Miljökostnader för sjöfartens avgasutsläpp

Efter den 1 juli 2011 ansvarar Havs- och vattenmyndigheten för denna publikation. Telefon 010-698 60 00 publikationer@havochvatten.se www.havochvatten.se/publikationer Miljökostnader för sjöfartens avgasutsläpp Ekonomiska konsekvenser rapport 6374 juni 2010

Miljökostnader för sjöfartens avgasutsläpp ekonomiska konsekvenser Författare: Joakim Johansson, Johanna Farelius, Charlotta Höök WSP Analys & Strategi NATURVÅRDSVERKET

Beställningar Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99 E-post: natur@cm.se Postadress: CM Gruppen AB, Box 110 93, 161 11 Bromma Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln Naturvårdsverket Tel 08-698 10 00, fax 08-20 29 25 E-post: registrator@naturvardsverket.se Postadress: Naturvårdsverket, SE-106 48 Stockholm Internet: www.naturvardsverket.se ISBN 978-91-620-6374-0.pdf ISSN 0282-7298 Naturvårdsverket 2010 Elektronisk publikation Omslagsbild: Per Andersson, Naturvårdsverket

Förord Sjöfarten ger upphov till stora utsläpp av luftföroreningar som påverkar förutsättningarna att klara flera av Sveriges miljömål. Partiklar, svavel- och kväveoxider påverkar människors hälsa, bidrar till försurning och övergödning av både land och vatten. Utsläppen av koldioxid bidrar till växthuseffekten. I den här rapporten beräknas de samhällsekonomiska kostnader som sjöfartens avgasutsläpp bedöms ge upphov till. Översiktligt redovisas olika åtgärder som kan minska utsläppen, dess kostnader och hur mycket fraktkostnaderna skulle öka om sjöfarten skulle bära de samhälliga kostnaderna för avgasutsläppen. Rapporten är framtagen av Joakim Johansson (projektledare), Johanna Farelius, Charlotta Höök WSP analys och strategi. Författarna svarar för rapportens innehåll och slutsatser. Per Andersson (NV) har varit uppdragsansvarig. Gunnel Bångman (Trafikanalys) och Thomas Ljungström (Sjöfartsverket), Maria Ullerstam (NV) och Mats Björsell (NV) har lämnat synpunkter under arbetets gång. Tidigare har två utredningar tagits fram på uppdrag av Naturvårdsverket som belyser styrmedel för att minska sjöfartens utsläpp. Miljödifferentiering av det svenska sjöfartsstödet (maj 2007), NV 5706 och Konsekvensanalys av emissionskrav på passagerarfartyg (juni 2007), NV 5735. Stockholm i juni 2010 Naturvårdsverket 3

Innehåll FÖRORD 3 1 SAMMANFATTNING 5 SUMMARY 15 2 INLEDNING 23 2.1 Bakgrund 23 2.2 Syfte 23 2.3 Genomförande 24 3 SJÖFART I SVENSKT NÄROMRÅDE 25 3.1 Fartyg och sjötransporter i EU 25 3.2 Tidigare emissions- och skadekostnads beräkningar 26 3.3 Kriterier för att välja typfartyg 30 3.4 Val av typfartyg 33 4 SKADEKOSTNAD PER KG UTSLÄPP AV OLIKA LUFTFÖRORENINGAR 36 4.1 Inledning 36 4.2 ASEK 36 4.3 CAFE och alternativa källor 38 4.4 Sammanställning 39 5 SKADEKOSTNADEN AV LUFTFÖRORENINGAR FRÅN DAGENS SJÖFART 41 5.1 Emissionsfaktorer för typfartyg 41 5.2 Skadekostnad för typfartyg 43 5.3 Skadekostnad med alternativa värderingar 45 6 PÅVERKAN PÅ TRANSPORTKOSTNADER AV INTERNALISERING 48 6.1 Svårigheter att beräkna internaliseringsgrad 48 6.2 Internaliseringsgrad för dagens sjöfart 51 6.3 Påverkan på transportkostnader 55 7 KOSTNADSEFFEKTIVA ÅTGÄRDER FÖR ATT BEGRÄNSA UTSLÄPPEN 58 7.1 Utgångspunkter 58 7.2 Åtgärder för att reducera NOx-utsläppen 59 7.3 Åtgärder för att reducera SO 2 -utsläppen 63 7.4 Åtgärder för att reducera CO 2 -utsläppen 75 7.5 Transportkostnad efter vidtagna åtgärder 77 8 REFERENSER 80 BILAGA 1. EMISSIONSFAKTORER OCH SKADEKOSTNADER 82

1 Sammanfattning Bakgrund och syfte En viktig hörnsten i den svenska transportpolitiken är att ett samhällsekonomiskt synsätt ska tillämpas när ekonomiska styrmedel utformas. Innebörden är bl.a. att en så fullständig internalisering som möjligt av samhällsekonomiska marginalkostnader ska utgöra den övergripande inriktningen för transportsektorns kostnadsansvar. Tidigare utredningar har visat att den tunga sjöfarten i hög utsträckning bär sina marginalkostnader inom svenskt territorialvatten via bl.a. de differentierade farledsavgifterna. Däremot bär inte sjöfarten sina marginalkostnader, om ett vidare geografiskt område beaktas, där ofta den största delen av färden företas. Syftet med denna utredning är att bl.a. belysa hur mycket sjöfartens transportkostnader skulle öka om ekonomiska styrmedel infördes som innebär att sjöfarten bär marginalkostnaderna från dagens avgasutsläpp. Utredningen har avgränsats till att fokusera på avgasutsläppens skadeverkan på människors hälsa och miljö inom svenskt närområde. I genomförandet har följande beräkningar (bedömningar) varit centrala: 1. Skadekostnad av luftföroreningar från dagens sjöfart 2. Påverkan på transportkostnaderna om skadekostnaden internaliseras 3. Påverkan på transportkostnaderna om kostnadseffektiva åtgärder vidtas för att begränsa skadekostnaden Val av typfartyg Som källa för urval av typfartyg har vi i utgått ifrån de typfartyg och de faktaunderlag och beräkningar för dessa som sammanställts i LIPASTO, vilket är ett kalkylsystem för utsläpp och emissionsberäkningar i Finland. Systemet har utvecklats av Technical Research Centre of Finland (VTT). I tabellen nedan redovisas de typfartyg och fakta kring dessa som beräkningarna baseras på. Typfartyg som valts att användas i beräkningarna Effekt huvudmotor (kw) Bränsleförbr. (kg/ fartygskm) Bränsleförbrukning (g/tonkm) Typfartyg Brutto.- dräkt. Last (ton) Container (10 000 BT) 10 000 13 000 4 505 58,7 13.0 Container (140 000 BT) 140 000 80 000 77 616 372,6 4.8 RoRo (18 000 BT) 18 000 15 000 1 428 59,8 41.9 Färja (43 000 BT) 43 000 27 000 571 112,9 39.5 Bulk (10 000 BT) 10 000 6 000 8 400 41,2 4.9 Bulk (20 000 BT) 20 000 9 000 16 000 52,7 3.3 General cargo (3 000 BT) 3 000 2 000 1 800 14,8 8.2 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 64 000 20 000 50 000 101,7 2.0 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 64 000 20 000 50 000 79,7 1.6 5

Skadekostnad av luftföroreningar från dagens sjöfart För att beräkna skadekostnaderna av luftföroreningar från de valda typfartygen behöver uppgifter om emissionsfaktorer dvs. om emissioner av olika föroreningar per kg förbrukat bränsle fastställas för var och ett av dessa fartyg. De emissionsfaktorer som tillämpats i beräkningarna har hämtats från sammanställningen i LIPASTO (se ovan). I dessa antas t.ex. färjorna drivas med mer lågsvavligt bränsle och ha långtgående rening (SCR-teknik) än övriga fartygstyper. Det innebär att färjorna antas ha betydligt lägre emissioner (per kg förbrukat bränsle) av såväl SO 2 som NOx än vad övriga fartygstyper antas ha. För att beräkna skadekostnaderna av emissionerna från respektive typfartyg behöver dessutom antaganden kring skadekostnaden per kg utsläpp av olika luftföroreningar göras. I beräkningarna har vi valt att i första hand utgå ifrån de kalkylvärden som tagits fram nationellt (ASEK). Som alternativ har känslighetsanalyser gjorts för alternativa kalkylvärden (ett högalternativ och ett lågalternativ). De kalkylvärden som beräkningarna baseras på är: Kalkylvärden som används i beräkningarna (prisnivå 2009), kr per kg utsläpp Förorening ASEK LÅG HÖG Nox 79.1 26.8 (CAFE, låg) 1 79.1 (ASEK) PM 0 0 (ASEK) 360 (CAFE, hög) SO 2 26.4 26.4 (ASEK) 113 (CAFE, hög) CO 2 1.6 0.63 (Stern, låg) 3.7 (ASEK, hög) Med ovannämnda antaganden om emissionsfaktorer och skadekostnader per kg utsläpp har följande beräkningar av skadekostnader från typfartygen gjorts. 1 I CAFE-rapporten redovisas skadekostnadsberäkningar för PM2,5, SO2, VOC, NH3 och NOx. Eftersom skadekostnaderna kan variera beroende på var utsläppen sker, har separata värden tagits fram för 25 europeiska länder och fyra hav, däribland Nordsjön och Östersjön. I beräkningarna har vi valt att utgå ifrån värdena för Östersjön. Benämningarna CAFE låg och CAFE hög i tabellen har att göra med att det finns osäkerheter i hur skadekostnaderna från respektive förorening ska beräknas. Att skadekostnader uppstår beror bl.a. på att utsläppen kan leda till negativa hälsoeffekter och skador på jordbruksgrödor (det är dessa effekter som inkluderas i CAFE). För varje förorening (och geografiskt område) har fyra separata värden uppskattas, som sammantaget ger ett spann som kan användas i känslighetsanalyser. De lägre värdena inkluderar t.ex. färre negativa hälsoeffekter än de högre; vad gäller utsläppen av partiklar inkluderas t.ex. inte några effekter på astma i det lägre värdet. Dessutom har olika utgångspunkter tillämpats för att värdera ökad mortalitetsrisk; vissa värden baseras på VOLY (value of a life year) och andra på VSL (value of statistical life). 6

Beräknad skadekostnad: Kr per kg förbrukat bränsle Fartygstyp ASEK Låg Hög Container (140 000 BT) 11.22 4.38 19.85 Container (10 000 BT) 11.38 4.48 20.31 RoRo (18 000 BT) 10.83 4.31 19.84 Färja (43 000 BT) 8.28 3.25 16.44 Bulk (10 000 BT) 11.30 4.43 20.08 Bulk (20 000 BT) 11.31 4.44 20.11 General cargo (3 000 BT) 11.35 4.47 20.24 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 11.36 4.47 20.33 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 11.41 4.51 20.44 Som framgår av tabellen har valet av kalkylvärden en mycket stor inverkan på de beräknade skadekostnaderna. Beräkningarna i tabellen avser skadekostnader per kg förbrukat bränsle. Liknande beräkningar har gjorts av skadekostnader per kwh, fartygskm och tonkm. Påverkan på transportkostnader om skadekostnaderna internaliseras Utgångspunkten för denna del av utredningen är att visa hur transportkostnaden för respektive typfartyg skulle påverkas om sjöfarten tvingades bära hela den marginella skadekostnaden för utsläpp till luft, dvs. hur transportkostnaderna skulle påverkas som resultat av en fullständig internalisering av de externa emissionskostnaderna. För att möjliggöra beräkningar av detta slag är det bl.a. nödvändigt att känna till den nuvarande internaliseringsgraden för respektive typfartyg. Således är det nödvändigt att kartlägga samtliga skatter, avgifter eller subventioner som påverkar sjöfartens kostnader och som på ett eller annat sätt kan anses vara kopplade till sjöfartens emissioner av olika föroreningar. Det har inte funnits utrymme att inom ramen för utredningen att genomföra några heltäckande kartläggningar av detta slag. Beräkningarna i denna del av utredningen är därför översiktliga och ska endast betraktas som räkneexempel. En principiellt avgörande fråga är vilka avgifter, skatter eller subventioner som ska beaktas i beräkningen av internaliseringsgrad. När det gäller utsläppen av NOx och SO 2 har vi i beräkningarna gjort förenklade antaganden genom att endast ta hänsyn till farledsavgiften och endast till miljödifferentieringen i denna avgift. Vi har således t.ex. inte tagit hänsyn till att hamnavgiften kan vara beroende av fartygens emissioner av NOx och SO 2. Internaliseringsgraden definieras därmed som den del av den totala farledsavgiften som rederierna betalar till följd av NOx- och SO 2 -utsläppen, som andel av den totala skadekostnaden för samtliga utsläpp inkl. CO 2 och PM2,5. Med dessa avgränsningar uppgår den beräknade internaliseringsgraden till 0,1-2,3 procent för typfartygen. Att internaliseringsgraden varierar mellan fartygen beror bl.a. på att det finns ett maximibelopp för farledsavgiften, som gör att den beräknade internaliseringsgraden blir relativt låg för de riktigt stora fartygen, 7

speciellt om dessa samtidigt ger höga skadekostnader pga. att de använder högsvavliga bränslen och inte har installerat SCR-teknik (katalysator). I samtliga är det enligt beräkningarna emellertid fråga om en relativt låg internaliseringsgrad. D.v.s. om hänsyn endast tas till den miljödifferentierade delen av farledsavgiften så betalar sjöfarten endast en mycket liten del (max 2,3 %) av de skadekostnader som sjöfarten ger upphov till genom emissioner av olika föroreningar till luft. Om internaliseringsgraden i utgångsläget är låg måste relativt höga kostnader påföras sjöfarten för att uppnå full marginalkostnadstäckning. Enligt beräkningarna måste följande kostnader påföras sjöfarten. Tillkommande kostnad för full marginalkostnadstäckning (ASEK) Fartygstyp kr/km kr/tonkm kr/rutt Container (140 000 BT) 4 168 0.054 125 043 358 Container (10 000 BT) 665 0.148 2 660 235 RoRo (18 000 BT) 642 0.450 1 668 948 Färja (43 000 BT) 915 0.320 731 885 Bulk (10 000 BT) 460 0.055 459 942 Bulk (20 000 BT) 586 0.037 703 548 General cargo (3 000 BT) 167 0.093 533 298 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 1 131 0.023 565 526 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 889 0.018 3 557 061 För att få grepp om storleksordningen på dessa kostnader redovisas i tabellen nedan beräkningar av ursprungliga bränslekostnader för respektive typfartyg. Beräknad bränslekostnad för respektive fartygstyp Typfartyg kr/km kr/tonkm kr/rutt Container (140 000 BT) 1 302 0.017 39 058 921 Container (10 000 BT) 205 0.046 821 380 RoRo (18 000 BT) 209 0.147 544 581 Färja (43 000 BT) 474 0.166 379 201 Bulk (10 000 BT) 144 0.017 144 048 Bulk (20 000 BT) 184 0.012 221 357 General cargo (3 000 BT) 52 0.029 165 992 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 356 0.007 177 992 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 279 0.006 1 116 103 För typfärjan är t.ex. den beräknade bränslekostnaden ca 379 200 kr/rutt. För full marginalkostnadstäckning saknas ca 731 900 kr/rutt. Om vi t.ex. antar att kostnadstäckningen ska ske genom ökade bränslekostnader, behöver alltså bränslepriset öka med närmare 200 procent för typfärjan, dvs. bränslepriset behöver bli närmare tre gånger så högt. För övriga fartygstyper är ökningen drygt 300 procent (dvs. fyra ggr. så högt bränslepris). 8

Påverkan på transportkostnader om kostnadseffektiva reningsåtgärder vidtas för att begränsa utsläppen I denna del av utredningen har konsekvenserna av att vidta kostnadseffektiva utsläppsreducerande åtgärder analyserats. Beräkningar har gjorts för följande åtgärder: 1. Installation av SCR-teknink på alla fartyg (huvudsyfte att reducera NOx) 2. Övergång till lågsvavligt bränsle i alla fartyg (huvudsyfte att reducera SO 2 ) 3. CO 2 -prissättning (huvudsyfte att reducera CO 2 ) Installation av SCR-teknik leder framförallt till att utsläppen av NOx reduceras. Den samhällsekonomiska nyttan av dessa utsläppsreduktioner har beräknats genom att tillämpa ASEK:s kalkylvärde för NOx. De beräkningar som gjorts av den samhällsekonomiska nyttan och den samhällsekonomiska kostnaden för installation och drift av SCR-teknik i alla fartyg redovisas i tabellen nedan. Beräkningar av NOx-utsläpp och samhällsekonomisk nytta vid installation av SCR för valda typfartyg Utsläpp Nytta/Kostnad Fartygstyp Ursprungliga utsläpp av Nox, g/kwh av Nox med SCR, g/kwh Beräknad minskning per år, ton SE nytta, milj kr Container (140 000 BT) 6.47 0.32 7 094 560.9 29.1 Container (10 000 BT) 6.57 0.33 863 68.2 24.3 RoRo (18 000 BT) 5.93 0.30 752 59.5 21.0 Färja (43 000 BT) 3.37 0.34 764 60.4 24.6 Bulk (10 000 BT) 6.52 0.33 411 32.5 21.1 Bulk (20 000 BT) 6.53 0.33 527 41.6 21.7 General cargo (3 000 BT) 6.56 0.33 137 10.9 13.9 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 6.56 0.33 841 66.5 21.8 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 6.59 0.33 787 62.2 21.2 I genomsnitt överstiger nyttan kostnaden med en faktor 24. Investeringar i SCRteknik är således en mycket kostnadseffektiv åtgärd för samhället. När det gäller möjliga åtgärder för att reducera SO 2 -utsläppen har beräkningar genomförts som visar konsekvenserna av att samtliga fartyg övergår till bränsle med max 0,1 procent svavelinnehåll, dvs. Marine Gas Oil, MGO. Antagandet är att i ursprungsläget drivs färjorna av bränsle med 0,5 procent svavelinnehåll (Marine Diesel Oil, MDO) och övriga fartyg av bränsle med 1,0 procent svavelinnehåll (LS180). Övergången till MGO antas leda till att priset på MGO stiger i förhållande till priset på LS180 och MDO. Priset på LS180 antas idag ligga på 3,5 kr/kg och MDO på 4,2 kr/kg. Efter övergången till MGO antas priserna på LS180 och MDO vara oförändrade medan priset på MGO antas öka från dagens 4,55 till 5,5 kr/kg. För färjorna innebär således övergången från MDO till MGO till ökade bränslekostnader motsvarande 1,3 kr/kg. För övriga fartyg innebär övergången från LS180 till MGO till ökade bränslekostnader motsvarande 2,0 kr/kg. 9

De beräknade konsekvenserna av övergången till MGO i alla fartyg redovisas nedan. Effekt på bränsleförbrukning och SO 2 -utsläpp av byte till MGO Fartygstyp Utsläpp av SO 2 före, g/kg bränsle Utsläpp efter byte, g/kg bränsle Bränsleförbr före, kg/km Bränsleförbr efter, kg/km Utsläpp före, kg/km Utsläpp efter, kg/km Container (140 000 BT) 15.63 1.56 372.0 320.3 5.82 0.50 Container (10 000 BT) 18.38 1.84 58.7 50.5 1.08 0.09 RoRo (18 000 BT) 19.08 1.91 59.8 51.5 1.14 0.10 Färja (43 000 BT) 7.90 1.68 112.7 102.1 0.89 0.17 Bulk (10 000 BT) 17.01 1.70 41.1 35.4 0.70 0.06 Bulk (20 000 BT) 17.19 1.72 52.7 45.3 0.91 0.08 General cargo (3 000 BT) 17.96 1.80 14.8 12.8 0.27 0.02 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 18.13 1.81 101.7 87.6 1.84 0.16 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 19.05 1.91 79.7 68.6 1.52 0.13 Utsläppen av SO 2 per fartygskm reduceras av två skäl. Det ena är att övergången till lågsvavligt bränsle direkt leder till att utsläppen av SO 2 -reduceras. Det andra skälet är att den bränslekostnadsökning som övergången innebär för rederierna, gör att rederierna bl.a. kommer att välja att reducera hastigheten på sina fartyg för att därmed reducera bränsleförbrukningen. Den lägre bränsleförbrukningen innebär att utsläppen (per fartygskm) av såväl SO 2 som CO 2, NOx och PM2,5 reduceras ytterligare. Övergången till lågsvavligt bränsle leder alltså till att luftföroreningarna minskar, vilket är en samhällsekonomisk nytta. Övergången innebär också att kostnader uppstår för rederierna. Dels ökar den totala bränslekostnaden (även om ökningen mildras genom anpassad hastighet), dels uppstår en tidsrelaterad anpassningskostnad pga. hastighetssänkningen. De beräkningar som gjorts av den samhällsekonomiska nyttan och den samhällsekonomiska kostnaden av att samtliga fartyg övergår till MGO redovisas nedan: 10

Beräknad nytta (ASEK) och kostnad av byte till MGO i alla fartygstyper Nytta av minskade emissioner, kr/km Kostnader (kr/km) Fartygstyp NOx PM2,5 SO 2 CO 2 TOT Bränsle Anpassn Tot N/K Container (140 000 BT) 14.8 0 140 261 416 459 233 692 0.60 Container (10 000 BT) 2.4 0 26 41 69 72 37 109 0.64 RoRo (18 000 BT) 2.2 0 28 42 72 74 37 111 0.64 Färja (43 000 BT) 3.1 0 19 53 75 88 51 140 0.54 Bulk (10 000 BT) 1.6 0 17 29 47 51 26 77 0.62 Bulk (20 000 BT) 2.1 0 22 37 61 65 33 98 0.62 General cargo (3 000 BT) 0.6 0 6 10 17 18 9 28 0.63 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 4.1 0 44 71 120 126 64 189 0.63 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 3.2 0 37 56 96 98 50 148 0.65 Enligt beräkningarna är det, från en samhällsekonomisk utgångspunkt, inte kostnadseffektivt att övergå till MGO. Under antagande om att SCR-teknik redan har installerats på alla fartyg blir den beräknade nyttan av övergången mellan 54-65 procent av den beräknade kostnaden. Om övergången däremot görs innan SCR installerats blir nyttan ungefär lika stor som kostnaden. Beräkningarna baseras emellertid på osäkra antaganden kring dels prisdifferensen mellan olika bränslen (vilket påverkar den beräknade kostnaden), dels värderingen av utsläppsminskningarna. Vad gäller värderingen för svavel så kan nämnas att CAFE-värdena ligger 1,4 4 ggr högre för utsläpp på Östersjön än ASEK-värdena (beräkningarna utgår ifrån ASEK), trots att CAFE-värdena enbart beaktar kostnader m.a.p. hälsa och grödor och inte svavlets försurande effekt. Med CAFE-värdena skulle den beräknade nyttan vara ungefär lika stor eller klart överstiga den beräknade kostnaden. Slutsatsen om kostnadsineffektivitet är alltså inte robust mot alternativa värderingsantaganden och om man även tar hänsyn till att partikelutsläppen minskar vid användningen av lågsvavliga bränslen. CO 2 -utsläppen kan reduceras på olika sätt. Ett av dessa är att reducera hastigheten på fartygen och därmed bränsleförbrukningen. Införande av CO 2 -skatt skulle t.ex. leda till höjda bränslepriser och därmed ge rederierna incitament till att reducera bränsleförbrukningen bl.a. genom sänkt hastighet. I det följande redovisas beräkningar av en CO 2 -skatt som tar sin utgångspunkt i ASEK:s skadekostnader om 1,5 kr per kg CO 2 -utsläpp. Det innebär att en bränsleskatt motsvarande 4,8 kr per kg bränsle införs. I beräkningarna antas att rederierna redan har installerat SCR-teknik på fartygen och att de redan har övergått till MGO. Beräkningsresultaten redovisas nedan. 11

Nytta och kostnad av sänkt hastighet pga. CO 2 -prissättning, kr/km Nyttor Fartygstyp NOx SO 2 CO 2 TOT Kostnader Tidsanpassn. Bränsleförbr Bränslepris TOT rederi Container (140 000 BT) 29.1 4.2 514.4 547.7 805.1-561.1 1043.6 1287.6 243.9 2.2 Container (10 000 BT) 4.7 0.8 81.1 86.6 127.0-88.5 164.6 203.1 38.5 2.3 RoRo (18 000 BT) 4.3 0.8 82.7 87.9 129.5-90.3 167.9 207.1 39.2 2.2 Färja (43 000 BT) 9.7 1.4 164.0 175.1 256.7-178.9 332.7 410.5 77.8 2.3 Bulk (10 000 BT) 3.2 0.5 56.9 60.6 89.0-62.0 115.4 142.3 27.0 2.2 Bulk (20 000 BT) 4.2 0.7 72.8 77.6 114.0-79.4 147.7 182.3 34.5 2.2 General cargo (3 000 BT) 1.2 0.2 20.5 21.8 32.1-22.3 41.6 51.3 9.7 2.2 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 8.1 1.3 140.6 150.1 220.1-153.4 285.3 352.0 66.7 2.2 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 6.4 1.1 110.2 117.7 172.5-120.3 223.7 275.9 52.3 2.3 TOT SE N/K Återigen uppstår en tidsrelaterad anpassningskostnad för rederierna. Bränslekostnadsökningen för rederierna är uppdelad i två termer; dels kostnadsökningen pga. de högre bränslepriserna (dvs. CO 2 -skatten), dels kostnadsminskningen pga. sänkt hastighet och reducerad bränsleförbrukning. Kostnadsökningen pga. höjt bränslepris är en kostnad för rederierna, men utgör en monetär transferering från rederierna till staten och utgör således inte någon samhällsekonomisk kostnad. Den totala kostnaden för rederierna är således högre än den samhällsekonomiska kostnaden. Enligt tabellen ovan är den samhällsekonomiska nyttan av CO 2 -prissättning mer än dubbelt så hög som den samhällsekonomiska kostnaden. Nedan redovisas en sammanställning över beräknade skadekostnader innan några utsläppsreducerande åtgärder har vidtagits, kostnader för olika åtgärder (installation av SCR-teknik i alla fartyg, övergång till MGO i alla fartyg samt bränsleprishöjning enligt CO 2 -prissättning) samt skadekostnader efter vidtagna åtgärder. Sammanställningen visar att den samhällsekonomiska nyttan av genomförda åtgärder, dvs. de reducerade skadekostnaderna, totalt sett är större än de kostnader som rederierna betalar för dessa åtgärder, samt att åtgärdskostnaderna för rederierna är större än de samhällsekonomiska åtgärdskostnaderna. Den samhällsekonomiska nyttan av genomförda åtgärder är alltså enligt beräkningarna större än den samhällsekonomiska åtgärdskostnaden. Att åtgärdskostnaderna för rederierna överstiger de samhällsekonomiska kostnaderna beror på att kostnaderna för rederierna inkluderar en CO 2 -skatt (enligt ASEK:s värdering på 1,5 kr per kg CO 2 ); denna skatt är en monetär transferering från rederierna till staten och utgör således ingen samhällsekonomisk kostnad. 12

Ursprunglig skadekostnad, enligt ASEK-värden, kr/km Fartygstyp Nox SO 2 CO 2 Tot Container (140 000 BT) 2125 153 1875 4154 Container (10 000 BT) 340 28 296 664 RoRo (18 000 BT) 313 30 302 645 Färja (43 000 BT) 335 23 568 927 Bulk (10 000 BT) 237 18 207 462 Bulk (20 000 BT) 303 24 265 593 General cargo (3 000 BT) 86 7 75 167 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 589 49 513 1150 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 464 40 402 906 Skadekostnad (enligt ASEK) efter åtgärder, kr/km Skadekostnad efter åtgärder Fartygstyp Nox SO 2 CO 2 Tot Skadekostnad + åtgärdsk. rederier Skadekostnad + SE åtgärdsk Container (140 000 BT) 62 9 1100 1172 3221 2177 Container (10 000 BT) 10 2 174 185 511 346 RoRo (18 000 BT) 9 2 177 188 521 353 Färja (43 000 BT) 21 3 351 375 949 617 Bulk (10 000 BT) 7 1 122 130 359 244 Bulk (20 000 BT) 9 1 156 166 460 312 General cargo (3 000 BT) 3 0 44 47 131 90 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 17 3 301 321 888 603 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 14 2 236 252 697 473 För det stora containerfartyget var t.ex. den ursprungliga skadekostnaden (dvs. innan genomförda åtgärder) 4 154 kr/km. Efter genomförda åtgärder har emissionerna reducerats och skadekostnaden har enligt beräkningarna minskat till 1 172 kr/km. Den samhällsekonomiska nyttan av genomförda åtgärder, dvs. värdet av de minskade skadekostnaderna, uppgår alltså till närmare 3 000 kr/km för det stora containerfartyget. Åtgärdskostnaderna för rederiet uppgår enligt beräkningarna till 2 049 kr/km, medan den samhällsekonomiska åtgärdskostnaden uppgår till 1 005 kr/km. Såväl åtgärdskostnaden för rederiet som den samhällsekonomiska åtgärdskostnaden är alltså lägre än den samhällsekonomiska nyttan av genomförda åtgärder. Det innebär att summan av skadekostnad och åtgärdskostnad (för rederi resp. samhälle) efter genomförda åtgärder är lägre än de ursprungliga skadekostnaderna. Den samhällsekonomiska nyttan av genomförda åtgärder, dvs. värdet av de reducerade skadekostnaderna från emissioner till luft, är enligt beräkningarna större än både de samhällsekonomiska åtgärdskostnaderna och de åtgärdskostnader som rederierna betalar (som i beräkningarna inkluderar en bränsleskatt). Rederierna tvingas alltså betala en kostnad för att dessa samhällsekonomiska nyttor ska uppstå. En intressant fråga är hur stora och betydelsefulla som dessa kostnader för rederierna egentligen är. För att få grepp om storleksordningen på kostnaderna har vi i tabellen nedan relaterat dem till rederiernas ursprungliga bränslekostnader (notera 13

att de totala transportkostnaderna för rederierna inkluderar såväl bränslekostnader som fartygshyror och andra rörliga/fasta transportkostnader). Åtgärdskostnader i jmf med ursprunglig bränslekostnad, kr/km Fartygstyp Bränslekostnad före åtgärder Åtgärdskostnader för rederier Kvot Container (140 000 BT) 1 302 2 049 1.6 Container (10 000 BT) 205 326 1.6 RoRo (18 000 BT) 209 333 1.6 Färja (43 000 BT) 473 575 1.2 Bulk (10 000 BT) 144 230 1.6 Bulk (20 000 BT) 184 294 1.6 General cargo (3 000 BT) 52 85 1.6 Oljetanker (64 000 BT, kortfärd) 356 567 1.6 Oljetanker (64 000 BT, långfärd) 279 445 1.6 Sammanställningen i tabellen visar att för huvuddelen av fartygstyperna är de beräknade åtgärdskostnaderna för rederierna ca 60 procent högre än de ursprungliga bränslekostnaderna för rederierna (för färjorna är relationen istället 20 procent). Den huvudsakliga anledning till att åtgärdskostnaderna är så pass höga för rederierna är de bränslekostnadsökningar per kg förbrukat bränsle som följer av en övergång till MGO samt av en CO 2 -prissättning enligt ASEK:s värdering på 1,5 kr per kg CO 2. Övergången till MGO och CO 2 -prissättningn antas leda till att bränslekostnaderna för samtliga fartygstyper förutom färjorna ökar från 3,5 till 10,3 kr/kg förbrukat bränsle. Det innebär att bränslekostnadsökningen på totalt 6,8 kr/kg är nästan dubbelt så stor som det ursprungliga priset. Att åtgärdskostnaderna endast är ca 60 procent högre än det ursprungliga bränslepriset beror på de hastighetsanpassningar som rederierna gör pga. de högre bränslepriserna och de resulterande minskningarna i bränsleförbrukning (kg/km). 14

Summary Background and purpose An important feature of Swedish national transport policy is to base the usage of fees, charges and subsidies on the principle of economic efficiency. The implication is that marginal cost pricing should be applied, internalizing the external costs of transport. Examples of external costs of transport are the damage costs caused by emissions of pollutants to air. These costs could be internalized by imposing fees that equal the marginal external costs. A polluter-pay principle should be applied, implying that the costs to society should be borne (paid) by the ones causing them. Earlier studies indicate that heavy ships (maritime transport) typically bear the marginal costs to society caused by transports carried out in Swedish territorial water by paying differentiated fairway dues. However, these ships typically carry out the majority of their transports outside of Swedish territorial water, implying that the ship owners normally do not pay the full marginal external costs if a wider geographic area is considered. The purpose of this study is to show to what extent the costs of transports would be affected if fees and charges were used to internalize the external costs of emissions of pollutants to air in wider geographic contexts. The study has been carried out by calculating/estimating the following: 1. Damage costs caused by emissions of pollutants to air by current maritime transports to/from Swedish ports. 2. Effects on costs of transports by internalizing the external damage costs 3. Effects on costs of transports by undertaking cost efficient emission reducing measures. Criteria for choosing ships as basis for estimations The ships used as the basis for our calculations are chosen from a list of various ships presented in LIPASTO, which is a Finnish calculation system for emissions. The system has been developed by the Technical Research Centre of Finland (VTT). In the table below facts are presented for each of the ship types used in our calculations. 15

Ship types chosen as basis for calculations and estimates Power, head engine (kw) Fuel consumtion (kg/km) Ship type Gross tonnage (GT). Load (ton) Fuel consumtion (g/tonkm) Container small 10 000 13 000 4 505 58,7 13.0 Container large 140 000 80 000 77 616 372,6 4.8 RoRo 18 000 15 000 1 428 59,8 41.9 Ferry 43 000 27 000 571 112,9 39.5 Bulk small 10 000 6 000 8 400 41,2 4.9 Bulk large 20 000 9 000 16 000 52,7 3.3 General cargo 3 000 2 000 1 800 14,8 8.2 Oil tanker, short voyage 64 000 20 000 50 000 101,7 2.0 Oil tanker, long voyage) 64 000 20 000 50 000 79,7 1.6 Damage costs of emissions to air from current maritime transport In order to estimate the damage costs caused by the pollutants emitted to air by each of the ships listed in above table, emission factors (i.e. emissions of pollutants per kg fuel consumed) need to established. The emission factors assumed in our calculations are based on information listed by LIPASTO (see above). These emission factors take into account the fact that ferries use low-sulfur fuels and have SCR-technique installed (in order to reduce NOx-emissions) more often than other ships. In order to estimate the damage costs for each ship type we also need to establish which damage cost values (i.e. cost per kg pollutant emitted) to use. Our estimates are based on the official national damage cost values used in Sweden (the so called ASEK-values). Sensitivity analyses have also been carried out showing the implications of applying lower as well as higher values. The damage cost values used in our estimates are: Damage cost values, price level 2009, SEK per kg pollutant emitted Pollutant ASEK Low HÖG NOx 79.1 26.8 (CAFE, low) 79.1 (ASEK) PM 0 0 (ASEK) 360 (CAFE, high) SO 2 26.4 26.4 (ASEK) 113 (CAFE, high) CO 2 1.6 0.63 (Stern, low) 3.7 (ASEK, high) Given the above assumptions, the following estimates of damage costs of pollutants to air by each ship type have been made. 16

Estimated damage costs: SEK per kg fuel consumed Ship type ASEK Low High Container small 11.22 4.38 19.85 Container large 11.38 4.48 20.31 RoRo 10.83 4.31 19.84 Ferry 8.28 3.25 16.44 Bulk small 11.30 4.43 20.08 Bulk large 11.31 4.44 20.11 General cargo 11.35 4.47 20.24 Oil tanker, short voyage 11.36 4.47 20.33 Oil tanker, long voyage) 11.41 4.51 20.44 Effects on costs of transport by internalizing the external damage costs of pollutants to air The purpose of this part of the study is to show the effects on the costs of transport by internalizing the external damage costs caused by pollutants emitted to air. First we need to estimate the current degree of internalization. In principle this implies that all fees, charges and subsidies that affect the costs of transports and in one way or another is connected to the mount of pollutants emitted should be analyzed. It has not been in the scope of this study to carry out such an analysis. The estimates should therefore be regarded as uncertain and be interpreted with precaution. To simplify the estimates, only the fairway dues in Sweden and only the differentiated part of these dues (regarding NOx and SO 2 ) have been considered. With this assumption the degree of internalization has been calculated to approximately 0,1-2,3 per cent for the different ship types. That is, when considering only the differentiated part of the fairway dues, a rather small part of the total damage costs caused by the pollutants emitted to air are paid for by the ship owners. It means that full internalization requires that rather large fees or charges be imposed to increase the transport costs, as follows: Costs that need to be imposed on maritime transport in order to achieve full internalization (using ASEK damage values) Ship type SEEK/km SEK/tonkm SEK/route Container large 4 168 0.054 125 043 358 Container small 665 0.148 2 660 235 RoRo 642 0.450 1 668 948 Ferry 915 0.320 731 885 Bulk small 460 0.055 459 942 Bulk large 586 0.037 703 548 General cargo 167 0.093 533 298 Oil tanker, short voyage 1 131 0.023 565 526 Oil tanker, long voyage) 889 0.018 3 557 061 17

These costs needed to be imposed on maritime transport in order to achieve full internalization are about twice as high as current fuel cots for ferries and about three times as high as current fuel costs for the other ship types. Effects on costs of transports by undertaking cost efficient emission reducing measures. In this part of the study the effects on the costs of transports by undertaking cost efficient emission reducing measures are analyzed. Estimates have been carried out for the following measures: 1. Installation of SCR-technique on all ships (purpose to reduce NOx) 2. Shift to low-sulfur fuels in all hip (purpose to reduce SO 2 ) 3. Marginal cost pricing with respect to CO 2 Installation of SCR-technique will lead to reductions in emissions of NOx. The benefits to society of these emission reductions have been estimated using the ASEK damage values. The estimates of costs and benefits to society of installation of SCR-technique in all ships are shown below. Estimations of NOx emission reductions, benefits and costs to society of installation of SCR-technique in all ships Original NOx emissions, NOx emissions after SCR, Emission reduction per year, Benefits, million SEK Benefits/ Costs Ship type g/kwh g/kwh 1000 kg Container large 6.47 0.32 7 094 560.9 29.1 Container small 6.57 0.33 863 68.2 24.3 RoRo 5.93 0.30 752 59.5 21.0 Ferry 3.37 0.34 764 60.4 24.6 Bulk small 6.52 0.33 411 32.5 21.1 Bulk large 6.53 0.33 527 41.6 21.7 General cargo 6.56 0.33 137 10.9 13.9 Oil tanker, short voyage 6.56 0.33 841 66.5 21.8 Oil tanker, long voyage) 6.59 0.33 787 62.2 21.2 The benefits exceed the costs by a factor that averages about 24 for the different ship types. That is, installing SCR-technique is quite a cost efficient measure to reduce NOx emissions. Calculations have been carried out to estimate the effects on SO 2 -emissions by assuming that all ships shift to fuels with a maximum of 0,1 per cent sulfur content, Marine Gas Oil, MGO. Ferries are assumed to shift from Marine Diesel Oil (0,5 % sulfur) and all other ships from LS180 (1,0 % sulfur). The shift is assumed to lead to a fuel price increase of 1,3 SEK/kg for ferries and 2,0 SEK/kg for the other ship types. The estimated consequences of this shift are presented in the table below. 18

Effects on fuel consumption and SO 2 -emissions by shifting to MGO SO 2 - emissions before shift, g/kg SO 2 - emissions after shift, g/kg fuel Fuel consumption before, Fuel consumption after, kg/km SO 2 - emissions before shift, SO 2 - emissions after shift, kg/km Ship type fuel kg/km kg/km Container large 15.63 1.56 372.0 320.3 5.82 0.50 Container small 18.38 1.84 58.7 50.5 1.08 0.09 RoRo 19.08 1.91 59.8 51.5 1.14 0.10 Ferry 7.90 1.68 112.7 102.1 0.89 0.17 Bulk small 17.01 1.70 41.1 35.4 0.70 0.06 Bulk large 17.19 1.72 52.7 45.3 0.91 0.08 General cargo 17.96 1.80 14.8 12.8 0.27 0.02 Oil tanker, short voyage 18.13 1.81 101.7 87.6 1.84 0.16 Oil tanker, long voyage) 19.05 1.91 79.7 68.6 1.52 0.13 The higher fuel costs will in turn provide incentives for fuel savings e.g. by reducing speed. Reduced speed will lead to further reductions in emissions (per km) of SO 2 as well as of all other pollutants. The estimated costs to the ship owners (and society) and the benefits to society of the shift to MGO are presented in the table blow. The costs to the ship owners consist of two parts; costs due to higher fuel prices (low-sulfur fuels are more expensive than high-sulfur fuels) and costs due to the speed adjustments (these adjustments are undertaken in order to limit the fuel cost increase). Estimated benefits and costs of shifting to MGO Benefits (value of reduced emissions), SEK/km Costs, SEK/km Ship type NOx PM2,5 SO 2 CO 2 TOT Fuel Speed adjustment Tot B/C Container large 14.8 0 140 261 416 459 233 692 0.60 Container small 2.4 0 26 41 69 72 37 109 0.64 RoRo 2.2 0 28 42 72 74 37 111 0.64 Ferry 3.1 0 19 53 75 88 51 140 0.54 Bulk small 1.6 0 17 29 47 51 26 77 0.62 Bulk large 2.1 0 22 37 61 65 33 98 0.62 General cargo 0.6 0 6 10 17 18 9 28 0.63 Oil tanker, short voyage 4.1 0 44 71 120 126 64 189 0.63 Oil tanker, long voyage) 3.2 0 37 56 96 98 50 148 0.65 The estimates indicate that the benefits fall short of the costs (the benefit-cost ration, B/C, is less than one). However, the estimates are based on rather uncertain assumptions regarding the fuel cost increases when shifting to MGO (lower fuel cost increase would yield a higher B/C-ratio). Moreover, the calculations are based on the ASEK-damage values. Using the CAFE-values would yield benefits typically exceeding the cots. CO 2 -emissions can be reduced in different ways. One is to reduce speed. A CO 2 -tax would e.g. lead to higher fuel prices and thus give ship owners incentives 19