine forbrændingspartikler, hvorfor de sundhedsmæssige gevinster må anses for at være væsentligt underestimeret.

 



Version 1.0 Oktober 2005, © Miljøstyrelsen.