Nationell presentation av emissioner och halter

Nationell presentation av emissioner och halter Finansiär: Naturvårdsverket avtal 501 0711 Slutrapport september 2007

Följande personer har bidragit till rapporten (samtliga SMHI): - Lars Gidhagen (lars.gidhagen@smhi.se) - Gunnar Omstedt (gunnar.omstedt@smhi.se) - Ludvig Isaksson (ludvig.isaksson@smhi.se) - Henrik Ringsberg (henrik.ringsberg@smhi.se) - Jörgen Jones (jorgen.jones@smhi.se)

Innehållsförteckning SAMMANFATTNING... 1 1. BAKGRUND OCH SYFTE... 3 2. RAPPORTENS INNEHÅLL... 3 3. RESULTAT... 4 3.1 Utsläpp nationellt... 4 3.2 Utsläpp i 10 tätorter... 13 3.3 Halter i 20 tätorter... 18 3.4 Halter i en tätort med överlagrad påverkan från trafik och vedeldning... 37 4. SLUTSATSER... 39 5. REFERENSER... 40

Några ordförklaringar: MKN: Totalhalt: MATCH: BUM: SMED: NVDB: ARTEMIS: Öppen väg: Gaturum: SIMAIR: VEDAIR: Miljökvalitetsnormer. Finns idag för bl a NO2, PM10, CO och bensen. För att definiera nivåer som närmar sig MKN anges nedre och övre utvärderingströskeln. Hur totalhalten i SIMAIR förhåller sig till MKN respektive de två utvärderingströsklarna är vägledande för vilka åtgärder som kan behövas. Summan av den lokala väglänkens bidrag (lokal bidrag), vägarna runt omkring i tätorten (urbant bakgrundsbidrag) samt ett regionalt bidrag från övriga Sverige och utlandet (regionalt bakgrundsbidrag). Anges i µg/m 3. Regional spridningsmodell på SMHI, finns i 2 versioner (Europa och Sverige) Urban spridningsmodell som används av SMHI för att förberäkna den urbana bakgrunden över ett rutnät på 1x1 km. Svensk miljöemissionsdatabas. På uppdrag av Naturvårdsverket arbetar ett konsortium bestående av SCB, SMHI och IVL med att årligen uppdatera en utsläppsdatabas över Sverige, huvudsakligen för rapportering till EU. Som arbetsmaterial används emissionsdata på 1x1 km, den internationella rapporteringen sker dock med en grövre rumslig upplösning. Vägverkets nationella vägdatabas. Innehåller väg information från samtliga statliga och kommunala vägar, samt trafikinformation från statliga vägnätet och större genomfarter i kommunerna. Trafikinformation från övriga kommunala vägar uppskattas i SIMAIR genom modellsimuleringar (modellen EMMA applicerad på SAMPERS-statistik). SIMAIR har EVA-modellen tidigare använts, men en övergång till den europeiska modellen ARTEMIS sker i och med leverans av SIMAIRs databaser för 2004: Väglänk där hushöjden är noll på båda sidor om vägen. Öppen väg finns både i landsort och i tätort. Du kan beräkna halten i receptorpunkter på olika avstånd 0-100 m från vägkant. Modellen benämns OpenRoad. Väglänk i tätort, med hastighet 70 km/tim och med hushöjd på ena eller båda sidorna > 0 m. Här används OSPM-modellen, som beräknar halten 2 m från husvägg (de två husväggarna är skilda åt med gaturumsbredd ) och på 3 m höjd. Webbaserat modellverktyg för beräkning av föroreningshalter invid väg (öppen väg och gaturum), implementerat för alla tätorter i Sverige. Information och inloggning via http://www.luftkvalitet.se. Webbaserat modellverktyg för beräkning av föroreningshalter i områden som påverkas både av småskalig eldning framförallt ved och av trafik. Modellen ger halter i ett rutnät t ex över bostadsområden och är således ett komplement till SIMAIR. VEDAIR är f n under uttestning och finns implementerat i ett fåtal tätorter. Information och inloggning via http://www.luftkvalitet.se.

1 Nationell presentation av emissioner och halter Sammanfattning Miljökvalitetsmålet Frisk luft och dess delmål för partiklar och kvävedioxid bedöms som mycket svåra att nå inom utsatt tid. Kunskap om utsläpp och halter av dessa föroreningar är av stor vikt för att åtgärdsarbetet ska bli effektivt. Syftet med föreliggande studie är att via databaser och simuleringar i det nationella modellsystemet SIMAIR illustrera luftföroreningssituationen i Sverige med avseende på partiklar (uttryckt som PM 10 ) och kväveoxider. Projektet ska ge underlag för bedömningar av hur miljömålet Frisk luft och delmål för kvävedioxid och partiklar uppfylls i svenska tätorter och påvisa effekten av utsläppen och olika planerade åtgärder internationellt, regionalt och lokalt. Studien ska också ge information om hur haltfördelningen på lokal skala förändras när effekterna av trafik och vedeldning överlagras, något som är möjligt att illustrera tack vare det nya och kompletterande verktyget VEDAIR. Vad ger VEDAIR för information som inte ges av SIMAIR? Uppdraget innebär presentation och diskussion av både utsläpp och halter, uppdelat i följande rubriker: 1. Utsläpp nationellt: Sverigekarta utsläpp PM10 och NOx 2. Utsläpp i 10 tätorter: Cirkeldiagram på Sverigekarta PM10 och NOx 3. Halter i 20 tätorter: Cirkeldiagram på Sverigekarta PM10 och NOx för 2004 och 2020 4. Halter i en tätort (Gävle) med överlagrad påverkan från trafik och vedeldning Presentationerna av den rumsliga fördelningen av PM10- och NOx-utsläpp ger en förklaring till att luftkvaliteten i tätorter till så stor del beror på trafikens utsläpp, detta trots att utsläpp från sjöfart och energi/industrisektorn volymmässigt är betydligt större. Trafikutsläppen är alltid stora i tätorter och speciellt i stora tätorter, medan sjöfartens emissioner bara berör vissa hamnar och trånga sund som t ex Öresund. Utsläpp från övrig -sektorn domineras av ett mindre antal anläggningar för partiklar inom gruvindustrin - och utsläppen medför därför begränsad påverkan i de flesta centrala tätortsområdena. Partikelutsläpp från småskalig uppvärmning domineras helt av utsläpp från ett litet antal icke miljögodkända vedpannor, med en komplicerad rumslig fördelning som inte överenstämmer med trafikutsläppen och som inte är helt klarlagd på ett nationell plan. Det framtida arbetet med VEDAIRsystemet förväntas bidra med väsentligt förbättrad information om vedeldningsutsläppens geografiska fördelning. SIMAIR-simuleringar visar på problem med PM10-halter i gatunivå, där årsvärdena överstiger delmålet i både stora och medelstora tätorter, och även MKN i några av de största städerna. För högsta dygnsvärde är läget ännu värre, där överstigs MKN i ett antal stora och medelstora städer med mycket trafik i centrum. Även om regionala och urbana bakgrundshalter förväntas sjunka till år 2020, så kan den reduceringen ätas upp av ökad lokal trafik. Eftersom utsläppsbilden lokalt domineras av slitagepartiklar, som inte förändras av beslutade reduktioner av avgaspartiklar, så innebär framtidsscenariet i stort sett samma gatuhalter år 2020 som år 2004. Skåneområdet bör dock ha en möjlighet att klara MKN och förhoppningsvis även delmålen, detta trots att Skåne har de högsta regionala bakgrundshalterna. Det är den förhållandevis låga dubbdäcksanvändningen som där möjliggör lägre lokala haltbidrag. Enligt SIMAIR är det idag bara de största städerna som i gatumiljö har MKN-överskridanden avseende NO2-halter, medan däremot delmålet för årsvärde överskrids i många stora och medelstora

2 städer. Förväntade utsläppsreduktioner gör att tätortshalterna år 2020 inte kommer att överstiga MKN någonstans och delmålen kommer också att uppfyllas utom möjligen i de allra största städerna. SIMAIR-beräkningarna bör dock tas med viss reservation för vissa tätorter i det inre av Norrland, där mätningar indikerat betydligt högre värden jämfört med modellberäknade. VEDAIR-systemet är under testning och har använts för att expemplifiera vad som händer med luftkvaliteten i ett område där utsläpp från trafik och vedeldning överlagras. Helt klart kommer områdena med höga halter och också de maximala halterna att öka när båda källorna samverkar. För framförallt mindre tätorter finns det starka skäl att tro att VEDAIR-beräkningar ger högre skattningar av maximala halter jämfört med SIMAIR. För stora städer där det högsta PM10-halterna hittas i trånga och hårt trafikerade gaturum i centrum är det inte lika självklart att SIMAIR underskattar de högsta halterna. VEDAIR-systemet, som komplement till SIMAIR, erbjuder en möjlighet för en kommun att med större säkerhet identifiera de områden som har problem med luftkvaliteten. Föreliggande studie har finansierats av Naturvårdsverket under avtal 501 0711.

3 1. Bakgrund och syfte Miljökvalitetsmålet Frisk luft och dess delmål för partiklar och kvävedioxid (Tabell 1) bedöms som mycket svåra att nå inom utsatt tid. Kunskap om utsläpp och halter av dessa föroreningar är av stor vikt för att åtgärdsarbetet ska bli effektivt. Tabell 1.1 Aktuella miljökvalitetsnormer 20 och delmål för 2010 NO2 PM10 Årsmedel MKN delmål 2010 40 20 40 20 90-perc dygn MKN delmål 2010 - - 50 35 98-perc dygn MKN delmål 2010 60 - - - 98-perc timme MKN delmål 2010 90 60 - - SMHI och Vägverket har tillsammans utvecklat programsystemet SIMAIR för att det ska finnas ett lättanvänt och pålitligt verktyg som kommunerna kan använda sig av när de skall bedöma om miljökvalitetsnormerna (MKN) för utomhusluft överskrids. SIMAIR-verktyget kan även användas för andra tillämpningar som t.ex. att göra prognoser för halter geografiskt upplöst för Sveriges kommuner. I SIMAIR finns utsläppsdatabaser med en uppdelning på vägtrafik, småskalig uppvärmning, sjöfart och övrigt. Vidare har Energimyndigheten i samarbete med SMHI, ITM och ÄFAB utvecklat en modell, VEDAIR, som ska utgöra ett verktyg för kommunerna för att bestämma luftkvalitet i områden med faktisk eller planerad småskalig biobränsleeldning. Syftet med föreliggande studie är att via databaser och simuleringar i SIMAIR illustrera luftförorenings-situationen i Sverige med avseende på partiklar (uttryckt som PM 10 ) och kväveoxider. Projektet ska ge underlag för bedömningar av hur miljömålet Frisk luft och delmål för kvävedioxid och partiklar uppfylls i svenska tätorter och påvisa effekten av utsläppen och olika planerade åtgärder internationellt, regionalt och lokalt. Projektet ska också ge information om hur haltfördelningen på lokal skala förändras när effekterna av trafik och vedeldning överlagras, något som är möjligt att illustrera tack vare det nya verktyget VEDAIR. Vad ger VEDAIR för information som inte ges av SIMAIR? 2. Rapportens innehåll Uppdraget innebär presentation och diskussion av både utsläpp och halter, uppdelat i följande rubriker: 1. Utsläpp nationellt: Sverigekarta utsläpp PM10 och NOx 2. Utsläpp i 10 tätorter: Cirkeldiagram på Sverigekarta PM10 och NOx 3. Halter i 20 tätorter: Cirkeldiagram på Sverigekarta PM10 och NOx för 2004 och 2020 4. Halter i en tätort (Gävle) med överlagrad påverkan frånt trafik och vedeldning Resultat med bakgrundsinformation om hur diagrammen tagits fram, liksom diskussion om resultatet återfinns under respektive rubrik. Mera bakgrundsdetaljer finns i slutrapporten Luftföroreningar i svenska tätorter 1004, 2010 och 2020, författad av Vägverket och SMHI.

4 3. Resultat 3.1 Utsläpp nationellt De emissioner som presenteras här utgör underlag för beräkning av urbana bakgrundshalter i SIMAIRoch VEDAIR-systemen. Informationen utgörs av årsmedelemissioner av PM10, NOx, CO och bensen, geografiskt fördelade på ett 1 x 1 km rutnät (här presenteras enbart NOx och PM10 fördelade på ett 10 x 10 km nät). Huvudsakligen kommer informationen från SMEDs rapportering Geografisk fördelning av luftemissionsdata till CLRTAP submission 2007 och för miljömålsuppföljning. Informationen avser år 2004, men sektorn Övrigt har hämtats från SMEDs rapportering för år 2005 eftersom kvaliteten för det senare året bedömts vara högre. SMED:s geografiska fördelning grundar sig på de nationella totaler som rapporteras internationellt och en top-down-metodik. Detta innebär att emissioner på riks- eller regionsnivå fördelas över de geografiska områden där emissionerna förväntas äga rum. Metodiken tillåter i princip en uppdelning ned till 1 x 1 km-upplösning, men för vissa utsläppssektorer kan resultatet bli missvisande då upplösningen ökas till denna nivå. Tabell 3.1 ger totalutsläpp och kommenterar också skillnader mellan SIMAIR/VEDAIRs databas och den officiellt rapporterade SMED-statistiken. För trafikutsläppen finns en poäng med att SIMAIR/VEDAIR använder egen information, eftersom det ger en bottom-up -information, till skillnad från SMEDs trafik-total som bygger på totaler för hela landet. Tabell 3.1.1 Sektorsvisa totalutsläpp 2004. Enhet: ton/år Sektor Utsläpp NOx Utsläpp PM10 Kommentar SMED SIMAIR VEDAIR SMED SIMAIR VEDAIR Trafikutsläpp från SIMAIR /ARTEMIS Trafik avgas 87 273 * 81 047 3 719 * 2 275 SIMAIRs uppgifter inkluderar även emissioner från bränslen bunkrade utanför Sverige. 4 744 * 4 860 4 735 * 4 690 Information från SMEDs rapportering till STEM (separat projekt 1 ) Sjöfart 137 751 * 256 836 8 206 * 15 591 Småskalig uppvärmning Övrigt 2 103 349 ** 103 349 28 890 ** 28 890 TOTALT 333 117 446 093 45 550 51 446 * rapportering 2004 ** rapportering 2005 Avvikelserna beror huvudsakligen på skillnader i sjöfartsemissioner, se ovan. Den rumsliga fördelningen av PM10-utsläpp presenteras med 10 x 10 km rumslig upplösning i figurerna 3.1.1 3.1.3. Två enskilda industrikällor i Norrland, knutna till gruvsektorn, ger upphov till kraftigt dominerande emissioner av PM10 (se ring-markering i Fig. 3.1.1). För trafiken redovisas inte slitagepartiklar, enbart avgasemissioner, varför nivåerna blir betydligt lägre än för de tidigare nämnda utsläppen i gruvsektorn. Med avsikt att totalbilden ska ge information även om platser med höga och förväntat skadliga emissioner av förbränningspartiklar, så har färgskalan i Fig. 3.1.1 konstruerats så att att röda rutor börjar redan vid 20% av maximalt utsläpp. För alla andra figurer i detta avsnitt gäller att röd ruta har > 80% av maximalt utsläpp. 1 SMED-rapport nr. 7 Framtidsscenarier för emissioner från småskalig värmeproduktion (Paulrud et al., 2007). 2 Sektorn Övrigt inkluderar bl a processindustri, storskalig energiproduktion och icke-vägbundna arbetsfordon.

5 PM10 totalt 2004 51 446 ton/år 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 Emissioner PM10 (ton/år) % av max 0 traf avgas sjöfart småsk.uppvärm. övrigt Fig. 3.1.1 Rumslig fördelning av PM10-emissioner totalt år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 51 446 ton/år Observera färgskalan!! (ej samma som för enskilda sektorer) Cirklar markerar läge för de i särklass högsta PM10-emissionerna (se text).

6 Trafik (avgas) Sjöfart 2 275 ton/år 15 591 ton/år 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 Emissioner PM10 (ton/år) % av max 0 traf avgas sjöfart småsk.uppvärm. övrigt Fig. 3.1.2 Rumslig fördelning av PM10-emissioner från trafik (vänster) och sjöfart (höger) år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 51 446 ton/år

7 Småskalig uppvärmning 4 690 ton/år 28 890 ton/år Övrigt 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 Emissioner PM10 (ton/år) % av max 0 traf avgas sjöfart småsk.uppvärm. övrigt Fig. 3.1.3 Rumslig fördelning av PM10-emissioner från småskalig uppvärming (vänster) och övrigt (höger) år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 51 446 ton/år

8 Volymmässigt är utsläppen av förbränningspartiklar från trafik och småskalig uppvärmning betydligt mindre än sjöfartens och den övriga sektorn, men dess påverkan på luftkvaliteten i tätorter är ändå dominerande vilket visas i senare avsnitt. Fördelning av den småskaliga uppvärminingens utsläpp (Fig. 3.1.2) är inte lika koncentrerad till stora städer som trafikens utsläpp (Fig. 3.1.1). Detta kommer att illustreras mer detaljerat i avsnitt 3.2. Den rumsliga fördelningen av NOx-utsläpp illustreras i figurerna 3.1.4 3.1.6, med totalbilden först och därefter fördelningen av de sektorsvisa utsläppen. Över land är emissionerna koncentrerade till de större tätorterna. Sjöfartens stora emissioner sker huvudsakligen långt från kust, men har visst inflytande på tätortsemissioner längs Skånekusten och Öresund och samt mer punktvis i Stockholm och Göteborg. Geografisk fördelning av NOx-emissioner från småskalig uppvärmning (Fig. 3.1.5) har inte den mer splittrade och oregelbunda mönster som utmärkte PM-emissionerna (Fig. 3.1.2). Anledningen är att den förhållandevis lilla gruppen ej miljögodkända vedpannor totalt dominerar PMutsläppen, medan NOx-emissionerna inte är lika beroende av bränsletyp och teknik.

9 NOx totalt 2004 446 093 ton/år % av max Fig. 3.1.4 Rumslig fördelning av NOx-emissioner totalt år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 446 093 ton/år

10 Trafik Sjöfart 81 047 ton/år 256 836 ton/år % av max Fig. 3.1.5 Rumslig fördelning av NOx-emissioner från trafik (vänster) och sjöfart (höger) år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 446 093 ton/år

11 Småskalig uppvärmning 4 860 ton/år 103 349 ton/år Övrigt % av max Fig. 3.1.6 Rumslig fördelning av NOx-emissioner från småskalig uppvärming (vänster) och övrigt (höger) år 2004. Upplösning: 10 x 10 km. Färgskala i procent av maximal emission inom respektive sektor. Totalemission: 446 093 ton/år

12

13 3.2 Utsläpp i 10 tätorter Avsikten med följande presentationer är att visa hur de olika sektorerna bidrar till utsläppen i enskilda tätorter av olika storlek och karaktär. Urvalet av 10 orter har skett utifrån följande två kriterier: Förekomst av detaljerad databas för småskalig vedeldning (VEDAIR) Fördelning geografiskt och på stora, medelstora och små kommuner Den första punkten är uppfylld för 4 tätorter: - Gävle - Älvkarleby (inklusive Skutskär) - Vänersborg - Gnosjö. Övriga sex orter har valt utifrån punkt två: - Lund - Växjö - Göteborg - Stockholm - Sundsvall - Lycksele Invånarantal per kommun visas i Fig. 3.2.1. Utsläppsredovisningen ges för huvudtätorten i respektive kommun, dvs landsbygd borträknad. Det innebär att invånarantalet för tätorterna är lägre än de kommuntotaler som ges i Fig. 3.2.1. För Göteborg och Stockholm är det tvärtom, där består tätorten av ett flertal kommuner och invånarantalet för det område som utsläppet berör är betydligt större än vad som anges i figuren. 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 Älvkarleby Gnosjö Lycksele Vänersborg Växjö Gävle 491 000 787 000 Sundsvall Lund Göteborg Stockholm Fig. 3.2.1 Invånarantal i tätorter för vilka sektorsvisa utsläpp redovisas SIMAIR inkluderar en emissionsmodell för slitagepartiklar, vilket gör det möjligt att presentera PM10 utsläpp från trafiken uppdelat i avgas och slitagepartiklar (Tabell 3.2.1). Utsläppen presenteras på karta i Fig. 3.2.2. Som väntat dominerar Stockholm och Göteborg den summerade PM10-emissionen. Mer anmärkningsvärt är att nästföljande grupp är en industrigrupp av tätorter, Gävle, Älvkarleby/Skutskär och Sundsvall med skogsindustrier och stort bidrag både absolut och procentuellt från sektorn Övrigt. Av de övriga med lägre totalemission är Lund den mest trafikdominerade tätorten, medan Gnosjö utgör, enligt SMEDs geografiska fördelning, den mest vedeldningsdominerade tätorten. Sjöfartens emissioner påverkar till någon del Stockholm, Göteborg och Vänersborg. Tabell 3.2.1 Utsläpp inom respektive tätort från olika sektorer (småskalig uppvärmning enligt SMED). Enhet: ton/år. PM10 Trafik avgas Trafik slitage Sjöfart Småsk.uppvärmn. Övrigt Totalt Vänersborg 3.0 30.7 4.9 4.0 114.7 157.4 Gävle 9.7 115.2 8.5 18.9 534.2 686.5 Gnosjö 0.3 2.6 0.0 10.1 3.0 15.9 Älvkarleby/Skutskär 1.5 18.7 1.2 3.1 504.2 528.7 Lund 9.2 75.6 0.0 3.1 36.3 124.2 Göteborg 84.3 838.5 89.7 34.3 1 009.8 2 056.6 Växjö 7.0 68.4 0.0 15.8 89.2 180.4 Stockholm 211.7 2 360.7 71.4 91.8 1 239.3 3 974.8 Sundsvall 11.5 137.7 4.4 18.2 704.0 875.8 Lycksele 0.6 6.1 0.0 2.6 32.9 42.1

14 Fig. 3.2.2 Källor till PM10-utsläpp inom tätorter (småskalig uppvärming uppskattad av SMED). - Totala utsläpp PM10 (till höger) - Fördelning på sektorer (karta, storleken på cirkel speglar totalutsläpp) Utsläpp per tätort (ton/år) 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 Vänersborg Gävle Gnosjö Älvkarleby Lund Göteborg Växjö Stockholm Sundsvall Lycksele PM10

15 SMED VEDAIR Fig. 3.2.3 Jämförelse av utsläppsfördelning PM10 där småskalig uppvärmining beräknats av SMED och via databas i VEDAIR. Utsläpp per tätort (ton/år) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 PM10 småskalig uppvärmning PM10 SMED PM10 VEDAIR Vänersborg Gävle Gnosjö Älvkarleby Figur 3.2.3 visar en jämförelse mellan SMED-gruppens beräkning av PM10 bidraget från småskalig uppvärmning och de utsläpp som ges av den noggrannare kartläggning av individuella kaminer och pannor som VEDAIR innebär 3. SMED-uppskattningen utgår bl a från kommunvis information om boytor uppdelade i tre småhusklasser, från småhusens energibehov och antagen utbyggnad av fjärrvärme. VEDAIR-databasen bygger på sotarregister där uppgifter om enskilda kaminer, pannor och bränslen lagras individuellt. Båda uppskattningarna använder emissionsfaktorer från SP, men med något olika antaganden om hur de ur miljösynpunkt sämsta pannorna (ej BBR-godkända utan ackumulatortank) eldas. SMED har där utgått från enkätstudier som påvisar en hög grad av braseldning, medan VEDAIR har utnyttjat information från BHM-projektet som indikerar att dessa pannor ofta eldas med strypt förbränning (och därmed mycket högre PM-utsläpp). De generellt högre utsläppen som ges av VEDAIR-databasen, jämfört med SMEDs beräkning, kan till en del förklaras av antagandet om sämre eldningsrutiner, men en annan skillnad är också att VEDAIR bygger på en mycket mer detaljerad information om vilken typ av förbränning som sker i tätorterna. 3 VEDAIR-databasen från den fjärde tätorten, Gnosjö, är ofullständig och har utelämnats i sektordiagrammen.

16 NOx Fig. 3.2.4 Källor till NOx-utsläpp inom tätorter (småskalig uppvärming uppskattad av SMED). - Totala utsläpp NOx (till höger) - Fördelning på sektorer (karta, storleken på cirkel speglar totalutsläpp) Utsläpp per tätort (ton/år) 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 Vänersborg Gävle Gnosjö Älvkarleby Lund Göteborg Växjö Stockholm Sundsvall Lycksele NOx

17 Figur 3.2.4 och Tabell 3.2.2 visar NOx-utsläppens storlek och ursprung i de 10 tätorterna. Trafiken dominerar vissa tätorter som Stockholm och Lund, medan orter med industriverksamhet har lika stora eller bidrag från Övrig -sektorn. För NOx ger även sjöfarten betydande bidrag, i kuststäderna samt i Vänersborg. Tabell 3.2.2 Utsläpp inom respektive tätort från olika sektorer (småskalig uppvärmning enligt SMED). Enhet: ton/år. NOx Trafik Sjöfart Småsk.uppvärmn. Övrigt Totalt Vänersborg 105.6 83.7 3.9 256.1 449.4 Gävle 326.0 142.0 21.6 1 435.4 1 925.1 Gnosjö 9.6 0.0 11.3 14.3 35.2 Älvkarleby/Skutskär 51.9 19.2 2.4 832.6 906.1 Lund 309.5 0.2 9.4 209.0 528.1 Göteborg 2 962.7 1 546.0 67.3 2 731.4 7 307.5 Växjö 252.4 0.0 16.7 239.1 508.3 Stockholm 7 323.5 1 222.0 256.5 5 054.8 13 856.8 Sundsvall 384.4 68.5 16.7 570.3 1 039.8 Lycksele 19.3 0.0 1.8 72.6 93.7 SMED VEDAIR Fig. 3.2.5 Jämförelse av utsläppsfördelning NOx där småskalig uppvärmining beräknats av SMED och via databas i VEDAIR. Utsläpp per tätort (ton/år) 30 25 20 15 10 5 0 NOx småskalig uppvärmning NOx SMED NOx VEDAIR Vänersborg Gävle Gnosjö Älvkarleby Fig. 3.2.5 visar god överensstämmelse mellan SMEDs uppskattning av NOx-utsläpp från småskalig uppvärmning och motsvarande värden från VEDAIR-databasen. Att PM10-utsläppen ändå skiljer sig så mycket (Fig. 3.2.3) bör således främst bero på olika antagande om de sämsta vedpannornas utsläpp.

18

19 3.3 Halter i 20 tätorter Miljökvalitetsmålet Frisk luft och dess delmål för partiklar och kvävedioxid ska uppfyllas i alla tätortsmiljöer där folk exponeras. Följande sammanställning beskriver aktuell situation för luftkvaliteten både i urban bakgrund och i gatunivå. Förväntade halter presenteras också för 2020. De 20 orterna har valts ut utifrån följande kriterier: Alla 10 tätorter för vilka utsläpp redovisas i avsnitt 3.1 har tagits med Övriga 10 orter har valts för att ge en geografisk och storleksmässing spridning De högsta halterna återfinner vi normalt i trånga och hårt trafikerade gaturum i centrum. Eftersom SIMAIR lämpar sig just för beräkning av gaturumshalter, har vi valt ut en sådan gata för varje tätort. Halterna kommer att direkt spegla trafikintensiteten och fordonssammansättningen på den valda gatan. I SIMAIRs originaldatabas kommer trafikflödet och tungtrafikandelen från modellsimuleringar. Uppgifter om gatan som typ, bredd, hastighet etc kommer från NVDB. För modellen centrala data om omgivande hushöjder är dock schabloniserade till 20 m på gator med hastighet upp till 50 km/tim och 5 m för gator med hastighet 70 km/tim. För beräknade halter har inga ändringar gjorts i SIMAIRs information om trafik och gatuförhållanden. Emissionsdatabaserna kommer från Vägverkets modellsimuleringar och presenterades mer i detalje i miljömålsrapporten Luftföroreningar i svenska tätorter 2004, 2010 och 2020, slutrapporterad av SMHI i maj 2007. Det är inte säkert att vald gata utgör den mest kritiska platsen i tätorten, och inte heller att uppgifterna för just den gatan är korrekta. Men det är troligt att det någonstans i tätorten finns en liknande gata som både är trång och har en liknande trafikvolym. 30 000 2 004 2020 Fig. 3.3.1 Trafikflöden på utvalda gatorna (gaturum) i de 20 tätorterna. Antal fordon/dygn (ÅDT) 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 Gnosjö Lycksele Älvkarleby Karlskrona Falun Lund Karlstad Eskilstuna Vänersborg Gävle Växjö Norrköping Landskrona Stockholm 1 Göteborg Örnsköldsvik Östersund Sundsvall Örebro Halmstad Bakgrundshalter för prognosåret 2020 beräknade i MATCH kommer från EMEPs emissionsscenarier. De urbana haltbidragen bygger på emissionsdata från SMED. Sjöfartens emissioner har inte ändrats mellan 2004 och 2020, även utsläppen från övrig -sektorn är i stort sett lika. Från en studie beställd av STEM har SMED beräknat framtida emissioner (2025) från småskalig uppvärming. Trafikemissionerna kommer från SIMAIR och visar kraftiga minskningar i NOx och PM avgas. Emissionen av slitagepartiklar har i aktuellt scenario inte förändrats mellan 2004 och 2020. Kartor för PM10-halter år 2004 och 2020 redovisas i Fig. 3.3.2 3.3.9, för NOx i Fig. 3.3.10 3.3.17. Kommentarer återfinns efter figurerna.

20 PM10 regional bakgrund 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.2 Årsmedelvärden av regional bakgrundshalt PM10 år 2004.

21 PM10 regional bakgrund 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.3 Årsmedelvärden av regional bakgrundshalt PM10 år 2020.

22 PM10 urban bakgrund 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.4 Årsmedelvärden av urban bakgrundshalt PM10 år 2004.

23 PM10 urban bakgrund 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.5 Årsmedelvärden av urban bakgrundshalt PM10 år 2020

24 PM10 årsmedel gatunivå 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.6 Årsmedelvärden av PM10 i gaturum år 2004.

25 PM10 årsmedel gatunivå 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.7 Årsmedelvärden av PM10 i gaturum år 2020

26 PM10 90-p dygn gatunivå 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.8 90-percentil av dygnsmedelvärden PM10. Halten avser gatunivå i centrum av tätort, med trafik enligt SIMAIRs databas för 2004.

27 PM10 90-p dygn gatunivå 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.9 90-percentil av dygnsmedelvärden PM10. Halten avser gatunivå i centrum av tätort, med trafik enligt SIMAIRs databas för 2020

28 NO2 regional bakgrund 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.10 Årsmedelvärden av regional bakgrundshalt NO2 för 2004.

29 NO2 regional bakgrund 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.11 Årsmedelvärden av regional bakgrundshalt NO2 för 2020

30 NO2 Urban bakgrund 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.12 Årsmedelvärden av urban bakgrundshalt NO2 för 2004.

31 NO2 Urban bakgrund 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.13 Årsmedelvärden av urban bakgrundshalt NO2 för 2020

32 NO2 årsmedel gatunivå 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.14 Årsmedelvärden av NO2 i gaturum år 2004.

33 NO2 årsmedel gatunivå 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.15 Årsmedelvärden av NO2 i gaturum år 2020

34 NO2 98-p timvärden gatunivå 2004 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.16 98-percentil av timmedelvärden NO2. Halten avser gatunivå i centrum av tätort, med trafik enligt SIMAIRs databas för 2004.

35 NO2 98-p timvärden gatunivå 2020 Lycksele Östersund Örnsköldsvik Sundsvall Falun Gävle Älvkarleby Karlstad Stockholm Örebro Eskilstuna Norrköping Gnosjö Växjö Vänersborg Göteborg Karlskrona Halmstad Lund Landskrona Fig. 3.3.17 98-percentil av timmedelvärden NO2. Halten avser gatunivå i centrum av tätort, med trafik enligt SIMAIRs databas för 2020.

36 PM10-halter idag: Dagens situation, i rapporten illustrerat med år 2004, visar på en regional bakgrundshalt som går från ca 13 µg/m 3 i sydligaste Sverige och som avtar i koncentration norrut till runt 6 µg/m 3 (Fig. 3.3.2). Det urbana bidraget är för mindre och medelstora städer relativt litet, några µg/m 3, varför de flesta tätorter redan nu klarar miljömålets 20 µg/m 3 som årsmedelvärde (Fig. 3.3.4). Det är bara i storstäderna Stockholm och Göteborg som det urbana bidraget är så pass stort att halterna i taknivå kan passera delmålsnivån (för Malmö finns ännu ingen SIMAIR-databas, men halterna bör vara lägre eftersom dubbdäcksanvändningen är betydligt mindre i Skåne). Betydligt värre är läget för halter i gatunivå, se Fig. 3.3.6. Där har vi idag i de flesta medelstora städer årsmedelvärden över delmålsnivån och även MKN-överskridanden i de större städernas centrala delar. De mycket höga PM-emissionerna under våren, då vägbanan torkar upp och dubbdäck fortfarande används, bidrar till MKN-överskridanden av högsta dygnsvärden i flertalet medelstora städer i mellansverige och Norrland (Fig. 3.2.8). I Skåne är situationen lite bättre, med mindre användning av dubbdäck PM10-halter i framtiden: Fram till år 2020 förväntas den regionala bakgrundshalten av PM10 att minska med några få µg/m 3 (Fig. 3.3.2 och 3.3.3). Även det urbana bidraget förväntas minska med några µg/m 3, vilket leder till att vi år 2020 förväntar oss att delmålet 20 µg/m 3 ska uppnås som årsmedelvärde för halter i taknivå (Fig. 3.3.4 och 3.3.5). Dock innebär de mycket höga emissionerna av slitagepartiklar, vilka antagits kvartså även för år 2020, till fortsatt höga lokala haltbidrag och relativt marginella förändringar av totalhalt i gatunivå (Fig. 3.3.6-9). Ökningar i trafikvolym kan t o m leda till höjda percentilvärden för år 2020, exemplifierat av Östersund i Fig. 3.3.8 och 3.3.9. NO2-halter idag: För NO2 är det regionala bidraget (Fig. 3.3.10) förhållandevis mindre och det urbana (Fig. 3.3.12) större, jämfört med PM10. Bara i de största städerna finns halter vid eller över delmålet för årsmedelvärden, 20 µg/m 3. Liksom för PM10 är också NO2-halter i gatunivå betydligt mer problematiska (Fig. 3.3.14) och de flesta medelstora städer har idag överskridanden av delmålet på 20 µg/m 3 som årsmedelvärde invid vägar med tät trafik. Enligt SIMAIR är det bara de största städerna som har MKN-överskridanden för årsmedelvärdet för NO2, men mätningar från norrländska städer främst Umeå visar att SIMAIRs urbana haltbidrag underskattas under vissa mycket kalla vinterförhållanden. Den relativt positiva bild som ges för högsta timvärden i Fig. 3.3.16, med högsta halter under delmålsgränsen på 60 µg/m 3 för del flesta tätorterna i Sverige, borde därför modifieras med troliga blå eller t o m röda punkter i det inre av Norrland. NO2-halter i framtiden: NOx-utsläppen från främst trafik förväntas minska i framtiden, vilket leder till avsevärda sänkningar av både regionala (Fig. 3.3.10) och urbana (Fig. 3.3.12) bakgrundshalter. Även de lokala utsläppen från trafiken inne i själva tätorterna kommer, trots ökad trafikvolym, att kraftigt reduceras. Delmålet för årsmedelvärde på 20 µg/m 3 kommer således att uppfyllas åtminstone till 2020, utom möjligen i de två största städerna (Fig. 3.3.15). Eftersom delmålet för högsta timvärde är relativt högt, 60 µg/m 3, ser det ut som delmålet för extremvärden timme kommer att uppfyllas överallt (Fig. 3.3.17).

37 3.4 Halter i en tätort med överlagrad påverkan från trafik och vedeldning De stora lokala bidragen till PM10-halterna i våra tätorter kommer, med undantag för några specialfall med dammande industri, från trafik och vedeldning. När trafiken är den dominerande källan är SIMAIR ett tillräckligt instrument för att uppskatta totalhalter. SIMAIR innehåller emissionsdata från vedeldning, men dess påverkan beräknas enbart på urban skala, med rumslig upplösning på 1 x 1 km. Detta är alldeles för grovt, erfarenheter från BHM-projektet visar att maximal påverkan från en grupp hus med vedeldning ligger inom ett avstånd på 50 m från utsläppet. För att uppskatta om en tätort har problem med MKN eller miljömål, inte bara runt vägarna, utan inne i bostadsområden, så har VEDAIR-systemet utvecklats. VEDAIR beräknar halter orsakade av lokala vedkällor och trafikutsläpp, i ett valfritt rutnät, inte bara som i SIMAIR i några punkter. För att illustrera den kompletterande information som VEDAIR medger, så visas nedan ett exempel från Gävle-området, närmare bestämt från östra Valbo i västra delen av kommunen. Riksväg 80 är där motorväg och har ÅDT på 24 000 fordon/dygn. Av exemplet framgår tydligt hur utsläppen från vedeldning och från trafiken samverkar vilket leder till att större ytor är påverkade och också att maxhalterna ökar. Modellkörningar med VEDAIR (bara trafikemissioner) och SIMAIR visar samstämmigt att 10 m från vägen hittar vi PM10-halter runt 18 (årsmedelvärde) och 35-38 (90-percentil) µg/m 3. Med överlagrade emissioner från trafik och småskalig vedeldning stiger årsmedelvärdet ca 10 µg/m 3 till 28 µg/m 3 och percentilvärdet stiger med ca 15 µg/m 3 till en nivå ovanför MKN, dvs > 50 µg/m 3 (Tabell 3.4.1). Tabell 3.4.1 Jämförelse mellan beräkningar av PM10-halter för 2004 i en punkt 10 m från riksväg 80 öster om Valbo, se Fig. 3.4.1 nedan. Enhet: µg/m 3. årsmedelvärde 2004 90-percentil dygnsmedelvärde SIMAIR (öppenväg-alternativet) 18.4 34.9 VEDAIR (enbart trafikemissioner) 18.6 38.1 VEDAIR (trafik + småskalig vedeldning) 27.7 52.4 En naturlig slutsats av ovanstående är att de tidigare SIMAIR-beräkningarna (avsnitt 3.3) underskattar problemen med att nå under MKN och de olika delmålen. Det behöver emellertid inte nödvändigtvis vara så, eftersom SIMAIRs val av gator utgår från centrum med hårt trafikerade gaturum. De områden där vi har mest problem med vedeldning ligger normalt utanför centrum, typisk i förortsområden där fjärrvärmen är dåligt utbyggd. Effekterna av trafiken är där mindre än i centrum, eftersom vi normalt betraktar vägarna där som öppna och bra ventilerade. Av en händelse är den 90-percentil som SIMAIR-beräkningarna ger för Gävle centrum 52 µg/m 3 (se Fig. 3.2.8), dvs samma nivå som i VEDAIR-exemplet vilket illustrerar ovanstående resonemang. Det ska dock poängteras att VEDAIR inne i vissa bostadsområden i Gävle där vedeldning är speciellt vanlig, indikerar 90-percentilvärden på 70-80 µg/m 3, en nivå betydligt högre än vad SIMAIR påvisar. För mindre tätorter som har vedeldning, som t ex Lycksele eller Gnosjö, finns en klar risk att SIMAIR underskattar tätortens maximala föroreningshalt. Exemplet som redovisas i Fig. 3.4.1 visar VEDAIR-systemets potential för en kommun som vill veta hur föroreningssituationen varierar över olika områden i tätorten.

38 Årsmedelhalter av PM10 (µg/m 3 ) 90-percentil halter av PM10 (µg/m 3 ) a) b) c) d) e) f) Fig. 3.4.1 Beräknade årsmedelhalter (vänster) och 90-percentil dygnsmedelhalter för PM10 (µg/m 3 ): a-b: VEDAIR med emissioner från både trafik och vedeldning c-d: VEDAIR med emissioner enbart från trafik e-f: SIMAIR (med emissioner enbart från trafik) Trafik på riksväg 80: 24 340 fordon/årsmedeldygn. Haltfälten i VEDAIR (a-d) är gjorde med ett rutnät på 35 x 35 m. Beräkningsår är 2004. Vit ring markerar receptorpunkt använd i Tabell 3.4.1

39 4. Slutsatser Presentationerna av den rumsliga fördelningen av PM10- och NOx-utsläpp ger en förklaring till att luftkvaliteten i tätorter till så stor del beror på trafikens utsläpp, detta trots att utsläpp från sjöfart och energi/industri-sektorn volymmässigt är betydligt större. Trafikutsläppen är alltid stora i tätorter och speciellt i stora tätorter, medan sjöfartens emissioner bara berör vissa hamnar och trånga sund som t ex Öresund. Utsläpp från övrig -sektorn domineras av ett mindre antal anläggningar för partiklar inom gruvindustrin - och utsläppen medför därför begränsad påverkan i de flesta centrala tätortsområdena. Partikelutsläpp från småskalig uppvärmning domineras helt av utsläpp från ett litet antal icke miljögodkända vedpannor, med en komplicerad rumslig fördelning som inte överenstämmer med trafikutsläppen och som inte är helt klarlagd på ett nationell plan. Det framtida arbetet med VEDAIRsystemet förväntas bidra med väsentligt föbättrad information om vedeldningsutsläppens geografiska fördelning. SIMAIR-simuleringar visar på problem med PM10-halter i gatunivå, där årsvärdena överstiger delmålet i både stora och medelstora tätorter, och även MKN i några av de största städerna. För högsta dygnsvärde är läget ännu värre, där överstigs MKN i ett antal stora och medelstora städer med mycket trafik i centrum. Även om regionala och urbana bakgrundshalter förväntas sjunka till år 2020, så kan den reduceringen ätas upp av ökad lokal trafik. Eftersom utsläppsbilden lokalt domineras av slitagepartiklar, som inte förändras av beslutade reduktioner av avgaspartiklar, så innebär framtidsscenariet i stort sett samma gatuhalter år 2020 som år 2004. Skåneområdet bör dock ha en möjlighet att klara MKN och förhoppningsvis även delmålen, detta trots att Skåne har de högsta regionala bakgrundshalterna. Det är den förhållandevis låga dubbdäcksanvändningen som där möjliggör lägre lokala haltbidrag. Enligt SIMAIR är det idag bara de största städerna som i gatumiljö har MKN-överskridanden avseende NO2-halter, medan däremot delmålet för årsvärde överskrids i många stora och medelstora städer. Förväntade utsläppsreduktioner gör att tätortshalterna år 2020 inte kommer att överstiga MKN någonstans och delmålen kommer också att uppfyllas utom möjligen i de allra största städerna. SIMAIR-beräkningarna bör dock tas med viss reservation för vissa tätorter i det inre av Norrland, där mätningar indikerat betydligt högre värden jämfört med modellberäknade. VEDAIR-systemet är under testning och har använts för att expemplifiera vad som händer med luftkvaliteten i ett område där utsläpp från trafik och vedeldning överlagras. Helt klart kommer områdena med höga halter och också de maximala halterna att öka när båda källorna samverkar. För framförallt mindre tätorter finns det starka skäl att tro att VEDAIR-beräkningar ger högre skattningar av maximala halter jämfört med SIMAIR. För stora städer där det högsta PM10-halterna hittas i trånga och hårt trafikerade gaturum i centrum är det inte lika självklart att SIMAIR underskattar de högsta halterna. VEDAIR-systemet, som komplement till SIMAIR, erbjuder en möjlighet för en kommun att med större säkerhet identifiera de områden som har problem med luftkvaliteten.

40 5. Referenser Biobränsle-Hälsa-Miljö Ett projekt inom Energimyndighetens FoU program. Preliminär slutrapport 16 juli 2003 Luftföroreningar i svenska tätorter 2004, 2010 och 2020, Vägverket och SMHI, Slutrapport maj 2007. Omstedt G., 2007. VEDAIR ett internetverktyg för bedömning av luftkvalitet vid småskalig biobränsleeldning. SMHI rapport nr 123, 2007. Paulrud, S., Backman, H, Segersson, D., Gustafsson, T., Ringsberg, H. (2007) Framtidsscenarier för emissioner från småskalig värmeproduktion, SMED Rapport Nr 7, 2007.