| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Analyse af Danmarks muligheder for at reducere emissionerne af NOx i 2010

4 Fremskrivning af NO_x-emissioner

• 4.1 Indledning
• 4.2 Stationære kilder
  • 4.2.1 Brændselsforbrug
  • 4.2.2 Emissionsfaktorer
  • 4.2.3 Emissioner
• 4.3 Transportsektoren
  • 4.3.1 Vejtrafikken
  • 4.3.2 Andre mobile kilder
  • 4.3.3 Sammenfatning mobile kilder
• 4.4 Fremskrivning for samtlige kilder

4.1 Indledning

Et af de vigtigste redskaber til sikring af overholdelse af en international aftale om et emissionsloft er en vurdering af, hvordan udviklingen inden for det berørte område kunne tænkes at forløbe. For NO_x, der primært stammer fra forbrænding af brændsler i faste eller mobile anlæg, vil fremskrivning af energiforbruget være det vigtigste grundlag, men energiprognoserne skal nødvendigvis omsættes til resulterende emissioner. Til beregning heraf kræves der kendskab til de omstændigheder forbrændingen sker under og dette sammenfattes i de såkaldte emissionsfaktorer. Beregningen af de resulterende emissioner i fremtiden kræver således en detaljeret viden om forventningerne til energiforbruget i en lang række sektorer og til de omstændigheder hvorunder energiforbruget foregår.

Miljøstyrelsen tog i 2000 initiativ til, at der på DMU, der er ansvarlig for den nationale database for emissioner til luften, blev udviklet et modelværktøj, der ud fra energiprognoser m.v. vil være i stand til at give den mest troværdige fremskrivning af emissionen af NO_x fra danske kilder. Det dengang udviklede modelværktøj er anvendt til fremskrivningerne i dette kapitel.

Med relativt begrænsede ressourcer, kan det udviklede modelværktøj med fordel anvendes til at gennemføre konsekvensberegninger af helt nye energiplaner eller ændringer af eksisterende.

I dette kapitel gives der en kortfattet beskrivelse af resultaterne af den seneste fremskrivning. En mere detaljeret beskrivelse af forudsætningerne for beregningerne, beregningsmetoderne, emissionsfaktorer m.v. er beskrevet i en speciel rapport fra DMU.

Af hensyn til overskueligheden præsenteres de stationære kilder og de mobile kilder for sig og med en sammenfatning af samtlige kilder sidst i kapitlet.

Fremskrivninger, der rækker op til 25 år frem i tiden, er naturligvis forbundet med store usikkerheder. De foretagne fremskrivninger er derfor alene baseret på den bedst mulige viden på nuværende tidspunkt.

4.2 Stationære kilder

Fremskrivningen af NO_x-emissionerne fra 2004 til 2030 omfatter udover de brændselsrelaterede emissioner også emissioner, der ikke stammer fra forbrændingsprocesser (se nærmere herom i det indledende afsnit til kapitel 2 om Nationale Kilder).

4.2.1 Brændselsforbrug

Energiforbruget i modellen er baseret på Energistyrelsens officielle fremskrivning af energiforbruget udarbejdet som led i ”Energistrategi 2025” (Energistyrelsen, 2005a), revideret primo 2006, og energifremskrivningen for store el- og fjernvarmeanlæg fra 2004 til 2030 er baseret på Energistyrelsens særlige model for fremskrivning af el- og varmeproduktionen (RAMSES) (Energistyrelsen, 2005b). Undtaget er brændselsforbrugene for to store industrikilder, Ålborg Portland og Holmegård Glasværk, der i stedet er baseret på oplysninger fra virksomhederne og Danmarks Statistik for 2003. De anvendte brændselsforbrug fordelt på sektorer og brændselstyper fremgår af Illerup et al. (2005).

Beregningsmæssigt er kilderne delt op i dels anlæg større end 25 MW-elektrisk effekt samt de to industrikilder og dels alle øvrige kilder. Brændselsforbrug i denne restgruppe er beregnet ud fra Energistyrelsens generelle energifremskrivning fratrukket de mobile kilders energiforbrug og de store kilders energiforbrug dvs. anlæggene over 25 MW_el og de to store industrikilder.

Emissionsfremskrivningen er baseret på den mængde brændsel som forventes at blive forbrændt på danske værker og er altså ikke korrigeret for international handel med elektricitet. For værker større end 25 MW_el er det fremskrevne brændselsforbrug specificeret tillige med anlægsspecifikke emissionsfaktorer.

Brændselsforbruget for perioden 2005 – 2030 fordelt på brændselstyper er vist i tabel 4.1. Som det fremgår af tabellen, er de to vigtigste brændselstyper kul og naturgas i hele perioden. Efter 2015 regnes med et fald i kulforbruget og en næsten tilsvarende stigning i naturgasforbruget. I 2030 er naturgas ifølge prognosen det langt vigtigste brændsel.

Tabel 4.1 Prognose for brændselsforbrug (i PJ) i udvalgte år

Kraft- og fjernvarmeværker tegner sig for ca. halvdelen af brændselsforbruget og fra 2015 sker der en kraftig stigning i anvendelse af naturgasfyrede combined cycle-anlæg på bekostning af konventionelle kulfyrede kraftværker.

For så vidt angår energiforbruget til eksport af elektricitet til vore nabolande forventes eksporten at klinge af efter 2010, således at energiforbruget hertil kun udgør nogle få procent af det samlede energiforbrug. Baggrunden for forventningen om den mindre eleksport er, at der de kommende år sker en betydelige udvidelse af produktionsapparatet i Sverige og Finland. Import og eksport af elektricitet kan dog varierer betydeligt for de enkelte år, og stor eksport i 2010 vil kunne betyde større brændselsforbrug end antaget i fremskrivningen.

4.2.2 Emissionsfaktorer

For at kunne beregne den resulterende emission ud fra brændselsforbruget anvendes emissionsfaktorerne, der indeholde en samlet karakteristik af de forhold, hvorunder forbrændingen sker og evt. tekniske tiltag for reduktion af emissionen af NO_x.

Emissionsfaktorerne for eksisterende kraftværker er baseret på oplysninger fra Energi E2 og ELSAM om forventede emissioner i 2010. For nye værker idriftsat efter 2010 er anvendt emissionsgrænseværdierne i bekendtgørelserne om store fyringsanlæg (Bek. nr. 808 af 25. september 2003) og affaldsforbrænding (Bek. nr. 162 af 11. marts 2003). For industrianlæggene er emissionsfaktorerne baseret på virksomhedernes grønne regnskaber og fremskrivning af emissionerne.

For de mindre kilder er der som udgangspunkt anvendt de emissionsfaktorer, DMU tidligere har anvendt suppleret med fremtidige stramninger af emissionsgrænseværdierne givet i Luftvejledningen (Miljøstyrelsens vejledning nr. 2 fra 2001), bekendtgørelsen om affaldsforbrænding (Bek. nr. 162 af 11. marts 2003) og bekendtgørelsen om gasmotorer/turbiner (Bek. nr. 621 af 23. juni 2005). Energifremskrivningerne er ikke på så detaljeret sektorniveau som de historiske emissionsopgørelser. Flere af fremskrivningens NO_x emissionsfaktorer er derfor aggregerede faktorer baseret på en energimæssig vægtning af de relevante emissionsfaktorer.

Emissionsfaktorerne for kraft- og kraftvarmeværker større end 50 MW er langt overvejende beregnet ud fra anlægsspecifikke oplysninger, men en lille rest brændsel for denne kategori er beregnet ud fra aggregerede faktorer.

4.2.3 Emissioner

Den resulterende emission af NO_x beregnes ud fra brændselsforbruget multipliceret med emissionsfaktoren for de enkelte kilderkategorier og den tilhørende emissionsfaktor. De resulterende emissioner af NO_x for perioden 2005 – 2030 er vist i tabel 4.2. Emissionerne for 1990 og 2000 er medtaget for at vise udviklingen.

De estimerede NO_x-emissioner for alle kilder fremgår af Illerup et al. (2005), hvor også brændselsforbrug og emissionsfaktorer er anført. Tabel 4.2 angiver de totale emissioner fra stationære kilder fordelt på sektorer.

Tabel 4.2 NO_x emissioner (i 1000 ton) for stationære kilder i udvalgte år fordelt på sektorer

For flaring i offshoresektoren ses der et kraftigt fald i NO_x-emissionen fra 2000 – 2005. Faldet skyldes en ændring af emissionsfaktoren i emissionsfremskrivningen. Emissionsfaktoren er dog meget usikker og er derfor ikke indarbejdet i de historiske opgørelser.  I industrigruppen indgår emissionen fra cementproduktionen med en væsentlig andel, ca. 9.000 tons indtil 2002. I 2010 er der regnet med en emission på 8.000 tons NO_x, men mere detaljerede vurderinger har efterfølgende vist at emissionen mere retvisende kan estimeres til ca. 6.700 tons NO_x, og med mulige yderligere reduktioner fremover.

De totale NO_x-emissioner fra stationære kilder stiger fra 2005 til 2015, hvorefter der ses et fald frem til 2020. Fra 2020 til 2030 er emissionerne næsten konstante. Stigningen i emissionerne fra 2005 til 2015 skyldes, at det totale brændselsforbrug stiger, herunder stiger naturgas mest, som det fremgår af tabel 4.2, hvorefter det totale brændselsforbrug er næsten konstant. At NO_x emissionerne falder, selvom brændselsforbruget er stort set uforandret, skyldes en udbygning med naturgasfyrede combined cycle anlæg og et næsten tilsvarende fald i anvendelse af kul i kraftværkskedler.

Generelt ses et markant fald i NO_x-emissionen for de centrale værker større end 25 MW_el, Dette skyldes, at for gasturbiner (combined cycle-anlæg) større end 50 MWth er emissionsfaktoren 42 g/GJ, mens de eksisterende kulkraftværker med SCR - som delvis vil blive erstattet af combined cycle-anlæg - typisk har emissionsfaktorer på 60-70 g/GJ.

NO_x-emissionerne fra turbiner anvendt i offshoreoffshore industrien stiger markant og mere end fordobles fra 2005 til 2015, hvilket skyldes et stigende energiforbrug i denne sektor for at kunne udnytte vanskeligt tilgængelige reserver i den danske undergrund. En relativ høj emissionsfaktor for

offshore turbiner og det stigende energiforbrug gør at offshore industrien kommer til at bidrage med op til 30 % af de totale emissioner for stationære anlæg frem til 2030.

På grund af de generelt lave emissionsfaktorer for naturgas er NO_x-emissionerne fra industrielle forbrændingsanlæg næsten konstante i fremskrivningsperioden selv om der ses en lille stigning i energiforbruget.

4.3 Transportsektoren

Denne sektor omfatter flere millioner enheder i Danmark, fra de største skibe i indenrigsfart over personbilerne til de motoriserede haveredskaber i private husholdninger. Samlet set udgør de mobile kilder i transportsektoren mere end halvdelen af de forventede emissioner af NO_x i 2010. Omkring 75.000 tons mod omkring 60.000 tons fra de stationære kilder.

Sektoren er i øvrigt karakteriseret ved, at langt den største del af motorerne er underlagt gældende eller kommer emissionsstandarder i EU-direktiver, som er baseret på totalharmonisering, hvilket indebærer, at de enkelte lande ikke kan stille strengere krav end anført i direktiverne, men alene har mulighed for at fremskynde ikrafttrædelse af allerede vedtagne emissionsstandarder. For 2010 skønnes det, at ud af de godt og vel 77.000 tons NO_x vil næsten 70.000 komme fra mobile kilder, der er reguleret via EU-direktiver.

Emissionerne fra skibe og fly i international trafik ikke er omfattet af NEC-direktivet og er ikke inkluderet i fremskrivningerne.

Selvom det i princippet er de samme motortyper, der anvendes i vejgående og i ikke-vejgående køretøjer behandles de to sektorer hver for sig. I nedenstående tekst er der givet en kortfattet beskrivelse af de to sektorer med den forventede udvikling i energiforbruget og de resulterende emissioner af NO_x for perioden 2005 – 2030. En mere detaljeret beskrivelse af beregningsmetoder, udgangsmateriale, emissionsstandarder m.v. kan findes i Illerup et al (2005).

For at give et indtryk af udviklingen i NO_x-emissionerne er de historiske emissioner for 1990 og 2000 ligeledes anført. På grund af en ændring i kildekategoriseringen mellem de historiske emissioner i kapitel 2 og dette kapitel, kan der forekomme mindre afvigelser i emissionstallene, der skyldes rent metodiske forhold, og som derfor ikke er udtryk for forskelle i de reelle emissioner.

4.3.1 Vejtrafikken

Denne kategori omfatter alle køretøjer, der må køre på vejene: Personbiler, varebiler lastbiler, busser, motorcykler og knallerter og omfatter alle brændstoffer.

Det modelværktøj (COPERT III), der er anvendt til beregninger af emissioner fra vejtrafikken, er stillet til rådighed af EU-kommissionen og bruges af en række lande i EU. Modellen indeholder en beskrivelse af alle de nødvendige komponenter, der skal tages hensyn til ved beregning af emissionerne, som fx antal køretøjer, deres årskørsler, emissionsfaktorer og energiforbrug. De emissionsfaktorer, der indgår i beregningerne, tager udgangspunkt i målinger foretaget under standardiserede forhold. Der er herefter foretaget en omregning til aktuelle kørselsforhold.

Oplysninger om bestands- og trafikdata til fremskrivningerne er leveret af Vejdirektoratet, mens data om det forventede energiforbrug i vejtrafikken frem til 2030 strammer fra Energistyrelsens officielle energiprognose Energistrategi 2025.

Resultatet af beregningerne af de historiske emissioner (1990-2000) samt af de fremtidige emissioner (2005-2030) fra vejtrafikken er vist i tabel 4.3.

Tabel 4.3 Energiforbrug (i PJ) og emissioner (i 1000 tons NO_x) for vejtrafik i udvalgte år

Det samlede energiforbrug for vejtrafikken forventes at stige med 17 % fra 2005 til 2030. Materialet bag fremskrivningerne viser for personbiler en mindre stigning i benzinforbruget fra 82 PJ i 2005 til 91 PJ i 2030 og en betydelige større stigning i dieselforbruget fra 17 PJ i 2005 til 37 PJ i 2030. Personbilerne har det største energiforbrug, fulgt af varebiler og lastbiler. De to sidstnævnte sektorer har næsten lige store energiforbrug. Busserne og især de tohjulede køretøjer har meget små andele af det samlede energiforbrug.

Fra 2005 til 2030 falder vejtrafikkens NO_x-emission samlet med 76 % pga. de gradvist skærpede grænseværdier for køretøjernes emissioner af NO_x.

I alle årene er personbilerne den største kilde til vejtrafikkens NO_x-emission, fulgt af lastbiler, varebiler og busser. De tohjulede køretøjers emissioner bidrager kun marginalt til den samlede NO_x-emission. Det største relative emissionsfald ses for busser (80 %) og lastbiler (76 %), mens personbilers og varebilers emissioner i samme periode falder med 76 % henholdsvis 74 %. Her er hovedårsagen emissionseffekten af den fremtidige EURO 5 norm, hvor der i overensstemmelse med EU Kommissionens forventninger er regnet med et fald i emissionsgrænseværdien for personbiler og varebiler på 25 % for benzin og på 20 % for diesel ved skiftet fra EURO 4 til EURO 5.

4.3.2 Andre mobile kilder

Denne kategori omfatter ikke-vejgående køretøjer, samt kilder inden for skibsfart og luftfart. De ikke-vejgående køretøjer deles op i traktorer, mejetærskere, entreprenørmaskiner, trucks, fritidsfartøjer, lokomotiver og haveredskaber. Den samlede NO_x-emission fra andre mobile kilder er i 2010 anslået til ca. 37.000 tons.

Emissionerne for andre mobile kilder beregnes som produktet af emissionsfaktorer og energiforbrug. Energiforbrugsdata er taget fra Energistyrelsens officielle energiprognose. Kilden til energi- og emissionsfaktorer for vejtrafik er EU emissionsmodellen COPERT III, og for arbejdsredskaber- og maskiner samt fritidsfartøjer er kilden Institut fur Energi und Umwelt, BerlingDe resterende transportkategoriers energi- og emissionsfaktorer er taget fra de af EU og UNECE accepterede metodemanualer.

Energiforbruget og emissionerne fra arbejdsredskaber og -maskiner samt fritidsfartøjer beregnes for hver maskintype under hensyntagen til bl.a. antal, størrelse og årlig driftstid. Bestands- og driftsdata stammer fra DMU’s undersøgelser.

Resultatet af beregningerne for såvel de historiske emissioner (1990-2000) samt de fremtidige emissioner fra andre mobile kilder end vejtrafikken er vist i tabel 4.4.

Tabel 4.4 Energiforbrug (i PJ) og emissioner (i 1000 tons NO_x)i udvalgte år for andre mobile kilder

Det samlede energiforbrug for andre mobile kilder falder med 3 % fra 2005 til 2030. Maskinerne inden for landbrug og skovbrug har omtrent lige store energiforbrug, dernæst følger fiskeri, national skibstrafik, husholdninger, jernbane, indenrigsfly, militær, fritidsfartøjer og skovbrug med faldende andele af det samlede energiforbrug.

Fra 2005 til 2030 falder andre mobile kilders NO_x-emission samlet med 37 %, især pga. de gradvist skærpede grænseværdier for arbejdsredskaber og –maskiner inden for landbrug og industri. Disse to sektorers emissionsreduktion udgør henholdsvis 60 % og 38 % af den samlede emissionsreduktion for andre mobile kilder.

Som følge af de begrænsede fiskeressourcer og væsentlige reformer i form af vedtagelse af en ny regulering for fiskeriet har Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri oplyst må man forvente en nedgang i antallet af fiskerfartøjer i de kommende år, og dermed en lavere NO_x emission. På nuværende tidspunkt kan der ikke gives et sikkert skøn over udviklingen, og dermed den forventede NO_x emission for fiskerfartøjer. Fiskerisektoren er derfor tillagt et uændret energiforbrug og dermed NO_x-emission i perioden 2005 - 2030.

4.3.3 Sammenfatning mobile kilder

Den følgende tabel 4.5 viser energiforbruget og de beregnede NO_x-emissioner for vejtrafik og andre mobile kilder i henhold til det rapporteringsformat, der anvendes inden for FN’s klimakonvention.

Tabel 4.5 emission (i 1000 tons NO_x) for alle mobile kilder

Det ses, at for de mobile kilder sker der samlet reduktion i emissionen af NO_x på 115.900 tons i perioden 1990 – 2030. Langt den største reduktion sker inden for vejtrafikken – på trods af et øget energiforbrug - og for ikke-vejgående køretøjer (industri og skov- og landbrug) og skyldes de stadigt skærpede emissionskrav.

4.4 Fremskrivning for samtlige kilder

Resultatet af fremskrivningerne for henholdsvis de stationære kilder og de mobile kilder fremgår af de respektive ovenstående afsnit. I tabel 4.6 er beregningerne sammenfattet og udtrykker således for alle danske kilder den forventede udvikling fra 1990 til 2030.

Tabel 4.6 Emission (I 1000 tons NO_x ) fra samtlige kilder i perioden 1990 – 2030

Det ses, at i perioden 1990 – 2030 forventes der et fald i den samlede NO_x-emission på 171.000 tons eller 63 %.

For perioden 1990 – 2010 forventes der tilsvarende en reduktion på ca. 138.000 tons NO_{x for} alle kilder, og for de stationære kiler er reduktionen på 57.000 tons mod 80.000 tons for de mobile kilder.

Manko i forhold til NEC-direktivet

I efteråret 2004, da NO_x arbejdsgruppen var i starten af sit arbejde, var forskellen mellem den officielle fremskrivning af den samlede NO_x emission i 2010 og emissionsloftet på ca. 40.000 tons. Siden har man fået mere viden om NO_x-emissionen fra de mobile kilder, som har ført til en nedjustering af den samlede vurdering af emissionen fra disse kilder.

Hertil kommer, at regeringsbeslutninger i 2005 på områder, som ikke direkte sigter på at begrænse NO_x emissionen, i den reviderede fremskrivning vurderes at påvirke NO_x emissionen i nedadgående retning. Det drejer sig om regeringens nye Energistrategi og Energispareplan. I samme retning trækker den med Finansloven for 2006 vedtagne ændring af energiafgifterne (se nærmere herom i afsnit 3.2.8).

Effekten af afgiftsændringen er dog usikker og afhængig af de konkrete vejrforhold, herunder nedbørsmængder i Norge og Sverige og vindforhold i Danmark.

Som angivet i afsnit 4.2.3. er der for Aalborg Portland i modelberegningerne til fremskrivningerne regnet med en konstant emission af NO_x på 8.000 tons om året fra og med 2010. Miljøstyrelsen har i august 2005 meddelt virksomheden en ny miljøgodkendelse, der også indeholder reviderede bestemmelser, som vil have betydning for virksomhedens fremtidige emission af NO_x. For 2010 vurderes det at emissionen af NO_x ikke vil overstige 6.700 tons eller 1.300 tons mindre end indregnet i DMU’s fremskrivningsmodel pr. 1. marts 2006.

Tabel 4.7 Emission (I 1000 tons NO_x) i 2010 og 2015

Det fremgår af tabel 4.7, at de forventede emissioner af NO_x i 2010 vil være omkring 134.000 tons. Denne fremskrivning er baseret på Energistyrelsens i foråret 2006 opdaterede energifremskrivning. Den forventede manko i 2010 er hermed reduceret til omkring 7.000 tons.  I 2015 forventes de samlede NO_x emissioner oven i købet at være ca. 3.000 tons lavere end emissionsloftet.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.