Varför är det så höga NO 2 -halter (speciellt i Göteborg)?

Transkript

1 Varför är det så höga 2 -halter (speciellt i Göteborg)? Marie Haeger-Eugensson, Erik Fridell, Jana Moldanova, Martin Ferm IVL Svenska Miljöinstitutet samt Maria Holmes Göteborgs Miljöförvaltning Vägtrafikens utsläpp av kväveoxider ( X ) i Sverige (källa: Vägverket, 27). 2 koncentrationen minskar inte 1

2 Mätningar av 2 och PM 1 som vinterhalvårsmedelvärden i olika tätorter från södra till norra Sverige Bidrag till 2 halter 1. Eventuell ökning av bakgrundsozon 2. Ökad andel 2 i emissioner 3. Mer Sjöfart 2

3 Tyska data (från Frank Dünnebeil, Udo Lambrecht Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg) x Emissions of Urban Road Transport in Germany 35 kt/year Buses HDV 3 LCV PC Diesel 25 PC Gasoline Concentrations of and 2 at traffic sites in Baden-Wuerttemberg 24 annual mean in µg/m³ ( 2 equ.) Development of 2 concentrations at traffic sites in Germany limit value x emissions from urban road transport have decreased. Measured x concentrations (+ 2 ) at traffic sites decreased considerably. Only slight reduction or even increase of measured 2 concentrations at traffic sites. 2 Karlsruhe-Straße Stuttgart-Mitte-Straße Stuttgart Neckartor Stuttgart Siemensstr. Stuttgart Hohenh. Str. Ludwigsburg Friedrichstr. München L.-K-Platz Bremen traffic 1 Wiesbaden Ringkirche Düsseldorf Corneliusstr µg m Göteborgsvägen E2 Utbyvägen m.ö.h avstånd, m Höjdprofil, m och 2 -profilen tvärs en dalgång mellan Göteborg och Partille under februari 1997 Efterbehandling En modern dieselbil har en oxidationskatalysator för att oxidera kolmonoxid och kolväten till koldioxid och vatten (det är syreöverskott i avgasen). Samtidigt oxideras då till 2 2 används som oxidant för att förbränna sot i partikelfilter En del X reningssystem kan ge ökad 2 andel 3

4 FEAT mätningar Gasoline and diesel passenger cars X and 2 emissions vs Euro class in g/kg fuel burnt PreEuro no PreEuro 14 % 47 % 55 % Euro1 Euro2 Euro3 Euro4 Euro2 Euro3 Euro4 cat. 3Wcat -5. Number of vehicles: PC Petrol PC Diesel City buses and coaches X and 2 emissions vs Euro class in g/kg fuel burnt % 3% 48% 25% 3% 29% 52% 38% Euro2 Euro2 Euro2 Euro3 Euro3 CPF CPF CPF EGR Number of vehichles: % Euro3 Euro4 Euro5 CNG CPF buses EGR

5 g/kg fuel burnt CO Site Site 1 22 Site 1 27 Site Site Site Site 2 27 Emissions over time Emissions (in g/kg fuel) versus model year for gasoline passenger cars pre HC Site 1 22 Site 1 27 Site Site g/kg fuel burnt Site 1 22 Site 1 27 Site Site Site 2 27 g/kg fuel burnt pre pre On-road 2 / X ratios for diesel passenger cars 6% 5% 4% 2/x 3% 2% 1% % Euro1 Euro2 Euro3 Euro4 On-road / 2 emissions from HD trucks and 2 emissions 2 4. g/kg fuel %. pre-euro Euro1 Euro2 Euro3 Euro4 nr. of vehicles % 2% 2 / X -ratios 2/x 15% 1% 5% % nr. of vehicles -5% pre-euro Euro1 Euro2 Euro3 Euro

6 2 primär vs X primär i Lundbytunnel Ca 13% 2 2 [2]primary µg m y =.13x R 2 = [x]primary µg m -3 (as 2) De fyra trafikslagens andel av Sveriges totala utsläpp av kväveoxider ( X ) år 25 (källa: Naturvårdsverket, 27) 2% X 24% 39% Vägtrafik Sjöfart - inrikes Sjöfart - utrikes Flyg - inrikes Flyg - utrikes Järnväg Övriga källor 31% %3% 1% Fördelning av olika typer av emissioner i Gbg Emissioner från alla källor TAPM 25 2 Ships Roads Point + area sources Emission (ton/month) APM x SO2 6

7 X emissioner i EU Estimated emissions of nitrogen oxides from landbased sources and shipping in EU27 for (thousands of tonnes annually). TSAP EU-target IMO expected outcome after IMO agreement Totala emissioner för Göteborgsområdet d v s - vägar/fartyg - punktkällor - areakällor Totala emissioner för Göteborgsområdet d v s - vägar/fartyg - punktkällor - areakällor 7

8 Halter vid olika vindriktningar Passiv provtagning Table 2. Average concentrations between and in µg m -3 at STP (2ºC, 113 mbar). Place 2 SO2 O3 Arendal Länsmansgården Mölndals centrum Kielterminalen Järntorget Suckarnas kaj Amerikaskjulet Joten (Söderleden) Masthuggskyrkan SO 2 halterna högst nära hamnen Spridningsberäkning (TAPM) 2 alla källor 2 fartyg, punkt, area källor 8

9 Spridningsberäkning Bidragen från olika källor Förh de olika mätpunkterna Regional backgr Point+area Ships Vehicles 6 5 Förh de olika mätpunkterna som Mv 2% högsta Regional backgr Point+area Ships Vehicles 2 (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) Femman Kungsportsplatsen Gårda Femman Kungsportsplatsen Gårda Monthly mean (Otober) Hourly mean (2% of hours with highest concentration) Röken hög skorsten - ovanför inversionen följer regional vindriktning. Rök låg skorsten under inversionen följer lokal vindriktning (här omlandsbris in mot Göteborg) Skillnad i modellerad 2 halt (µg/m 3 ) med 2% resp 5% primärfraktion 2 av X (för alla emissioner) 9

10 Några slutsatser X emissionerna från vägtrafik minskar men 2 andelen går upp Sjöfarten bidrar signifikant till vissa halter Komplicerade spridningsförutsättningar i Göteborg vilket i högre grad påverkar lokalt emitterade föroreningar såsom 2. Framtiden 2 emissionerna från vägtrafik Sjöfartens X -emissioner kommer att gå ner Ozonbakgrund? Predicted emissions of 2, calculated from FEAT data (from H. Johansson, Vägverket) Ton per år LDV petrol HDV LDV diesel Motorcykel o moped Lätta fordon bensin Lätta fordon diesel Tunga fordon 1

11 Acknowledgements EMFO The Traffic and Public Transport Authority of the City of Göteborg Stiftelsen IVL CFs miljöfond The Swedish Environmental Protection Agency Åke Sjödin, Martin Jerksjö, Marylaine Thomar Tack IFEU-study (Germany) 1..9 Estimated 2 and emission factors for passenger cars in average urban situations in g/km (2 equ.) 2 Estimated 2 / x ratios in exhaust emissions of passenger cars in urban situations 1% bandwidth 9% medium 2/x ratio.8 8%.7 7%.6 6%.5 5%.4 4%.3 3%.2 2%.1 1%. <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 4 PF Euro 5 Euro 6 % <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 4 PF Euro 5 Euro 6 PC Petrol PC Diesel PC Petrol PC Diesel 11

12 Bakgrundsozon a) µg m -3 x X as O3O b) 8% 6% 4% 2% 2/x X % c) 8 µg m RBL O3 O 3 RBL vad finns det i nord till ostlig riktning? Höjdkarta över Göteborg 12

13 Stora variationer av 2-halten i Göteborg Beräknade halter Femman Stadsbibloteket Medelvärde %-il timme Uppdelat på vindhastighet Jämförelse Göteborg och Stockholm 13

14 Vad finns i Göteborg som inte de andra städerna har? Jämförelse uppmätta Jfr 2 MHF och beräkn spridningsberäknade o mätn halter vid Femman 2 Fem beräkn 2 Fem Mätt 2 (µg/m 3 ) Vindriktning Extremt komplicerat vindmönster i Göteborg 14

15 Verifiering av ARTEMIS FEAT-mätningar Fördelning av olika typer av emissioner i Gbg Emissioner från alla källor TAPM 25 2 Ships Roads Point + area sources Emission (ton/month) APM x SO2 Totala emissioner för Göteborgsområdet d v s - vägar/fartyg - punktkällor - areakällor 15

16 Vad finns i Göteborg som inte de andra städerna har? Hur skall man se om det beror på fartygen? vad finns det i nord till ostlig riktning? 16

17 2 alla källor 2 fartyg, punkt, area källor Jämförelse uppmätta Jfr 2 MHF och beräkn spridningsberäknade o mätn halter vid Femman 2 Fem beräkn 2 Fem Mätt 2 (µg/m 3 ) Vindriktning Uppdelat på vindhastighet 17

18 Bidragen från olika källor Jämförelse Göteborg och Stockholm Stora variationer av 2-halten i Göteborg Beräknade halter Femman Stadsbibloteket Medelvärde %-il timme

19 Röken hög skorsten - ovanför inversionen följer regional vindriktning. Rök låg skorsten under inversionen följer lokal vindriktning (här omlandsbris in mot Göteborg) Extremt komplicerat vindmönster i Göteborg Höjdkarta över Göteborg 19

20 Ingen entydlig förklaring men några tänkbara: Påverkan från fartyg - speciellt vid Femman Mycket nära till höga trafikemissioner Komplicerade spridningsförutsättningar vilket i högre grad påverkar lokalt emitterade föroreningar såsom 2. Finns teorier att dagens bilpark generellt kan vara en orsak till de högre 2-halterna, till följd av primärt emitterad 2. Detta borde dock påverka alla tätorer på liknande sätt... Nitrogen dioxide from traffic Erik Fridell German data (from Frank Dünnebeil, Udo Lambrecht Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg) x Emissions of Urban Road Transport in Germany 35 kt/year Buses HDV 3 LCV PC Diesel 25 PC Gasoline Concentrations of and 2 at traffic sites in Baden-Wuerttemberg 24 annual mean in µg/m³ ( 2 equ.) Development of 2 concentrations at traffic sites in Germany limit value x emissions from urban road transport have decreased. Measured x concentrations (+ 2 ) at traffic sites decreased considerably. Only slight reduction or even increase of measured 2 concentrations at traffic sites. 2 Karlsruhe-Straße Stuttgart-Mitte-Straße Stuttgart Neckartor Stuttgart Siemensstr. Stuttgart Hohenh. Str. Ludwigsburg Friedrichstr. München L.-K-Platz Bremen traffic 1 Wiesbaden Ringkirche Düsseldorf Corneliusstr

21 Yearly averages in Göteborg 2 Femman x Femman O3 Femman 2 Gårda x Gårda halt (μg/m3) År halt (μg/m År Sources of nitrogen oxides in Göteborg 23 Off-road 2% Industry 11% Farming % Road 28% Shipping 35% Energy/heating 6% Combustion engines dominate FEAT measurements of tailpipe emissions 21

22 Gasoline and diesel passenger cars X and 2 emissions vs Euro class in g/kg fuel burnt PreEuro no PreEuro 14 % 47 % 55 % Euro1 Euro2 Euro3 Euro4 Euro2 Euro3 Euro4 cat. 3Wcat -5. Number of vehicles: PC Petrol PC Diesel City buses and coaches X and 2 emissions vs Euro class in g/kg fuel burnt % 3% 48% 25% 3% 29% 52% 38% Euro2 Euro2 Euro2 Euro3 Euro3 CPF CPF CPF EGR Number of vehichles: % Euro3 Euro4 Euro5 CNG CPF buses EGR Heavy duty diesel trucks X and 2 emissions vs Euro class in g/kg fuel burnt % 9 % 13 % Euro2 Euro3 Euro4 Number of vehichles:

23 IFEU-study (Germany) 1..9 Estimated 2 and emission factors for passenger cars in average urban situations in g/km (2 equ.) 2 Estimated 2 / x ratios in exhaust emissions of passenger cars in urban situations 1% bandwidth 9% medium 2/x ratio.8 8%.7 7%.6 6%.5 5%.4 4%.3 3%.2 2%.1 1%. <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 4 PF Euro 5 Euro 6 % <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 <Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 4 PF Euro 5 Euro 6 PC Petrol PC Diesel PC Petrol PC Diesel Passive sampling of, 2 and O 3 2 results secondary 2 obtained from O 3 decrease under background 4 ppb sekundär 2 3 primär 2 Slottsskogen nr Slottsskogen nr 1 Sprängkullsgatan nr 1 (tree) Femman Nya Allén Sprängkullsgatan nr 3 Sprängkullsgatan nr 2 Nils Ericsson nr 1 Järntorget Hjalmar Brantingsplatsen Nils Ericsson nr 2 Nils Ericsson nr 3 Hjalmar Brantingsplatsen 23

24 X results ppb sekundär 2 primär 2 Slottsskogen nr 2 3 Slottsskogen nr 1 Sprängkullsgatan nr 1 (tree) Femman Nya Allén Sprängkullsgatan nr 3 Sprängkullsgatan nr 2 Nils Ericsson nr 1 Järntorget Hjalmar Brantingsplatsen Nils Ericsson nr 2 Nils Ericsson nr 3 Hjalmar Brantingsplatsen primär 2 ppb y =.23x R 2 = x ppb % of 2 is primary 2 5 Mätningar längs vägar under en inversion µg m -3 y =.47x R 2 = x µg m

25 Ozon Summan av 2 och Ozon relativt konstant. Ozonhalterna ökar om emissionerna går ned. Frågeställningar Hur har primäremissionerna av 2 och ändrats? Hur beror de av efterbehandlingsutrustning? Beroende av hastighet mm? Hur långt från en väg fås förhöjda 2 halter? Hur påverkar ozon och andra ämnen? 25