Kostnadsnyttoanalys av kväveutsläppsområden i Östersjön och Nordsjön med fokus på Sverige

Transkript

1 NR U 4976 NOVEMBER 2014 RAPPORT Kostnadsnyttoanalys av kväveutsläppsområden i Östersjön och För Naturvårdsverket Stefan Åström, Katarina Yaramenka, Hulda Winnes och Erik Fridell

2 Författare: Stefan Åström, Katarina Yaramenka, Hulda Winnes och Erik Fridell På uppdrag av: Naturvårdsverket Rapportnummer: U 4976 IVL Svenska Miljöinstitutet 2014 IVL Svenska Miljöinstitutet AB, Box , Stockholm Tel: Fax: Rapporten har granskats och godkänts i enlighet med IVL:s ledningssystem

3 Innehållsförteckning Sammanfattning Introduktion Vilka tekniker finns tillgängliga för att minska utsläpp av NO x och SO 2? SO Kväveoxider Bränsleskifte till LNG Erfarenheter från tidigare studier Avgränsningar & Antaganden Avgränsningar Antaganden Kort information om scenarierna Metod & Material Scenarioanalys Scenariospecifikation Impact Pathway approach, Resultat Utsläpp Åtgärdskostnader Hälsoeffekter Samhällsekonomisk nytta av och skador på grödor Minskade hälsoeffekter och nytta för Sverige Deposition av oxiderat kväve över Sverige Känslighetsanalyser Påverkan på utsläpp Påverkan på åtgärdskostnader Påverkan på monetariserad miljönytta Påverkan på deposition av oxiderat kväve över Sverige Diskussion Slutsatser

4 8 Referenser Appendix Appendix

5 Tabellförteckning Tabell 1. Tidigare inventeringar och prognoser av fartygsemissioner i Nordsjön & Engelska kanalen och Östersjön Tabell 2. Jämförelse mellan antaganden om tillväxt, effektivitetsökning och livslängd på fartyg i olika studier. Notera att Hammingh et al. (2012) och UNCTAD använder medelålder och Kalli et al använder livslängd Tabell 3: Tidigare analyser av åtgärdskostnader och kostnadsnyttoanalys av utsläppskontrollområden Tabell 4: Fördelning av utsläpp från Östersjö och Nordsjöländers fartygstrafik (nationell sjöfart) Tabell 5: Specifikation av analyserade scenarier år Tabell 6: Genomsnittlig installerad motoreffekt i de tre storleksgrupperna använda i denna studie Tabell 7: Investeringskostnad per reningsteknik, fartygsstorlek och motortyp Tabell 8: Motors livstid (viktad på antal fartyg från Mariterm och livstid per fartygstyp i Kalli et al. (2013)) Tabell 9: Bränslepriser använda i centralanalyserna Tabell 10: Specifik bränsleanvändning (SFC) [gram bränsle/kwh motoreffekt] Tabell 11: Värmevärden hos bränslen Tabell 12: Bränslestraff reningsteknik Tabell 13: De viktigaste övriga kostnadsparametrarna för SCR-teknik Tabell 14: de viktigaste kostnadsparametrarna för EGR+WIF-reningsteknik Tabell 15: De viktigaste kostnadsparametrarna för beräkning av kostnad för skrubber för rening av svavel Tabell 16. Medellivslängd, ökning och effektivitetsökning för de fartygstyper som används i analysen Tabell 17: Bränsleförbrukningsdata för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. 31 % allokerades till Östersjön och 69 % till Nordsjön & Engelska kanalen (Jonson et al. 2014) Tabell 18: Åldersfördelning av total bränsleanvändning år 2030 av fartygsflottan i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Tabell 19. NO x minskning för olika fartygskategorier i de olika regleringsstegen Tabell 20: Andel av den årliga driftstiden till havs under ett år som fartyg i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen spenderar i NECA år 2030, uppdelat på olika storlek på fartyg (se Tabell 6) Tabell 21: Fördelning av motortyp per fartygskategori Tabell 22: Hälsoeffekter kopplade till exponering av partiklar Tabell 23: Ekonomiskt värde kopplade till hälsoeffekter från exponering av partiklar. De ekonomiska värdena är överdrivet noggranna vilket är ett resultat av växelkursjusteringar av originalvärden. Detta justeras för vid presentation av studiens resultat Tabell 24: Scenariospecifika utsläpp av NO x, PM 2,5, SO 2, och CO Tabell 25: Scenariospecifik minskning av utsläpp relativt utsläpp år 2030 i Huvudprognosen Tabell 26: Totala åtgärdskostnader i de studerade scenarierna Tabell 27: Ökning i åtgärdskostnad i de studerade scenarierna Tabell 28: PM-relaterade hälsoeffekter år 2030 för de olika utsläppscenarierna

6 Tabell 29: Minskade hälsoeffekter år 2030 som konsekvens av införande av NECA år Tabell 30: Samhällsekonomisk nytta genom i Europa p.g.a. NECA Tabell 31: Samhällsekonomisk nytta år 2030 genom minskade skördeskador p.g.a. införande av NECA år Tabell 32: Nettonytta 2030 p.g.a. minskade utsläpp genom NECA (hälsa och miljö).. 40 Tabell 33: Nytto-kostnadskvot av scenarierna för olika värden på nytta och åtgärdskostnad Tabell 34:Minskning av hälsoeffekter i Sverige år 2030 som följd av att NECA införs år Tabell 35: Monetariserade värden för för Sverige Tabell 36: Deposition av oxiderat kväve över Sverige år Tabell 37: Genomförda känslighetsanalyser Tabell 38: Påverkan på utsläpp av tidigt införande av NECA eller 100 % nya LNGdrivna fartyg Tabell 39: Totala åtgärdskostnader för scenarier med NECA införande år Tabell 40: Totala åtgärdskostnader för scenario med LNG i alla nya fartyg (NECA införande år 2021) Tabell 41: Totala åtgärdskostnader för scenario med höga investeringskostnader för skrubbrar Tabell 42: Totala åtgärdskostnader för scenario med låga bränslepriser (HF /t, LNG /t, MD /t) Tabell 43: Totala åtgärdskostnader för scenario med höga bränslepriser (HF /t, LNG /t, MD /t) Tabell 44: Totala åtgärdskostnader för scenarier med hög investeringskostnad för LNGmotor Tabell 45: Totala åtgärdskostnader för scenarier med maximalt antal timmar i NECA för alla fartygskategorier Tabell 46: Monetariserad miljö- och hälsonytta år 2030 av ett tidigt införande av NECA Tabell 47: Nettonytta år 2030 vid ett tidigt införande av NECA Tabell 48: Monetariserad miljö- och hälsonytta för Europa år 2030 av MFR Sverige eller om alla Tier III-fartyg vore LNG-drivna i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Tabell 49: Nettonytta för Europa år 2030 av MFR Sverige eller om alla Tier III-fartyg vore LNG-drivna i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Tabell 50: Sammanfattning av känslighetsanalyserna av europeiska kostnader och nyttor år 2030 p.g.a. NECA i Östersön och Nordsjön & Engelska kanalen...53 Tabell 51: Deposition av oxiderat kväve över Sverige år

7 Sammanfattning Utsläppen av kväveoxider (NO x), svaveldioxid (SO 2) och partiklar (PM) är stora från sjöfarten. I en artikel från 2007 beräknades att ca förtida dödsfall per år i världen orsakas av sjöfartens partikelutsläpp. Till skillnad från den minskande utsläppstrenden från landbaserade utsläppskällor beräknas utsläppen av NO x från den internationella sjöfarten i Europa att öka till 2030 ifall inte ytterligare åtgärder sätts in. Syftet med denna studie var att genomföra en kostnadsnyttoanalys år 2030 som följd av en eventuell införsel av kontrollområden för NO x-utsläpp (NECA) år 2021 i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen och båda regionerna samtidigt. Studiens resultat tjänar som underlag till Naturvårdsverkets arbete med fördjupad utvärdering av de svenska miljömålen, ett arbete som ska slutrapporteras från Naturvårdsverket till Miljödepartementet under sommaren Kostnadsnyttoanalysen genomfördes med hjälp av den metod som används av EUkommissionen i liknande studier (Impact Pathway Approach). Först beräknades en Huvudprognos som beskriver en förväntad framtida utveckling av utsläpp från sjöfarten, utsläppsspridning, hälsopåverkan orsakad av exponering för partiklar samt monetarisering av denna hälsopåverkan. Därefter beräknades utsläpp, åtgärdskostnader, hälsopåverkan, samt monetariserad nytta av för scenarier med olika tekniska lösningar avseende utsläppsrening. Scenarierna fokuserade på utsläppsminskning av NO x men tar hänsyn till att olika tekniska lösningar har olika påverkan på andra utsläpp såsom SO 2, och PM 2,5 (massan av partiklar med en aerodynamisk diameter mindre än 2,5 µm). Sjöfartens utsläpp av ammoniak (NH 3) är försumbara och bortses ifrån i denna analys. För att beräkna utsläpp och åtgärdskostnader användes tidigare dokumenterade metoder med uppdaterade dataunderlag. För att beräkna utsläppspridning och exponering använde vi GAINS-modellen. Vid beräkningar av miljö- och hälsoeffekter och monetariserad hälsonytta användes Alpha RiskPoll-modellen. Båda dessa modeller har använts av EUkommissionen vid liknande studier. De effekter som inkluderades i analysen var effekter på hälsa från långtida exponering för PM 2,5 och effekter på grödor genom NO x- utsläpps påverkan på ozonbildning. Ekosystemeffekter, såsom försurning, övergödning och biodiversitet, inkluderades inte i monetariseringen. Framtida utsläpp från landbaserade utsläppskällor baserades på senast tillgängliga utsläppsprognoser, vilka även används som underlag av EU-kommissionen till de pågående förhandlingarna om ett nytt utsläppstaksdirektiv. För år 2030 beräknar vi i vår Huvudprognos att utsläppen från sjöfart i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen blir 722 kton NO x, 6 kton PM 2,5 och 25 kton SO 2 om inte NECA införs. I denna prognos inkluderas att vissa fartyg börjar använda LNG-motorer under perioden fram till år Europas totala utsläpp från landbaserade källor år 2030 beräknas bli kton NO x, kton PM 2,5, kton SO 2 och kton NH 3. De totala utsläppen från havsregioner runt Europa (inkl. Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen) beräknas bli kton NO x, 118 kton PM 2,5 och 350 kton SO 2. Utsläppen från land och hav orsakar år 2030 hälsoeffekter motsvarande externa kostnader på miljarder 2010 årligen. 6

8 Enligt våra analyser skulle ett införande av ett NECA i enbart Östersjön år 2021 leda till minskningar av NO x-utsläppen från sjöfart år 2030 i Östersjön med ~46 kton NO x till en årlig åtgärdskostnad för sjöfarten av ~130 miljoner 2010 (~2,8 2010/kg). Förbättrad hälsa i Europa av denna utsläppsminskning motsvarar ett ekonomiskt värde på miljoner Minskade skador på grödor motsvarar ett värde på ~7 miljoner 2010 givet dagens skördevärde. Den monetära nettonyttan av NECA i Östersjön motsvarar ~ miljoner 2010 år 2030, med en nytto-kostnadskvot på 0,4-2,5. Ett motsvarande införande av NECA i enbart Nordsjön & Engelska kanalen skulle enligt denna studie innebära utsläppsminskningar på ~122 kton NO x år 2030 till en årlig åtgärdskostnad på ~189 miljoner Dessa minskade utsläpp skulle ge förbättrad hälsa i Europa till ett monetärt värde av ~ miljoner 2010 och minskade skador på grödor motsvarande 4 miljoner Effekten på grödor är mindre på grund av annan sammansättning av grödor samt skillnader i ozonbildningspotentialen av NO x-utsläpp mellan regionerna. Den monetära nettonyttan av NECA i Nordsjön & Engelska kanalen motsvarar ~ miljoner 2010, med en högre nytto-kostnadskvot på 1,8 10,1 mycket på grund av att den påverkade befolkningsmängden är större. Ett NECA i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen beräknas sänka reningskostnaderna per mängd renad NO x då fartygens reningsteknik kan användas ett större antal timmar om året. Utsläppen av NO x skulle minska med 168 kton till en årlig åtgärdskostnad av ~233 miljoner Det ekonomiska värdet på de minskade hälsoeffekterna skulle motsvara ~ miljoner 2010 och värdet på minskade skador på grödor motsvarar ett värde på ~11 miljoner Den monetära nettonyttan av NECA i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen motsvarar ~ miljoner 2010, med en nytto-kostnadskvot på 1,7 9,5. Störst effekt avseende minskning av externa kostnader och högst nytto-kostnadskvot fås alltså av ett NECA i Nordsjön & Engelska kanalen. Utgående från kostnader som samlats in i denna studie är det svårt att se att investering i LNG-drift är företagsekonomiskt motiverat. Dock visar känslighetsanalysen att ett större införande av LNG bland nya fartyg har stora samhällsekonomiska fördelar p. g. a. minskade utsläpp av PM och SO x. Situationen för Sverige Ett NECA i Östersjön ger större påverkan på depositionen av oxiderat kväve över Sverige än ett NECA i Nordsjön & Engelska kanalen. Detsamma gäller nyttan avseende hälsa hos svenskar. Tabell S1 ger en sammanfattning av effekterna för Sverige. 7

9 Tabell S1: Sammanfattning av påverkan på Sverige år 2030 om NECA införs i Östersjön eller Nordsjön & Engelska kanalen 2021, eller i båda samtidigt NO x deposition i Scenarionamn Sverige, mg/m 2 /år medel median Huvudprognos ,2 NECA Östersjön ,8 72,5 NECA Nordsjön ,3 NECA Östersjön & Nordsjön ,7 71,6 Minskade svenska hälsoeffekter i monetära termer (medelvärde) 0 9 miljoner miljoner miljoner 2010 Budskap till beslutsfattare Trots konservativa åtgärdskostnadsuppskattningar och endast partiell ekonomisk värdering av miljö- och hälsoeffekter kan både NECA i Nordsjön & Engelska kanalen och NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen vara samhällsekonomiskt motiverat år Resultaten i denna analys säkerställer inte att kostnaden för ett NECA i endast Östersjön kan motiveras med de värden på nytta för hälsa och miljö som vi inkluderat i denna analys. Men trots att de monetära värdena till största del fokuserar på hälsa så skulle minst 40 % ( %) av kostnaderna för att införa ett NECA i endast Östersjön kunna motiveras genom dess effekter på hälsa. NECA i Östersjön ger större positiva effekter för Sverige än ett NECA i Nordsjön & Engelska kanalen, både avseende hälsa och miljö. Ett gemensamt NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen skulle ge synergieffekter genom minskade åtgärdskostnader per ton utsläppsminskning. Dessutom, om LNG-motorer används mer än vi antagit i våra analyser skulle miljö- och hälsoeffekterna kunna bli ännu större genom ytterligare utsläppsminskning av partiklar och SO 2. 8

10 1 Introduktion Utsläppen av kväveoxid (NO x), svaveloxid (SO 2) och partiklar (PM) är stora från sjöfarten. I en omskriven artikel av (Corbett et al., 2007) beräknades att ca förtida dödsfall per år i världen orsakas av sjöfartens partikelutsläpp. I den debatt som var i samband med att EU:s svaveldirektiv infördes, angavs att de regionala reglerna ger ett betydande mervärde för samhället mätt i sparade människoliv och miljö. I en senare rapport från EEA konstateras att utsläppen av NO x inom en nära framtid kommer att vara lika stor från sjöfarten i Europa som från alla landkällor (European Environment Agency, 2013). Utsläppen av NO x bidrar till problem med försurning och övergödning samt även till bildandet av sekundära partiklar som bidrar till hälsorisker. År 2010 bidrog den internationella sjöfarten med 24 % av den totala depositionen av oxiderat kväve över Sverige (Fagerli et al., 2012), och denna andel väntas öka (Andersson, Andersson, Lagner, & Segersson, 2011). EU-kommissionen lämnade år 2013 ett förslag på ett nytt luftvårdspaket i syfte att möjliggöra för EU:s länder att kunna nå upp till ambitionsnivån i EU:s långsiktiga strategi för luftkvalitet. Paketet innehöll bl.a. förslag för kontroll av utsläpp från medelstora förbränningsanläggningar och förslag till ett reviderat utsläppstaksdirektiv. Däremot innehöll förslaget inte någon ytterligare kontroll av framtida utsläpp från den internationella sjöfarten, även om detta analyserades i underlaget till förslagen. I förslaget till reviderat utsläppstaksdirektiv finns däremot ett förslag om att länder ska kunna tillgodoräkna sig en femtedel av utsläppsminskningar från den internationella sjöfarten om dessa minskningar är mer ambitiösa än vad som antas i en basprognos. Sjöfartens utsläpp av svaveldioxid kommer från och med 1/ regleras med krav på användning av bränslen med en svavelhalt på mindre än 0,1 % (viktprocent) i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen (SECA-områden). Idag ligger gränsen på 1,0 % svavel för fartyg till sjöss och 0,1 % för fartyg vid kaj. För kväveoxider finns sedan länge diskussioner om att införa NO x-utsläppskontrollområden (NECA) i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen vilket skulle innebära att nya fartyg i framtiden kommer att ha betydligt lägre utsläpp. I dagsläget finns dock inget beslut om att införa sådana regler och det är oklart om det kommer och från när i så fall de skärpta reglerna i så fall skulle gälla. Det är dessutom inte helt klarlagt vilka konsekvenser ett NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen skulle få. Syftet med denna studie var att genomföra en kostnadsnyttoanalys år 2030 som följd av en eventuell införsel av kontrollområden för NO x-utsläpp (NECA) år 2021 i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen och båda regionerna samtidigt. Studiens resultat tjänar som underlag till Naturvårdsverkets arbete med fördjupad utvärdering av de svenska miljömålen, ett arbete som ska slutrapporteras från Naturvårdsverket till Miljödepartementet senast i september Rapportens upplägg I denna rapport presenteras först en genomgång av vilka reningstekniker som bör bli aktuella vid ett införande av NECA, följt av en litteraturgenomgång avseende andra studier som studerat införanden av NECA med presentation av viktigaste resultat för jämförelse. Detta följs av en specifikation av de viktigaste avgränsningarna och antagandena som är förutsättningar för studiens resultat. Därefter presenteras metodval och viktigaste data som använts för analysen. Efter detta presenteras resultat från scenarioanalyserna och diskussion av resultaten. I slutet av rapporten följer de slutsatser som kan dras. I denna rapport benämns havsregionen Nordsjön & Engelska kanalen ibland som Nordsjön för att spara plats. 9

11 1.1 Vilka tekniker finns tillgängliga för att minska utsläpp av NO x och SO 2? SO 2 I och med att det kommer införas strängare krav på högsta tillåtna svavelhalt i marina bränslen har intresset för olika lågsvavliga bränslen och reningsteknik för svaveldioxid ökat. De regler som beslutats i IMO och i EU tillåter reningsteknik som alternativ till lågsvavliga bränslen under förutsättning att emissionen till luft av SO 2 blir högst motsvarande vad det blir med bränslen av stipulerad svavelhalt. För SECA områden med krav på högst 0,1 % svavel (S) i bränslet från 2015 kommer det vanligaste alternativet att vara marin gasolja (MGO). Detta är ett destillatbränsle som har en svavelhalt runt 0,1 %. Detta bränsle har använts i begränsad omfattning inom sjöfarten sedan länge, men är ett betydligt dyrare alternativ än de tyngre eldningsoljor (HF) som vanligtvis används på fartyg 1. I liten men ökande omfattning används även förvätskad naturgas (LNG) som fartygsbränsle. LNG är naturgas som kyls ner tills det blir flytande. LNG innehåller mycket låga halter av svavel och kan därför användas i svavelskyddsområden. LNG används idag bland annat av färjan Viking Grace som går mellan Åbo och Stockholm. Inga andra lågsvavliga bränslen har testats i större skala. Försök görs med metanol vilket även det är ett bränsle med mycket låg svavelhalt. Om reningsteknik används för att avskilja svaveloxider från rökgasen kan fartygen fortsätta använda den billigare högsvavliga eldningsoljan. De metoder som finns tillgängliga baseras på skrubberteknik. Det finns idag tre huvudtyper av skrubbrar för marint bruk: öppna havsvattenskrubbrar, slutna vattenskrubbrar samt torrskrubbrar. Öppna skrubbrar använder havsvatten för att rena rökgasen från svaveloxider. Rökgasen leds igenom en spray av havsvatten där svaveloxiderna fångas upp av saltvattnet och bildar sulfater. Havsvatten har en naturlig alkalinitet, vilket gör det lämpligt som skrubbervätska eftersom syrorna från svavlet neutraliseras. Alkaliniteten är lägre i det bräckta Östersjövattnet än i havsvatten med normal salthalt och öppna skrubbrar fungerar därför mindre bra där. I en del modeller av öppna skrubbrar renas vattnet från fasta partiklar innan det sänds åter till havet. Enligt internationella regler skall skrubbervattnet uppfylla vissa krav på surhet, PAH-innehåll, nitrat-innehåll och turbiditet för att få släppas ut till havet. Öppna skrubbrar kan monteras som retrofit på många fartyg. Begränsningar i detta kan orsakas av platsbrist eller risk för stabilitetsproblem för fartyget. Systemen innehåller ett antal pumpar för att pumpa stora mängder vatten vilket innebär en viss ökad bränsleförbrukning. Slutna skrubbrar använder sötvatten och lut som skrubbervatten. Den basiska lösningen cirkuleras i ett system där små mängder av vätskan kontinuerligt byts ut. Det använda skrubbervattnet kan sparas i tankar och senare släppas ut i havet. Slutna skrubbrar släpper endast ut små mängder vatten vilket inte är surt. Det finns även system som kombinerar öppna och slutna skrubbrar för användning i olika områden. För slutna skrubbrar tillkommer en kostnad för natriumhydroxid. Torr-skrubbrar finns installerat på ett fåtal fartyg. De använder granulat med kalciumhydroxid som reagerar med svaveloxider och bildar kalciumsulfat (gips). Metoden är effektiv i att rena rökgasen från svaveloxid men kräver omfattande hantering av både granulat och gips. 1 I denna studie klassificeras MGO som marin diesel (MD). 10

12 Skrubbrar påverkar även partikelemissionerna med ca 75 % reningsgrad avseende partikelmassa Kväveoxider Kväveoxidutsläpp från fartygs dieselmotorer är relativt stora. Det finns ett antal möjligheter att minska emissionerna. Detta kan vara förbränningstekniska åtgärder i motorn, eller efterbehandling av avgaserna. Viss effekt kan också fås av bränslebyten. Med motoråtgärder avseende bland annat förändrad bränsleinsprutning och byte av insprutningsventiler, kan en minskning i bildandet av kväveoxider åstadkommas. Detta har möjliggjort att IMO:s Tier II regler nås för marina motorer utan efterbehandling. Dessa justeringar sker ofta med konsekvensen att bränsleförbrukning ökar något, vilket hittills har kunnat kompenseras av att motorerna samtidigt moderniseras. Exhaust Gas Recirculation (EGR) är en metod där ett delflöde av avgasen återförs till förbränningskammaren, vilket leder till minskad NO X-bildning till följd av en förändrad kemisk sammansättning och värmekapacitet av gasen. Tekniken fungerar som bäst när motorn körs på hög belastning. EGR används sedan länge i lastbilsmotorer och har där varit en standardmetod för att minska NO X-emissionerna. För marina applikationer är det en komplikation att avgaserna innehåller stora mängder svaveloxid och partiklar vilka, om de förs in i motorn, kan leda till driftproblem. För att åtgärda detta behöver man antingen använda lågsvavligt bränsle eller rena det delflöde av avgas som återförs till motorn med en skrubber och/eller partikelfilter. Detta gör EGR för marina motorer relativt kostsamt. Eftersom NO x bildas vid höga temperaturer kan man använda olika metoder att minska topptemperaturerna vid förbränningen genom att föra in vatten i brännkammaren. Detta kan ske via vattenemulsioner i bränslet, via befuktning av luften som tillförs (HAM humid air motor) eller via direktinsprutning av vatten (DWI direct water injection). Genom att kombinera någon av dessa metoder med EGR förväntar man sig att kunna nå Tier III. Efterbehandlingsmetoden SCR (Selective Catalytic Reduction) är mycket effektiv för att rena kväveoxider från dieselmotorer. Metoden innebär att ett reduktionsmedel, vanligen urea som sönderdelas till bland annat ammoniak, tillsätts rökgasen varefter reaktioner sker över en katalysator bestående av vanadin- och titanoxid. Metoden kan nå ca 95 % rening, ibland högre, och klarar Tier III-kraven. Vid lägre laster på motorn uppnås dock inte de temperaturnivåer som krävs för att de kemiska reaktionerna skall fungera, vilket i praktiken gör att SCR-utrustning ofta får slås av då fartyg manövrerar. SCR har använts på olika typer av marina motorer under ett tjugotal år och kan användas även i kombination med tunga eldningsoljor. Det finns idag inte säkra uppgifter på hur de olika reningsmetoderna för NO X påverkar partikelemissioner Bränsleskifte till LNG Som diskuteras ovan kan LNG användas för att nå mycket låga utsläpp av partiklar och svaveldioxid samt även kväveoxidutsläpp motsvande Tier III-nivåer. LNG innebär även i princip en minskning av CO 2-utsläppen med ca 20 %. Ett problem i samband med naturgasförbränning i marina motorer är att en viss mängd metan passerar oförbränd genom motorn, det blir alltså ett utsläpp (slip) av metan från motorerna. Detta problem är störst vid låg belastning på motorn. Eftersom metan är en stark växthusgas kan klimatpåverkan från LNG-drift vara lika stor som vid användandet av eldningsolja. 11

13 Det finns två huvudtyper av LNG-motorer för den marina marknaden. Dels dual-fuel motorer där en pilotlåga av gasolja används. Dessa motorer kan även drivas med gasolja. Dels tändstiftsmotorer som använder enbart LNG. Att bygga om existerande motorer till LNGdrift är relativt kostsamt och dessutom fordras bränsletankar och rör med tillhörande kylsystem. Skillnaden i kostnad mellan nya LNG-motorer och normala fartygsmotorer är inte lika stor. 1.2 Erfarenheter från tidigare studier Ett flertal studier har gjorts för att inventera emissioner från fartygstrafik i havsområdena Nordsjön & Engelska kanalen och Östersjön (Bosch et al., 2009; P. Campling et al., 2013; Chiffi, Fiorello, Schrooten, & De Vlieger, 2008; Cofala et al., 2007; P. Hammingh, M. R. Holland, G. P. Geilenkirchen, J. E. Jonson, & R. J. Maas, 2012; Jonson, Jalkanen, Johansson, Gauss, & Denier van der Gon, 2014; Kalli, Jalkanen, Johansson, & Repka, 2013; Whall et al., 2002). En metodskillnad som har stor påverkan på resultatet är huruvida uppgifterna om fartygstrafiken i området baseras på Automatic Identification System (AIS)-data eller på uppgifter om fartygs hamnanlöp. AIS är ett system som baseras på att alla fartyg är utrustade med en sändare som skickar ut uppgifter om fartygets ID, position, riktning, hastighet och destination via digitala radiokanaler. Informationen kan tas emot av AIS-mottagare på land eller ombord på andra fartyg. Emissionsinventeringar som baseras på AIS-data är aktivitetsbaserade och kan göras mer detaljerade än inventeringar som baseras på uppgifter om fartygs hamnanlöp, vilka inte innehåller information om fartygens hastighet och ofta saknar uppgifter om vilka fartygsindivider som har trafikerat en hamn. I Tabell 1 presenteras ett antal olika studier, deras omfattning, metodval och resultat aktuella för denna studie. En överblick över dessa och även studier som rör mindre och andra havsområden ges i rapporten The impact of international shipping on European air quality and climate forcing utgiven av European Environment Agency (European Environment Agency, 2013). En studie inom projektet Tremove uppskattar att de totala utläppen av NO x från sjöfarten i Europa kommer bli strax över 37 miljoner ton (Van Zeebroeck, De Ceuster, & Van Herbruggen, 2006) men gör ingen indelning i geografiska områden. HELCOM presenterar årligen uppgifter om emissioner från sjöfart i Östersjön baserat på AIS-data. (Jalkanen & Johansson, 2013). I tillägg har HELCOM finansierat en studie med avsikt att lägga fram ett förslag att föra Östersjön till ett NECA för Marine Environmental Protection Committee 2012 (HELCOM, 2012). SMHI har gjort en inventering av den internationella sjöfartens NO x-emissioner i Sveriges ekonomiska zon 2012 (M Jakobsson, D Segersson, & S. Holmin Fridell, 2014). Studien gör en prognos till Emissionerna 2012 beräknas till ca 80 kton baserat på AIS-data i området. I prognoserna för 2030 uppgår emissionerna till ca 65 kton i ett scenario utan NECA och till ca 15 kton i ett scenario där alla fartyg antas leva upp till utsläppsnivåerna i Tier III. 12

14 Tabell 1. Tidigare inventeringar och prognoser av fartygsemissioner i Nordsjön & Engelska kanalen och Östersjön Studie Whall et al. (2002) Cofala et al. (2007) Bosch et al. (2009) Jonson, J. E., et al. (2014). Kalli, J., et al. (2013). Hammingh, P. Holland M. et al, (2012) Campling P. et al (2013) Jalkanen and Johansson (2013) HELCOM, 2012 Metod Hamnanlö p Hamnanlö p Hamnanlö p Fartygsrör elser, AIS Fartygsrör elser, AIS Fartygsrör elser, AIS Hamnanlö p statistik Fartygsrör elser, AIS Fartygsrör elser, AIS Utsläpp enligt utsläppsinventering År för inventeri ngen NO X Östersjö n (kilo ton (kton)) NO X Nordsjön (kton) n/a År Utsläppsprognos NO X Östersjön (kton) NO X Nordsjön (kton) Ingen prognos för Nordsjön och Östersjön specifikt Ingen prognos för Nordsjön och Östersjön specifikt 2015 (2020) scenarion 439 (498) 1031 (1171) utan NECA 2015 (2020) scenarion 364 (325) 856 (765) med NECA 2030, scenario utan NECA 2030 scenario med NECA 2020 (2040), scenario 827 (686) utan NECA 2020 (2040) scenario 783 (183) med NECA 2030 scenario n/a 446 utan NECA 2030 scenario n/a 317 med NECA 2030 scenario utan NECA 2030 scenario med NECA n/a Ingen prognos n/a Prognoser görs men mängden NO x redovisas inte De mer detaljerade AIS-baserade inventeringarna i Jonson et al. (2014), Kalli et al. (2013) och Jalkanen & Johansson (2013) bygger alla tre på samma modell, Ship Traffic Emission Assessment Model (STEAM). STEAM skiljer sig åt från den modell som används i Hammingh et al. (2012). Främst är det skillnader i antaganden om bränsleförbrukning och installerad effekt i hjälpmaskineri som skiljer i de två ansatserna, vilket leder till stora skillnader i resultaten. Viktiga faktorer för att bygga prognoser är antaganden om tillväxten inom sjötransportsektorn, ökad bränsleeffektivitet på fartyg (mängd bränsle per enhet transportarbete) och fartygsflottans förnyelse. En annan betydelsefull faktor är hur stor del 13

15 av den olja som idag används som fartygsbränsle som kan antas vara utbytt mot andra bränslen (främst förvätskad naturgas, LNG) i framtiden. Kalli et al. (2013) gör en uppställning av de fartygstyper som ingår i deras studie och de antaganden som görs, Tabell 2 2. Antaganden baseras på en intern fartygsdatabas över fartygen i Östersjön. Hammingh et al. (2012) gör samma antaganden om tillväxt som Kalli (2013), och antar en något lägre årlig effektivitetsökning på 0,96 %. Fartygens medelålder antas i Hammingh et al. (2012) var 19 år förutom för containerfartyg vilka antas ha en medelålder på 12 år. I prognoserna i Hammingh et al. (2012) antas vidare LNG utgöra 25 % av bränsleanvändningen i kortsjöfart-segmentet 3 och 10 % av bränsleanvändningen för tankfartyg över bruttoton. Dessa antaganden baseras på Marine Environmental Protection Committes (MEPCs) studie om emissioner från sjöfart från 2009 (Buhaug et al., 2009). I Tabell 2 redovisas även den genomsnittliga medelåldern på fartyg enligt United Nations Conference on Trade and Developments (UNCTAD) statistiska översikt (UNCTAD, 2013). I rapporten från UNCTAD redovisas både medelåder per fartygsindivid och per dödviktston (dwt). Trenden inom sjöfarten har länge varit att fartygen blir allt större vilket gör att medelåldern för ett dödviktston är betydligt lägre än för fartygsindivider. För prognoser på emissioner innebär det att förnyelsen av flottan går snabbare om man räknar utbytet av fartyg baserat på dwt än om man räknar baserat på fartygsantal. Jämfört med UNCTADs statistik är medelåldern på fartyg förhållandevis låg i Kalli et al. (2013). Medelåldern på fartyg är enligt UNCTADs rapport relevant för hela världen, det finns alltså ingen indikation på att vissa havsområden trafikeras av större andel nya fartyg än andra. Tabell 2. Jämförelse mellan antaganden om tillväxt, effektivitetsökning och livslängd på fartyg i olika studier. Notera att Hammingh et al. (2012) och UNCTAD använder medelålder och Kalli et al använder livslängd. Studie Kalli et al. (2013) Hammingh et al. (2012) UNCTAD Fartygstyp Genomsnittlig Genomsnittlig Genomsnittlig effektivit medelålde Årlig Årlig Årlig Årlig effektivit tillväxt medelålder för tillväxt livslängd etsökning (antal r 2013 etsöknin (medel) (%) för fartyg g (%) (%) fartyg (år) (%) fartyg/ (år) DWT) Kylfartyg 1,5 2, Styckegodsfartyg 1,5 1, ,99/19,1 0 Produkttanker 1,5 1, Containerfartyg 3,5 2, , ,81/8,25 Kemikalietanker 1,5 1, Råoljetanker 1,5 1, ,74/8,14 LNG tanker 1,5 1, Bulkfartyg 1,5 1, ,94/8,36 Ro/Ro fartyg 1,5 2, Ro/Pax fartyg 1,5 2, Bilfartyg 1,5 2, LPG tanker 1,5 1, Kryssningsfartyg 1,5 2, Övriga , ,57/16,0 7 Alla fartyg ,96-20,34/9,60 2 Jonson et al. (2014) baserar sina prognoser på antaganden i Kalli et al.(2013). 3 Sjöfart mellan närliggande länder, skiljs från oceangående sjöfart där större havsområden korsas. Här definieras dock korsjöfart utifrån storlek och omfattar alla fartyg < bruttoton 14

16 Några av studierna har även undersökt emissioner som konsekvens av utsläppskontrollområden för SO 2 och/eller NO x, så kallade SECA och NECA. Dessa analyser har varierat både med avseende på målår och om de gjort en kostnadseffektivitetsanalys eller kostnads-nyttoanalys (skillnaden mellan dessa ligger i om man analyserar billigaste lösningen eller om man analyserar åtgärdskostnader och miljönyttor). Tabell 3: Tidigare analyser av åtgärdskostnader och kostnadsnyttoanalys av utsläppskontrollområden Studie NECA el. SECA Målår Havsregion (SWECO, 2012) SECA 2020 ÖS*, NS* (Mattias Jakobsson, David Segersson, & Sofi Holmin Fridell, 2014) Kalli et al (Johansson, Jalkanen, Kalli, & Kukkonen, 2013) Jonson et al (Trafikanalys, 2013) Campling et al Danish EPA 2013 HELCOM 2012 Hammingh et al Sverige - Skrubber vs låg S för 0.1% NECA 2030 ÖS, NS Sverige NO x, PM Land Ämne Åtgärdskostnader Effektanalys? Nyttoanalys? Annan info - - Modalt skift NECA (16, 21) 2040 ÖS, NS Sverige ja SECA 2015 ÖS, NS Sverige ja Skrubber - - vs låg S för 0.1% SECA, NECA (16) SECA 2015, ÖS, NS Europa ja - Ja (EMEP) - - ÖS, NS Sverige - Detaljerad, med 12 scenarier NECA 2050 Europa Europa ja 270 M 2005 in 2030 NECA 2016 NECA 2016 NECA 2016 *ÖS = Östersjön, NS = Nordsjön & Engelska kanalen 2030 NS Europa M in ÖS Europa ja M in 2030 (%) 2030 NS Europa ja 280 M in 2030 Ja (baserat på Bosch 2009) Konsekvens analys - Används av EUkommission en Ja (baserat på Bosch 2009) Ja, basprogno s och maxprognos Ja Ja Indirekta effekter är inkluderade Ja - - Ja Ja Innefattar ett stort antal miljöeffekter Campling et al. (2013) visar en genomsnittlig åtgärdskostnad på ~ /ton NO x vid ett införande av NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. (Danish Environmental Protection Agency, 2013) och Hammingh et al. (2012) som har genomförts tillsammans visar på en genomsnittlig åtgärdskostnad på /ton NO x ( /ton NO x) för ett införande i enbart Nordsjön & Engelska kanalen. Underlaget till ett förslag inom HELCOM (2012) visade på åtgärdskostnader motsvarande /ton NO x om NECA infördes i Östersjön. 15

17 2 Avgränsningar & Antaganden I styckena nedan beskrivs de avgränsningar och antaganden som har gjorts inom analysen. 2.1 Avgränsningar I denna studie genomförde vi en kostnadsnyttoanalys av ett införande av NECA i Östersjön eller Nordsjön & Engelska kanalen eller både och. Analysen var en bottom-up -analys som utgick från utsläpp och åtgärdskostnader för enskilda fartyg vilka sedan räknades upp för regionen. Med detta följer att analysens resultat har vissa avgränsningar som kan vara viktiga att nämna. Hälsoeffekter orsakade av fina partiklar (PM 2,5) och skador på grödor p.g.a. ozon (NO x är ett ozonbildande ämne) har värderats. Monetär värdering av ekosystemtjänster och ekosystemeffekter såsom försurning, övergödning, biodiversitet m.m. är däremot exkluderat. Målåret för analys är Detta är ingen studie av transportval. I denna analys har eventuella effekter på hur gods transporteras som konsekvens av höjda kostnader för fartygstransporter inte studerats. Det antogs alltså att efterfrågan på transport med fartyg är oberoende av de kostnadsändringar som följer av ett NECA. Denna studie är ingen makroekonomisk studie över ekonomiska konsekvenser av ett NECA. Effekter på ekonomisk tillväxt, arbetstillfällen eller andra makroekonomiska parametrar har således inte analyserats. Resultat presenteras för havsområden, inte för ekonomiska zoner eller territorialområden. Denna studie analyserar effekter av utsläppsminskningar i hela havsområdena Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen och inkluderar även utsläppsminskningar från den del av den nationella sjöfarten som kan antas trafikera dessa havsregioner. 2.2 Antaganden Följande är de viktigaste antagandena: Tillväxten i trafikarbete är i linje med andra studier (Jonson et al. 2014, Kalli et al. 2013). Utsläpp från landkällor i Europa och Sverige är i linje med de som beräknas av EUkommissionen i sitt underlag till nytt NEC-direktiv (Amann, 2014; Amann et al., 2014). Tier III-reglerna antas gälla från år 2021 vid införande i NECA. NECA påverkar bara nybyggda fartyg. D.v.s. de fartyg som är byggda från och med år Det i andra källor bedömda europeiska snittet över genomsnittlig motorstorlek per fartygskategori och genomsnittlig motortyp per fartygskategori gäller även för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. Det är samma fördelning av totala bränsleförbrukningen per fartygstyp, bränsletyp och fartygsstorlek i Östersjön som i Nordsjön & Engelska kanalen. Fördelning av installerad effekt på olika motortyper och fartygstyper är i direkt proportion till fördelning av bränsleförbrukningen. Samma antagande gällde även CO 2-utsläpp. 16

18 Två bränsletyper används inom sjöfarten i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen (förutom LNG) p.g.a. att både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen är SECA-områden: o tungolja (HF) med 2,94 % svavel eller o marin gasolja/marin diesel (MD) med 0,1 % svavel. För fartyg som använder HF används skrubber för att få ner utsläppen av SO 2. HFfartyg i NECA använder endast EGR som NO x-specifik reningsteknik i våra analyser, även om det i princip är möjligt att kombinera SCR med skrubber. Det antogs att EGR är utan intern skrubber för MD 0,1 % S. HF-fartyg i NECA använder EGR med intern skrubber + vanlig extern skrubber. Fartyg i Östersjön använder slutna skrubber (p.g.a. bräckt vatten) och i Nordsjön & Engelska kanalen används öppna skrubbrar (billigare lösning i saltvatten). EGR-tekniken används tillsammans med WIF-tekniken för att nå Tier III-krav trots en del data tyder på att enbart EGR (utan WIF) kan räcka i vissa fall (MAN, 2010). Mängden LNG-drivna fartyg i basscenariot år 2030 kommer att vara i linje med nuvarande andel LNG-drivna fartyg av den totala mängden nybeställda fartyg (för vilken det finns information). Mängden LNG-drivna fartyg utöver basscenariots andel baseras på en ekonomisk kalkyl som jämför åtgärdskostnader för fartyg med antingen LNG eller en av kombinationerna EGR + Skrubber eller SCR. Detta val görs på företagsekonomiska termer, d.v.s. hög ränta och kort livslängd på investeringen. Utsläppsberäkningar i NECA-scenarier baseras på den mängd LNG-drivna fartyg som följer av en kostnadsjämförelse mellan kostnad för LNG-drivna fartyg och kostnad för om 50 % av fartygen investerar i EGR-teknik och 50 % i SCR-teknik. NO x-utsläpp från LNG-motorer antas genomgående motsvara det Tier III krav som gäller för NO x från marina medelvarvsmotorer. Detta är lägre än motsvarande krav för motorer som går på låga varvtal. Baserat på uppgifter om fartygs driftsprofiler antas alla fartyg tillbringa 5500 timmar per år till sjöss. Utifrån detta antagande uppskattas en procentuell tid i NECAområdet. Ett grundantagande är att små fartyg trafikerar betydligt mindre områden än stora, vilka ofta är oceangående. o Tiden i NECA-området uppskattas därför först för de minsta fartygsstorlekarna. I ursprungsläget antas de små tillbringa all tid i NECA. Med en emissionsfaktor för CO 2 i g/kwh, ett känt antal fartyg i varje fartygskategori, och ett medelvärde för installerad effekt i kw, beräknas CO 2 emissionerna för små fartyg i NECA-området. I de fall den framräknade mängden CO 2 överstiger de emissioner som Jonson et al., 2014 anger, visar det att tiden i NECA överskattats. Stegvis halveras i sådana fall den uppskattade tiden i NECA. För de flesta fartygstyper antas utifrån denna princip små fartyg befinna sig hälften av tiden till sjöss (2750) i NECAområdet. Undantag är små färjor, vilka antas befinna sig området 100 % av tiden inom området, och små styckegodsfartyg som antas vara i området 1375 timmar per år o Tiden i NECA för medelstora och stora fartyg beräknas utifrån de CO 2- emissioner som återstår när de framräknade värdena subtraherats från de värden som anges i Jonson et al., En följd av detta är att beräkningsmodellen knappt tillåter fartyg i den största storleksklassen för vissa fartygstyper att hinna från innersta Östersjön och ut ur NECA:t under ett 17

19 år. Låg användningstid av utsläppsreningsteknik leder till höga reningskostnader per ton utsläppsminskning och våra resultat på åtgärdskostnader blir alltså högt skattade på grund av antagandet om tid i NECA. Till sist antogs att andelen X (landsspecifikt) av de utsläpp som för länderna kring Östersjön & Nordsjön & Engelska kanalen härstammar från nationell sjöfart kommer vara aktuella för utsläppsminskningar i och med ett NECA. Dessa utsläpp flyttades även från GAINS-modellens landsregioner till havsområdena. Därmed har delar av de nationella sjöfartsutsläpp som räknas som tillhörande ett specifikt land i GAINSmodellen allokerats till de aktuella havsregionerna. Den andel av nationella sjöfartsutsläpp som allokerats har baserats på mängden stora fartyg, och på hur stor andel av en nations hamnar som finns inom de studerade havsregionerna, Tabell 4. Tabell 4: Fördelning av utsläpp från Östersjö och Nordsjöländers fartygstrafik (nationell sjöfart) Land Andel inrikes trafik i Östersjön & Nordsjön Andel inrikes trafik i andra havsområden eller inomlands Storbritannien 0,51 0,49 Frankrike 0,57 0,43 Europeiska Ryssland 0,45 0,55 Norge 0,8 0,2 Sverige 1 0 Danmark 1 0 Tyskland 1 0 Lettland 1 0 Litauen 1 0 Estland 1 0 Finland 1 0 Polen 1 0 Belgien 1 0 Nederländerna

20 3 Kort information om scenarierna För att underlätta läsningen av rapporten redovisas i ett enskilt kapitel de scenarier som är inkluderade i denna studie. Scenarier Huvudprognos Centralanalyser NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Känslighetsanalyser NECA 2018 NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 Beskrivning Det scenario som beskriver förväntad utveckling av fartygsflottan, reningskostnader, utsläpp, miljö-& hälsoeffekter och monetära värden av miljö- & hälsoeffekter i denna studie. Utsläppen från sjöfart i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen baseras främst på data och prognoser från Jonson et al. (2014) och Kalli et al. (2013). Dessa data kompletteras med uppskattningar från ENTEC (2005) av hur den globala fartygsflottan är sammansatt avseende fartygstyper och motortyper. Scenariot innefattar landutsläpp som i TSAP-rapport #11 och #14 (Amann, 2014; Amann et al., 2014) och utsläpp från övriga havsregioner motsvarande Campling et al Detta och alla andra scenarier i rapporten beräknas för år I detta scenario införs ett NECA i Östersjön år Alla nya fartyg som trafikerar Östersjön måste från år 2021 uppfylla utsläppskrav enligt specifikation av TIER III. För övriga regioner är scenariot som i Huvudprognos. I detta scenario införs ett NECA i Nordsjön & Engelska kanalen år Alla nya fartyg som trafikerar Nordsjön & Engelska kanalen måste från år 2021 uppfylla utsläppskrav enligt specifikation av TIER III. För övriga regioner är scenariot som i Huvudprognos. I detta scenario införs ett NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen år Alla nya fartyg som trafikerar Nordsjön & Engelska kanalen måste från år 2021 uppfylla utsläppskrav enligt specifikation av TIER III. För övriga regioner är scenariot som i Huvudprognos. I denna scenariogrupp införs ett NECA i Östersjön år I övrigt samma som NECA Östersjön Detta scenario beräknas för NECA i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen, samt båda havsregionerna I detta scenario antas att alla fartyg byggda efter 2021 som trafikerar Östersjön och Nordsjön & Engelska kanaler är LNG-drivna MFR Sverige I detta scenario minskas svenska landbaserade utsläpp av SO 2, NO x, NH 3, PM 2,5 och NMVOC i enlighet med den maximala potentialen för utsläppsrening enligt uppskattning i TSAP rapport #11 och #14. Partiella känslighetsanalyser för åtgärdskostnader: NECA 2021 höga bränslepriser NECA 2021 låga bränsle-priser NECA 2021 LNG hög inv. NECA 2021 skrubber kostnad NECA 2021 NECA timmar I denna scenariogrupp är bränslepriserna högre än i centralanalyserna. Detta scenario beräknas för NECA i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen, samt båda havsregionerna I denna scenariogrupp är bränslepriserna lägre än i centralanalyserna. Detta scenario beräknas för NECA i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen, samt båda havsregionerna I denna scenariogrupp är investeringskostnaden för LNG-motor högre än i centralanalyserna. Detta scenario beräknas för NECA i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen, samt båda havsregionerna I denna scenariogrupp är investeringskostnaden för skrubber högre än i centralanalyserna. Detta scenario beräknas för NECA i båda havsregionerna I denna scenariogrupp varieras den genomsnittliga tiden i NECA för de olika fartygskategorierna. Detta scenario beräknas för NECA i Östersjön, Nordsjön & Engelska kanalen, samt båda havsregionerna 19

21 4 Metod & Material I detta kapitel presenteras en beskrivning av de viktigaste detaljerna i analysstegen. Detta kapitel är främst av intresse för den som vill sätta sig in i detaljerna kring beräkningarna. För övriga läsare rekommenderas att man hoppar direkt till resultatkapitlet. I denna studie används en kostnadsnyttoanalys för att ge insyn till frågan om huruvida det är samhällsekonomiskt motiverat att minska utsläpp av kväveoxider från sjöfart i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. Samma metod som EU-kommissionen använder vid kostnadsnyttoanalyser av EU:s strategier för luftvård (Holland, 2012, 2014) har använts. Denna metod används även av UNECE:s luftvårdskonvention. Metoden är väl dokumenterad och genomgick år 2005 en grundlig granskning (Holland, Hunt, Hurley, Navrud, & Watkiss, 2005; Holland, Hurley, Hunt, & Watkiss, 2005; Hurley et al., 2005; Krupnick, Ostro, & Bull, 2005) Scenarioanalys Grunden för analyserna är de scenarier som skapats för vidare analys. Ett scenario brukar beskrivas som en Sammanhängande, med sig själv överensstämmande, och trolig beskrivning av ett framtida tillstånd (IPCC, 2001). Med andra ord, för att kalla en framtidsbeskrivning för ett scenario krävs det lite mer än att dra ett streck med en linjal baserat på två punkter av historiska data. I denna studie är scenarierna baserade på publicerade scenarier över CO 2-utsläpp från de aktuella havsregionerna. Målåret är 2030 även om resultat även kunde tagits fram för andra tidigare år. De utsläpp, kostnader och nyttor som presenteras i denna rapport är för år 2030 men implicit i analysen ligger att utsläpp, kostnader och nyttor finns för tidigare och senare år. Åtgärdskostnader är annualiserade, d.v.s. den totala kostnaden för en åtgärd bryts ner till lika stora delar för hela åtgärdens livslängd. På samma sätt är nyttorna angivna som nyttor per år. Detta möjliggör en jämförelse på årsbasis mellan kostnader och nyttor. Man kan argumentera att kostnader kommer först i tiden eftersom investeringar måste göras, men då kostnadsanalyserna inkluderar ränta innebär detta implicit att investeringen har naturen av ett lån som betalas av under hela åtgärdens livslängd. Därmed uppstår inget problem med höga investeringskostnader under början av perioden Scenariospecifikation Av främsta intresse för denna studie är utsläppsscenarier för Europa. För att beräkna påverkan på hälsoeffekter och påverkan på deposition av oxiderat kväve behöver man komplettera våra utsläppsanalyser för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen med utsläppsprognoser för länder och andra havsregioner. Data för 2030 för dessa regioner togs ifrån de senaste rapporter som tagits fram som underlag till EU:s arbete med att revidera bland annat EU:s utsläppstaksdirektiv (Amann, 2014; Amann et al., 2014; Paul Campling et al., 2013). Tabell 5 presenterar den regionala uppbyggnaden av våra utsläppsscenarier. 20

22 Tabell 5: Specifikation av analyserade scenarier år 2030 Centralanalyser i denna studie Huvudprognos Val av utsläppsnivåer per region Nordsjön Östersjön Övriga utsläppsregioner Utsläpp enligt egen huvudprognos, Tier II för alla nya fartyg (Huvudprognos) Huvudprognos NECA Östersjön 2021 Huvudprognos NECA från 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA från 2021 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2021 NECA från 2021 NECA från 2021 Känslighetsanalyser NECA Östersjön 2018 Huvudprognos NECA från 2018 NECA Nordsjön 2018 NECA från 2018 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2018 NECA från 2018 NECA från 2018 NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 NECA LNG 2021 NECA LNG 2021 MFR Sverige Huvudprognos Huvudprognos Huvudprognos för landkällor och övriga havsregioner (TSAP #11 & 14 + Campling et al. 2013) Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner men Maximum Feasible Reduction (MFR) för Sverige (alla utsläpp) Extra åtgärdskostnadsanalyser För nedanstående scenarier beräknas endast åtgärdskostnader om, utsläppen och miljöeffekter är som i motsvarande centralanalyser NECA Östersjön 2021 Huvudprognos för landkällor höga bränsle-priser Huvudprognos NECA från 2021 NECA Nordsjön 2021 höga bränsle-priser NECA från 2021 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2021 höga bränslepriser NECA från 2021 NECA från 2021 NECA Östersjön 2021 låga bränsle-priser Huvudprognos NECA från 2021 NECA Nordsjön 2021 låga bränsle-priser NECA från 2021 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2021 låga bränslepriser NECA från 2021 NECA från 2021 NECA Östersjön 2021 LNG hög inv. Huvudprognos NECA från 2021 NECA Nordsjön 2021 LNG hög inv. NECA från 2021 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2021 LNG hög inv. NECA från 2021 NECA från 2021 NECA Östersjön 2021 NECA timmar Huvudprognos NECA från 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA timmar NECA från 2021 Huvudprognos NECA Östersjön & Nordsjön 2021 NECA timmar NECA från 2021 NECA från 2021 NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 skrubber kostnad NECA från 2021 NECA från 2021 & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Bas för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner Huvudprognos för landkällor & övriga havsregioner 21

23 4.1.3 Impact Pathway approach, Denna studie genomfördes som en kostnadsnyttoanalys baserat på Impact Pathway Approach som definierades i ExternE-projektet (Bickel & Friedrich, 2005). En utökad och mer studiespecifik beskrivning av detta angreppssätt syns i Figur 1. Figur 1: En studieanpassad principskiss över The Impact Pathway Approach, (Bickel & Friedrich, 2005). För varje scenario i denna studie har alla moment beräknats. I kostnadsnyttoanalysen jämförs sedan Ekonomiskt värde med Reningskostnader för de olika scenarierna. Denna metod utgör grunden för de flesta av de styrmedelsanalyser som idag görs på luftföroreningar. I detta metodkapitel presenteras metoden i samma ordning som i Figur Inventering reningskostnader I detta kapitel presenterar vi hur åtgärdskostnaderna genomförts och de data som använts i våra kostnadsberäkningar. Kostnader för reningstekniker eller LNG-motor utgörs av flera olika kostnadskomponenter: Investeringskostnader: annualiserade investeringskostnader i /kw installerad motoreffekt multipliceras med total effekt för att få totala investeringskostnader per fartyg. Kostnader för drift- och underhåll: katalysatorbyte och arbete för SCR; vatten, NaOH och arbete för sluten skrubber, kostnader för internskrubber för EGR. Hantering av restprodukter: Aktuellt för skrubbrar. Bränslestraff. Aktuellt för EGR, skrubbrar. 22

24 Åtgärdskostnader beräknas som kostnad per energiinnehåll i bränslet (som PetaJoule (PJ)) bränsle för att säkerställa överensstämmelse med utsläppsberäkningarna för landkällor och för att få en korrekt jämförelse mellan olika bränslen. Där: I an K B K DU K R RRRRRRRRRRRRRR = I aa + K B + K DD + K R = Annualiserad investeringskostnad = Kostnad för extra bränsleåtgång p.g.a. reningsteknik = Kostnad för drift & Underhåll = Kostnad för hantering av restprodukter Kostnad per PJ bränsle är scenariospecifikt då den påverkas av antal timmar per år som reningstekniken används. Dessa kostnader specificeras mer nedan. Gemensamma kostnadsparametrar av vikt för investeringskostnader Investeringskostnader annualiserades för att möjliggöra kostnadsberäkningar på årsbasis. Annualisering av investeringskostnader (I an) skedde enligt följande ekvation: Där: I = Investeringskostnad ( 2010) q = ränta (%) lt = livstid på investering (år) I aa = I (1 + q)ll q (1 + q) ll 1 Investeringen uppskattas per reningsteknik och anges i litteraturen oftast per installerad motoreffekt som kilowatt (kw). För att få total investeringskostnad per storlek och motorklass behövs därför en uppskattning om genomsnittlig motoreffekt för varje fartygstypoch fartygsstorleksklass för att beräkna den totala investeringen. Tabell 6 visar den genomsnittliga installerade motoreffekten per fartygsstorlek som använts i denna studie. Tabell 7 redovisar de investeringskostnader som använts i denna studie. Tabell 6: Genomsnittlig installerad motoreffekt i de tre storleksgrupperna använda i denna studie Motor [kw installerad effekt] Små fartyg Mediumstora fartyg Stora fartyg Huvudmotor (ME) Hjälpmotor (AE)

25 Tabell 7: Investeringskostnad per reningsteknik, fartygsstorlek och motortyp Parameter Värde Källa Investeringskostnad, WIF 15,0 2010/kW Bosch et al., 2009 Investeringskostnad, EGR, liten, 46,4 2010/kW Danish EPA 2012 SSD* Investeringskostnad, EGR, 45,0 2010/kW Danish EPA 2012 medium, SSD Investeringskostnad, EGR, stor, 42,0 2010/kW Danish EPA 2012 SSD Investeringskostnad, EGR, liten, 56,5 2010/kW Danish EPA 2012 MSD & HSD** Investeringskostnad, EGR, 53,0 2010/kW Danish EPA 2012 medium, MSD & HSD Investeringskostnad, EGR, stor, 45,5 2010/kW Danish EPA 2012 MSD & HSD Investeringskostnad, SCR 67,0 2010/kW Næringslivets NO x-fond og DNV 2014 Investering, öppen skrubber, ny (AMEC, 2013) 2010/kW Investering, öppen skrubber, retro /kW Amec 2013 Investering, sluten skrubber, ny /kW Amec 2013, (Danish Maritime Authority, 2012) Investering, sluten skrubber, retro /kW Amec 2013, (Malmqvist & Aldén, 2013) Investering LNG-motor (merkostnad utöver vanlig motor) /kW Næringslivets NO x-fond og DNV 2014 *SSD = lågvarvig motor ** MSD & HSD = mellanvarvsmotor respektive högvarvsmotor Extra investeringskostnad för LNG-motor baserades på prislistor från ansökningar till den Norska NO x-fonden, där genomsnittsinvesteringen för en LNG-motor är /kW (Næringslivets NO x-fond og DNV 2014). Data från Norska NO x-fonden styrker inte att storleken på fartyget påverkar investeringskostnad per kw motoreffekt, därför har ett snittvärde använts som indata till våra analyser. Figur 2 visar investeringskostnader i per kw motoreffekt för LNG-motorer. Figur 2: Data över investeringskostnad för LNG-motor och motoreffekt för de fartyg som sökt investeringsstöd för norska NO x-fonden. Det finns en antydan till ökad kostnad för LNG-motor för motorer 24

26 med en effekt <5 000 kw, men det finns för få mätpunkter för att ha dessa data som stöd för minskade kostnader med ökad motorstorlek. För motorer >5 000 kw syns ingen sådan effekt i de begränsade data som finns. Ränta (q) och livstid (lt) på investering Kostnadsberäkningarna skedde i två steg. Först beräknades åtgärdskostnader ur ett simulerat rederiperspektiv med hög ränta och kort investeringshorisont. Dessa åtgärdskostnader användes senare som underlag för att beräkna hur stor andel av fartygsflottan som på grund av NECA förväntas välja att investera i LNG-drivna fartyg istället för konventionella fartyg med installerad reningsteknik. Den andra åtgärdskostnadsberäkningen var den som användes i scenarioanalyserna. För de beräkningar som gäller ifall ett rederi skulle välja att investera i LNG-motor eller andra alternativ användes 10 % ränta på investering. För de samhällsekonomiska analyserna användes 4 % ränta. För beräkningar till stöd för om investering skulle ske i LNG-motor användes en tvåårig investeringshorisont. För de samhällsekonomiska beräkningarna antogs att investeringens livstid var lika med den tekniska livstiden på utrustningen, som vi beräknade utifrån livstider för olika fartygskategorier (Kalli et al. 2013), antal fartyg i olika fartygskategorier samt andel olika motorkategorier i varje fartygskategori (Sjöbris, Gustafsson, & Jivén, 2005), se Tabell 8. Tabell 8: Motors livstid (viktad på antal fartyg från Mariterm och livstid per fartygstyp i Kalli et al. (2013)) Motortyp Storleksklass fartyg Livstid Compressed Ignition/Spark Ignition LNG (CI/SI-LNG) Liten 26,1 CI/SI-LNG Medium 26,0 CI/SI-LNG Stor 25,9 Slow Speed Diesel (SSD) Liten 26,1 SSD Medium 26,0 SSD Stor 25,6 Medium Speed Diesel (MSD) Liten 26,1 MSD Medium 26,2 MSD Stor 26,8 High Speed Diesel (HSD) Liten 26,1 HSD Medium 26,0 HSD Stor 26,0 Gas Turbine (GT) Liten 27,0 GT Medium 26,0 GT Stor 27,0 Steam Turbine (ST) Liten 26,0 ST Medium 26,0 ST Stor 26,3 Gemensamma kostnadsparametrar av vikt för bränslekostnader (K B) Extra kostnader för bränsle beräknades som en funktion av bränsleanvändning i motorer, bränslepriser, och påverkan på bränsleeffektivitet p.g.a. användning av reningsteknik. Bränslepriser från Danish Maritime Authority (2012) användes (pris för slutanvändare år 2030). Detta pris varierades sedan i känslighetsanalyser. 25

27 Tabell 9: Bränslepriser använda i centralanalyserna EUR 2010/ton bränsle HF 530 MGO/MD 885 LNG 610 För att uppskatta kostnad för bränslebestraffningen behövdes sedan uppskattning om bränsleåtgång, värmevärde och bränslebestraffning. I Tabell 10 anges specifika bränsleförbrukningen som använts för olika kombinationer av motortyp och bränsle. Tabell 10: Specifik bränsleanvändning (SFC) [gram bränsle/kwh motoreffekt] Motortyp-bränsle SFC (g/kwh) CI/SI-LNG 166 SSD-MD 185 SSD-HF 195 MSD-MD 205 MSD- HF 215 HSD-MD 205 HSD- HF 215 GT-MD 300 ST-MD 300 GT- HF 305 ST- HF 305 Källa (IMO, 2014) (Cooper & Gustafsson, 2004) " " " " " " " " " Då uppskattningar om specifik bränsleanvändning anges som gram bränsle behövs information om värmevärdet hos bränslet för att kunna räkna om kostnader till kostnader per PJ bränsle. De använda värdena anges i Tabell 11. Tabell 11: Värmevärden hos bränslen Bränsle TJ/ton Källa MD 0,0427 IMO (2014) HF 0,041 IMO (2014) LNG 0,05 (Kristensen, 2012) Bränslestraff för olika reningstekniker togs från litteraturen och redovisas i Tabell 12. Tabell 12: Bränslestraff reningsteknik Parameter Värde Källa Bränslebestraffning EGR +WIF 5 % Bosch et al. (2009) Bränslebestraffning, öppen skrubber 2 % (Malmqvist & Aldén, 2013) Bränslebestraffning, sluten skrubber 0,5-1 % (Lloyd's register, 2012) Även om denna analys är inriktad på utsläppsrening av NO x är det viktigt att ha med bränslebestraffning för skrubber då kostnaden för skrubber används i beräkningarna för att avgöra om ett rederi vill investera i LNG-drivna fartyg. 26

28 Övriga teknikspecifika kostnader (K DU, K R) Förutom de kostnadsparametrar som presenterats ovan var det även ett antal parametrar som var viktiga för att beräkna kostnader för drift & underhåll samt kostnad för hantering av restprodukter. Tabell 13 sammanfattar kostnadsparametrar för SCR-teknik, Tabell 14 för EGR+WIF, Tabell 15 för skrubbrar. Kostnader i dessa tabeller, angivna i samma valutaår som i källor, omräknades sedan till Tabell 13: De viktigaste övriga kostnadsparametrarna för SCR-teknik Parameter Värde Källa Ureapris (100 % urea) 226 US$ per t Helcom 2010 Urea konsumtion (100 % urea) 6,5 g/kwh IMO 2014 Utbyte av katalysator (årligen) 0,5 /MWh Helcom 2010 Pris arbetskraft 33,40 /timme Bosch et al., 2009 Arbetsbehov 8 timmar/år Helcom 2010 Tabell 14: de viktigaste kostnadsparametrarna för EGR+WIF-reningsteknik Parameter Värde Källa NaOH pris 0,5 /l Bosch et al., 2009 NaOH konsumtion i intern skrubber (HF) 2,94 l/mwh " Andra underhållskostnader 0,44 /MWh " Tabell 15: De viktigaste kostnadsparametrarna för beräkning av kostnad för skrubber för rening av svavel Parameter Värde Källa Livstid, ny 15 år Bosch et al., 2009 Livstid, retro 12,5 år Bosch et al., 2009 Vattenpris sluten skrubber 20 /t Bosch et al., 2009 Vattenkonsumtion sluten skrubber 0,1 t/mwh (Reynolds, 2011) NaOH-pris 0,5 /l Bosch et al., 2009 NaOH konsumtion 27,5 kg/mwh Reynolds 2011 Pris arbete 33,40 /timme Bosch et al., 2009 Arbetsbehov 0,02 h/mwh Bosch et al., 2009 Hanteringskostnad restprodukt 0,12 /l Bosch et al., 2009 Produktion restprodukt (sludge) 0,25 kg/mwh (Wärtsilä, 2010) I Appendix 1 finns en sammanställning av reningskostnader för scenariot NECA Östersjön & Nordsjön Fartyg och bränsle år 2030 Bäst ingångsdata på emissioner för denna studie gavs från Jonson et al. (2014), med stöd ur Kalli et al. (2013) som ger en mer detaljerad beskrivning av de metoder som används. Dessa studier är transparenta och tydliga vad gäller antaganden och täcker både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. De totala utsläppen av NO x beräknad i denna studie är dock lite högre än den mängd som Hammingh et al. (2012) räknade fram för Nordsjön & Engelska kanalen med samma grundläggande metodik. I denna studie användes de antaganden som görs i Kalli et al. (2013) om årlig tillväxt och effektivitetsökning. Även den genomsnittliga livslängd som anges för respektive fartygstyp i Kalli et al. (2013) användes. De fartygskategorier som används av Kalli et al (2013), är fler än de som användes i denna studie. En viktning har därför gjorts för medellivslängd, ökning och effektivitetsökning baserat på fartygstypernas förekomst i området för vissa fartygstyper. Resultatet av denna viktning presenteras i Tabell

29 Tabell 16. Medellivslängd, ökning och effektivitetsökning för de fartygstyper som används i analysen Medellivstid (år) Förändring(ökning) av trafik (%) Effektivitetsökning (%) Bulkfartyg 26 1,5 1,9 Kemikalietanker* 26 1,5 1,9 Containerfartyg** 25,1 3,3 2,3 Styckegodsfartyg 26 1,5 1,27 LG tankfartyg*** 27,5 1,5 1,9 Oljetanker 26 1,5 1,9 RoRo fartyg**** 27 1,5 2,25 Färja 27 1,5 2,25 Kryssningsfartyg 27 1,5 2,25 * Chemical tanker och Product tanker i Kalli et al. (2013) ** Container ship och Reefer i Kalli et al. (2013) *** LNG tanker och LPG tanker i Kalli et al. (2013) **** Ro-ro och Vehicle carrier i Kalli et al. (2013) Tabell 17 visar 2009 och 2030 års emissioner av CO 2 i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen enligt Jonson et al., 2014 och beskriven metodik. Uppskattad LNG-förbrukning i Huvudprognosen baserades på andelen LNG-drivna fartyg som beställts (DNV, 2014) och antalet fartyg som rör sig i området. Hälften av de beställda fartygen med LNG-drift antogs sättas i trafik i norra Europa och hälften i vattnen utanför Nordamerika. Tabell 17: Bränsleförbrukningsdata för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. 31 % allokerades till Östersjön och 69 % till Nordsjön & Engelska kanalen (Jonson et al. 2014) TOTAL CO , kton CO , kton Bränsleförbrukning(olja) 2030 i Huvudprognos (kton) Bränsleförbrukning (LNG) 2030 i Huvudprognos (kton) Bulkfartyg Kemikalietanker Containerfartyg Styckegodsfartyg LG tankfartyg Oljetanker RoRo fartyg Färja Kryssningsfartyg Tabell 17 visar att andelen LNG år 2030 ligger mellan 1,6 1,9 % av det bränsle som används inom sjöfarten 2030 även utan ett NECA. Investeringar i tekniken drivs av ett ekonomiskt incitament på grund av svavelgränserna som införs Många LNG-drivna fartyg sätts beställs också i Norge där redare som investerar i tekniken kan erhålla ekonomiskt stöd genom en fond, den så kallade Norska NO x-fonden. Prognosen för CO 2-utsläpp innehåller information om den relativa bränsleförbrukningen av fartyg tillhörande olika fartygstyper. Genom att använda information on medellivstid, förändring i trafik och effektivitetsökning beräknades en åldersfördelning för fartygsflottan år Denna åldersfördelning grupperades i utsläppsreningsklasser Tier. Detta gav information om andelen bränsle (motsvarar fartygsaktivitet) som används av fartyg som i ett NECA-scenario skulle installera Tier III. I Tabell 18 visas bränsleaktivitet fördelat på fartyg utan rening; fartyg i Tier I; Tier II och nya fartyg/tier III i de aktuella havsregionerna år Till kategorin Nya fartyg/tier III hör de fartyg som sätts i trafik från och med Vid ett NECA-införande 2021 skulle denna kategori fartyg tillhöra utsläppsklassen Tier III, utan NECA skulle de tillhöra Tier II. 28

30 Tabell 18: Åldersfördelning av total bränsleanvändning år 2030 av fartygsflottan i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Fartygstyp / Åldersfördelning Utan rening Tier I Tier II Nya fartyg / Tier III Bulkfartyg 0,0 % 23,1 % 38,5 % 38,5 % Kemikalietanker 0,0 % 23,1 % 38,5 % 38,5 % Containerfartyg 0,0 % 20,3 % 39,8 % 39,8 % Styckegodsfartyg 0,0 % 23,1 % 38,5 % 38,5 % LG tankfartyg 0,0 % 27,3 % 36,4 % 36,4 % Oljetanker 0,0 % 23,1 % 38,5 % 38,5 % RoRo fartyg 0,0 % 25,9 % 37,0 % 37,0 % Färja 0,0 % 25,9 % 37,0 % 37,0 % Kryssningsfartyg 0,0 % 25,9 % 37,0 % 37,0 % Andel LNG-drivna fartyg På samma sätt som investering i LNG-drivna fartyg har blivit en respons på SECA kan ett införande av NECA leda till ytterligare investering i LNG-drivna fartyg. Detta kan i det långa loppet ha stor påverkan på åtgärdskostnader och utsläpp. Denna möjliga påverkan motiverade en extra insats i att på ett strukturerat sätt anta andelen LNG-drivna fartyg om NECA skulle bli verklighet. Som tidigare beskrivits baseras detta antagande på skillnaden i kostnader mellan ett LNGdrivet fartyg och ett konventionellt fartyg med SO 2 och NO x-utsläppsrening. Om ett LNGdrivet fartyg vore billigare än konventionella NO x-åtgärder ur ett rederiperspektiv (hög ränta, kort investeringshorisont) skulle ett rederi vara motiverat att investera i LNG-drivna fartyg. I våra beräkningar antogs att om totalkostnaden för att installera en LNG-motor vore samma som kostnaden för en konventionell motor i kombination med teknik att rena utsläpp av NO x och SO 2 skulle ~15 % av fartygen med den aktuella motorn installera i LNG-motorer. Om kostnaden för LNG-motor skulle vara noll eller lägre skulle ~95 % av fartygen investera i LNG-motor. För kostnader där emellan antogs en LNG-andel baserad på linjär intrapolering. Med de kostnader för investering och drift som diskuteras ovan blir det i nästan samtliga fall inte lönsamt för rederierna att investera i LNG-drift som en följd av införande av NECA. I scenarierna har en mindre ökning av LNG-drivna fartyg antagits vilket motiveras av det tryck som finns mot ett ökat införande (totalt 2,5 % av bränsleanvändningen i alla nya LG tankfartyg och ~1 % av bränsleförbrukningen i alla nya färjor). Från detta följer att LNGdrivna fartyg kommer ha mycket liten påverkan på utsläpp år Användning och specificering av reningsteknik Utformningen av föreslagna NECA är sådan att endast nya fartyg (Tabell 18) behöver uppfylla strängare krav på utsläpp av NO x. Därför var endast nya fartyg aktuella för analys av utsläppsminskningar och åtgärdskostnader. Valet mellan LNG-drivna fartyg och fartyg med konventionella bränslen och reningstekniker har beskrivits i kapitlet ovan. För konventionella fartyg analyserades olika kombinationer av val mellan SCR och EGR i olika kostnadsuppskattningar Beräkning av utsläpp I alla scenarier användes resultat framtagna i denna studie för fartygsutsläpp av NO x, SO 2 och PM 2,5 för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. Baserat främst på prognos över 29

31 bränsleanvändning och fartygsflottans ålder (se ovan) och de utsläppsfaktorer som gäller för fartygen kunde scenariospecifika utsläpp beräknas. Emissionsfaktorer hämtades ur Cooper och Gustavsson (2001) samt ur (Brynolf, 2014), vilken beskriver emissioner från LNG-motorer. Faktorerna är medelvärden för kombinationer av en viss motortyp och bränsletyp. Schabloner för att uppskatta effektutnyttjande på motorn har hämtats från (ENTEC, 2002). Reduktionerna av emissioner från fartyg i olika Tier beräknades utifrån den sammansättning av motortyper och bränsletyper som var aktuella för varje fartygstyp. Utsläppsminskningen per Tier-klass redovisas i Tabell 19. Tabell 19. NO x minskning för olika fartygskategorier i de olika regleringsstegen. NV NECA Kategorier Utsläppsminskni ng NO x medel fartygstyper, Tier I 2030 Utsläppsminskni ng NO x medel fartygstyper, Tier II 2030 Utsläppsminskni ng NO x medel fartygstyper, Tier III 2030 Bulkfartyg 6 % 21 % 79 % Kemikalietanker 6 % 19 % 71 % Containerfartyg 6 % 20 % 77 % Styckegodsfartyg 8 % 25 % 81 % LG tankfartyg 7 % 23 % 81 % Oljetanker 8 % 23 % 75 % RoRo fartyg 8 % 24 % 76 % Färja 7 % 24 % 81 % Kryssningsfartyg 5 % 16 % 53 % LNG-drivna fartyg har lägre utsläppsfaktorer för SO 2 och PM 2,5 än marina dieseloljor, vilket är inkluderat i beräkningarna. Deposition av oxiderat kväve och koncentrationer av sekundärt och primärt PM 2,5 påverkas av utsläpp från fartyg och landsbaserade källor. För landsbaserade källor användes två scenarier från den pågående luft-policyprocessen inom EU: CLE och MFR (Amann, 2014; Amann et al., 2014). MFR användes endast för Sverige för att jämföra kostnadsnytta från fallet där bara Sverige tar alla möjliga åtgärder på land med kostnadsnytta från NECAinförande. Denna analys gjordes i scenariot MFR Sverige Beräkning av scenariospecifika åtgärdskostnader Beräkningarna av scenariospecifika åtgärdskostnader baserades på samma kostnader som användes för att beräkna andelen LNG-motorer, men med andra förutsättningar. Kostnadsberäkningarnas analyssteg (data till steg 1-3 presenterat ovan): 1. Inventering av kostnader per motortyp, storleksklass, bränsle och teknik per fartyg 2. Beräkning av åtgärdskostnad per PJ bränsle a. beräknas med antagandet att NECA införs i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. 3. Kostnader per fartyg används för att beräkna LNG-andel i nya fartyg i NECA 2030 (se ovan). 4. Kostnader per PJ bränsle justeras till scenariospecifika beräkningar genom variation av antagna antal timmar per år som fartyg trafikerar NECA-område. 30

32 5. Totala scenariospecifika kostnader beräknas baserat på scenariospecifika kostnader per PJ, bränsleförbrukning, åldersfördelning samt andel LNG i nya fartyg. Kostnadskategorier endast SCR, endast EGR och 50/50 EGR & SCR används i denna analys då åtgärdskostnader påverkas av teknikval. Antalet timmar per år som fartyg spenderar i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen varierar med fartygstyp och storlek. Till exempel används de flesta färjor uteslutande inom en havsregion medan lastfartyg även trafikerar mellan regioner. Vidare används små feederlastfartyg en större andel av tiden i regionen medan större transoceana fartyg seglar där mer sällan. I vår analys ansattes att färjor i havsregionen spenderade hela sin tid till havs i ett NECA-område, detta motsvarar 5500 timmar per år för. Tabell 20 anger den antagna andelen av ett helt år som fartyg av olika typ och klass spenderar i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. Värdena är justerade så att de totala CO 2-utsläppen för de olika fartygskategorierna stämmer med data i Kalli (2013) och Jonson et al. (2014). Tabell 20: Andel av den årliga driftstiden till havs under ett år som fartyg i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen spenderar i NECA år 2030, uppdelat på olika storlek på fartyg (se Tabell 6) Fartygstyp Tid i NECA (Små fartyg) Tid i NECA (Mediumstora fartyg) Tid i NECA (Stora fartyg) Bulkfartyg 0,50 0,02 0,02 Kemikalietanker 0,50 0,04 0,04 Containerfartyg 0,50 0,17 0,17 Styckegodsfartyg 0,25 0,02 0,02 LG tankfartyg 0,50 0,03 0,03 Oljetanker 0,50 0,08 0,08 RoRo fartyg 0,50 0,22 0,22 Färja 1,00 1,00 1,00 Kryssningsfartyg 0,50 0,19 0,19 Andelen tid i NECA justerades beroende på scenario när scenariospecifika kostnader analyserades. Av den totala andelen bränsle som prognosticeras för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen förbrukas 32 % i Östersjön och 68 % i Nordsjön & Engelska kanalen, och tidsfördelningen som presenterats ovan justeras enligt samma fördelning för våra scenarier. Denna parameter påverkar NO x-relaterade reningskostnader (SCR, EGR, LNG) per kwh och per PJ bränsle. Ett viktat medelvärde av antal timmar i NECA för varje motortyp baserat på fördelning av den totala installerade effekten beräknades. Samma data användes sedan för att få bränsleförbrukningen per motortyp i scenariospecifika beräkningar. Basen för det viktade medelvärdet var värden från litteratur (ENTEC, 2002, 2005) om fördelningen av motortyper för olika fartygstyper, Tabell

33 Tabell 21: Fördelning av motortyp per fartygskategori SSD- MD SSD-HF MSD- MD MSD-HF HSD-MD HSD-HF GT-MD GT-HF ST-MD ST-HF Bulkfartyg 0,00 % 97,10 % 0,00 % 2,29 % 0,00 % 0,06 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,55 % Kemikalietanker 0,00 % 67,21 % 0,00 % 30,97 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 1,82 % Containerfartyg 0,00 % 92,11 % 0,00 % 5,83 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 2,06 % Styckegodsfartyg 0,00 % 59,53 % 0,67 % 37,74 % 0,23 % 1,42 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,41 % LG tankfartyg 0,00 % 34,76 % 0,00 % 7,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 10,74 % 47,50 % Oljetanker 0,11 % 75,90 % 0,02 % 4,94 % 0,00 % 0,16 % 0,00 % 0,20 % 0,00 % 18,67 % RoRo fartyg 0,00 % 45,66 % 0,00 % 50,78 % 0,00 % 1,14 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % 2,42 % Färja 0,00 % 3,15 % 0,68 % 70,87 % 9,56 % 9,88 % 5,86 % 0,00 % 0,00 % 0,00 % Kryssningsfartyg 0,06 % 2,04 % 0,00 % 87,15 % 0,00 % 3,79 % 0,60 % 0,30 % 0,00 % 6,06 % I Appendix 2 presenteras de scenariospecifika indata som användes för åtgärdskostnadsberäkningarna. För vissa fartygskategorier och scenarier var det en mycket liten andel timmar i NECA per år. Antalet timmar i NECA som skattas med vår metod kan alltså vara underdrifter. Men då lågt antal timmar i NECA ledde till högre åtgärdskostnader behölls denna metod för skattning av antal timmar i NECA, då slutresultaten från vår studie därmed skulle få viss säkerhetsmarginal Spridning, deposition, koncentration och exponering Utsläppsspridningsberäkningar genomfördes med GAINS-modellen (Amann et al., 2011). Utsläppsspridningen i GAINS-modellen är en förenklad linjär spridningsmatris baserad på spridningsberäkningar med EMEP-modellen (Simpson et al., 2012). GAINS-modellen har granskats ett flertal gånger, den största skedde år 2004 (Amann et al., 2004; Grennfelt et al., 2004). Ur GAINS-modellens scenarioresultat kan man beräkna deposition av oxiderat kväve samt koncentration av PM 2,5 (sekundär och primära partiklar). Koncentrationen av PM 2,5 beräknas i GAINS-modellen enligt följande ekvation: PM *( j = i I i I A p * p * min(max(0, ij ij S a * a + i i i I i I i I S n * n ) + ij s * s + A ij W c1* a * a ij i i i i I c 14 W 1* * s ij 32 * s i + k1 ), j i I c2* n W ij * n i + k2 j ) 32

34 Där: PM2.5 j Årsmedelkoncentration av PM 2,5 vid area j I Utsläppskälla (land eller region) J Mottagararea (rutceller enligt EMEP-rutnätet (grid cells) p i Utsläpp av PM 2,5 i land/region i s i Utsläpp av SO 2 i land/region i n i Utsläpp av NO x i land/region i a i Utsläpp av NH 3 I land/region i α S,W ij, ν S,W,A ij, σ W,A ij, π A ij Linjära spridningsmatriser för reducerat & oxiderat kväve, svavel och PM 2,5 för vinter, sommar, och årsmedel I GAINS-modellen finns även en geografiskt fördelad beskrivning av befolkningen i Europa. Detta används i modellen för att beräkna befolkningsviktad koncentration av PM 2,5 för varje land. För storstäder korrigeras den befolkningsviktade koncentrationen av partiklar genom uppskalning av regionala bakgrundshalter genom halttillägg orsakade av utsläpp från transportsektor och uppvärmning. Tillägget görs med hjälp av geografiskt högupplösta spridningsmodeller och information om befolkningstäthet (Kiesewetter & Amann, 2014; Kiesewetter et al., 2013) Påverkan på miljö och hälsa GAINS-modellen användes för att beräkna effekter på mänsklig hälsa och miljö. På grund av att nuvarande data i GAINS-modellen inte är representativt för svensk försurningsproblematik beräknades endast effekter på deposition av oxiderat kväve över Sverige, som orsakar försurningsproblem. Hälsoeffekter beräknades med Alpha RiskPoll (Holland, Pye, Jones, Hunt, & Markandya, 2013; Holland, Wagner, Hunt, & Markandya, 2012) och det var endast hälsoeffekter orsakade av partiklar som inkluderades. Följande hälsoeffekter associerade med exponering för partikelhalter inkluderades i analysen. Tabell 22: Hälsoeffekter kopplade till exponering av partiklar Hälsoeffekt Enhet Exponeringsmått Mortalitet (dödlighet) Förlorade levnadsår Årsmedelvärde PM 2,5 Mortalitet för personer över 30 år Förtida dödsfall Årsmedelvärde PM 2,5 Mortalitet spädbarn Förtida dödsfall Årsmedelvärde PM 2,5 Kronisk bronkit för personer över 27 år Antal fall Årsmedelvärde PM 2,5 Kronisk bronkit för barn 6-12 år Antal extra fall Årsmedelvärde PM 2,5 Sjukhusbesök på grund av andningsproblem Antal fall Årsmedelvärde PM 2,5 Sjukhusbesök på grund av hjärtbesvär Antal fall Årsmedelvärde PM 2,5 Dagar med begränsat välbefinnande Dagar Årsmedelvärde PM 2,5 Dagar med astmasymptom barn 5-19 år Dagar Årsmedelvärde PM 2,5 Förlorade arbetsdagar Dagar Årsmedelvärde PM 2,5 Dessa hälsoeffekter kopplas genom rapporterad respons för respektive hälsoeffekt till partikelhalter vilket slutligen ger en scenariospecifik hälsoeffekt (Holland 2014). Hur stor den faktiska hälsoeffekten blir som följd av höga årsmedelvärden av partiklar ges från WHOdata (WHO, 2013) Till detta kommer bedömningar av skördebortfall som värderas per ton utsläpp av NO x från havsregionerna. NO x är ett av de ämnen som behövs vid bildning av marknära ozon, som i sin 33

35 tur orsakar skador på grödor. Den ekonomiska värderingen av dessa skador baseras på marknadspriser för ett antal grödor (Holland, Wagner, Hurley, Miller, & Hunt, 2011) Ekonomiskt värde av miljö- och hälsoeffekter De ekonomiska värden på hälso- och miljöeffekter som användes i denna studie togs från (Holland, 2014). Dessa värden inflationsjusterades från 2005 till 2010 års värden. Tabell 23: Ekonomiskt värde kopplade till hälsoeffekter från exponering av partiklar. De ekonomiska värdena är överdrivet noggranna vilket är ett resultat av växelkursjusteringar av originalvärden. Detta justeras för vid presentation av studiens resultat Hälsoeffekt Värdemått Ekonomiskt värde i denna studie Enhet Mortalitet (alla åldrar) Låg VOLY* / fall Mortalitet (alla åldrar) Medel VOLY / fall Mortalitet (alla åldrar) Hög VOLY / fall Mortalitet för personer över 30 år Låg VSL** / fall Mortalitet för personer över 30 år Medel VSL / fall Mortalitet för personer över 30 år Hög VSL / fall Mortalitet spädbarn Låg VSL / fall Mortalitet spädbarn Medel VSL / fall Mortalitet spädbarn Hög VSL / fall Kronisk bronkit för personer över27 år / fall Kronisk bronkit för barn 6-12 år / fall Sjukhusbesök på grund av andningsproblem / fall Sjukhusbesök på grund av hjärtbesvär / fall Dagar med begränsat välbefinnande / fall Dagar med astmasymptom barn 5-19 år / fall Förlorade arbetsdagar / fall *VOLY = Det ekonomiska värdet av ett förlorat levnadsår (Value of Life Year Lost) **VSL = Värdet av ett statistiskt liv (Value of Statistical Life) Dessa ekonomiska värden är framtagna inom ramen för ett antal fleråriga forskningsprojekt, bland annat tidigare nämnda ExternE. Nuvarande värden är framtagna främst inom forskningsprojektet HEIMTSA (Hunt, Navrud, Maca, & Scacsny, 2011). Övriga värden är tagna från (Desaigues et al., 2011; Holland, Hunt, et al., 2005; Holland, Pye, Watkiss, Droste- Franke, & Bickel, 2005; Holland, Watkiss, Pye, de Oliviera, & van Regemorter, 2005; OECD, 2012; WHO, Henschel, & Chan, 2013). En viktig anmärkning är att de ekonomiska värdena på hälsa i denna analys antas lika för alla europeiska länder. Nationell BNP och eventuellt varierande betalningsvilja beaktas inte i denna studie. Alla europeiska liv och hälsoeffekter har getts samma värde Kostnadsnyttoanalys I kostnadsnyttoanalysen jämfördes sedan åtgärdskostnad per år med årlig monetär nytta per år av minskade utsläpp. Alla kostnader anges i 2010 års värde ( 2010), så effekten av inflation behövde inte inkluderas. Likaledes analyserades åtgärder och effekter som båda skulle uppstå år 2030, varför nuvärdesmetoden inte behövde användas. Av intresse för kostnadsnyttoanalysen är nytto-kostnadskvoten. Denna kvot ger en indikation på vilket scenario som ger störst nytta per satsad mängd resurser. Kvoten fås genom att för ett scenario dividera den totala monetära nyttan med den totala åtgärdskostnaden. 34

36 5 Resultat I detta kapitel presenteras studiens resultat över scenariospecifika utsläpp, åtgärdskostnader, hälsoeffekter och ekonomiskt värde av den minskade mängden hälsoeffekter. Dessa resultat följs av en presentation av deposition av oxiderat kväve över Sverige. Sist presenteras resultaten från våra känslighetsanalyser. 5.1 Utsläpp I denna studie beräknades först en Huvudprognos för utsläpp från sjöfarten i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. I Campling et al., (2013) uppskattas utsläppen år 2030 i Huvudprognosen ligga på 202 kton NO x i Östersjön och 503 kton i Nordsjön & Engelska kanalen. I vår Huvudprognos är utsläppen högre i Östersjön men lägre i Nordsjön & Engelska kanalen, med högre utsläpp totalt. Däremot ligger utsläppen av SO 2 på samma nivå. Tabell 24 anger emissioner till luft från sjöfart i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen i de olika scenarierna. Tabell 24: Scenariospecifika utsläpp av NO x, PM 2,5, SO 2, och CO 2 Scenario och region Utsläpp 2030 [kton] NO x PM 2,5 SO 2 CO 2 Huvudprognos Östersjön Nordsjön NECA Östersjön 2021 Östersjön Nordsjön NECA Nordsjön 2021 Östersjön Nordsjön NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Östersjön Nordsjön Då Nordsjön & Engelska kanalen har större utsläpp av NO x i Huvudprognosen är det också för denna region som utsläppsminskningen blir störst i de analyserade scenarierna. Som syns i Tabell 24 är effekten av LNG-drivna fartyg så liten år 2030 att den inte påverkar utsläpp av PM 2,5, SO 2, eller CO 2 nämnvärt. Detta är mycket en konsekvens av att de LNG-drivna fartyg som investeras i som följd av NECA främst ersätter investeringar i dieseldrivna fartyg, som redan har låga utsläpp av partiklar och SO 2. Europas totala utsläpp av luftföroreningar från landbaserade källor var i scenarierna: kton NO x, kton PM 2,5, kton SO 2 och kton NH 3 år 2030, vilka samtliga orsakar PM-relaterade hälsoeffekter som primära eller sekundära partiklar. Utsläpp från övriga havsregioner runt Europa är i scenarierna samma som i Campling et al. (2013): kton NO x, 112 kton PM 2,5 och 325 kton SO 2 år 2030, utsläpp av NH 3 antas vara försumbart. Utsläppsminskning 2030 relativt utsläpp i Huvudprognos anges i Tabell

37 Tabell 25: Scenariospecifik minskning av utsläpp relativt utsläpp år 2030 i Huvudprognosen Scenario Utsläppsminskning [kton] NO x NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 Östersjön 46 Nordsjön 0 Östersjön 0 Nordsjön 122 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Östersjön 46 Nordsjön 122 Den relativa minskningen är ungefär lika stor för de båda regionerna då det i denna analys antas vara samma typ av fartyg och samma ålder på fartygen i de båda regionerna. 5.2 Åtgärdskostnader 2030 De utsläppsminskningar som följer från ett införande av NECA åtföljs av åtgärdskostnader som beror av vilket år som NECA införs (i centralanalysen år 2021), hur många fartyg som beräknas trafikera havsregionerna, samt vilka motortyper och fartygstyper som reningsteknik installeras på. Tabell 26 anger åtgärdskostnader för de olika scenarierna i vår centralanalys. Åtgärdskostnaderna redovisas för olika teknikval. Tabell 26: Totala åtgärdskostnader i de studerade scenarierna Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön

38 Enligt resultaten skulle inte NECA innebära några större effekter på åtgärdskostnader för att minska utsläpp av SO 2. Dessutom visar resultaten ingen nämnvärd skillnad i åtgärdskostnad mellan EGR och SCR. Ökning av åtgärdskostnader år 2030 som konsekvens av att NECA införs i aktuellt havsområde anges i Tabell 27. Tabell 27: Ökning i åtgärdskostnad i de studerade scenarierna Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön Till skillnad från den jämnt fördelade utsläppsminskningen mellan regionerna (~22 % NO x) var åtgärdskostnaderna regionsspecifika. Detta beroende på att åtgärdskostnader påverkas mycket av den antagna driftstiden, vilket varierade för de olika regionerna. Åtgärdskostnaderna uttryckt som kostnad per ton utsläppsminskning blev ~ /ton NO x för ett införande av NECA i enbart Östersjön. Åtgärdskostnaden för ett införande av NECA i Nordsjön & Engelska kanalen blev ~ /ton NO x, medan åtgärdskostnaden för NECA i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen var lägst, ~ /ton NO x. Bränslekostnader minskar något i våra scenarier som följd av att LNG-motor används till större del än i Huvudprognosen. LNG-motor ersätter i vår analys MD-motor men inte HFmotor, därför påverkas inte SO 2-reningskostnader då SO 2-rening endast är aktuellt på HFmotorer. 5.3 Hälsoeffekter Utsläpp av NO x från sjöfarten sprids och ombildas så småningom till sekundära partiklar vilka har visat sig ha flera olika typer av effekter på hälsa. Det mest iögonfallande är påverkan på dödlighet (C. A. Pope, 3rd et al., 2011; C. A. Pope et al., 2002). Genom sin omvandlingsprodukt leder utsläppsminskningar av NO x ifrån sjöfart till minskade hälsoeffekter. 37

39 Tabell 28 anger modellresultaten avseende PM-relaterade hälsoeffekter för de olika scenarierna. För att klargöra skillnader mellan scenarierna presenteras resultaten utan avrundning. Tabell 29 anger skillnaden mot Huvudprognosen. Tabell 28: PM-relaterade hälsoeffekter år 2030 för de olika utsläppscenarierna Hälsoeffekt [antal] Mortalitet Mortalitet för personer över 30 år Mortalitet spädbarn Kronisk bronkit för personer över 27 år tusen förlorade levnadsår tusen förtida dödsfall tusen förtida dödsfall tusen antal fall tusen antal extra fall tusen antal Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön Kronisk bronkit för barn 6-12 år Sjukhusbesök på grund av andningsproblem fall Sjukhusbesök på grund av tusen antal hjärtbesvär fall Dagar med begränsat välbefinnande tusen dagar Dagar med astmasymptom barn 5-19 år tusen dagar Förlorade arbetsdagar tusen dagar Hälsoeffekter på grund av exponering för höga partikelhalter år 2030 i vår Huvudprognos är högre än de som presenteras i (Holland, 2014) för år Till exempel visar våra beräkningar att höga halter av partiklar skulle leda till ca 466 tusen förtida dödsfall år 2030, medan Holland (2014) presenterar 307 tusen förtida dödsfall. Denna skillnad beror dels på populationsökning och en åldrande befolkning till år 2030 och dels på att Huvudprognosen antar större utsläpp från sjöfarten i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen än i Holland (2014). Det som motverkar att skillnaden blir ännu större är att delar av utsläppen från nationell sjöfart omallokerats till havsregionerna för de länder som gränsar till Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen i denna studie. Våra hälsoeffekter är lägre än motsvarande hälsoeffekter i bas-scenariot som presenteras i TSAP rapport #11 (Amann et al., 2014). I Amann (2014) är antalet PM-relaterade dödsfall år 2030 ca 480 tusen i Europa. 38

40 Tabell 29: Minskade hälsoeffekter år 2030 som konsekvens av införande av NECA år 2021 Hälsoeffekt [antal] NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön tusen förlorade Mortalitet levnadsår tusen förtida Mortalitet för personer över 30 år dödsfall tusen förtida Mortalitet spädbarn dödsfall Kronisk bronkit för personer över27 år tusen antal fall tusen antal Kronisk bronkit för barn 6-12 år extra fall Sjukhusbesök på grund av andningsproblem tusen antal fall Sjukhusbesök på grund av hjärtbesvär tusen antal fall Dagar med begränsat välbefinnande tusen dagar Dagar med astmasymptom barn 5-19 år tusen dagar Förlorade arbetsdagar tusen dagar Utsläppsminskningarna i våra scenarier leder till som förtydligas i Tabell 29. Som syns är hälsoeffekterna mycket större som följd av utsläppsminskningar i Nordsjön & Engelska kanalen än i Östersjön. Detta på grund av att dessa utsläppsminskningar dels är större, dels sker närmre tätbefolkade områden. 5.4 Samhällsekonomisk nytta av och skador på grödor Det ekonomiska monetära värdet av PM-relaterade hälsoeffekter har tidigare visat sig domineras av det ekonomiska värdet av mortalitet. Därför presenteras resultat baserade på flera olika uppskattade ekonomiska värden av mortalitet. Det ekonomiska värdet av mortalitet uppskattas vanligtvis som värdet av ett förlorat levnadsår (Value of Life Year Lost, VOLY), eller som värdet av ett statistiskt liv (Value of Statistical Life, VSL), som ibland i luftföroreningssammanhang kallas för Värde av ett undvikt dödsfall (Value of Prevented Fatality, VPF). För samtliga dessa värden finns det i litteraturen låga, medel, och höga uppskattade värden. Tabell 30 anger minskning i samhällskostnader för hälsoeffekter i de olika scenarierna. Tabell 30: Samhällsekonomisk nytta genom i Europa p.g.a. NECA Hälsoeffekt [miljoner 2010] Värde på mortalitet Samhällsekonomisk nytta på grund av Låg VOLY Samhällsekonomisk nytta på grund av Medel VOLY Samhällsekonomisk nytta på grund av Hög VOLY Samhällsekonomisk nytta på grund av Låg VSL Samhällsekonomisk nytta på grund av Medel VSL Samhällsekonomisk nytta på grund av Hög VSL *VOLY = Value of Life year Lost, VSL = Value of Statistical Life NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön

41 Utöver ekonomiska värden av beräknades i denna studie även nytta i form av minskade ozonskador på grödor (orsakas bland annat av NO x) vilka anges i Tabell 31. Tabell 31: Samhällsekonomisk nytta år 2030 genom minskade skördeskador p.g.a. införande av NECA år 2021 Minskade skador på grödor [Miljoner 2010] NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön Minskade skördeskador Trots att utsläppsminskningarna är större om NECA införs i Nordsjön & Engelska kanalen än i Östersjön så är gällande uppskattning att NOx-utsläpp i Östersjön ger större skador än utsläpp i Nordsjön & Engelska kanalen. Effekten på grödor är högre på grund av sammansättningen av grödor samt ozonbildningspotentialen av NO x-utsläpp i regionen. Därför blir nyttan avseende skador på grödor större för NECA Östersjön Tabell 32 anger nettonyttan för NECA-scenarierna. Nettonyttan beräknas genom att ta den totala monetära nyttan av utsläppsminskningen minus den totala kostnaden som presenterats i Tabell 27. Tabell 32: Nettonytta 2030 p.g.a. minskade utsläpp genom NECA (hälsa och miljö) Nytta [Miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön Som syns är nettonyttan som väntat störst i det scenario där NECA införs i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen. Resultaten visar också hur stor påverkan är av det ekonomiska värdet av mortalitet. Nettonyttan varierar mellan ~160 miljoner 2010 till 1,9 miljarder 2010 beroende på vilket ekonomiskt värde som väljs. I scenariot NECA Nordsjön 2021 och NECA Östersjön & Nordsjön 2021 var nettonyttan av NECA positivt, för NECA Östersjön 2021 var nettonyttan negativ. Kostnaden var alltså större än nyttan förutom för de högsta monetära värdena på ett förlorat levnadsår/statistiskt liv. Även om den totala nettonyttan är störst för NECA Östersjön & Nordsjön 2021 betyder inte det med automatik att detta scenario ger mest marginalnytta. Ett förenklat sett att uppskatta marginalnyttan av de olika scenarierna är att beräkna nytto-kostnadskvoten, i vilket den totala monetära nyttan som följer av ett scenario divideras med den totala kostnaden. I Tabell 33 ges nytto-kostnadskvoter för de olika scenarierna. 40

42 Tabell 33: Nytto-kostnadskvot av scenarierna för olika värden på nytta och åtgärdskostnad Nytta-kostnads-kvot NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön Min Nytta / Max Kostnad EU-kommissionens perspektiv (Min Nytta / Medel Kostnad) Min Nytta / Min Kostnad Medel Nytta / Medel Kostnad Max Nytta / Max Kostnad Max Nytta / Min Kostnad Som syns i tabellen ovan är det NECA Nordsjön 2021 som är associerat med störst värde på nytto-kostnadskvoten. Detta är en indikation på att det är NECA Nordsjön 2021 som skulle ge störst effekt för satsade investeringar. Att utöka NECA från endast Nordsjön & Engelska kanalen till även Östersjön skulle ge minskad marginalnytta. Och eftersom kostnaderna stiger kraftigare än vad nyttan gör är det en indikation på att marginalnyttan är lägre än marginalkostnaden om man vidgar NECA. Den utsläppsnivå där marginalkostnaden = marginalnyttan är enligt den ekonomiska litteraturen den utsläppsnivå som är samhällsekonomiskt optimal. Ett NECA enbart i Östersjön skulle enligt var analys ge en nytto-kostnadskvot under 1. NECA i Östersjön kan till år 2030 till 40 % motiveras med dess effekter på Europeisk hälsa. Det måste påminnas om att monetära värden på miljönyttan i stort sett är exkluderade från denna analys. Ett inkluderande av monetära värden på biodiversitet, försurning och övergödning skulle eventuellt kunna göra att nytto-kostnadskvoten blir större i NECA Östersjön & Nordsjön 2021 än i NECA Nordsjön 2021, det skulle dessutom kunna göra att NECA i enbart Östersjön blir socioekonomiskt motiverat. Intressant är att den ekonomiska påverkan på grödor utgör 12 % av totalen för NECA Östersjön 2021, vilket är relativt högt. 5.5 Minskade hälsoeffekter och nytta för Sverige Denna studie har även specifikt undersökt effekter i Sverige. Nedan presenteras scenariospecifika resultat på svenska hälsoeffekter och monetära värden på dessa. För jämförelsens skull presenteras resultat från utsläppsscenariot MFR Sverige i vilket antagits att Sverige minskat sina utsläpp av SO 2, NO x och PM 2,5 i enlighet med den uppskattade maximala tekniska utsläppsreningspotentialen från landbaserade utsläppskällor i Sverige. I MFR Sverige sker ingen utsläppsminskning i havsregionerna. 41

43 Tabell 34:Minskning av hälsoeffekter i Sverige år 2030 som följd av att NECA införs år 2021 Minskad hälsoeffekt [antal fall] Mortalitet Mortalitet för personer över 30 år Mortalitet spädbarn Kronisk bronkit för personer över27 år Förlorade levnadsår Förtida dödsfall Förtida dödsfall Antal fall Antal extra fall Kronisk bronkit för barn 6-12 år Sjukhusbesök på grund av andningsproblem Sjukhusbesök på grund av hjärtbesvär Dagar med begränsat välbefinnande Dagar Dagar med astmasymptom barn 5-19 år Dagar Antal fall Antal fall NECA Östersjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 NECA MFR Nordsjön 2021 Sverige Förlorade arbetsdagar Dagar Till skillnad från den fullskaliga analysen är det för Sveriges del så att ett NECA i Östersjön är viktigare än ett NECA i Nordsjön & Engelska kanalen ur ett hälsoperspektiv. Samma resultat fast beräknat i monetära enheter visas i Tabell 35. Tabell 35: Monetariserade värden för för Sverige Hälsoeffekt [Miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL NECA Östersjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 NECA MFR Nordsjön 2021 Sverige Den monetära hälsorelaterade nyttan för Sverige av minskade utsläpp i Östersjön var /ton NO x, /ton NO x för minskade utsläpp i Nordsjön & Engelska kanalen och /ton NO x om utsläppsminskning sker i båda regionerna och man antog det lägsta monetära värdet på ett förlorat levnadsår. 5.6 Deposition av oxiderat kväve över Sverige NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen leder till minskad deposition av oxiderat kväve över Sverige och ger på detta vis påverkan på den svenska försurningsproblematiken. I detta kapitel redovisas för centralanalyserna effekten på deposition av oxiderat kväve. 42

44 Tabell 36: Deposition av oxiderat kväve över Sverige år 2030 Scenario NO x utsläpp, kton Deposition oxiderat kväve över Sverige, mg/m 2 /år Sverige Europa ÖS+NS min medel max median Huvudprognos ,5 102,2 330,6 74,2 NECA Östersjön ,2 99,8 315,2 72,5 NECA Nordsjön ,2 100,1 322,4 73,3 NECA Östersjön & Nordsjön ,1 97,7 306,9 71,6 Figur 3: Deposition av oxiderat kväve 2030 i Huvudprognos (vänster) och NECA Östersjön & Nordsjön 2021 (höger) Figur 4: Deposition av oxiderat kväve år 2030 i NECA Östersjön 2021 (vänster) och NECA Nordsjön 2021 (höger) Som syns i figurerna kommer minskning i deposition ske enligt förväntade mönster, där utsläppsminskningar i Östersjön leder till minskad deposition över Sveriges östra kust, medan utsläppsminskningar i Nordsjön & Engelska kanalen främst ger påverkan på Sveriges västkust, Danmark och Norge. 5.7 Känslighetsanalyser För att analysera effekten av viktiga antaganden genomfördes ett antal känslighetsanalyser. De viktigaste känslighetsanalyserna analyserade effekterna av ett tidigare införandeår av NECA; 2018 istället för 2021; och effekterna av om alla fartyg tagna i trafik från 2021 vore LNG-drivna fartyg. Ett antal ytterligare känslighetsanalyser studerade endast effekter på åtgärdskostnader. I vissa av känslighetsanalyser skulle både utsläpp och åtgärdskostnader 43

45 kunna påverkas genom dess effekt på mängden LNG-drivna fartyg i NECA, men det har dessvärre inte funnits tid i projektet till att studera dessa kopplade effekter. Följande känslighetsanalyser genomfördes: Tabell 37: Genomförda känslighetsanalyser Scenario Parametrar som varieras Analys av effekt på kostnader? NECA 2018 NECA införs redan år 2018 med effekten att fler fartyg har Tier III-utsläppsstandard år 2030 NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 MFR Sverige Andel LNG i nya fartyg antas bli 100 % Svenska landbaserade utsläpp av SO 2, NO x, NH 3, PM 2,5 och NMVOC minskas till MFR-nivå Analys av effekt på utsläpp? Region? Ja Ja Samtliga (3 scenarier) Ja Ja Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Ja Ja Sverige Partiella känslighetsanalyser för åtgärdskostnader: NECA 2021 höga Bränslepris år 2030 Ja Nej Samtliga bränslepriser (3 scenarier) NECA 2021 låga Bränslepris år 2030 Ja Nej Samtliga bränsle-priser (3 scenarier) NECA 2021 LNG hög Investeringskostnad LNG Ja Nej Samtliga inv. (3 scenarier) NECA 2021 skrubber Bränslebestraffning och Ja Nej Samtliga kostnad investeringskostnader för (3 scenarier) NECA 2021 NECA timmar skrubbrar varieras Timmar i NECA för fartygen Ja Nej Samtliga (3 scenarier) Påverkan på utsläpp Påverkan på utsläpp i NECA 2018-scenarierna baserades på den mängd LNG-drivna fartyg som följde ifall övriga fartyg till 50 % investerade i SCR-teknik och 50 % investerade i EGRteknik. I scenariot NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 antogs att samtliga nya fartyg investerade i LNG-drift. 44

46 Tabell 38: Påverkan på utsläpp av tidigt införande av NECA eller 100 % nya LNG-drivna fartyg Huvudprognos Scenario NECA Östersjön 2018 NECA Nordsjön 2018 Utsläpp 2030 [kton] NO x PM 2,5 SO 2 CO 2 CH 4 Östersjön ,0027 Nordsjön ,0056 Östersjön ,0027 Nordsjön ,0056 Östersjön ,0027 Nordsjön ,0056 NECA Östersjön & Nordsjön 2018 Östersjön ,0027 Nordsjön ,0056 NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 Östersjön ,0030 Nordsjön ,0063 Om NECA skulle införas tre år tidigare än i centralanalysen skulle utsläppen av NO x i Östersjön minska ytterligare 20 kton till år För Nordsjön & Engelska kanalen var motsvarande siffra 44 kton, totalt för båda regionerna 64 kton. I scenariot NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 syns även den fulla effekten av LNG-drivna fartyg. För båda regionerna skulle utsläppen av NO x minska ytterligare 11 kton, PM 2,5 minska från 6 till 5 kton, utsläppen av SO 2 skulle minska från 25 till 19 kton. Dessutom skulle utsläppen av CO 2 minska med kton utan någon signifikant motverkande klimateffekt från ökande CH 4- utsläpp. Klimateffekten av dessa ökade CH 4-utsläpp motsvarar endast 10 ton CO 2ekv för Östersjön och 24 ton CO 2ekv för Nordsjön & Engelska kanalen. Det bör betonas att kunskapen om metanslip från LNG-fartyg är dålig och att det finns farhågor om att den kan vara större. Den ytterligare utsläppsminskningen av NO x om alla nya fartyg vore LNG-drivna är en effekt av att den typ av LNG-motorer som antas i denna analys har högre varvtal och mindre utsläpp än de HF-motorer de ersätter då bägge typerna av motorer klarar sina respektive Tier III-krav Påverkan på åtgärdskostnader 2030 I Tabell 39 nedan presenteras kostnader för scenario som antar införande av NECA redan år I detta fall blir det fler Tier III-fartyg år

47 Tabell 39: Totala åtgärdskostnader för scenarier med NECA införande år 2018 Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2018 NECA Nordsjön 2018 NECA Östersjön & Nordsjön 2018 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön Merkostnaden år 2030 för ett tidigt införande av NECA skulle bli ~169 miljoner 2010 för Östersjön, ~246 miljoner 2010 för Nordsjön & Engelska kanalen och ~303 miljoner 2010 för båda havsregionerna. Tabell 40 sammanfattar resultat för scenario NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 (alla nya fartyg antas använda LNG). Tabell 40: Totala åtgärdskostnader för scenario med LNG i alla nya fartyg (NECA införande år 2021) Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Huvudprognos Östersjön Nordsjön NECA LNG Östersjön & Östersjön Nordsjön 2021 Nordsjön Detta alternativ medför lägre kostnader år 2030 för NECA i båda havsregionerna jämfört med centralanalysens NECA-scenario ( 153 istället för 233 miljoner 2010). Åtgärdskostnader för scenariot NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 samt för Huvudprognosen med högre investeringskostnad för skrubbrar är presenterade i Tabell 41. I scenariot NECA Östersjön & Nordsjön 2021 var det bara MD-fartyg som ersattes med LNGdrivna fartyg som följd av NECA, vilket innebar att skrubberkostnader inte påverkade totala NECA-kostnader eftersom antalet skrubbrar inte ändrades jämfört med Huvudprognosen. Därför analyserades denna påverkan i ett scenario där alla HF-drivna fartyg ersattes med 46

48 LNG-drivna fartyg och där investeringskostnaden för skrubber var relativt hög. I kostnadsberäkningarna för dessa scenarier syns effekten av skrubbrars kostnader. Tabell 41: Totala åtgärdskostnader för scenario med höga investeringskostnader för skrubbrar Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Huvudprognos, hög investeringskostand Östersjön skrubber Nordsjön NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021, hög Östersjön investeringskostnad skrubber Nordsjön Om investeringskostnaden för skrubbrar skulle vara hög och samtliga nya fartyg skulle bli LNG-drivna skulle detta innebära kostnader år 2030 för NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen motsvarande 91 miljoner 2010, d.v.s. 142 miljoner 2010 billigare än i centralanalysens scenario. Påverkan av höga och låga bränslepriser på totala kostnader sammanfattas i Tabell 42 och Tabell 43 nedan. Tabell 42: Totala åtgärdskostnader för scenario med låga bränslepriser (HF /t, LNG /t, MD /t). Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön Lägre bränslepriser skulle innebära att kostnaden för NECA skulle sjunka. Kostnaden år 2030 för NECA i Östersjön skulle bli 119 miljoner 2010, NECA i Nordsjön & Engelska kanalen 47

49 skulle kosta ~164 miljoner 2010 och ett NECA i båda havsregionerna skulle kosta ~197 miljoner Tabell 43: Totala åtgärdskostnader för scenario med höga bränslepriser (HF /t, LNG /t, MD /t). Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön Högre bränslepriser skulle innebära att ett NECA i Östersjön skulle kosta ~141 miljoner 2010, NECA Nordsjön & Engelska kanalen skulle kosta ~214 miljoner 2010 och ett NECA i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen skulle kosta ~269 miljoner Investeringskostnaden för LNG-drivna fartyg påverkar både om rederier väljer att investera i LNG-drivna fartyg istället för konventionella fartyg med SCR eller EGR-teknik för att rena utsläpp, och scenariospecifika åtgärdskostnader. Variation av denna parameter ändrar både kostnader och utsläpp, i och med att andel fartyg som byter till LNG ändras. Studien har dock inte analyserat påverkan på utsläpp för detta scenario. Kostnader för scenariot med högt investeringspris i LNG-motor ( /kW effekt istället för /kW) presenteras i Tabell 44. Med hög investeringskostnad (över /kW) skulle det i vår analys inte investeras alls i LNG-drivna fartyg. 48

50 Tabell 44: Totala åtgärdskostnader för scenarier med hög investeringskostnad för LNG-motor Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön Investeringskostnaden i LNG-drivna fartyg påverkar totalkostnaden för NECA marginellt då det är få fartyg som i vår centralanalys skulle investera i LNG-drift istället för NO x- reningsteknik. Kostnaderna är precis dom samma som i centralanalysen för de enskilda havsregionerna, och endast marginellt högre om NECA införs i båda regionerna samtidigt (~235 miljoner 2010). Utsläppsreningskostnader i ett scenario där alla fartygskategorier som trafikerar NECAområden har samma drifttid i NECA sammanfattas i Tabell 45. För Östersjö-scenariot är drifttiden ~1 800 timmar om året för alla fartygskategorier, för Nordsjö & Engelska kanalenscenariot är drifttiden ~3 750 timmar och för det sammansatta scenariot med NECA i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen är drifttiden timmar. Detta betyder att alla nya fartyg aldrig lämnar regionen Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen och att antalet nya fartyg därmed blir färre. Beräkningarna är främst till för att visa hur viktig den fartygskategorispecifika driftstiden i NECA är för den totala kostnadsuppskattningen. 49

51 Tabell 45: Totala åtgärdskostnader för scenarier med maximalt antal timmar i NECA för alla fartygskategorier Renings- och bränslekostnader 2030 [Miljoner 2010] Scenario Huvudprognos NECA Östersjön 2021 NECA Nordsjön 2021 NECA Östersjön & Nordsjön 2021 Teknikval region NO x-rening SO 2-rening LNGmotor Bränsle Totalt Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön EGR Östersjön Nordsjön SCR Östersjön Nordsjön /50 Östersjön Nordsjön En större mängd timmar i NECA skulle påverka åtgärdskostnaderna markant, vilket visats tidigare i och med att åtgärdskostnaden per ton utsläppsminskning i våra analyser blev lägre om NECA införs i båda havsregionerna än i ett enskilt. Om samtliga fartygskategorier skulle vistas lika länge i NECA, motsvarande ett helt års körtid för Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen skulle den samlade kostnaden för NECA sjunka till 57, 126 och 183 miljoner 2010 för de aktuella regionerna år Påverkan på monetariserad miljönytta De monetariserade effekterna på miljö- och hälsa som konsekvens av ett tidigt införande av NECA och som konsekvens av att alla nya Tier III-fartyg skulle utgöras av LNG-drivna fartyg visas i tabellerna nedan. 50

52 Tabell 46: Monetariserad miljö- och hälsonytta år 2030 av ett tidigt införande av NECA Ekonomisk nytta [miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL NECA Östersjön 2018 NECA Nordsjön 2018 NECA Östersjön & Nordsjön Som syns skulle den ekonomiska nyttan öka av ett tidigare införande vilket är en direkt konsekvens av den ökade utsläppsminskningen. Den samlade ekonomiska nettoeffekten redovisas i Tabell 47. Tabell 47: Nettonytta år 2030 vid ett tidigt införande av NECA Ekonomisk nettonytta [miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL NECA Östersjön 2018 NECA Nordsjön 2018 NECA Östersjön & Nordsjön Nettonyttan för Europa skulle bli lägre av ett tidigare införande av NECA, men däremot skulle nytto-kostnadskvoten bli något lite högre. Detta är en effekt av att den relativa minskningen i negativa hälsoeffekter blir något större än motverkande relativa ökning i åtgärdskostnader. Det verkar alltså finnas viss nytta med ett tidigt införande, men den är liten år Den ekonomiska nyttan de två återstående utsläppsanalyserna, MFR Sverige och NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021, presenteras i Tabell

53 Tabell 48: Monetariserad miljö- och hälsonytta för Europa år 2030 av MFR Sverige eller om alla Tier IIIfartyg vore LNG-drivna i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Ekonomisk nytta [miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL MFR Sverige NECA LNG Östersjön & Nordsjön Utsläppsminskningarna av NO x, PM 2,5 och SO 2 i MFR Sverige skulle ha större effekt på hälsa i Europa än NECA Östersjön 2018 och NECA Östersjön 2021, men lägre än motsvarande scenarier för Nordsjön & Engelska kanalen. Detsamma gäller om man bara tittar på Sverige, där det monetära värdet av minskade svenska hälsoeffekter motsvarade som lägst 85 miljoner Men det är framförallt NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 som skulle ha stor påverkan på hälsa och miljö, störst av alla de utsläppscenarier som analyserats i denna studie. Tabell 49: Nettonytta för Europa år 2030 av MFR Sverige eller om alla Tier III-fartyg vore LNG-drivna i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen Ekonomisk nettonytta [miljoner 2010] Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Samhällsekonomisk nytta på grund av Värde på mortalitet Låg VOLY Medel VOLY Hög VOLY Låg VSL Medel VSL Hög VSL NECA LNG Östersjön & MFR Sverige Nordsjön Utsläppsminskningarna från landbaserade källor i Sverige som följer av MFR Sverige skulle vara dyrköpta och nettonyttan för Europa som helhet och för Sverige skulle vara negativ. Resultaten för MFR Sverige bör däremot endast ses som indikativa då den spridningsmodell vi använt kanske kan missa lokala effekter av minskade utsläpp i Sverige. Det bör dessutom nämnas att det finns fler typer av lokala åtgärder tillgängliga inom Sverige som skulle kunna ge positiv nettonytta i Sverige, men dessa har inte jämförts med här. Bland annat inkluderar inte MFR Sverige utsläppsminskningar från vägtransporter. Nettonyttan för LNG-scenariot skulle däremot säkerligen vara mycket positiv. Tabell 50 visar en sammanfattning av påverkan på samhällsnytta och åtgärdskostnader för NECA. Åtgärdskostnaderna som presenteras i denna tabell är medelvärden för de åtgärdskostnader som presenterats ovan. 52

54 Tabell 50: Sammanfattning av känslighetsanalyserna av europeiska kostnader och nyttor år 2030 p.g.a. NECA i Östersön och Nordsjön & Engelska kanalen [miljoner 2010] Åtgärdskostnad 2030 Nytta 2030 Nettonytta 2030 Medel Låg Medel Hög Låg Medel Hög NECA Östersjön NECA Nordsjön NECA Östersjön & Nordsjön NECA Östersjön NECA Nordsjön NECA Östersjön & Nordsjön NECA LNG Östersjön & Nordsjön MFR Sverige NECA Östersjön 2021 höga bränsle-priser NECA Nordsjön 2021 höga bränsle-priser NECA Östersjön & Nordsjön 2021 höga bränslepriser NECA Östersjön 2021 låga bränsle-priser NECA Nordsjön 2021 låga bränsle-priser NECA Östersjön & Nordsjön 2021 låga bränslepriser NECA Östersjön 2021 LNG hög inv. NECA Nordsjön 2021 LNG hög inv. NECA Östersjön & Nordsjön 2021 LNG hög inv. NECA Östersjön 2021 NECA timmar NECA Nordsjön 2021 NECA timmar NECA Östersjön & Nordsjön 2021 NECA timmar NECA Östersjön & Nordsjön % LNG + hög skrubber kostnad Sammantaget kan man från känslighetsanalyserna se att: Om LNG-drivna fartyg skulle ersätta alla andra fartyg skulle även NECA i Östersjön kunna motiveras endast genom dess påverkan på hälsa i Europa. Detta på grund av att LNG-drivna fartyg både innebär minskade utgifter för utsläppsminskningar och minskade utsläpp av ett flertal luftföroreningar samtidigt. Att införa all tekniskt tillgänglig reningsteknik på landbaserade källor i Sverige (MFR Sverige) skulle ha lägre nettonytta för Europa än NECA i Östersjön. Höga bränslepriser sänker nettonyttan av åtgärderna, medan låga bränslepriser höjer den. Höga investeringskostnader för LNG skulle påverka kostnaden mycket lite, men detta är främst en konsekvens av det låga antalet LNG-fartyg i som antas i scenarierna. Fartygens årliga drifttid i NECA påverkar nettonyttan mycket, ju högre drifttid desto lägre åtgärdskostnad per ton minskat utsläpp. 53

55 För att ett NECA i Östersjön skulle bli samhällsekonomiskt motiverat ur ett hälsoperspektiv skulle det krävas att LNG-drivna fartyg till så stor del som möjligt ersätter fartyg drivna på bunkerolja och att drifttiden i NECA blir så hög som möjligt Påverkan på deposition av oxiderat kväve över Sverige 2030 Tabell 51 sammanfattar deposition av oxiderat kväve över Sverige för Huvudprognosen, scenarier med NECA införande år 2018, ett scenario med LNG i alla nya fartyg och ett scenario med maximal minskning av svenska utsläpp från landbaserade källor exkl. vägtransporter. Tabell 51: Deposition av oxiderat kväve över Sverige år 2030 Scenario NOx utsläpp, kt NOx deposition i Sverige, mg/m 2 /år Sverig e Europa ÖS+N S Min Medel max median Huvudprognos ,4 102,2 330,6 74,2 NECA Östersjön ,2 98,8 308,4 71,9 NECA Nordsjön ,2 99,3 319,4 72,9 NECA Östersjön & Nordsjön ,9 95,9 297,3 70,5 NECA LNG Östersjön & Nordsjön ,9 94,9 292,1 70,0 MFR Sverige ,3 101,5 329,8 73,6 Sveriges minskning av landsbaserade utsläpp till maximala tekniskt möjliga nivån, med antagandet att andra europeiska länder inte vidtar några åtgärder utöver basutvecklingen, reducerar medeldepositionen av oxiderat kväve över landet med 0,7 mg/m 2 /år, jämfört med Huvudprognosen. Denna effekt är inget märkvärdigt då de svenska utsläppen av NO x i MFR Sverige endast är 7 kton lägre än i Huvudprognosen. Införandet av NECA i både Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen år 2018 leder till minskad deposition av oxiderat kväve med 6,3 mg/m 2 /år. Om NECA införs 2021 men alla nya fartyg använder LNG istället för NO x- specifika reningstekniker, kommer depositionen av oxiderat kväve minska med 7,3 mg/m 2 /år. Figur 5: Deposition av oxiderat kväve år 2030 i Huvudprognosen (vänster) och NECA Östersjön & Nordsjön 2021 (höger) 54

56 Figur 6: Deposition av oxiderat kväve år 2030 i NECA Östersjön 2018 (vänster) och NECA Nordsjön 2018 (höger) Figur 7: Deposition av oxiderat kväve år 2030 i NECA LNG Östersjön & Nordsjön 2021 (vänster) och MFR Sverige (höger) Som syns i Figur 5-7 skulle utsläppsminskningarna i Östersjön och Nordsjön & Engelska kanalen påverka deposition av oxiderat kväve i samtliga länder runt Östersjön, med i dessa figurer mest synliga effekter över Danmark. 55