Algemene verspreiding (Contract 071438) EINDRAPPORT OFFREM Model voor emissies door niet voor de weg bestemde mobiele machines Liesbeth Schrooten, Kaat Jespers, Katrijn Baetens, Leen Van Esch, Maarten Gijsbers (VITO) Veerle Van linden, Peter Demeyer (ILVO) Studie uitgevoerd in opdracht van Departement Leefmilieu, Natuur en Energie, Afdeling lucht, Hinder, Risicobeheer, milieu & gezondheid 2009/TEM/R/ Juli 2009
Alle rechten, waaronder het auteursrecht, op de informatie vermeld in dit document berusten bij de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV ( VITO ), Boeretang 200, BE-2400 Mol, RPR Turnhout BTW BE 0244.195.916. De informatie zoals verstrekt in dit document is vertrouwelijke informatie van VITO. Zonder de voorafgaande schriftelijke toestemming van VITO mag dit document niet worden gereproduceerd of verspreid worden noch geheel of gedeeltelijk gebruikt worden voor het instellen van claims, voor het voeren van gerechtelijke procedures, voor reclame of antireclame en ten behoeve van werving in meer algemene zin aangewend worden
Verspreidingslijst VERSPREIDINGSLIJST Greet Van Laer, LNE Caroline De Bosscher, VMM Katrijn Baetens, VITO Kaat Jespers, VITO Liesbeth Schrooten, VITO Leen Van Esch, VITO Veerle Van linden, ILVO Peter Demeyer, ILVO I
Leeswijzer LEESWIJZER OFFREM - Model voor emissies door niet voor de weg bestemde mobiele machines. Het OFFREM-rapport start met een beleidssamenvatting waarin we de probleemstelling kaderen, een niet-technische samenvatting geven van de resultaten en enkele beleidsaanbevelingen doen. In hoofdstuk 1 situeren we de studie in de Europese en Belgische context en beschrijven we wat het uiteindelijke doel is van de studie. De verschillende methodologieën achter het model beschrijven we in de volgende drie hoofdstukken. In hoofdstuk 2 lichten we de berekeningswijzen toe die de activiteiten van de off-road voertuigen omzetten in energieverbruiken en emissies. Vervolgens geven we in hoofdstuk 3 de algemene en sectoriele inputdata weer waarmee het OFFREM-model rekent om tot activiteitsgegevens te komen. En als laatste beschrijven we de methodiek voor de geografische spreiding van de emissies van off-road voertuigen in hoofdstuk 4. Enkele modelresultaten bespreken we - per sector in hoofdstuk 5. Aanbevelingen hoe deze resultaten best geïntegreerd worden in de energiebalans en emissieinventaris lucht zijn terug te vinden in hoofdstuk 6. Tot slot geven we in het besluit enkele beleidsaanbevelingen voor de toekomst omtrent de update en het gebruik van het model. II
Beleidssamenvatting BELEIDSSAMENVATTING Probleemstelling Internationale en Europese programma s en richtlijnen leggen emissiegrenswaarden en immissienormen op voor België. De lidstaten moeten onder andere aan de Europese Commissie rapporteren over de luchtkwaliteit in hun land, moeten emissiereductie- en saneringsprogramma s opstellen. De gerapporteerde gegevens van huidige en toekomstige emissiejaren worden berekend aan de hand van modellen. Een hiaat in het transportverhaal zijn de gegevens met betrekking tot de andere niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen. Deze voertuigen zijn onder andere landbouwmachines, bosbouwmachines, bouwmachines, industriële machines, kettingzagen, grasmaaiers, Om de emissies jaarlijks in de emissie-inventaris te kunnen opnemen en om historische emissiecijfers en prognosecijfers te kunnen gebruiken voor internationale rapporteringen en onderhandelingen is het nodig dat de Vlaamse Overheid over een model beschikt om deze emissies jaarlijks te modelleren. De Afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid volgt de voorbereidingen en onderhandelingen voor de nieuwe NEC-plafonds voor België, waardoor ze Belgische gegevens moet aanreiken of controleren ook als de verschillende gewesten niet over deze gegevens beschikken. Het doel van deze opdracht is een energie- en emissiemodel te ontwikkelen dat de uitlaat- en niet-uitlaat-polluenten door niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen (off-road voertuigen) doorrekent voor de drie gewesten in België. De volgende luchtverontreinigende stoffen moeten deel uitmaken van het model: NO X, SO 2, NH 3, NMVOS, CO, benzeen, zware metalen, POP, PAK, TSP, PM 10 en PM 2,5 alsook de broeikasgassen CO 2, CH 4, N 2 O en de F-gassen. Het model heeft als acroniem OFFREM meegekregen (off-road emissiemodel). Deze studie is een vervolg op de verkennende studie Emissies door niet voor de weg bestemde mobiele machines in het kader van internationale rapportering, uitgevoerd door Transport & Mobility Leuven en TNO (Nederland). In de verkennende studie werd reeds een eerste aanzet gegeven voor de berekening van energie- en emissiegegevens voor off-road voertuigen. Het is de bedoeling om in deze studie voort te bouwen op de reeds opgedane kennis. Binnen deze opdracht hebben we enerzijds de off-road categorieën uit de verkennende studie verfijnd en uitgebreid, en anderzijds een model ontwikkeld met userinterface dat energie- en emissiegegevens berekent en rapporteert conform het formaat voor (inter)nationale/regionale rapporteringen. Niet-technische samenvatting van de resultaten In deze studie hebben we de activiteiten, energieverbruiken en emissies van de niet voor de weg bestemde mobiele machines in kaart gebracht voor België. We hebben niet enkel een onderverdeling naar gewest meegenomen op sectorniveau, maar ook de geografische locatie van de verschillende activiteiten in kaart gebracht. En dit voor zowel historische als toekomstige jaren (1990-2030). Van dit alles hebben we een gebruiksvriendelijk model gemaakt, het OFFREM-model. Uit dit model kan de III
Beleidssamenvatting gebruiker de energieverbruiken en emissies op detailniveau raadplegen enerzijds en op de Europese rapporteringformaten NFR, CRF en RAINS anderzijds. De gebruiker kan de emissies zelf ook visueel voorstellen aan de hand van een voor deze studie ontwikkeld GIS-rekenmodel. Figuur 1 geeft een globaal overzicht van de OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters voor het berekenen van emissies en energieverbruiken afkomstig van niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen. Figuur 1: OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters Voor de berekening van het energieverbruik en de emissies van off-road voertuigen maken we een onderscheid tussen off-road machines enerzijds en off-road wagens anderzijds. Voorbeelden van off-road machines zijn vork- en schaarliften, grasmaaiers, landbouwmachines, Voor deze machines genereert het model activiteitsdata in kwh en volgen we in grote lijnen de methodologie uit de TREMOD studie [1]. Voorbeelden van off-road wagens zijn dienstwagens, trekkers, Voor deze wagens genereert het model activiteitsdata in km en gebruiken we geaggregeerde cijferdata uit MIMOSA4 [2] voor de berekening van energieverbruiken en emissies. Om tot activiteitsgegevens te komen hebben we voor elke sector zoveel mogelijk gezocht naar gewestelijk beschikbare informatie (bijvoorbeeld: landbouwtellingen, statistieken havens en luchthavens, huishoudens, ). Verder hebben we ook gebruik gemaakt van enkele sectorspecifieke pioniersstudies zoals voor de luchthaven van Zaventem [3], de haven van Antwerpen [4], tuinenquête [5], landbouw [6], om een goede inschatting te maken van de technische kenmerken en gebruiksparameters van de verschillende voertuigen. Voor de bouwsector en de industrie maken we gebruik van SIGMA-verkoopcijfers voor de aantallen die we daarna via gewestelijke verdeelsleutels verder geografisch verdelen. Voor de technische en gebruiksparameters baseren we ons met een correctie voor operationele draaiuren op de cijfers uit de voorbereidende studie [7]. IV
Beleidssamenvatting Het aandeel van de niet voor de weg bestemde mobiele machines (off-road) is beperkt, maar zeker niet verwaarloosbaar in het transportverhaal. Tabel 1 geeft het aandeel van de verschillende transportmodi naar energieverbruik, CO 2 -, NO X - en PM 2,5 - emissies (uitlaat) in Vlaanderen weer voor het jaar 2007. De emissiegegevens hebben we uit Lozingen in de lucht 2007 1 van de VMM gehaald. De energieverbruiken hebben we bij VMM verkregen (persoonlijke communicatie Caroline de Bosscher). aandeel 2007 weg spoor binnenvaart zeevaart luchtvaart off-road energieverbruik 81% 2% 1% 8% 3% 5% CO 2 82% 0% 2% 9% 3% 5% NO X 62% 1% 4% 26% 1% 7% TSP (uitlaat) 50% 1% 3% 40% 1% 6% Tabel 1: aandeel verschillende transportmodi in 2007 voor Vlaanderen Het aandeel van de off-road voertuigen zal in 2030 van dezelfde grootteorde zijn als vandaag de dag. Voor de off-road voertuigen is er Europees immers een verregaande reglementering voorzien (Stage IV) voor NO X, VOS, CO en PM. De bouw- en landbouwsector zijn veruit de belangrijkste sectoren binnen de off-road voertuigen. De landbouwtractoren en de bouwmachines zijn goed voor meer dan 79% van de CO 2 -emissies in Vlaanderen (off-road). CO2 [kton] 1200 1000 800 600 400 200 0 multimodale overslagterminals luchthavens landbouw industrie havens groenvoorziening bouw bosbouw huishoudens defensie 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 Figuur 2: aandeel CO 2 -emissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen Zoals reeds eerder vermeld is er een strenge Europese regelgeving voorzien voor NO X, VOS, CO en PM. Hierdoor is er naar 2030 ook duidelijk een daling waar te nemen in 1 http://www.vmm.be/publicaties/lozingen_2007.pdf#page=54 V
Beleidssamenvatting deze emissies. Figuur 3 illustreert dit voor de NO X -emissies van de bouwmachines in Vlaanderen. 4500 4000 3500 Bouw Vlaanderen wegenschaven walsen/compactors trilmachines stampers NOX [ton] 3000 2500 2000 sleuvenfrezen laadschop kiepbakken hijskranen 1500 1000 heftrucks buiten/verreikers dieplepel(graafmachine) buldozers 500 asfalteermachine 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 graafmachine Figuur 3: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de bouwsector (Vlaanderen) Het GIS-model geeft als resultaat rasterkaarten met een resolutie van 1 km, die de spreiding van de emissies in België weergeven (per sector of totaalkaarten over alle sectoren). Deze rasterkaarten kunnen eenvoudig via het speciaal voor dit project ontwikkelde keuzemenu gevisualiseerd worden in ArcGIS. Figuur 4 illustreert dit voor de CO 2 -emisises voor de sector overige landbouw voor het jaar 2000. VI
Beleidssamenvatting Figuur 4: Spreiding van de CO 2 -emissies voor 2000, afkomstig van de sector overige landbouw Voor de CO 2 -emissies afkomstig van de sector overige landbouw is de spreiding duidelijk verschillend tussen de drie gewesten: in Brussel komen er praktisch geen emissies voor, voor Wallonië is er een gelijkmatige spreiding terwijl het in Vlaanderen sterker geconcentreerd voorkomt. Beleidsaanbevelingen Hoewel het OFFREM-model reeds een goede inschatting maakt van de activiteiten, energieverbruiken en emissies van niet voor de weg bestemde mobiele machines, is er altijd nog ruimte voor verdere verfijning. Graag geven we dan ook enkele aanbevelingen mee die het model ten goede zouden komen: De bouwsector is de belangrijkste OFFREM-sector. In het model hebben we de operationele draaiuren ingeschat aan de hand van draaiuren uit de voorbereidende studie en correctiefactoren uit enquêteresultaten voor de luchthaven van Zaventem. Machinespecifieke correctiefactoren zouden een meerwaarde betekenen voor het model. Deze kunnen in kaart gebracht worden door monitoring (enquêtering) van zowel draaiuren, lastfactoren, technische kenmerken machines en verbruiken. Analyse van deze gegevens kan resulteren in machinespecifieke correctiefactoren. De activiteiten binnen de havens (en luchthavens) zijn zeer lokaal. Voor beleidsmaatregelen gericht op lokale luchtkwaliteit is het dan ook een VII
Beleidssamenvatting meerwaarde als - net zoals voor de bouwsector - de operationele draaiuren met de praktijk afgetoetst worden. Het knelpunt in verband met pompen en generatoren binnen de bouwsector is momenteel nog niet opgelost. De Vlaamse Milieumaatschappij zal de draad weer oppikken om samen met de Confederatie Bouw een enquêtering op te starten om dit knelpunt op te lossen. Integratie van de enquêteresultaten in het OFFREM-model is reeds voorzien. De landbouwsector is een zeer belangrijke OFFREM-sector omdat bepaalde subsectoren ervan vrijwel uitsluitend energie verbruiken door de inzet van landbouwtrekkers. In het model hebben we nieuwe kengetallen berekend op basis van een internationale studie, uitgevoerd in Duitsland en rekening houdend met Duitse randvoorwaarden voor ondermeer het transport tussen woning en veld. Een vergelijking tussen de Duitse verbruikscijfers en de corresponderende verbruiken met Vlaamse randvoorwaarden zou dan ook een meerwaarde betekenen voor het model. Het model zou versterkt worden door een meer nauwkeurige inschatting van het aantal draaiuren en eventueel ook van de lastfactoren op rundvee-, pluimvee- en varkensbedrijven. Hiervoor zou een doorgedreven monitoring van de sector kunnen gebeuren. Bij een verdere scherpstelling van de kengetallen zou ook gebruik kunnen gemaakt worden van de detailinformatie bekomen via het e-loket voor landbouwers. Bepaalde landbouwdeelsectoren/teelten zijn niet ingeschat in het OFFREMmodel. De meeste daarvan zijn van minder belang voor off-road, maar voor vollegrondstuinbouw ontbreekt een inschatting van off-road gebruik in de groententeelt voor industrieel gebruik -bijna 90 % van de totale groententeelt-. Een correcte inschatting van het kengetal voor groententeelt in open lucht vraagt verder onderzoek naar de bijhorende teelttechniek en machinetechnische kenmerken. Het is uiteraard wenselijk om aangepaste kengetallen te berekenen wanneer er in de toekomst nieuwe landbouwsystemen of teeltvormen een belangrijk aandeel gaan vormen in de landbouwsector. Hierbij denken wij in de eerste plaats aan innovatieve stalsystemen en biologische teelten. Een belangrijke randvoorwaarde bij de uitvoering van dergelijke studies is uiteraard het verkrijgen van nuttig cijfermateriaal en informatie. Meestal is dit wel voorhanden binnen de verschillende diensten van de Vlaamse Overheid (landbouw en leefmilieu), maar dikwijls zeer versnipperd en mede daardoor ook eerder moeizaam te verkrijgen. Voorafgaand overleg en afstemming tussen alle betrokken en belanghebbende diensten, zou dan ook zeer wenselijk zijn. Dergelijk overleg begunstigt bovendien de samenstelling en de functionaliteit van de projectstuurgroep. Hoewel bosbouw en groenvoorziening in belang gering zijn, is een betere inschatting mogelijk indien het Agentschap Natuur en Bos meer informatie ter beschikking kan stellen. Het model is momenteel gebaseerd op specifieke data van Vlaams-Brabant. De berekening generieker maken door net zoals voor de landbouwsector- te vertrekken van onderhoudsacties die jaarlijks gebeuren zou een grote meerwaarde voor het model betekenen. De emissiefactoren voor de niet-uitlaatemissies (zowel PM als zware metalen) zijn een eerste inschatting en hebben dus een grote onzekerheid. Het OFFREM- VIII
Beleidssamenvatting model laat toe om nieuwe inzichten rond deze emissies in het model te integreren. Naar de toekomst toe is dit zeker niet onbelangrijk aangezien de gereglementeerde uitlaat emissies gaan dalen en deze niet-uitlaatemissies nog in belang gaan toenemen. Integratie van nieuwe inzichten rond PAK- en POP-emissiefactoren voor benzine 2-takt motoren en voor motoren die LPG verbranden. Uitbreiding van het OFFREM-model voor scenariodoorrekeningen met bijvoorbeeld nageschakelde technieken. Belangrijk om op te merken is echter wel dat beleidsmakers het belang van deze aanbevelingen kaderen binnen de hele transportsector (alle sectoren). We geven hier ook nog mee dat voor de integratie van de emissieresultaten uit het OFFREM-model in de emissie-inventaris lucht de methodiek voor de collectief geregistreerde bedrijven dient herbekeken te worden om dubbeltelling van emissies te voorkomen. Meer concreet worden best de bijschattingspercentages opnieuw ingeschat zonder rekening te houden met het off-road brandstofverbruik in de industrie. IX
Inhoud INHOUD Hoofdstuk 1 Inleiding 1 Hoofdstuk 2 Methodiek model 3 2.1 Algemene beschrijving model 3 2.1.1 Sectoren 3 2.1.2 Parksamenstelling 4 2.1.3 Verbrandingswaarden 6 2.1.4 Methodologie off-road machines 6 2.1.5 Methodologie off-road wagens 9 2.2 Output van het model 10 2.2.1 Grootste detail 10 2.2.2 NFR-formaat 10 2.2.3 RAINS-formaat 10 2.2.4 CRF-formaat 11 2.2.5 Energiebalans Vlaanderen 12 Hoofdstuk 3 Methodiek dataverzameling 13 3.1 Landbouw 13 3.1.1 Beschrijving sector 14 3.1.2 Basisjaar activiteiten 15 3.1.3 Historische activiteiten 26 3.1.4 Toekomstige activiteiten 26 3.2 Bosbouw 27 3.2.1 Beschrijving sector 27 3.2.2 Basisjaar activiteiten 28 3.2.3 Historisch en toekomstige activiteiten 29 3.3 Huishoudens 29 3.3.1 Beschrijving sector 29 3.3.2 Basisjaar activiteiten 32 3.3.3 Historisch activiteiten 43 3.3.4 Toekomstige activiteiten 45 3.4 Groenvoorziening 47 3.4.1 Beschrijving sector 47 3.4.2 Basisjaar activiteiten 47 3.4.3 Historisch en toekomstige activiteiten 48 3.5 Industrie 49 3.5.1 Beschrijving sector 49 3.5.2 Historisch activiteiten 50 3.5.3 Toekomstige activiteiten 50 3.6 Bouw 50 3.6.1 Beschrijving sector 50 3.6.2 Historische activiteiten 52 3.6.3 Toekomstige activiteiten 52 3.7 Defensie 54 3.7.1 Beschrijving sector 54 X
Inhoud 3.7.2 Basisjaar activiteiten 55 3.7.3 Historische activiteiten 56 3.7.4 Toekomstige activiteiten 56 3.8 Havens 57 3.8.1 Beschrijving sector 57 3.8.2 Basisjaar activiteiten 57 3.8.3 Historisch activiteiten 59 3.8.4 Toekomstige activiteiten 59 3.9 Luchthavens 60 3.9.1 Beschrijving sector 60 3.9.2 Basisjaar activiteiten 62 3.9.3 Historisch activiteiten 63 3.9.4 Toekomstige activiteiten 64 3.10 Multimodale overslagterminals 66 3.10.1 Beschrijving sector 66 3.10.2 Basisjaar activiteiten 67 3.10.3 Historische en toekomstige projecties 68 Hoofdstuk 4 Methodiek geografische spreiding 69 4.1 Basisdata voor steunkaarten 69 4.2 Per sector 71 4.2.1 Landbouw 71 4.2.2 Bos 72 4.2.3 Huishoudens 73 4.2.4 Groenvoorziening 73 4.2.5 Industrie 74 4.2.6 Bouwwerken 74 4.2.7 Defensie 74 4.2.8 Havens 74 4.2.9 Luchthavens 75 4.2.10 Multimodale overslag 75 4.3 Polluenten 76 4.4 Visualisatie in ArcGIS 77 Hoofdstuk 5 Bespreking van enkele resultaten 79 5.1 Uitstoot/verbruik off-roadvoertuigen: verleden heden toekomst 79 5.2 Aandeel off-road binnen de transportsector 80 5.3 Aandeel verschillende sectoren binnen off-road 81 5.4 Aandeel verschillende voertuigen binnen de sectoren 87 5.4.1 Landbouw 87 5.4.2 Bosbouw 88 5.4.3 Huishoudens 89 5.4.4 Groenvoorziening 90 5.4.5 Industrie 91 5.4.6 Bouw 92 5.4.7 Defensie 93 5.4.8 Havens 94 5.4.9 Luchthavens 95 5.4.10 Multimodale overslagterminals 96 XI
Inhoud 5.5 Geografische spreiding 96 5.5.1 Per sector 97 5.5.2 Totaalkaarten over alle sectoren 98 Hoofdstuk 6 Integratie - vergelijking andere bronnen 103 6.1 Integratie resultaten in energiebalans Vlaanderen 103 6.1.1 Industrie 103 6.1.2 Tertiaire sector 105 6.1.3 Huishoudelijke sector 107 6.1.4 Land- en bosbouw en zeevisserij 108 6.2 Integratie resultaten in emissie-inventaris lucht Vlaanderen 111 6.2.1 Huishoudens 111 6.2.2 Tertiaire sector 111 6.2.3 Industrie 112 6.2.4 Land- en tuinbouw 113 6.3 Vergelijking met resultaten uit de voorbereidende studie 114 6.3.1 Huishoudens en groenvoorziening 114 6.3.2 Industrie en bouw 115 6.3.3 Landbouw 117 6.4 CRF-rapportering 118 6.5 NFR-rapportering 118 6.6 Vergelijking met RAINS-rapportering januari 2007 119 Hoofdstuk 7 Besluit 123 Literatuurlijst 126 XII
Lijst van tabellen LIJST VAN TABELLEN Tabel 1: aandeel verschillende transportmodi in 2007 voor Vlaanderen... V Tabel 2: de verschillende (sub)sectoren in het OFFREM-model met hun geografische toedeling... 4 Tabel 3: verbrandingswaarden [8]... 6 Tabel 4: aandeel CH 4 en benzeen van VOS voor diesel, benzine en LPG... 6 Tabel 5: jaarafhankelijk gemiddeld zwavel- en loodgehalte voor de verschillende brandstoffen voor off-road machines [7; 12]... 7 Tabel 6: afstemming RAINS- en OFFREM-sectoren... 11 Tabel 7: afstemming RAINS- en OFFREM-energievectoren... 11 Tabel 8: afstemming RAINS- en OFFREM-technologieën... 11 Tabel 9: afstemming CRF- en OFFREM-sectoren... 12 Tabel 10: afstemming energiebalans Vlaanderen en OFFREM-energievectoren... 12 Tabel 11: afstemming energiebalans Vlaanderen en OFFREM-energievectoren... 12 Tabel 12: input parameters voor het emissiemodel per gewest en (sub)sector... 13 Tabel 13: subsectoren binnen de landbouw en de bijhorende teelten... 14 Tabel 14: teelten binnen de teeltgroepen die we apart beschouwen in het model... 14 Tabel 15: categorieën van de energiebalans en de bijhorende landbouwsubsectoren en -teelten... 15 Tabel 16: teeltgroepen en teelten waarvoor we een teelttechnische fiche hebben opgesteld voor de berekening van het energieverbruik. *Voor de veehouderij bevat deze fiche een inschatting van het aantal draaiuren gepresteerd door een landbouwtrekker... 17 Tabel 17: bodemgebruik in de landbouw ingedeeld volgens de klassen of codes uit de CORINE Land Cover kaart (CLC)... 19 Tabel 18: Types landbouwtrekkers (Fedagrim verkoopsstatistieken 1999-2007) en hun aanwezigheid in de landbouwsector.... 22 Tabel 19: Getrokken, gedragen, en zelfrijdende landbouwmachines opgenomen in de studie en gegroepeerd per akkerbewerking... 23 Tabel 20: berekening leeftijdsverdeling van middelgrote landbouwtrekkers, gesteld dat de levensduur 25 jaar is... 25 Tabel 21: oppervlakte van bossen in België in 2000 7... 27 Tabel 22: machinetypes en aantallen (2008) voor bosonderhoud in Meerdaal, Hageland, Groendendaal en de Groene gordel... 28 Tabel 23: mobiele machinetypes die off-road gebruikt worden door de huishoudens 30 Tabel 24: verdeling van de tuingrootte op een steekproef (N=500)[22]... 32 Tabel 25: bepaling van het % aantal tuinen per huishouden per gewest... 33 Tabel 26: aantal tuinen per gewest per tuincategorie... 33 Tabel 27: bepaling van het aantal machines per tuin en per machinetype en tuincategorie... 35 Tabel 28: opschaling van het machinepark voor Vlaanderen in 2007... 36 Tabel 29: gebruiksparameters vastgelegd voor de steekproef (N= 25) te Herent [5] 37 Tabel 30: machinetypes geventileerd uit de Fedagrim verkoopsstatistieken voor de jaren 1999-2007... 38 Tabel 31: berekening leeftijdsverdeling van grasmaaiers op benzine, gesteld dat de levensduur van een machine 10 jaar is... 39 Tabel 32: verkoopsstatistieken quads, Febiac [30]... 40 Tabel 33: vastgelegde parameters (aannames) voor het voertuigenpark van quads in het model... 41 Tabel 34: vastgelegde parameters (aannames) voor het voertuigenpark van moto s in het model... 43 Tabel 35: machinepark van cross-moto s in 2000 voor de gewesten... 43 Tabel 36: bepaling van het totaal aantal tuinen per gewest voor 1990-2007... 44 XIII
Lijst van tabellen Tabel 37: oppervlakte van de groenvoorzieningen in België per gewest en per categorie... 47 Tabel 38: machinetypes en aantallen (2008) voor groenvoorziening in Meerdaal, Hageland, Groendendaal en de Groene gordel... 48 Tabel 39: de lengte (km) van de wegen in het jaar 2006 in België... 48 Tabel 40: technische kenmerken van de heftrucks voor de industrie... 49 Tabel 41: machinetypes gebruikt in de bouwsector en hun technische kenmerken... 51 Tabel 42: gecontacteerde bedrijven: verkoop en verhuur van pompen, generatoren, compressoren... 53 Tabel 43: gecontacteerde keurinstanties: keuring van mobiele machines als heftrucks, kranen, pompen, generatoren... 54 Tabel 44: type voertuigen voor off-road gebruik bij defensie... 55 Tabel 45: verdeelsleutel brandstofverbruiken via tankkaarten over de 3 gewesten... 56 Tabel 46: behandelde goederen in de verschillende havens in 2006... 57 Tabel 47: link tussen off-road machinetypes gerapporteerd in de Arcadis-studie en de goederencategorie zoals gerapporteerd in de SERV jaarstatistieken... 58 Tabel 48:opgeschaalde machinepark van de Belgische havens in 2006... 58 Tabel 49: toekomstige groeivoeten havens... 60 Tabel 50: enkele karakteristieken van de bestudeerde luchthavens gerangschikt naar oppervlakte voor het jaar 2006... 61 Tabel 51: overzicht van de machinetypes en wagentypes voor luchthavens en hun verband met de activiteiten in een luchthaven... 61 Tabel 52: groeiverwachtingen voor de Belgische luchthavens (opmerking: de onderstreepte waarden zijn er zonder bevestiging van de luchthaven zelf) prognoses 2008... 66 Tabel 53: overzicht van de multimodale overslagterminals in België... 66 Tabel 54: overzicht van de machinetypes gebruikt in de sector multimodale overslagterminals... 67 Tabel 55: inschatting van het gemiddelde machinepark per multimodale overslagterminal per machinetype... 68 Tabel 56: basisdata voor de steunkaarten... 70 Tabel 57: verschillen tussen CLC90 en CLC00... 71 Tabel 58: verdeelsleutel sector weiland... 72 Tabel 59: verdeelsleutel sector overige landbouw... 72 Tabel 60: verdeelsleutel sector tuinen... 73 Tabel 61: verdeelsleutel sector recreatie... 73 Tabel 62: verdeelsleutel sector multimodale overslag spoor... 75 Tabel 63: verdeelsleutel sector multimodale overslag binnenvaart... 76 Tabel 64: rekenblad als input voor het GIS-model... 76 Tabel 65: keuzemogelijkheden ter visualisatie in ArcGIS... 77 Tabel 66: emissies off-road Vlaanderen... 79 Tabel 67: energieverbruiken off-road Vlaanderen... 80 Tabel 68: aandeel verschillende transportmodi in 2007 voor Vlaanderen... 80 Tabel 69: aandeel verschillende transportmodi in 2030 voor Vlaanderen... 81 Tabel 70: aandeel verbruik verschillende sectoren in 2005 voor Vlaanderen... 87 Tabel 71: industriële sectoren en hun NACE Rev. 1 code [56]... 103 Tabel 72: aandeel off-road industrie tov totaal industrie per brandstoftype... 104 Tabel 73: aandeel off-road bouw tov andere industrieën per brandstoftype... 105 Tabel 74: tertiaire sectoren en hun NACE Rev. 1 code [56]... 105 Tabel 75: aandeel off-road energieverbruik van luchthavens, havens, multimodale overslagterminals en defensie tov energieverbruik deelsector kantoren en administraties per energiedrager... 106 Tabel 76: aandeel off-road energieverbruik van tuinmachines door huishoudens tov het totale energieverbruik van de huishoudens per energiedrager in Vlaanderen.... 108 XIV
Lijst van tabellen Tabel 77: aandeel off-road energieverbruik van de landbouwsector tov het totale energieverbruik van de landbouwsector per deelsector alsook voor het totaal van alle landbouwdeelsectoren in Vlaanderen...109 Tabel 78: output OFFREM voor energieverbruiken per drager van de sectoren bosbouw en groenvoorziening...110 Tabel 79: CO 2 -emissies (kton) van off-road voertuigen voor huishoudens en groenvoorziening volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREMmodel...114 Tabel 80: NO X -emissies (ton) van off-road voertuigen voor de sectoren huishoudens en groenvoorziening volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREM-model...115 Tabel 81: CO 2 -emissies (kton) van off-road voertuigen voor de sectoren industrie en bouw volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREM-model...116 Tabel 82: NO X -emissies (ton) van off-road voertuigen voor de sectoren industrie en bouw volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREM-model...116 Tabel 83: CO 2 -emissies (kton) van off-road voertuigen voor de sector landbouw volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREM-model...117 Tabel 84: NO X -emissies (ton) van off-road voertuigen voor de sector landbouw volgens de voorbereidende studie (TML/TNO) en het OFFREM-model...118 Tabel 85: emissies off-road volgens NFR-categorieën voor België (1990, 1995, 2000 en 2007)...119 Tabel 86: NO X -emissies België volgens RAINS-rapportering (jan 2007) en OFFREMmodel...119 Tabel 87: NH 3 -, NMVOS en PM 10 (uitlaat)-emissies België volgens RAINS-rapportering (jan 2007) en OFFREM-model...121 XV
Lijst van figuren LIJST VAN FIGUREN Figuur 1: OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters...iv Figuur 2: aandeel CO 2 -emissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen...V Figuur 3: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de bouwsector (Vlaanderen)VI Figuur 4: Spreiding van de CO 2 -emissies voor 2000, afkomstig van de sector overige landbouw... VII Figuur 5: OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters...3 Figuur 6: overzicht parksamenstelling off-road wagens....5 Figuur 7: overzicht parksamenstelling off-road machines...5 Figuur 8: teelttechnische fiche voor wintertarwe... 18 Figuur 9: gecombineerde fracties voor de teeltgroepen in Vlaanderen voor perceelsgroottes van 20<30 ha... 21 Figuur 10: Weibull uitvalfunctie voor de leeftijdsverdeling van landbouwtrekkers, levensduur: 25 jaar (k=25 en λ=7,9)... 24 Figuur 11: Weibull uitvalfunctie voor de leeftijdsverdeling van tuinmachines, levensduur: 10 jaar... 39 Figuur 12: Weibull-functie (uitvalfunctie) voor quads (k= 25; lambda= 8) [18]... 41 Figuur 13: park quads 2007 voor België... 41 Figuur 14: het globale historische park aan quads (zonder specificatie naar leeftijdsverdeling van het park)... 45 Figuur 15: leeftijdsverdeling havenvoertuig met een maximale levensduur van 20 jaar... 59 Figuur 16: leeftijdsverdeling luchthavenvoertuig met een maximale levensduur van 15 jaar... 64 Figuur 17: samenvatting van de karakteristieken van de 4 scenario s voor toekomstprojecties betreffende de vliegbewegingen (figuur rechtstreeks overgenomen uit [46]) document opgemaakt in 2006... 65 Figuur 18: de OFFREM toolbar in ArcGIS... 78 Figuur 19: aandeel CO 2 -emissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen 82 Figuur 20: aandeel SO 2 -emissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen 83 Figuur 21: aandeel NO X -emissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen voor de jaren 2000 en 2020... 84 Figuur 22: aandeel PM 10 -uitlaatemissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen voor de jaren 2000 en 2020... 85 Figuur 23: aandeel PM 2,5 -uitlaatemissies verschillende sectoren binnen off-road Vlaanderen voor de jaren 2000 en 2020... 86 Figuur 24: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector landbouw (Vlaanderen)... 87 Figuur 25: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector bosbouw (Vlaanderen)... 88 Figuur 26: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector huishoudens (Vlaanderen)... 89 Figuur 27: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector groenvoorziening (Vlaanderen)... 90 Figuur 28: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector industrie (Vlaanderen)... 91 Figuur 29: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector bouw (Vlaanderen)... 92 Figuur 30: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector defensie (Vlaanderen)... 93 Figuur 31: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector havens (Vlaanderen)... 94 XVI
Lijst van figuren Figuur 32: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector luchthavens (Vlaanderen)... 95 Figuur 33: NO X -emissies verschillende voertuigen binnen de sector multimodale overslagterminals (Vlaanderen)... 96 Figuur 34: spreiding van de NO X -emissies voor 2000, afkomstig van de sector tuinen... 97 Figuur 35: spreiding van de CO 2 -emissies voor 2000, afkomstig van de sector overige landbouw... 98 Figuur 36: spreidingskaarten van NO X voor 2000 en 2020... 99 Figuur 37: spreidingskaarten van CO 2 voor 2000 en 2020...100 Figuur 38: spreidingskaarten van PM10 en PM10* voor 2010...101 Figuur 39: Bovenaan: Off-road energieverbruik van luchthavens, havens, multimodale overslagterminals, defensie (toe te kennen aan kantoren en administraties ) per energiedrager en benzineverbruik van quads en moto s (toe te kennen aan andere diensten ) alsook totaal off-roadverbruik op 2 e Y-as. Onderaan: totaal energieverbruik van de sectoren kantoren en administraties en andere diensten voor de overeenstemmende energiedragers als de off-road verbruiken alsook het totale energieverbruik van de tertiaire sector op 2 e Y-as....107 XVII
Lijst van afkortingen LIJST VAN AFKORTINGEN CH 4 Methaan CO koolstofmonoxide CO 2 Koolstofdioxide F-gassen Fluorhoudende gassen IMJV Integraal Milieujaarverslag km Kilometer kwh Kilo watt uur LTO Landing and Take-Off NH 3 Ammoniak NMVOS Niet-methaan vluchtige organische koolwaterstoffen NO X Stikstofoxide N 2 O Lachgas OFFREM Off-road emissiemodel PAK Polycyclische aromatische koolwaterstoffen P Pèta (=10 15 ) PJ Pèta Joule PM 10 Particulated Matter (= stof) met een aerodynamische diameter van minder dan 10 µm PM 2,5 Particulated Matter (= stof) met een aerodynamische diameter van minder dan 2,5 µm POP Persistente organische polluenten SO 2 Zwaveldioxide T Tera (=10 12 ) TJ Tera Joule TSP Total Suspended Particles (= totaal stof) VMM Vlaamse milieumaatschappij XVIII
Hoofdstuk 1 Inleiding HOOFDSTUK 1 INLEIDING Situering Internationale en Europese programma s en richtlijnen leggen emissiegrenswaarden en immissienormen op voor België. De lidstaten moeten onder andere aan de Europese Commissie rapporteren over de luchtkwaliteit in hun land, moeten emissiereductie- en saneringsprogramma s opstellen. De gerapporteerde gegevens van huidige en toekomstige emissiejaren worden berekend aan de hand van modellen. Een hiaat in het transportverhaal zijn de gegevens met betrekking tot de andere niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen. Deze voertuigen zijn onder andere landbouwmachines, bosbouwmachines, bouwmachines, industriële machines, kettingzagen, grasmaaiers, Om de emissies jaarlijks in de emissie-inventaris te kunnen opnemen en om historische emissiecijfers en prognosecijfers te kunnen gebruiken voor internationale rapporteringen en onderhandelingen is het nodig dat de Vlaamse Overheid over een model beschikt om deze emissies jaarlijks te modelleren. De Afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid volgt de voorbereidingen en onderhandelingen voor de nieuwe NEC-plafonds voor België, waardoor ze Belgische gegevens moet aanreiken of controleren ook als de verschillende gewesten niet over deze gegevens beschikken. Doel van de studie Het doel van deze opdracht is een energie- en emissiemodel te ontwikkelen dat de uitlaat- en niet-uitlaat-polluenten door niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen (off-road voertuigen) doorrekent voor de drie gewesten in België. De volgende luchtverontreinigende stoffen moeten deel uitmaken van het model: NO X, SO 2, NH 3, NMVOS, CO, benzeen, zware metalen, POP, PAK, TSP, PM 10 en PM 2,5 alsook de broeikasgassen CO 2, CH 4, N 2 O en de F-gassen. Het model heeft als acroniem OFFREM meegekregen (off-road emissiemodel). Deze studie is een vervolg op de verkennende studie Emissies door niet voor de weg bestemde mobiele machines in het kader van internationale rapportering, uitgevoerd door Transport & Mobility Leuven en TNO (Nederland). In de verkennende studie werd reeds een eerste aanzet gegeven voor de berekening van energie- en emissiegegevens voor off-road voertuigen. Het is de bedoeling om in deze studie voort te bouwen op de reeds opgedane kennis. Binnen deze opdracht hebben we enerzijds de off-road categorieën uit de verkennende studie verfijnd en uitgebreid, en anderzijds een model ontwikkeld met userinterface dat energie- en emissiegegevens berekent en rapporteert conform het formaat voor (inter)nationale/regionale rapporteringen. 1
Hoofdstuk 1 Inleiding Leeswijzer De verschillende methodologieën achter het model beschrijven we in de volgende drie hoofdstukken. In hoofdstuk 2 lichten we de berekeningswijzen toe die de activiteiten van de off-road voertuigen omzet in energieverbruiken en emissies. Vervolgens geven we in hoofdstuk 3 de algemene en sectoriele inputdata weer waarmee het OFFREM-model rekent om tot activiteitsgegevens te komen. En als laatste beschrijven we de methodiek voor de geografische spreiding van de emissies van off-road voertuigen in hoofdstuk 4. Enkele modelresultaten bespreken we - per sector in hoofdstuk 5. Aanbevelingen hoe deze resultaten best geïntegreerd worden in de energiebalans en emissieinventaris lucht zijn terug te vinden in hoofdstuk 6. Tot slot geven we in het besluit enkele beleidsaanbevelingen voor de toekomst omtrent de update en het gebruik van het model. Verder zijn er nog drie bijkomende bijlagen beschikbaar waar volgende informatie in terug te vinden is: de handleiding van het OFFREM-model voor de gebruikers; de handleiding van het GIS-rekenmodel binnen OFFREM-model voor de gebruikers; de methode waarop historische gegevens moeten verzameld worden voor gebruik van het model voor de jaarlijkse emissie-inventaris; 2
Hoofdstuk 2 Methodiek model HOOFDSTUK 2 METHODIEK MODEL Zoals aangegeven in de inleiding, is het doel van deze studieopdracht de ontwikkeling van een emissie- en energiemodel OFFREM voor niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen voor het Vlaams Gewest, het Waals Gewest en het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. In dit hoofdstuk lees je: welke inputdata (activiteiten van off-road voertuigen) het model nodig heeft en uit welke berekeningmethoden het model is opgebouwd om emissies en energieverbruiken van off-road voertuigen als resultaat te bekomen. 2.1 Algemene beschrijving model Figuur 5 geeft een globaal overzicht van de OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters voor het berekenen van emissies en energieverbruiken afkomstig van niet voor de weg bestemde mobiele voertuigen. Figuur 5: OFFREM modelstructuur met input- en outputparameters 2.1.1 Sectoren Tabel 2 geeft de verschillende sectoren en onderverdeling in subsectoren weer die in het OFFREM-model zijn opgenomen per gewest. Ook specifieke geografische toedelingen geven we weer. 3
Hoofdstuk 2 Methodiek model Sector Subsector Geografisch landbouw akkerbouw akkerbouw graasdierhouderij graasdierhouderij intensieve veehouderij intensieve veehouderij glastuinbouw glastuinbouw volle grondstuinbouw volle grondstuinbouw blijvende teelten blijvende teelten bosbouw - bossen huishoudens tuin tuinen recreatie recreatie (crossparcouren-bossen) groenvoorziening - groen industrie - industrieterreinen bouw - bouwwerven defensie - militaire terreinen havens - Antwerpen Gent Zeebrugge Oostende Brussel Luik luchthavens - Zaventem Antwerpen Oostende Kortrijk-Wevelgem Charleroi Luik multimodale overslagterminals spoor spoor scheepvaart scheepvaart Tabel 2: de verschillende (sub)sectoren in het OFFREM-model met hun geografische toedeling 2.1.2 Parksamenstelling Voor de berekening van het energieverbruik en de emissies van off-road voertuigen maken we een onderscheid tussen off-road machines enerzijds en off-road wagens anderzijds. Voorbeelden van off-road machines zijn vork- en schaarliften, grasmaaiers, landbouwmachines, Voor deze machines genereert het model activiteitsdata in kwh en volgen we in grote lijnen de methodologie uit de TREMOD studie [1]. Voorbeelden van off-road wagens zijn dienstwagens, trekkers, Voor deze wagens genereert het model activiteitsdata in km en gebruiken we geaggregeerde cijferdata uit MIMOSA4 [2] voor de berekening van energieverbruiken en emissies. In Figuur 6 en Figuur 7 geven we een overzicht van het detailniveau waarmee het OFFREM-model rekent per gewest en per subsector, respectievelijk voor off-road wagens en off-road machines. Het model kan dus ook output genereren op dit detailniveau. Deze mate van detail is bijgevolg ook noodzakelijk bij de parksamenstelling van de off-road voertuigen. De leeftijd van de voertuigen is gelinkt aan de technologieklasse (norm) waarin ze zich bevinden. De parksamenstelling bouwen we op aan de hand van de leeftijd van de voertuigen, het model linkt de voertuigen vervolgens aan de bijhorende technologie (norm). Als output geeft het model de technologieklasse weer. De machinetypes en activiteitsdata (lastfactoren en draaiuren) zijn subsectorafhankelijk. Meer details hierover per sector zijn terug te vinden in Hoofdstuk 3. 4
Hoofdstuk 2 Methodiek model Figuur 6: overzicht parksamenstelling off-road wagens. Figuur 7: overzicht parksamenstelling off-road machines 5
Hoofdstuk 2 Methodiek model 2.1.3 Verbrandingswaarden De omrekening van brandstofhoeveelheden uitgedrukt in gewichtseenheden naar energie-eenheden kan eenvoudig gebeuren door gebruik te maken van de (onderste) verbrandingswaarden van de verschillende brandstoffen (Tabel 3). MJ/kg Diesel 42,697 Benzine 43,953 LPG 45,949 Tabel 3: verbrandingswaarden [8] 2.1.4 Methodologie off-road machines verbruiks- en emissiefactoren Het OFFREM-model is voorzien van de verbruiksfactoren en de technologiegerelateerde emissiefactoren NO X, CO, VOS en PM 10 uit het TREMOD model [1]. De fijn stof uitlaatemissies van off-road voertuigen hebben een aërodynamische diameter kleiner dan 2,5 µm [9]. De hoeveelheid TSP, PM 10 en PM 2,5 van de uitlaatemissies zijn dus aan elkaar gelijk. Voor de N 2 O- en NH 3 -emissies rekent het OFFREM-model met de emissiefactoren uit EMEP/CORINAIR [10]. In EMEP/CORINAIR [10] zijn ook fracties CH 4 /VOS terug te vinden, en fracties benzeen/vos (Tabel 4). brandstof CH 4/VOS benzeen/vos diesel 3,7% 2,6% Bron: [10] - Tabel 9.2 benzine 8% 3,2% Bron: [10] - Tabel 9.2 LPG 3% - Bron: [10] - Tabel 9.1 Tabel 4: aandeel CH 4 en benzeen van VOS voor diesel, benzine en LPG De verbruiks- en emissiefactoren houden rekening met: de heersende regelgeving in het bouwjaar (technologie); een correctiefactor (TAF-factor - Transient Adjustment Factor) voor het reëel gebruik ten opzichte van de standaardcyclus (afhankelijk van belastingspatroon). Landbouw- en bosbouwtrekkers moeten aan dezelfde normen voldoen als de andere off-roadmachines. Enkel de implementatiedata voor Stage I en Stage II zijn verschillend (richtlijn 2000/25/EG). Dit is mee opgenomen in het OFFREM-model. In richtlijn 74/150/EEG is het volgende terug te vinden: Onder trekker (landbouw - of bosbouwtrekker ) wordt verstaan ieder motorvoertuig op wielen of rupsbanden met ten minste twee assen, voornamelijk bestemd voor tractiedoeleinden en in het bijzonder ontworpen voor het trekken, duwen, dragen of in beweging brengen van bepaalde werktuigen, machines of aanhangwagens die voor gebruik in de land - of bosbouw zijn bestemd. De trekker kan zijn ingericht voor het vervoer van een lading en van meerijders. Verder rekent het OFFREM-model ook nog met brandstofgerelateerde emissiefactoren voor CO 2, SO 2, PAK, POP en zware metalen. De CO 2 -emissiefactoren voor de 6
Hoofdstuk 2 Methodiek model verschillende brandstoffen zijn gebaseerd op IPCC-emissiefactoren [11]. De PAK en POP emissiefactoren en de emissiefactoren voor zware metalen (exclusief lood) nemen we over uit EMEP/CORINAIR [10]. Voor de berekening van de SO 2 en Pb-emissies houden we rekening met het zwavel- en loodgehalte in de verschillende brandstoffen (Tabel 5). Deze gehaltes zijn jaarafhankelijk. Het Pb-gehalte en S-gehalte (exclusief diesel) nemen we over uit MIMOSA4 [2]. Het S-gehalte voor diesel nemen we over uit de voorbereidende studie van TMLeuven [7; 12], met de uitzondering dat we de 50 ppm S reeds vanaf 2005 invoeren na bevinden uit de The Brussels Airport Company -studie [3]. Voor de periode 1990-1999 nemen we een geleidelijke overgang van 2 000 ppm S naar 1 000 ppm S, aangezien de richtlijn 93/12/EEG een maximum zwavelgehalte van 0,2 gew% oplegt voor diesel voor off-road toepassingen. Voor de periode 2021-2030 houden we de aanname uit de voorbereidende studie [7] voor 2020, namelijk 10 ppm S. Brandstof 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 ppms diesel 2000 1500 1000 50 50 10 10 10 10 ppms benzine 300 300 79 14,9 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 ppms LPG 5 5 5 5 5 5 5 5 5 mgpb/kg diesel 0 0 0 0 0 0 0 0 0 mgpb/kg benzine 150 73 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 mgpb/kg LPG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tabel 5: jaarafhankelijk gemiddeld zwavel- en loodgehalte voor de verschillende brandstoffen voor off-road machines [7; 12] Voor de PM en zware metaal niet-uitlaat emissies remmen, banden, wegdek, koppelingen, onderstellen en schepborden - maken we gebruik van emissiefactoren uit de CARBOTECH-studie [13]. We hanteren verschillende emissiefactoren voor industriële machines, bouwmachines en landbouwtractoren. In deze studie zijn enkel PM-emissiefactoren voor TSP en PM 10 terug te vinden. Voor PM 2,5 hebben we zelf een eerste pragmatische inschatting gemaakt. Indien de TSP en PM 10 emissies aan elkaar gelijk zijn, nemen we aan dat de fractie fijn stof volledig PM 2,5 is. Indien dit niet het geval is, veronderstellen we dat de fractie PM 2,5 gelijk is aan nul. Voor de slijtage van het wegdek door industriële machines zijn geen emissiefactoren teruggevonden. We veronderstellen dat de TSP-emissies van deze bron tweemaal zo groot zijn als de PM 10 - emissies, naar analogie met de corresponderende emissiefactoren voor personenwagens. Voor de bewerking van landbouwgronden berekenen we een emissiefactor per hectare bewerkte grond aan de hand van de bijhorende emissiecijfers voor Vlaanderen (PM 10 en TSP) uit een studie van UGent [14] en het aantal bewerkte ha land in deze studie voor het jaar 2002. Graag merken we op dat de impact van de niet-uitlaatemissies op de gezondheid verschillend is van deze van de uitlaatemissies. Beide enkel kwantitatief vergelijken (emissies) is dus niet aangewezen. We merken echter op dat de emissiefactoren voor PM en zware metaal nietuitlaatemissies nog zeer onzeker zijn en de emissieresultaten dus een eerste inschatting zijn. Het model laat toe om in de toekomst de emissiefactoren aan te passen aan nieuwe inzichten. Voor de PAK- en POP-emissies hebben we geen emissiefactoren teruggevonden voor benzine 2-takt motoren en voor motoren die LPG verbranden. In het model nemen we als eerste pragmatische inschatting de emissiefactoren van 4-taktmotoren over voor 2-takt en LPG. 7
Hoofdstuk 2 Methodiek model F-gassen komen vrij bij het gebruik van airco, dit is echter verwaarloosbaar bij offroad voertuigen. Tabellen met gedetailleerde verbruiks-, emissie- en correctiefactoren zijn terug te vinden in het OFFREM-model. modelberekeningen: elektriciteitsverbruik Voor elektrische off-road machines is het elektriciteitsverbruik bij benadering gelijk aan het energieverbruik in kwh. ( ) = ontwerpvermogen( kw) belastingsgraad% ( ) draaiuren( h) energiever bruik kwh modelberekeningen: brandstofverbruik Het brandstofverbruik bepalen we aan de hand van het energieverbruik en een verbruiksfactor. De verschillende verbruiksfactoren zijn zoals reeds eerder vermeld terug te vinden in het TREMOD model [1]. ( ) = energieverbruik( kwh) verbruiksfactor( g kwh) brandstofv erbruik g modelberekeningen: uitlaatemissies Voor de uitlaatemissies maken we een onderscheid tussen technologiegerelateerde emissies en brandstofgerelateerde emissies. Naast de corresponderende emissiefactoren maken we hier enerzijds gebruik van energieverbruiken en anderzijds van brandstofverbruiken. ( ) = emissiefactor( g kwh) energieverbruik( kwh) technologi egerelateerde emissies g ( ) = emissiefactor( g g) brandstofverbruik( g) brandstofg erelateerde emissies g modelberekeningen: niet-uitlaatemissies De niet-uitlaatemissies van de off-road machines bepalen we door de verschillende activiteiten te vermenigvuldigen met specifieke emissiefactoren in g/uur of g/ha. De activiteiten brengen we in kaart door het bepalen van de draaiuren, uitgezonderd voor landbouwvoertuigen waarvoor we het aantal hectare als activiteit dienen mee te nemen voor de berekening van de niet-uitlaatemissies. In het model duiden we de niet-uitlaatemissies aan met behulp van *. ( ) = emissiefactorer( g uur of ha) activiteit( uur of ha) niet uitlaatemissies g 8
Hoofdstuk 2 Methodiek model 2.1.5 Methodologie off-road wagens verbruiks- en emissiefactoren Voor de off-road wagens hebben we vlootfactoren per voertuigtype, brandstofsoort en euro-norm - uit MIMOSA4 [2] in het OFFREM model gestoken. Voor de berekening van de vlootfactoren hebben we rekening gehouden met de lagere snelheid van offroad wagens ten opzichte van wegtransport. De vlootfactoren zijn berekend bij 15 km/uur. F-gassen komen vrij bij het gebruik van airco, dit is echter verwaarloosbaar bij offroad voertuigen. Tabellen met de gehanteerde verbruiks- en emissiefactoren zijn terug te vinden in het OFFREM-model. modelberekeningen: brandstofverbruik Het brandstofverbruik berekenen we aan de hand van een verbruiksfactor en de afgelegde kilometers. De verbruiksfactoren zijn zoals reeds eerder vermeld vlootverbruiksfactoren uit MIMOSA4 [2]. ( ) = vlootverbruiksfactor( g /km) jaarkilometers( km) brandstofv erbruik g modelberekeningen: uitlaatemissies Voor de uitlaatemissies maken we een onderscheid tussen technologiegerelateerde emissies en brandstofgerelateerde emissies. Naast de corresponderende emissiefactoren uit MIMOSA4 [2] maken we hier enerzijds gebruik van afgelegde kilometers en anderzijds van brandstofverbruiken. ( ) = vlootemissiefactor( g km) jaarkilometers( km) technologi egerelateerde emissies g ( ) = vlootemissiefactor( g g) brandstofverbruik( g) brandstofg erelateerde emissies g modelberekeningen: niet-uitlaatemissies De niet-uitlaatemissies van off-road wagens berekenen we op dezelfde manier als de technologiegerelateerde uitlaatemissies. Naast de corresponderende emissiefactor uit MIMOSA4 [2] maken we hier gebruik van afgelegde. In het model duiden we de nietuitlaatemissies aan met behulp van *. ( ) = vlootemissieractor( g km) jaarkilometers( km) niet uitlaatemissies g 9
Hoofdstuk 2 Methodiek model 2.2 Output van het model We hebben het model voorzien van de 4 gevraagde outputniveaus om aan alle rapporteringsverplichtingen te kunnen voldoen, namelijk grootste detail, NFR-, RAINSen CRF-formaat. In wat volgt geven we weer hoe deze formaten zijn opgebouwd. Het formaat nodig voor de link met de energiebalans Vlaanderen lichten we op het einde kort toe. Dit formaat voorzien we extra in het OFFREM-model. 2.2.1 Grootste detail Zoals aangegeven in Figuur 5 zullen de emissies en energieverbruiken in het grootste detail raadpleegbaar zijn in het model. Concreet betekent dit per: MACHINES WAGENS jaar jaar sector sector subsector subsector geografische zone geografische zone machinetype wagentype brandstofsoort brandstofsoort motortype technologie motorcapaciteit technologie 2.2.2 NFR-formaat NFR staat voor New Format Reporting. Hiervoor dienen voor de off-road voertuigen de totale NO X, NMVOS, SO 2 en NH 3 emissies voor België gekend te zijn (eenheid: kton = Gg) voor de historische jaren. Verder dient er nog een onderverdeling te gebeuren naar verschillende NFR-categorieën. Emissies van de off-road voertuigen horen thuis onder volgende NFR-categorieën: 1 A 4 b ii Household and gardening (mobile) 1 A 4 c ii Off-road Vehicles and Other Machinery 1 A 5 b Other, Mobile (Including military) De overeenkomstige sectoren in het OFFREM-model zijn respectievelijk: Huishoudens (excl. moto s en quads); Land- en bosbouw; Industrie, Bouw, Havens, Luchthavens, Multimodale overslagterminals, Groenvoorziening en Defensie, Moto s en quads. De OFFREM-emissies behoren tot (m.a.w. maken een onderdeel uit van) de verschillende NFR-sectoren. 2.2.3 RAINS-formaat Voor de RAINS-tabellen dienen data gegenereerd te worden voor 1990-1995-2000-2005-2010-2015-2020-2025-2030. Het gaat hier om NO X, NMVOS, PM 2,5 (uitlaat), PM 10 (uitlaat), NH 3, CO, CH 4, SO 2, PM 2,5 (niet-uitlaat) en PM 10 (niet-uitlaat) voor België. De eenheid waarin deze emissies gerapporteerd moeten worden is kton. 10