Industriële emissies en luchtkwaliteit Bijdrage van emissies van de Nederlandse industrie aan concentraties van fijn stof en NO 2

Transcriptie

1 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek / Netherlands Organisation for Applied Scientific Research Laan van Westenenk 501 Postbus AH Apeldoorn TNO-rapport 2007-A-R1086/B Industriële emissies en luchtkwaliteit Bijdrage van emissies van de Nederlandse industrie aan concentraties van fijn stof en NO 2 T F info-beno@tno.nl Datum oktober 2007 Auteur(s) Opdrachtgever Hugo Denier van der Gon Hans Oonk Martijn Schaap Antoon Visschedijk Ger Boersen Dick Heslinga Ministerie van VROM Projectnummer Aantal pagina's 97 (incl. bijlagen) Aantal bijlagen 5 Alle rechten voorbehouden. Niets uit dit rapport mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan TNO

2 2 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B

3 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 3 / 67 Abstract De industriële emissie van PM 10 bedroeg in 2005 ongeveer 12 kton 1. Dit is ongeveer een kwart van de Nederlandse antropogene emissie van PM 10 (~22% van de Nederlandse PM 2,5 emissie komt uit de industrie). De bijdrage van de Nederlandse industriële emissie aan de antropogene PM 10 concentratie is 2-6% (6-10% in de Randstad). Bij PM 2,5 is de bijdrage x iets lager doordat PM 2,5 zich over een groter gebied verspreid. Hoewel de industrie verantwoordelijk is voor 25% van de Nederlandse primaire antropogene PM 10 emissie draagt zij dus, afhankelijk van de locatie, slechts voor 2-10% bij aan de antropogene PM 10 concentratie in Nederland. Dit verschil wordt verklaard door het feit dat buitenlandse bronnen significant bijdragen aan Nederlandse concentraties en de emissies uit hoge bronnen in Nederland voor een belangrijk deel naar het buitenland worden geëxporteerd. De industriële bijdrage aan de concentratie in Nederland blijft relevant. 2 Immers, voor fijn stof geldt dat de bijdrage van elke broncategorie afzonderlijk aan de achtergrondconcentratie beperkt is. De verbetering van de luchtkwaliteit zal gerealiseerd moeten worden door vele kleine reducties, naast emissiereducties in het buitenland. Binnen de industrie moet onderscheid gemaakt worden tussen bedrijven die via het milieujaarverslag zelf hun emissies registreren en opgeven, en - kleinere - bedrijven die dat niet doen en waarvan de emissies in de zgn. bijschatting zitten. Door afname van de emissies bij individueel geregistreerde bedrijven is het belang van deze bijschatting in de totale industriële emissies sterk toegenomen. Voor toekomstprognoses verdienen deze bijgeschatte emissies meer aandacht. Een illustratie van deze verschuiving is dat een brandstofomschakeling bij de raffinaderijen, die leidt tot een emissiereductie van ca. 1 kton PM 10 in 2010, waarschijnlijk deels gecompenseerd wordt door autonome groei in de bijgeschatte emissies. De bijdrage van de Nederlandse industriële emissies aan luchtkwaliteit is het hoogst in het westen van de Randstad (de regio Rijnmond tot aan IJmuiden/Haarlem/Amsterdam), een gebied waar de luchtverontreiniging in zijn algemeenheid relatief groot is. Het effect van een emissiereductie van 1 kton fijn stof blijft beperkt tot 1 à 2% van de antropogene concentratie (0,1 tot 0,2 µg/m 3 ). De aanzienlijke onzekerheid omtrent de emissies van individuele bedrijven is vooral een onzekerheid over de bijdrage van de industrie op de lokale schaal. Deze onzekerheid is van belang bij afspraken over emissieplafonds, sectorale emissiereducties en lokale bijdragen, maar niet van belang voor het landelijke beeld. Het aanvullen (of vervangen) van generiek fijnstofemissie reductiebeleid bij de industrie door gebiedsgericht (regionaal) beleid zal geen directe verbeteringen van de luchtkwaliteit op (sub)nationale schaal bewerkstelligen. Op lokale schaal (van 0,5-10 km) kan dat wel zo zijn. Voor het vaststellen daarvan is lokaal onderzoek en beleid nodig ( maatwerk ). NO 2 concentraties in Nederland worden gedomineerd door de bijdragen van de Nederlandse bronnen waarbij verkeer het belangrijkst is, zeker bij lokale overschrijdingssituaties nabij drukke wegen. Als belangrijkste emittent na verkeer draagt de industrie in Nederland relevant bij aan de achtergrondconcentratie van NO 2. De relatieve bijdrage 1 Onder industrie wordt in deze studie verstaan: industrie + energie + raffinaderijen (IER)+ afvalverwerking + op- en overslag (in lijn met de indeling uit de GCN-rapportage). 2 Ter vergelijking: het aandeel van de Nederlandse industrie (inclusief energiesector, raffinaderijen en afvalverwerking) in de achtergrondconcentraties (zowel PM10 als PM2,5) is ongeveer de helft van het aandeel van het Nederlandse wegverkeer (Velders et al., 2007).

4 4 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B is 10-20% over Nederland met lokaal een verhoging tot 30. De hoogste relatieve bijdrage komt voor daar waar relatief weinig verkeer is, waardoor overschrijding van de NO 2 norm daar niet verwacht wordt. Industriële NO x emissiereductie zal bijdragen aan het verminderen van de overschrijdingen van de NO 2 norm door verlaging van de achtergrondconcentratie. De directe relatie tussen de industriële NO x -emissie en de NO 2 -concentratie in Nederland is sterker dan die tussen de industriële PM 10 -emissie en de PM 10 -concentratie in Nederland.

5 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 5 / 67 Inhoudsopgave Uitgebreide samenvatting en conclusies Industrie en Luchtkwaliteit in Nederland Scope van het project en bijgesteld projectdoel Afbakening van deze studie Achtergrondinformatie fijn stof en precursors (NO x, SO 2, NH 3 ) Fijn stof NO 2, SO 2 en NH Emissiedatabase Emissiedata PM 10, PM 2,5, NO x en SO 2 in Nederland Onzekerheid Emissie inputkaarten voor de modellen Europese emissie input voor het model Sectorale industriële emissies 2005 en Additionele industriële emissiereductie PM 10 in 2010 en verder Emissiescenario s Modellering van de luchtkwaliteit Motivatie gebruik LOTOS-EUROS De Bijdrage van de Nederlandse industrie aan de fijnstofconcentratie in Nederland Bijdrage aan de luchtkwaliteit in De effecten van emissieveranderingen t.o.v. situatie Hoe beïnvloed onzekerheid de resultaten? Situatie De bijdrage van de Nederlandse industrie aan de NO 2 concentraties in Nederland Situatie Industriële emissies en hun bijdrage aan de luchtkwaliteit in perspectief Relevantie van de industriële emissies voor de oplossing van het Nederlandse fijn stof probleem Aanbevelingen voor verder onderzoek Referenties Verantwoording... 67

6 6 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B Bijlage(n) B.1 Analyse emissiegegevens van individuele bedrijven... 1 B1.1 Verificatie... 1 B1.1 Conclusies database... 4 B.2 Schatting van de emissie van PM2,5 op basis van PM 10 en literatuurgegevens... 1 B.3 Documentatie van de emissiescenario s... 1 B3.1 Ontwikkeling van emissies B3.2 Impact van plaatsing twee nieuwe kolencentrales op de luchtkwaliteit... 4 B3.3 Gevoeligheidsscenario 2005 (Scen8)... 4 B.4 Luchtkwaliteitsmodellen (LOTOS-EUROS en OPS)... 1 B4.1 LOTOS-EUROS... 1 B4.2 Validatie van het LOTOS-EUROS model... 4 B4.3 Operationeel Prioritaire Stoffen Model (OPS)... 7 B4.4 Overwegingen bij het gebruik van LOTOS-EUROS en OPS... 8 B.5 De bijdrage van de Nederlandse industrie aan de luchtkwaliteit gemodelleerd met het OPS model en vergelijking met de LOTOS-EUROS resultaten B5.1 Borging resultaten door vergelijking L-E OPS... 2

7 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 7 / 67 Uitgebreide samenvatting en conclusies 1 Achtergronden van het onderzoek Luchtverontreiniging als gevolg van te hoge concentraties fijn stof en NO 2 in de leefomgeving is één van de hardnekkige milieuproblemen in Nederland. Overschrijdingen van de EU-grenswaarden voor deze componenten komen momenteel in Nederland op grote schaal voor en het halen van de normen vereist in Nederland nog een aanzienlijke inspanning. De Wet milieubeheer is onlangs aangepast vanwege de problematiek van overschrijdingen van luchtkwaliteitsnormen. Gekoppeld daaraan is een Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit (NSL) gestart. Maatregelen in de industrie vormen onderdeel van het verzoek aan de Europese Commissie om uitstel van de normen. Daarnaast is een norm voor PM 2,5 vanaf 2015 waarschijnlijk. De kennis over de relatie tussen maatregelen enerzijds en concentraties van luchtverontreinigende stoffen anderzijds is beperkt. TNO heeft, in opdracht van VROM, de bijdrage van de Nederlandse industrie aan de Nederlandse luchtkwaliteit (fijn stof en NO 2 ) onderzocht. Het doel van het project was te onderzoeken of door emissiereductie bij de Nederlandse industrie van (primair) fijn stof dan wel fijnstofvormende emissies (secundair fijn stof via NO x, SO 2 en NH 3 ), de luchtkwaliteit in Nederland significant kan verbeteren. Daarbij was de vraag in hoeverre een reductie in industriële emissies kan leiden tot verlaging van de concentraties op regionale schaal, of dat het effect van een dergelijke reductie zich beperkt tot een verlaging van de achtergrondconcentratie over een groter gebied. Dit inzicht is voor VROM van belang om een afweging tussen generiek beleid en/of gebiedsgericht beleid dat leidt tot vermindering van de NO 2 -, PM 10 - en PM 2,5 -concentraties zorgvuldig te kunnen maken. Meer specifieke onderzoeksvragen waren: Hoe groot is de bijdrage van de Nederlandse industrie aan de concentraties NO 2 en fijn stof? Wat is het effect van een emissiereductie van 1 kton fijn stof (conform NSL) voor de Nederlandse luchtkwaliteit? Is er een significant verschil in effect op de luchtkwaliteit tussen een emissiereductie van 1 kton fijn stof bij hoge bronnen of bij lage bronnen?; Wat is de invloed van het halen van het sectorale emissieplafond zoals vastgelegd in de NEC afspraken voor NO x, SO 2 en NH 3 op de Nederlandse luchtkwaliteit? In de scenario s zijn alle emissies gelijk gehouden behalve de industriële emissies in Nederland. Hierdoor kon het belang van de industriële emissies uitgelicht worden. Afbakening van dit onderzoek Onder het algemene begrip industrie wordt in deze studie verstaan: industrie + energie + raffinaderijen (IER)+ afvalverwerking + op- en overslag (in lijn met de indeling uit de GCN-rapportage). De studie richt zich op de bijdrage van de industrie aan de jaargemiddelde achtergrondconcentraties van fijn stof en NO 2 op een schaal van ~ 6 x 6 km. Met het gebruikte instrumentarium en de aard van de invoergegevens kan men principieel geen uitspraken doen over de precieze lokale situatie binnen een gridcel evenmin als over bijdrages aan, en oorzaken van, (lokale) overschrijdingen van dagnormen. Waar in deze studie uitspraken gedaan worden over de relatieve bijdrage van de industrie aan de luchtkwaliteit betreft het hier een relatieve bijdrage aan 1) de fijnstofconcentratie van antropogene herkomst (dus bijv. excl. een zeezoutbijdrage) en, 2) de grootschalige concentratie, niet de concentratie op een lokale hotspot.

8 8 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 2 Emissiegegevens Het uitgangspunt voor het onderzoek waren de emissiegegevens zoals die officieel in Nederland zijn vastgesteld voor Deze emissiegegevens worden verzameld door de Emissieregistratie (ER) en bevat de emissiegegevens voor heel Nederland. Nederland kent ongeveer bedrijven die proces- en verbrandingsemissies hebben in verband met industriële activiteiten (inclusief energieopwekking, raffinage, afvalverwerking en op- en overslag). Van ruim 400 bedrijven wordt jaarlijks op individuele basis vastgesteld wat de emissies zijn geweest in het voorgaande jaar op basis van door deze bedrijven aangeleverde emissie-informatie in het elektronisch Milieujaarverslag (emjv). Door de Emissieregistratie worden deze emissiegegevens overgenomen in de database ERI (Emissie Registratie Individueel). In het onderzoek is extra aandacht besteed aan de belangrijkste industriële emittenten. Voor bedrijven met grote emissies zoals raffinaderijen, basismetaalindustrie en op- en overslagbedrijven zijn de data gevalideerd aan de hand van bijvoorbeeld provinciale informatie en de NO x -database van emissiehandel. Deze validatie gaf alleen aanleiding tot kleine aanpassingen. Overigens dient deze validatie niet verward te worden met een verificatie op basis van metingen. De emissies van de overige ruim bedrijven worden collectief berekend uit activiteitsdata (brandstofgebruik en productie) en emissiefactoren (dit is in de terminologie van emissieregistratie de bijschatting ). De emissies van sectoren zoals landbouw, verkeer, bouw, huishoudens worden ieder jaar door deskundigen vastgesteld en geregionaliseerd onder leiding van het MNP. In deze studie zijn in alle scenario s en projecties de emissies van de niet-industrie sectoren bevroren op hun 2005 emissieniveau. De totale emissies per sector zijn in Tabel S1 gepresenteerd met daarnaast het deel van deze totale emissies dat onder de hier gebruikte definitie van industrie valt. Dit is dus nadrukkelijk niet exact gelijk aan de doelgroepen indeling. Zo is bijv. de NO x emissie uit HDO geen onderdeel van de industrie maar het merendeel van de PM 10 -emissies uit HDO wel (nl. op- en overslag). Tabel S1 Totale en sectorale emissies van NO x, PM 10, PM 2,5 en SO 2 in 2005 Totale emissie (kton) Industriële emissie (kton) Doelgroep NO x * PM 10 * PM 2,5 * SO 2 * NO x PM 10 PM 2_5 SO 2 Landbouw 12,1 8,8 2,0 0,4 Overige industrie 20,9 7,4 2,4 11,2 20,9 7,4 2,4 11,2 Chemische Industrie 15,3 1,3 0,8 3,9 15,3 1,3 0,8 3,9 Raffinaderijen 9,1 1,6 1,3 33,9 9,1 1,6 1,3 33,9 Energiesector 40,9 0,5 0,4 9,3 40,9 0,5 0,4 9,3 Verkeer en vervoer 216,5 13,3 11,9 6,4 Consumenten 15,2 3,3 3,2 0,5 Bouw 0,8 1,2 0,4 0,1 Afvalverwijdering 2,1 0,0 0,0 0,2 2,1 0,0 0,0 0,2 Drinkwatervoorziening 0,0 0,0 0,0 0,0 Riolering en waterzuiveringsinstallaties 1,3 0,0 0,0 0,0 HDO 13,0 1,0 0,1 0,5 1,0 0,1 Natuur 16,3 0,0 0,0 0,0 Totaal 363,5 38,5 22,6 66,5 88,3 11,8 5,1 58,5 *) Voor HDO zijn alleen op- en overslag bedrijven meegenomen

9 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 9 / 67 Tabel S2 Emissies van individueel rapporterende(industriële) bedrijven (ERI) en de bijschatting van kleinere bedrijven in 2005 ERI (kton) Bijschatting (kton) NO x PM 10 PM 2_5 SO 2 NO x PM 10 PM 2_5 SO 2 Overige industrie 16,3 2,5 1,3 9,8 4,6 4,9 1,1 1,4 Chemische Industrie 14,0 1,1 0,8 3,9 1,3 0,2 0,0 0,0 Raffinaderijen 9,1 1,7 1,3 33,9 Energiesector 40,2 0,5 0,4 9,3 0,7 0,0 0,0 0,0 Afvalverwijdering 2,1 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 HDO 1,0 0,1 Totaal 81,7 6,7 3,9 57,0 6,7 5,1 1,2 1,5 Europese emissiedata Om de luchtkwaliteit in Nederland te modelleren heeft het model naast Nederlandse ook Europese emissiedata als input nodig. De Europese emissie-input is verkregen uit een eerder door TNO gemaakte emissiedatabase voor het jaar Voor Europa is dit de meest recente dataset die direct als modelinvoer geschikt is. De nationale emissies van verontreinigende stoffen zijn ruimtelijk verdeeld met behulp van kaarten voor specifieke sectoren (bijv. puntbronnenkaart, wegenkaart, bevolkingsdichtheidkaart) en geschaald naar de emissies volgens het EU CAFE-baselinescenario voor het jaar Hoewel de Europese emissies in 2005 anders zijn dan in 2000 is dat verschil in deze studie niet van belang omdat de resultaten gebaseerd zijn op het verschil tussen twee modelberekeningen waarbij telkens alleen de Nederlandse industriële emissies variëren. 3 Modellen In Nederland zijn twee modellen aanwezig om berekeningen voor de nationale achtergrond mee uit te voeren: OPS en LOTOS-EUROS. OPS, ontwikkeld door het MNP, rekent op basis van een aantal standaard meteorologische situaties de jaargemiddelde concentraties in Nederland uit op een grid van 5x5 km. LOTOS- EUROS is een grootschalig model waarin de chemie expliciet berekend wordt zodat ook niet-lineariteiten worden meegenomen. Normaliter wordt LOTOS-EUROS op de Europese schaal toegepast met een resolutie van 25x25 km 2. Recent is de stap gemaakt om in te zoomen over Nederland. Het is nu mogelijk om berekeningen op 6x6 km 2 uit te voeren. Om de bruikbaarheid van de resultaten te waarborgen is een vergelijking gemaakt met de resultaten uit het OPS model. De jaargemiddelde resultaten verkregen met deze twee fundamenteel verschillende modellen zijn goed in overeenstemming met elkaar. De patronen zoals waargenomen door het landelijk meetnet luchtkwaliteit worden voor de regionale stations goed gemodelleerd.

10 10 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 4 Bijdrage industriële emissies aan de concentraties PM 10 en PM 2,5 4.1 Situatie 2005 De gemodelleerde bijdrage van de Nederlandse industriële emissies aan de fijnstofconcentraties in Nederland is 0,4-1 µg/m 3, met een verhoging van 1-2 µg/m 3 in de Randstadregio en lokale verhoging in de directe nabijheid van bronnen (Figuur S1). Dit komt voor Nederland overeen met een bijdrage van 2-6% van het antropogene fijn stof, met in de Randstadregio een bijdrage van 6-10%. Figuur S1 Bijdrage van de Nederlandse Industrie aan totaal jaargemiddeld PM 10 in 2005 (links; absoluut (µg/m 3 ), rechts; relatief (%)) In Nederland zijn twee relatief zwaarbelaste regio s te identificeren waar de fijnstofconcentraties verhoogd zijn. De Randstad, met lokale verhoging in de Rijnmond en rondom Amsterdam/Haarlem en als tweede, in een meer diffuus ruimtelijk patroon, Noord Brabant en Zuid Limburg. We kunnen concluderen dat de industrie vooral bijdraagt aan de verhoging in de eerste regio en zeker ook aan de verhoogde zones hierbinnen. Gezien de locatie van de belangrijkste industriële emittenten is dit niet verrassend. Om in de regio Noord Brabant / Limburg verbeteringen in de luchtkwaliteit te bereiken moet meer verwacht worden van de beperking van emissies vanuit andere bronnen (landbouw, verkeer) dan van een generieke reductie van industriële emissies. Ook hiervoor geldt dat dit lokaal anders kan zijn. Het gebruikte verspreidingsmodel berekent de gemiddelde concentratie voor elke 6x6 km 2 gridcel. Indien er belangrijke bronnen in een gridcel zijn zal er een gradiënt aanwezig zijn binnen de gridcel met hoge concentraties dichter bij de bron en lager aan de rand van de gridcel. De gridcel concentratie kan dus niet gebruikt worden als lokale concentratie op een specifiek punt.

11 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 11 / 67 De primaire emissies zijn aanzienlijk belangrijker dan de secundaire fijnstofemissies (figuur S2). De bijdrage aan de primaire emissies zijn ongeveer gelijk verdeeld over de grove fractie (PM 2,5-10 ) en de fijne fractie PM 2,5. Wel zijn deze anders ruimtelijk verdeeld. De op- en overslag bedrijven, gelokaliseerd in de Rotterdamse- en Amsterdamse haven en IJmuiden zijn vooral een belangrijke bron van PM 2,5-10, terwijl industriële verbrandingsemissies vooral PM 2,5 zijn. Figuur S2 Bijdrage van de Nederlandse Industrie aan totaal jaargemiddeld PM 10 in 2005 verdeeld naar primair- en secundair fijn stof De bijdrage van secundair fijn stof vanuit de industrie in de Randstadregio is ongeveer 0,3-0,5 µg/m 3. Voor een verbetering van de luchtkwaliteit in termen van fijnstofconcentratie is aanpak van de primaire emissies dus belangrijker dan reductie van precursor 3 gassen. Binnen het secundaire fijn stof heeft de SO 2 emissie, leidend tot SO 4 aerosol, meer invloed op de fijnstofconcentraties in Nederland dan de NO x emissie. Dit komt onder andere doordat een klein deel van de SO 2 emissie al in de schoorsteen reageert tot PM 2,5. Aanpak van SO 2 -emissies uit de industrie draagt daarom verhoudingsgewijs meer bij aan verlaging van de PM 10 concentratie in Nederland dan reductie van NO x -emissies. 3 Met precursor (letterlijk; voorganger) wordt bedoeld een stof die op een later moment, door atmosferisch chemische reacties, fijn stof kan gaan vormen zoals NO x en SO 2 ).

12 12 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B Over Nederland als geheel draagt de industrie 2-4% bij aan antropogene PM 2,5 concentratie, in de Randstadregio is dit 4-10%, waarbij de hoge waarden dichterbij de bron gevonden worden ten gevolge van primair PM 2,5 -emissies (figuur S3). Tabel S3 vat de absolute en relatieve bijdrage van de industrie aan de fijnstofconcentraties samen. Figuur S3 Absolute (µg/m 3 ) en relatieve (%) bijdrage van de Nederlandse industrie aan PM 2,5 concentratie in Nederland Tabel S3 Gemiddelde bijdrage van de industrie aan de concentraties van PM 10 en PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Nederland Absoluut 0,4-1 µg/m 3 0,3-0,5 µg/m 3 Relatief 2-6% 2-4% Randstad Absoluut 1-2 µg/m 3 0,4-0,8 µg/m 3 Relatief 6-10%. 4-10%, 4.2 Het belang van onzekerheden in de emissies voor de onderzoeksresultaten Om de impact van onzekerheden in de emissiedata op de uitkomsten van de studie te kwantificeren zijn twee gevoeligheidsstudies uitgevoerd. Het effect van een mogelijke onderschatting van de op- en overslag emissies De emissieberekening van de op- en overslag bedrijven is onzeker. Indien deze bron twee keer zo hoog zou zijn (dus ca. 2 kton) zou er een extra bijdrage aan de PM concentratie in de buitenlucht zijn van 0,1-0,5 µg/m 3 dat is een 0,5 tot 1% (figuur S4). Lokaal in de directe nabijheid van de bron kan dit aanzienlijk meer zijn maar daarvoor dient op een hogere resolutie (lokaal) gemodelleerd te worden. Tevens kunnen in deze studie geen uitspraken gedaan kunnen worden over mogelijke bronbijdragen op overschrijdingsdagen. Daarvoor is lokale emissiekennis en modellering noodzakelijk. Het effect is goed zichtbaar in de Rijnmond en Amsterdam met weinig uitstraling naar

13 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 13 / 67 de rest van het land. De verspreiding is beperkt omdat de emissies op grondniveau plaatsvinden en vooral bestaan uit de grove fractie van PM 10 (PM 2,5-10 ). De onzekerheid in de emissies van op- en overslag is dus lokaal belangrijk en de bedrijven bevinden zich in zwaar belaste regio s, maar de onzekerheid heeft weinig invloed op het landelijke beeld. Figuur S4 De verhoogde bijdrage van Op en Overslag indien de PM 10 -emissies een factor 2 onderschat zouden zijn (het betreft enkel primaire PM 10 (PPM 10 ) emissies). Het effect van een systematische onderschatting industriële fijnstofemissies In samenwerking met MNP en in overleg met VROM is een emissiescenario gedefinieerd waarin de industriële PM 10 -emissies verhoogd zijn van ca. 12 kton naar bijna 20 kton. Het is geen realistisch scenario daar alle onzekerheden naar boven toe zijn geïnterpreteerd. De modelsimulatie met dit scenario geeft een impressie van de (maximaal) mogelijke impact indien onzekere bronnen te laag worden geschat. Het effect is daar zichtbaar waar ook de bedrijven gelokaliseerd zijn; dus in de Rijnmond en Haarlem/Amsterdam met een verhoging in de orde van 0,5-1 µg/m 3. Dit komt overeen met 2,5-5% van het antropogene fijn stof. Dit resultaat betekent dat onzekerheid in de industriële emissies nooit meer dan procenten kan veranderen aan het landelijke beeld. 4.3 Additionele industriële emissiereductie PM 10 in 2010 Naast de emissiereductie ten gevolge van reeds geïmplementeerd of aangenomen beleid is er ook een door de overheid gewenste additionele fijnstofemissiereductie voor de sector Industrie, terug te voeren op het prinsjesdag pakket Het betreft een reductie van 1, 1,5 en 2 kton in resp. 2010, 2015 en 2020 t.o.v. het ijkjaar Mede hierom is het effect van emissiereducties met een omvang van ca. 1 kton in dit onderzoek bestudeerd op basis van twee scenario s. Voor deze scenario s zijn de onzekerheden van minder belang omdat met een absolute reductie wordt gerekend. Voor de jaargemiddelde normen zijn de conclusies robuust. Wederom dient gesteld dat er geen uitspraak gedaan kan worden over de, juridisch en bestuurlijk, meest knellende overschrijdingen van de dagnorm. Hiervoor dienen naast geschikte lokale modellen ook

14 14 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B de lokale temporele emissiepatronen (zoals emissies bij droog/nat weer en harde wind) en precieze afstand tot het knelpunt bekend te zijn. Het effect van een brandstofomschakeling bij raffinaderijen Indien de raffinaderijen overschakelen van olie- op gasstook zullen zowel de primaire PM-emissies (schatting 1,15 kton) als de SO 2 -emissies (~17 kton) aanzienlijk dalen. Het effect hiervan is een regionale reductie van de jaargemiddelde fijnstofconcentratie met 0,1-0,3 µg/m 3, overeenkomend met 1-2 % van de antropogene concentratie. Daarvan wordt 20-30% veroorzaakt door sulfaat aërosol reductie (Figuur S5). Opgemerkt wordt dat deze emissies vooral afkomstig zijn uit hoge bronnen (schoorstenen) welke gedurende bepaalde momenten van het jaar boven de menglaag zullen emitteren, wat leidt tot effecten ver van de bron. Figuur S5 Het effect van een reductie in de emissie van de raffinaderijen (fuel switch) conform de verwachting voor 2010 (scen1 2005); A) jaargemiddeld PM 10, B) Bijdrage van sulfaat aerosol. De impact van een reductie van 1 kton uit lage bronnen De belangrijke verschillen met de vorige reductie optie zijn dat er geen effect is voor secundair fijn stof want alleen primaire emissies zijn gereduceerd en dat de bronnen meer op grondniveau gelegen zijn. De effecten van dit scenario zijn ook in de orde van 1-2% van de antropogene concentratie. De ligging van de gebieden waar de reductie effect heeft is iets anders dan in het voorgaande scenario (wel of niet inclusief de omgeving van Amsterdam). De reductie bij lage bronnen heeft meer effect op leefniveau in de Randstadregio maar een belangrijk voordeel van de brandstofomschakeling is dat ook de precursor emissies naar beneden gaan waardoor er additionele reductie van secundair sulfaataerosol plaatsvindt. 4.4 Situatie 2010 fijn stof Raming emissieontwikkeling MNP 2010 en NEC 2010 Het scenario voor de ontwikkeling van de PM, NO x en SO 2 -emissies in 2010 bij vaststaand beleid is verkregen van het MNP maar aangepast aan de werkelijke ontwikkeling van 2003 tot In dit scenario wordt een prognose van de emissies gegeven per bedrijfsgroep (Tabel S3). Een belangrijke maatregel binnen de MNP-scenario s is de

15 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 15 / 67 overschakeling van stookoliegestookte naar gasgestookte raffinaderijen, wat een forse daling van SO 2 en PM-emissies ten gevolge heeft. Voor NO x -emissies wordt in 2010 een belangrijke reductie gerealiseerd bij de E-centrales, waarschijnlijk als gevolg van SCR bij kolencentrales. Tabel S3 Ontwikkeling van emissies volgens het MNP-scenario (emissies in ton/yr). PM PM NO x NO x SO SO op- en overslag 1,0 1,1 afvalverwerking 2,1 3,2 0,2 0,1 energieproductie - e-centrales 0,5 0,6 39,5 32,2 9,3 13,5 - delfstoffenwinning 1,4 2,5 0,0 0,1 raffinaderijen 1,6 0,5 9,1 7,4 33,9 16,0 chemie 15,3 12,7 3,9 4,9 - excl. Kunstmest 1,0 1,1 - kunstmest 0,4 0,4 basismetaal 7,3 5,6 7,8 8,6 - ijzer&staal 1,2 1,2 - aluminium 0,4 0,4 - overig 0,0 0,0 voeding en genotmiddelen 2,5 2,8 4,6 3,8 0,1 0,7 bouwmaterialen 0,2 0,2 5,4 5,5 2,9 2,9 metaal-industrie 0,3 0,3 1,0 1,1 0,3 0,0 overige-industrie 0,0 0,0 2,6 2,0 0,0 0,1 diffuse emissies industrie 2,7 2,7 Industrie 8,7 9,2 36,2 30,7 15,1 17,2 bedrijven totaal 11,8 11,4 88,3 76,0 58,5 47,0 Een verandering van de fijnstofconcentratie door de verwachte veranderingen in de industriële emissies in de periode is in figuur S6 weergegeven. In de directe nabijheid van de raffinaderijen is een reductie zichtbaar van 0,1-0,2 µg/m 3. In de rest van het land wordt het effect van deze reductie gecompenseerd door autonome groei in de industrie bij de kleinere bedrijven. De groei leidt lokaal zelfs tot lichte verhoging van de concentraties. De resultaten geven inzicht in de (on)mogelijkheden om de gewenste 1 kton extra PM 10 emissiereductie bij de industrie te realiseren en wat nodig is om dit veilig te stellen. Belangrijk hierbij is dat de autonome groei van de emissies van kleinere bedrijven die onzeker is de reductie bij de raffinaderijen lijkt te compenseren. Het effect van het halen van het sectorale NEC plafond. In de huidige ramingen voor 2010 haalt de I,E,R haar sectorale plafond niet voor alle stoffen. Het verschil tussen de MNP 2010 raming en het wel realiseren van de sectorale plafonds is berekend. Bij het halen van het sectorale NEC plafond zullen de emissies van NO x en SO 2 uit de industrie lager zijn en neemt de bijdrage van de industrie aan PM verder af dan bij de MNP raming 2010 door de verdergaande reductie van secundair fijn stof. De omvang van het verschil is landelijk gezien ongeveer een 0,1 µg/m 3.

16 16 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B Figuur S6 Verandering van de industriële bijdrage aan de PM 10 concentratie gaande van 2005 naar raming MNP 2010 voor primaire PM-emissies 5 Bijdrage industriële emissies aan de luchtkwaliteit NO Situatie 2005 Naast fijn stof is stikstofdioxide (NO 2 ) een andere belangrijke indicator voor de luchtkwaliteit. Industriële NO x -emissies bestaan vooral uit NO maar omzetting van NO naar NO 2 gaat snel, binnen één of twee grids. Tijdens het transport en het verblijf in de atmosfeer wordt NO omgezet naar NO 2. De industrie draagt in Nederland ongeveer 1-3 µg/m 3 bij aan de NO 2 concentratie met een regionale verhoging van 3-7 µg/m 3 in de Randstad (Figuur S7). De relatieve bijdrage is 10-20% over Nederland met lokaal een verhoging tot 30-35% in de nabijheid van bronnen waar relatief weinig verkeer is (Corus IJmuiden; Noord Groningen). Hoewel de absolute bijdrage aan de concentratie in de Randstad hoger is dan gemiddeld over Nederland is de relatieve bijdrage ongeveer gelijk. Dit komt doordat andere bronnen in de Randstad ook hoger zijn, m.n. verkeer. Figuur S7 Absolute (links) en relatieve (rechts) bijdrage van de Nederlandse industrie aan de Nederlandse NO 2 concentratie.

17 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 17 / Situatie NO 2 Volgens de raming van MNP 2010 nemen de NO x -emissies van de industrie t.o.v met ~12 kton af. Hoewel dit over het land weinig verandering in de NO 2 concentratie geeft, leidt dit in de Randstad tot een afname van 0,5-1 µg/m 3 NO 2 met lokaal in de nabijheid van bronnen een sterkere afname van 1-3 µg/m 3. Er is slechts een significante toename van de industriële bijdrage aan NO 2 op 1 locatie, dit is waar de Flevocentrale verwacht wordt (figuur S8). Het verschil tussen de MNP raming 2010 en het sectorale NEC plafond bedraagt voor NO 2 0,2 0,8 µg/m 3. Daarbij resulteert het NEC plafond in een regionale verlaging in de nabijheid van de bronnen van 0,5-3%. In de directe nabijheid van de bronnen (binnen de gridcel) kan dit effect nog iets sterker zijn maar voor een kwantificering daarvan zijn andere modellen nodig. Figuur S8 Verandering van de NO 2 concentratie gaande van 2005 naar raming MNP Conclusies De Nederlandse industrie, de raffinaderijen, de energiebedrijven en de op- en overslag activiteiten dragen in 2005 ongeveer 12 kton bij aan de Nederlandse emissie van PM 10. Deze emissie kan voor ruim de helft worden toegekend aan grote individuele bronnen (in de ERI) en voor de rest is de emissie verdeeld over een grote hoeveelheid kleine bronnen (de bijschatting). Van de totale emissie van de grote individuele bronnen wordt 75% door slechts 21 bedrijven geëmitteerd. De emissies van grote (veelal hoge) industriële puntbronnen dragen beperkt bij aan de concentraties NO 2 en fijn stof in Nederland. Een groot deel van de emissies wordt geëxporteerd naar het buitenland. Het aanvullen (of vervangen) van generiek fijnstofemissiereductiebeleid bij de industrie door gebiedsgericht (regionaal) beleid zal nauwelijks directe verbeteringen van de luchtkwaliteit op (sub)nationale schaal bewerkstelligen. Op lokale schaal (0,5-10 km) kan dat anders zijn. Voor de kwantificering daarvan is lokaal onderzoek en beleid nodig ( maatwerk ).

18 18 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B In het onderzoek is een luchtkwaliteitsberekening uitgevoerd met een verhoging van de emissies met 60%. Dit is niet een realistische schatting van de onzekerheid maar bedoeld als gevoeligheidsanalyse. Dit leidt niet tot een verandering van de conclusies. De onzekerheid van emissieschattingen is wel van belang bij afspraken over emissieplafonds, emissiereducties en lokale bijdragen. Het belang van de bijschatting in de totale industriële emissies is de afgelopen jaren toegenomen tot ~ 40% in Dit betekent dat het voor de toekomst noodzakelijk is de ontwikkelingen in de bijschatting nauwkeurig te volgen en in meer detail te begrijpen dan tot op heden gebruikelijk is. De emissies van I,E,R en O dragen gemiddeld ongeveer 2-6% bij aan de antropogene concentratie PM 10 in Nederland (6-10% in Randstad). Een aanzienlijk deel van de emissies wordt met de luchtstromingen afgevoerd naar het buitenland. In zwaar belaste gebieden kan de bijdrage oplopen tot meer dan 2 µg/m 3 (overeenkomend met ongeveer 10%). Deze resultaten zijn jaargemiddeld en zeggen weinig over bijdragen aan overschrijding van dagnormen. Bovenstaande emissies dragen gemiddeld ongeveer 2-4% (Randstad 4-10%) bij aan de concentratie PM 2,5 in Nederland. De bijdrage van Nederlandse I,E en R aan de NO 2 concentratie is gemiddeld 10-20% met een maximum van 30% in relatief verkeersarme gebieden nabij een bron (bijvoorbeeld Noord Oost Groningen). Een naar rato van de emissies gemiddelde reductie van 1 kton PM 10 zal leiden tot een daling van de concentratie PM 10 van 0,03-0,05 gemiddeld in Nederland en 0,1 tot 0,2 µg/m 3 in zwaar belaste gebieden. De relevantie van dergelijke verlagingen zal moeten worden afgewogen naast: vermindering van de netto export van emissies uit Nederland; kosten van de reducties; optelling van het effect van de reductie bij reducties van andere bronnen (verkeer, landbouw, etc.). Het verschil tussen het voldoen aan het sectorale NEC-plafond en de huidige MNP raming voor emissies van NO x en SO 2 in 2010 leidt voor (secundair) fijn stof tot een verschil in de landelijke achtergrondconcentratie van ongeveer 0,1 µg/m 3 PM 10. De NO 2 concentratie zou additioneel met 0,2 0,8 µg/m 3 dalen t.o.v. de huidige raming 2010, overeenkomend met een regionale verlaging in de nabijheid van de bronnen van 0,5-3%. De bijdrage van de Nederlandse industriële emissies aan luchtkwaliteit is het hoogst in het gebied dat binnen Nederland als een zwaar belast gebied te kenmerken is (de regio Rijnmond tot aan IJmuiden / Haarlem/ Amsterdam). Toch blijft het effect van een 1 kton emissiereductie beperkt tot 1 à 2% van de antropogene concentratie (0,1 tot 0,2 µg/m 3 ), hoewel dit lokaal (binnen een 6x6 km cel) hoger kan zijn. Echter, een geringe verlaging van de concentratie kan in deze regio helpen om normoverschrijding te voorkomen. Binnen de huidige juridische kaders kan dat zeer relevant zijn. Dit betekent dat de industrie ook in de toekomst een relevante bijdrage aan verdere verbetering van de luchtkwaliteit kan leveren. Aan de andere kant zijn de reducties niet zo dramatisch op (sub)nationale schaal dat zij een (zware) additionele, gebiedsgerichte inspanning rechtvaardigen t.o.v. generiek beleid.

19 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 19 / 67 De industrie draagt in Nederland relevant bij aan de achtergrondconcentratie van NO 2. De relatieve bijdrage is 10-20% over Nederland met lokaal een verhoging tot 30% in de nabijheid van bronnen waar relatief weinig verkeer is. Dit betekent dat industriële NO x -emissiereductie kan bijdragen aan het verminderen van de overschrijdingen van de NO 2 norm. Hoe groot deze bijdrage precies kan zijn dient nader onderzocht te worden door deze inzichten te combineren met de lokale verhogingen door andere bronnen.

20 20 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B

21 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 21 / 67 1 Industrie en Luchtkwaliteit in Nederland De laatste decennia is de luchtkwaliteit in Europa en Nederland sterk verbeterd. Bronbeleid bij onder andere de industrie en bij het verkeer heeft hierbij een belangrijke rol gespeeld. Desondanks is luchtverontreiniging als gevolg van te hoge concentraties aan fijn stof 4 en NO 2 in de leefomgeving één van de hardnekkige milieuproblemen in Nederland. Overschrijdingen van de EU-grenswaarden voor deze componenten komen momenteel in Nederland op grote schaal voor en het halen van de doelen vereist in Nederland nog een aanzienlijke inspanning. Volgens het MNP (2007) zal met reeds vastgesteld beleid de luchtkwaliteit ook de komende 10 jaar verder verbeteren, en zal het aantal luchtkwaliteitsknelpunten sterk afnemen. Maar met het nu vastgestelde beleid kan in de periode tot 2015 niet overal worden voldaan aan alle EU-grenswaarden, ook niet met mogelijkheden tot uitstel die de nieuwe EU-luchtkwaliteitsrichtlijn zal bieden (MNP, 2007). Doelstelling van dit onderzoek VROM heeft dit onderzoek laten uitvoeren om een duidelijker beeld te creëren van de bijdrage van de Nederlandse Industrie aan de uitstoot en vorming van fijn stof en NO 2, inclusief de locatie van die uitstoot en de locatie van concentraties die het gevolg zijn van die uitstoot. Men wenste ook inzicht in te verwachten effecten van bestaande scenario s om de emissies te beperken mede in het licht van het NEC plafond voor NO x, NH 3 en SO 2. Naast bestaand beleid zijn ook de invloed van toekomstige emissiereducties en onzekerheden in emissies op (secundair) fijn stof en NO 2 verkend. Fijnstofconcentraties in de lucht worden veroorzaakt door de directe emissie van stof (primair fijn stof) en door de vorming uit gasvormige componenten (als NH 3, SO 2 en NO x ) in de atmosfeer (secundair fijn stof). NO 2 wordt in de atmosfeer gevormd uit geëmitteerd NO x. 4 Fijn stof is gedefinieerd als alle in de lucht zwevende deeltjes kleiner dan 10 micron (PM 10, PM staat voor het engelse particulate matter ). Binnen het fijn stof wordt nog een nader onderscheid gemaakt naar grote (2,5-10 micron) en kleine (< 2,5 micron) deeltjes; deze laatste fractie wordt doorgaans aangeduid als PM2,5.

22 22 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B Figuur 1 Bijdrage van verschillende sectoren aan de emissies in Nederland in 2005, exclusief zeescheepvaart. (Bron: MNP, 2007) De industrie draagt voor ongeveer een kwart bij aan zowel de Nederlandse primaire fijnstofemissies als aan de NO x -emissies en is veruit de belangrijkste emittent van SO 2 (Figuur 1). Onder het algemene begrip industrie wordt in deze studie aangesloten bij de indeling uit de GCN-rapportage. Dat betekent dat industrie gedefinieerd is als: industrie + energie producerende bedrijven + raffinaderijen (IER) + afvalverwerking + op- en overslag. De op- en overslag bedrijven worden vaak als industrieel gezien maar vallen strikt genomen onder de doelgroep HDO. Omdat het hier grote individuele fijn stof bronnen betreft zijn deze wel in het onderzoek betrokken. Naast industrie zijn vooral het verkeer (NO x en fijn stof) en de landbouw (fijn stof) binnen Nederland belangrijke bronnen voor deze componenten (MNP, 2007). In vergelijking met andere Europese landen stoot de industrie in Nederland weinig luchtverontreinigende stoffen uit per eenheid gebruikte energie (MNP, 2005). Toch behoren Nederland en omgeving tot de gebieden in Europa met relatief hoge achtergrondconcentraties fijn stof. Dit is het gevolg van de relatief hoge dichtheid van economische activiteiten (industrie, transport, landbouw). Mede hierdoor is er al het nodige aan beleid ontwikkeld om industriële emissies te kwantificeren en te reduceren: De milieuwetgeving verplicht sinds 1999 ongeveer 250 bedrijven in Nederland om een milieujaarverslag (MJV) op te stellen, waarbij NO x en PM-emissies dienen te worden geïnventariseerd en gerapporteerd als ze een bepaalde drempelwaarde overstijgen. Individuele installaties dienen te voldoen aan de emissie-eisen die zijn gesteld voor NO x en TSP 5 in de BEES en de NeR. De Europese IPPC-richtlijnen schrijven toepassing van de best beschikbare technologie voor en met de NO x -emissiehandel is een systeem gecreëerd waarmee de industrie de gelegenheid wordt geboden reductie van NO x -emissies op een zo kosteneffectief mogelijke wijze te realiseren. Nederland als geheel is gehouden aan zijn nationaal emissieplafond voor o.a. NO x, SO 2 en NH 3 (NEC) en in 2020 ook voor PM 2,5 Volgens een verkenning van MNP (Haalbaarheid emissieplafonds in 2010) is de kans op het halen van deze NECdoelstelling in 2010 klein. Voor de periode na 2010 wordt een lichte stijging verwacht van emissies, vooral als gevolg van groei van mobiliteit. 5 TSP is total suspended particles (totaal stof: grof en fijn)

23 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 23 / 67 De bijdrage van de industriële emissies aan concentraties van PM en NO 2 in de leefomgeving in Nederland is niet dominant, mogelijk met uitzondering van de directe nabijheid van belangrijke oppervlaktebronnen zoals op- en overslag. De industriële NO x -emissies zijn goed bekend maar de onzekerheid in fijnstofemissiegegevens van (individuele) bedrijven is aanzienlijk. In dit onderzoek is het belang van deze onzekerheid voor de fijnstofconcentraties op (sub)nationale schaal onderzocht. Hoewel op voorhand gesteld kan worden dat de bijdrage van Nederlandse industriële emissies aan concentraties op leefniveau in Nederland doorgaans niet dominant zal zijn, kan het toch zinvol zijn maatregelen te nemen waar dit mogelijk en kosteneffectief is. Mogelijk leveren aanvullende acties om de sectorale NEC-doelstellingen te realiseren al een eerste bijdrage; misschien blijken ook nog verdergaande maatregelen nodig. Om de effecten van bestaand beleid en de mogelijkheden van aanvullend beleid op het gebied van industriële emissies en de effecten daarvan op de luchtkwaliteit in kaart te brengen heeft VROM TNO gevraagd het in dit rapport beschreven onderzoek uit te voeren. 1.1 Scope van het project en bijgesteld projectdoel Het doel van het project was mede het onderzoeken van de mogelijkheid om door emissiereductie van (primair) fijn stof dan wel fijn stof vormende emissies (secundair fijn stof) bij de Nederlandse industrie, de luchtkwaliteit in Nederland significant te verbeteren. Dit is vooral voor de gebieden waarin overschrijdingen van de normen voor luchtkwaliteit (de zogenaamde zwaar belaste gebieden) plaatsvinden van belang. Onder Nederlandse industrie wordt in deze studie, in lijn met bijvoorbeeld de GCN rapportage (Velders et al., 2007), verstaan de sectoren Industrie, Energie, Raffinaderijen (IER), afvalverwerking en op- en overslag. In samenvattende tabellen van emissies wordt industrie wel uitgesplitst naar deze subgroepen. Het oorspronkelijke idee voor dit project was om met een case studie te proberen de kwaliteit van de emissiedatabase te vergroten op de punten onzekerheid van de emissieschatting en het ontbreken van bronnen. Op verzoek van de opdrachtgever (VROM) is dit bijgesteld waarbij het accent meer gelegd is op het belang van de Nederlandse industrie voor de luchtkwaliteit in Nederland op landelijke en regionale schaal. Er is wel een slag gemaakt in het verbeteren van de database, maar belangrijker was om vast te stellen welke emissiebronnen en welke karakteristieken daarvan een kritische factor zijn in de concentratiekaarten. Dat is gedaan met behulp van het LOTOS-EUROS model, een atmosferisch chemisch transport model. In dit project is ingezoomd op regionale en nationale schaal (6 x 6 km², een maat die samenhangt met lengte-/ breedtegraden die in internationale modellen vaak worden toegepast). Om de bruikbaarheid van de resultaten te waarborgen is een vergelijking gemaakt met de resultaten uit het OPS model dat door het MNP gebruikt wordt voor analyses van de luchtkwaliteit in Nederland. Het uitgangspunt voor het onderzoek was de Nederlandse emissiedatabase van 2005 in combinatie met de Europese emissie gegevens van Voor Europa was dit de meest recente informatie die beschikbaar was in de vorm van vergridde emissiekaarten zoals benodigd voor het modelleren van de luchtkwaliteit. De emissietotalen voor Europa zijn conform het zogenaamde EU CAFE base line scenario. De projectresultaten geven inzicht in de invloed van grote, hoge emissiebronnen maar ook van lage oppervlaktebronnen op de concentratie in de buitenlucht. Aan de hand van allerlei scenario s (2010 verwachting, halen van het NEC plafond, nieuwe kolencentrales, enz.) 6 CAFE = EU programma Clean Air For Europe;

24 24 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B is nagegaan wat de te verwachten concentraties zullen zijn. Onderzocht is ook wat een emissiereductie bij de industrie van 1000 ton primair PM 10 voor gevolgen heeft voor de luchtkwaliteit (i.e. een reductie van ongeveer 8% van de industriële emissie). 1.2 Afbakening van deze studie Het onderzoek richt zich op de invloed van de Nederlandse industrie op de luchtkwaliteit in Nederland in 2005 en 2010 op (sub) nationale schaal. Deze focus levert antwoorden op specifieke vragen maar kent ook beperkingen. Het is belangrijk deze beperkingen te onderkennen. Bepaalde aspecten van de industriële bijdrage aan luchtkwaliteit worden niet behandeld maar kunnen in andere kaders wel degelijk belangrijk en relevant zijn. De belangrijkste beperkingen van het onderzoek worden hier expliciet benoemd. In de modellering zijn emissies van andere Nederlandse bronnen dan de industrie bevroren op het niveau van Dit betekent dat de resultaten voor 2010 geen prognose van absolute concentraties in Nederland zijn; het is immers te verwachten dat de emissies van verkeer en andere bronnen zowel in Nederland als Europa significant zullen veranderen tussen 2005 en 2010 door economische groei en technologische ontwikkeling. Er worden in deze rapportage voornamelijk verschilkaarten gepresenteerd die alleen het aandeel van de Nederlandse industrie weergeven. De industriële emissies voor het jaar 2005 zijn opgebouwd uit een individueel geregistreerd deel (de ERI) en een bijgeschat deel (de bijschatting). Van het ERI deel is de locatie van de emissie bekend echter niet de emissiekarakteristieken zoals schoorsteenhoogte en warmte output. Dergelijke karakteristieken zijn belangrijk voor de modellering en daarom ingeschat door TNO. Dit kan aanzienlijk afwijken van de werkelijkheid maar zal voornamelijk invloed hebben (op gradiënten) binnen de cel waarin de emissies gelokaliseerd zijn. De gerapporteerde emissies van grote bedrijven zijn gecontroleerd op inconsistenties en belangrijke veranderingen c.q. trendbreuken zijn nagezocht op verklaringen in de beschrijvende delen van de MJVs. Er zijn echter geen individuele bedrijven bezocht om de volledigheid van de rapportages te controleren. De resolutie van het gebruikte luchtkwaliteitsmodel is 6 x 6 km. Dat betekent dat de concentratie en emissie binnen een cel van 6 x 6 km uitgesmeerd is tot een celgemiddelde. Binnen deze cel kan een aanzienlijke gradiënt aanwezig zijn die niet met een dergelijk model benaderd kan worden. Er is gekeken naar de bijdrage van de industrie aan de luchtkwaliteit in termen van fijn stof en NO 2 in Nederland. Een groot deel van de Nederlandse industriële emissies wordt echter geëxporteerd naar het buitenland en beïnvloedt daar de luchtkwaliteit. Dit is een belangrijk aspect maar valt buiten de doelstelling van het huidige project en wordt niet gekwantificeerd. De luchtkwaliteit is hier geïnterpreteerd in zelfde termen als waarin de EU normen gesteld zijn dwz in µg/m 3 zowel voor fijn stof als NO 2. Bekend is dat binnen het fijn stof verschillende fracties te onderscheiden zijn zoals minerale delen, zouten, roet en koolstofhoudende aerosolen met naar alle waarschijnlijkheid verschillende gezondheidsrelevantie. Hierin is in deze studie geen onderscheid gemaakt en een dergelijk specificatie is in de emissierapportages ook niet beschikbaar.

25 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 25 / 67 Het onderzoek richt zich op jaargemiddelde concentraties en bijdragen. Voor conclusies omtrent de bijdrage aan bijvoorbeeld dagnormoverschrijdingen is aanvullend onderzoek nodig dat zich richt op een zorgvuldige analyse en representatie van de temporele patronen binnen een jaar. Dit betreft dan zowel de meteorologie als de emissiepatronen. Kosteneffectiviteit van maatregelen en hoe deze zich verhoudt tot die van maatregelen in andere sectoren en/of landen is buiten het bereik van dit onderzoek

26 26 / 67 TNO-rapport 2007-A-R1086/B

27 TNO-rapport 2007-A-R1086/B 27 / 67 2 Achtergrondinformatie fijn stof en precursors (NO x, SO 2, NH 3 ) 2.1 Fijn stof Onder fijn stof worden deeltjes in de buitenlucht verstaan die kleiner zijn dan 10µm. Binnen deze categorie wordt nog onderscheid gemaakt naar grootteklassen: deeltjes kleiner dan 2,5 µm (PM 2,5 ) en deeltjes kleiner dan 1 µm (PM 1 ) (en soms nog kleinere deeltjes). Fijnstofconcentraties in de lucht worden veroorzaakt door de directe emissie van stof (primair fijn stof) en door de vorming van secundair fijn stof uit gasvormige componenten zoals NH 3, SO 2 en NO x in de atmosfeer. Gasvormige componenten die kunnen reageren tot secundair fijn stof worden precursors (voorgangers) genoemd. In Nederland worden de concentraties in de buitenlucht gemeten en gepubliceerd door het RIVM ( De emissies naar de lucht worden jaarlijks vastgesteld en gepubliceerd door Emissieregistratie onder leiding van MNP ( Dit betreft de emissies van alle bronnen zowel antropogeen als natuurlijk. Door MNP worden ieder jaar op basis van de concentratiemetingen en prognoses van emissies achtergrondkaarten gemaakt (GCN kaarten) waarmee geprognosticeerd kan worden welke concentraties verwacht worden, bijvoorbeeld in Deze kaarten komen tot stand met het model OPS (zie ook bijlage 4) en worden o.a. gebruikt voor milieubeleid en voor het verkrijgen van vergunningen. De norm voor luchtkwaliteit voor fijn stof (PM 10 ) bedraagt sinds µg/m³ jaargemiddeld met 35 toegestane dagen waarop 50 µg/m³ overschreden mag worden. Deze norm wordt in Nederland niet overal gehaald. Er is (nog) geen norm voor kleiner deeltjes (of grotere). Ook is er geen voorgesteld plafond voor de emissies van fijn stof. Voor PM 2,5 zal in Europa waarschijnlijk een norm worden afgesproken vanaf 2015 en mogelijk ook een emissieplafond voor Nederland. Het vaststellen van emissies van fijn stof is niet eenvoudig en vergt vaak kostbare metingen. Veel emissiebepalingen zijn dan ook het resultaat van schattingen op basis van literatuur in combinatie met specificaties van de bron. Als er emissies worden gemeten betreft dit over het algemeen totaal stof (TSP = total suspended particulates). Voor verbrandingsemissies is TSP doorgaans kleiner dan 10 µm en dus 100% fijn stof, dit is echter van brandstof en technologie afhankelijk en dus niet altijd het geval. Voor procesemissies en op- en overslag emissies kan de fractie PM 10 sterk afhangen van procescondities en de opgeslagen en gemanipuleerde producten. Voor de keuze van fracties zijn in de literatuur diverse bronnen te vinden. De emissies van PM 2,5 worden in Nederland pas sinds 2005 in kaart gebracht. Voor dat jaar zijn in emissieregistratie de emissies van alle bronnen en dus ook de industrie, raffinaderijen, energiebedrijven en op- en overslagactiviteiten afgeleid uit de emissies van PM 10. Hiervoor is per brongroep een schatting gemaakt van de fractie PM 2,5 in de emissie van PM 10 (zie ook bijlage 2).