(Contract 051662)
80 km/h maatregel voor vrachtwagens Wetenschappelijke screening van het effect op de uitstoot van CO2 en schadelijke emissies Eindrapport I. De Vlieger, L. Schrooten, L. Pelkmans en L. Int Panis
Studie uitgevoerd in opdracht van het Kabinet van Minister K. Van Brempt en de Mobiliteitscel 2005/IMS/R/252
VITO Oktober 2005
INHOUDSTABEL
1 Situering______________________________________________________________ 1 2 Vraagstelling __________________________________________________________ 1 3 Aanpak _______________________________________________________________ 2 3.1 Scenario 1 en 2: effect van snelheidsverlaging _____________________________ 3.1.1 Macroscopisch model TEMAT ___________________________________ 3.1.2 Microsimulatiemodel VeTESS ___________________________________ 3.1.3 Bevraging motor/vrachtwagen fabrikanten __________________________
2 2 3 6
3.2 Scenario 3: (neven)effecten van inhaalverbod en implicatie op CO2 ____________ 7 4 Veronderstellingen _____________________________________________________ 7 4.1 Macroscopisch model TEMAT__________________________________________ 7 4.2 Microsimulatiemodel VeTESS __________________________________________ 8 5 Bespreking van resultaten _______________________________________________ 9 5.1 Macroscopisch model TEMAT__________________________________________ 9 5.1.1 Aandeel van de verschillende gewichtsklassen in de totale emissies door vrachtwagens in Vlaanderen _____________________________________ 9 5.1.2 Scenario 1: effect van een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h _ 10 5.1.3 Scenario 2: effect van een snelheidsverlaging van 100 km/h naar 90 en 80 km/h _______________________________________________________ 14 5.2 VeTESS doorrekeningen _____________________________________________ 17 5.2.1 Effect op CO2, NOx en PM _____________________________________ 17 5.2.2 Gevoeligheid voor schakelgedrag ________________________________ 19 5.3 Input motor/vrachtwagen fabrikanten ___________________________________ 22 5.3.1 Volvo Powertrain Corporation (S) ________________________________ 22 5.3.2 Expert group meeting ACEA ____________________________________ 23 5.4 Effect van veralgemening van het inhaalverbod voor vrachtwagens ___________ 23 6 Besluiten_____________________________________________________________ 25 6.1 Scenario 1: het effect van een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor vrachtwagens op autosnelwegen _______________________________________ 25 6.2 Scenario 2: het effect van een snelheidsverlaging van 100 km/h naar 90 en 80 km/h bij lichte vrachtwagens (< 12 ton)______________________________________ 25 6.3 Scenario 3: (neven)effecten van inhaalverbod voor vrachtwagens op autosnelwegen en implicatie op CO2 ________________________________________________ 25
Bijlagen Bijlage A: emissiemodel TEMAT – validatie Bijlage B: VeTESS Bijlage C: figuren uit het Handbook for Emission Factors (HBEF, 2004) en het ontwerp eindrapport COST 346 Bijlage D: antwoorden expert group meeting ACEA
Lijst met figuren Figuur 1: Figuur 2: Figuur 3: Figuur 4: Figuur 5: Figuur 6: Figuur 7: Figuur 8: Figuur 9: Figuur 10: Figuur 11: Figuur 12: Figuur 13: Figuur 14: Figuur 15: Figuur 16:
snelheidsprofiel voor een vrachtwagen op de autosnelheid met max. toegelaten snelheid 90 km/h_________________________________________________ 5 snelheidsprofiel voor een vrachtwagen op de autosnelheid met max. toegelaten snelheid 80 km/h_________________________________________________ 5 snelheidsprofiel voor een lichte vrachtwagen op de autosnelheid bij max. 110 km/h _______________________________________________________ 6 verdeling van emissies over de verschillende gewichtsklassen voor Vlaanderen 9 verschil in CO2-vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h ____________________________________________ 11 verschil in NOx- vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h ____________________________________________ 11 verschil in PM-vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h ____________________________________________ 12 verschil in CO2-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h) ________________________________________________ 15 verschil in NOx-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h) ________________________________________________ 16 verschil in PM-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h) ________________________________________________ 16 impact van maximale snelheid op CO2 emissies van vrachtwagens_________ 18 impact van maximale snelheid op NOx emissies van vrachtwagens ________ 18 impact van maximale snelheid op PM emissies van vrachtwagens _________ 19 spreiding van effect op CO2 emissies (berekend bij constante snelheid) _____ 20 spreiding van effect op NOx emissies (berekend bij constante snelheid) _____ 21 spreiding van effect op PM emissies (berekend bij constante snelheid)______ 21
Lijst met tabellen Tabel 1: Tabel 2: Tabel 3: Tabel 4: Tabel 5:
procentuele uitstoot bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h voor vrachtwagens voor theoretische en reële snelheden_________________________________ 10 gemiddeld milieuvoordeel (externe kosten) door snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor zware vrachtwagens ______________________________ 13 procentuele verandering van de uitstoot (telkens ten opzichte van grootste snelheid = 100 %) ________________________________________ 14 procentuele verandering van de uitstoot (telkens ten opzichte van grootste snelheid = 100 %) _______________________________________________ 19 gemiddelde afwijking en waargenomen spreiding per voertuig en polluent___ 21
1
1
SITUERING
In juni 2005 lanceerde Minister Van Brempt het idee om een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h in te voeren voor vrachtwagens op autosnelwegen in Vlaanderen. Dit voorstel resulteerde in een golf van kritiek op vele vlakken (tijdsverlies, economisch verlies, twijfel rond milieuwinst, …). Voor ieder positief effect van de maatregel, vond een tegenstander wel één of meer negatieve effecten. Discussies hieromtrent steunden veelal op niet of weinig onderbouwde feiten. Voor het luik brandstofverbruik en emissies heeft de VITO voor de Minister een wetenschappelijk onderbouwde screening uitgevoerd om het effect van een snelheidsverlaging voor vrachtwagens op de Vlaamse autosnelwegen na te gaan. In onderhavig rapport lichten we de resultaten toe.
2
VRAAGSTELLING
Het Kabinet van Minister Van Brempt vroeg om drie scenario’s te evalueren naar hun effect op brandstofverbruik en emissies: Scenario 1: een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor vrachtwagens op autosnelwegen. Scenario 2: vrachtwagens onder de 12 ton1 worden niet standaard begrensd op maximaal 90 km/h. Bijgevolg kunnen deze voertuigen snelheden halen hoger dan 90 km/h. Vandaar de vraag om het effect in te schatten van een snelheidsverlaging van 110, 120 en 130 km/h naar 90 of 80 km/h voor vrachtwagens uit de gewichtklasse 3,5 tot 12 ton. Daar er onvoldoende wetenschappelijk materiaal beschikbaar is over het brandstofbruik en de emissies van vrachtwagens met snelheden boven de 110 km/h, hebben we de vraag geheroriënteerd. Wat is het effect van een snelheidsverlaging van 110 km/h of 100 km/h naar 90 km/h en 80 km/h voor vrachtwagens onder de 12 ton op autosnelwegen. Scenario 3: effect van een veralgemening van het inhaalverbod voor vrachtwagens op autosnelwegen (enkel op verbruik/CO2).
1
Het betreft hier het maximale gewicht van het voertuig bij maximaal toegelaten belading.
2
3
AANPAK
Het betreft hier geen uitgebreide studie, maar een wetenschappelijk onderbouwde screening van het effect van het invoeren van de 80 km/h maatregel voor vrachtwagens in Vlaanderen op het brandstofverbruik en de uitstoot van drie knelpuntpolluenten voor de transportsector, met name CO2 NOx en PM [1,2].
3.1 Scenario 1 en 2: effect van snelheidsverlaging We gebruikten drie invalshoeken voor de evaluatie van het effect van een snelheidsverlaging voor vrachtwagens op de autosnelwegen: Het macroscopisch emissiemodel TEMAT; Het microsimulatiemodel voor voertuigen VeTESS; Een bevraging van motor/vrachtwagen fabrikanten. We lichten hier de verschillende invalshoeken één voor één toe.
3.1.1 Macroscopisch model TEMAT We hebben vlootemissiefactoren in gram per kilometer bepaald met behulp van het macroscopisch model TEMAT (VITO’s Transport Emission Model to Analyse (non-) Technological measures). Meer uitleg over TEMAT vindt u in Bijlage A. We hebben vlootemissiefactoren voor Vlaanderen gegenereerd voor: De drie knelpuntpolluenten: CO2, NOx en PM; Drie kalenderjaren 2005, 2010 en 2020; Vier gewichtsklassen: 3,5-7,5 ton, 7,5-16 ton, 16-32 ton en 32-40 ton. De gewichtsklasse 7,5-16 ton binnen TEMAT kunnen we niet opsplitsen naar 7,5-12 ton en 12-16 ton. Daarom berekenen we voor scenario 2 emissiefactoren binnen TEMAT voor de gewichtsklassen 3,5-7,5 ton en 7,5-16 ton. In de analyse met TEMAT nemen we dus ook de iets zwaardere dan 12 ton mee. Met het VeTESS model hebben we berekeningen uitgevoerd voor een vrachtwagen van 12 ton. Het TEMAT model gebruikt als basis de COPERT III emissiefuncties. Deze hebben we bijgesteld met inzichten uit het ARTEMIS2-project voor wat betreft de NOx en PM emissies. Dit leidt vooral tot een stijging in de NOx uitstoot omdat in voorgaande Europese studies de emissiefactoren voor Euro 2 (vooral) en latere generaties (Euro 3 tot 5)3 werden onderschat. 2
ARTEMIS: Assessment Realiability of Transport Emission Models and Inventory Systems, Europees project in het 5 kaderprogramma. 3 Euro x: milieugerelateerde voertuiggeneratie volgens de Europese normen. Pre-Euro 1 is de oudste, Euro 2 voor zware voertuigen is van kracht sinds 01/10/1996, …, Euro 5 wordt op 01/10/2009 van kracht.
3
De COPERT-emissiefuncties voor zware voertuigen gelden slechts voor gemiddelde snelheden tot 100 km/h, bijgevolg hebben we de invulling van scenario 2 met het TEMAT model bijgesteld: Snelheidsverlaging van 100 km/h naar respectievelijk 90km/h en 80 km/h. Naast bovenstaande theoretische snelheden (lees maximaal toegelaten snelheid), hebben we tevens gewerkt met een inschatting voor de werkelijk gereden snelheden (reëel verkeer). Deze liggen in TEMAT gemiddeld gezien 3 tot 6 % lager dan de theoretische snelheden. We hebben tevens het Emission Factor Handbook 2004 en het draft eindrapport van COST 346 geraadpleegd.
3.1.2 Microsimulatiemodel VeTESS Het microsimulatiemodel VeTESS (Vehicle Transient Emission Simulation Software) berekent brandstofverbruik en uitlaatgasemissies van een individueel voertuig, op basis van een opgelegd snelheidsprofiel. VeTESS vertrekt aan de hand van de karakteristieken van een voertuig (afmetingen, gewicht, motorkenvelden, overbrengingsverhoudingen), en een typisch schakelgedrag van de chauffeur. Wat betreft vrachtwagens zijn gegevens voor de volgende voertuigen beschikbaar binnen VeTESS: -
IVECO EuroCargo 120E18/FP distributievrachtwagen, met 130 kW Fiat dieselmotor, en 6 versnellingen (manueel). Deze vrachtwagen wordt typisch gebruikt voor iets kortere afstand, met een typisch gewicht tussen 7,5 en 12 ton. Maximum snelheid van deze vrachtwagen is 110 km/h. In de simulaties hebben we voor deze vrachtwagen zowel de doorrekening gedaan voor 7,5 ton als voor 12 ton.
4
-
MAN 19403 truck, met 297 kW MAN motor en 16 versnellingen (manueel). Deze vrachtwagen wordt typisch gebruikt voor langeafstandstransport, met een typisch gewicht van 30 ton. Deze vrachtwagen is begrensd tot 90 km/h.
-
SCANIA 400 truck, met 290 kW Scania motor en 12 versnellingen (manueel). Deze vrachtwagen wordt typisch gebruikt voor langeafstandstransport, met een typisch gewicht van 30 ton. Deze vrachtwagen is begrensd tot 90 km/h.
Alle drie de motoren zijn Euro 2 gehomologeerd (periode 1996-2000). Voor de doorrekeningen zijn we uitgegaan van opgemeten snelheidsprofielen. Deze heeft VITO in de periode april-mei 2004 met een vrachtwagen en een bestelwagen geregistreerd op de autosnelweg E313 tussen Antwerpen en Geel. Bij deze metingen was geen sprake van files, dus het effect van de verlaging van 90 naar 80 km/h is hierbij het duidelijkst. Volgende figuur is een compilatie van verschillende metingen op een vrachtwagen (met maximum snelheid 90 km/h). Gemiddelde snelheid bedraagt hierbij 86 à 87 km/h, wat zeer typisch is voor vrachtwagens op de autosnelweg (buiten file). Er zijn typische snelheidsvariaties tussen 85 en 90 km/h, soms zelfs iets lager, wat veelal toe te schrijven is aan de aanwezigheid van andere vrachtwagens of ander verkeer.
5
Snelheidsvariatie op E313 (richting Luik), gemeten met Mercedes Atego (April 2005) 100
Snelheid (km/h)
80
60
40
20
0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tijd (s)
Figuur 1: snelheidsprofiel voor een vrachtwagen op de autosnelheid met max. toegelaten snelheid 90 km/h Dit profiel hebben we geconverteerd naar een maximum snelheid van 80 km/h, waarbij we typische opgemeten snelheidsvariaties behouden hebben. Gemiddelde snelheid bedraagt hierbij 77 à 78 km/h. Snelheidsvariatie op E313 (richting Luik), gemeten met Mercedes Atego (April 2005), correctie voor max 80km/h 100
Snelheid (km/h)
80
60
40
20
0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tijd (s)
Figuur 2: snelheidsprofiel voor een vrachtwagen op de autosnelheid met max. toegelaten snelheid 80 km/h Voor de vergelijking met hogere snelheden, maken we gebruik van verscheidene registraties op dezelfde autosnelweg E313, met een (geladen) Ford Transit bestelwagen, met een maximum snelheid in de buurt van 110 km/h. We nemen aan dat dit snelheidsprofiel ook representatief is voor lichte vrachtwagens (tot 12 ton), in geval deze de toegestane max. 90 km/h overschrijden.
6
Snelheidsvariatie op E313 (richting Luik), gemeten met Ford Transit (mei 2005) 140 120
Snelheid (km/h)
100 80 60 40 20 0 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Tijd (s)
Figuur 3: snelheidsprofiel voor een lichte vrachtwagen op de autosnelheid bij max. 110 km/h
Figuur 3 toont duidelijk een veel grilliger patroon dan opgemeten met de vrachtwagen, met variaties tussen 90 en 110 km/h. Dit heeft te maken met het andere verkeer, en dan vooral met andere vrachtwagens die wel begrensd zijn tot 90 km/h (en dus frequent ingehaald dienen te worden). De gemiddelde snelheid ligt iets boven 100 km/h. De drie voorgaande figuren zijn gebruikt voor de simulaties van de verschillende scenario’s: standaard situatie met max. 90 km/h toegelaten voor alle vrachtwagens; max. 80 km/h toegestaan voor alle vrachtwagens; 110 km/h gereden door lichtere vrachtwagens.
3.1.3 Bevraging motor/vrachtwagen fabrikanten Via een beperkte vragenlijst aan motor/vrachtwagen fabrikanten trachten we duidelijkheid te brengen inzake de optimale afstelling van vrachtwagens voor brandstofverbruik (~ CO2). We hebben zeven fabrikanten aangeschreven: DAF TRUCKS, DAIMLER CHRYSLER, IVECO, MAN, RENAULT VI POWERTRAIN, SCANIA en VOLVO POWERTRAIN. De vragen die VITO opstelde, zijn: -
Worden vrachtwagens (> 7,5 ton), i.e. hun motor en transmissie, zodanig afgesteld dat ze een optimale brandstofefficiëntie hebben bij een bepaalde snelheid bv. 90 km/h? - Indien ja, is dat ook het geval voor oudere vrachtwagens? - Wat voor de toekomstige modellen? Gelieve een indicatie te geven van de snelheid, en indien relevant en mogelijk een opsplitsing te geven per gewichtsklasse.
7
-
Zijn er verschillen in afstelling in Europa of is er een en dezelfde afstelling voor alle Europese landen?
-
Zijn er verschillen in afstelling bij de verschillende motormerken?
-
Wat voor vrachtwagens uit de gewichtsklasse 3,5-7,5 ton?
3.2 Scenario 3: (neven)effecten van inhaalverbod en implicatie op CO2 In Taak 3 zouden we initieel een kwalitatieve inschattingen maken van de implicaties van de neveneffecten van een veralgemening van het inhaalverbod van vrachtwagens op het brandstofverbruik (~CO2). Er is evenwel weinig internationaal onderbouwd wetenschappelijk materiaal beschikbaar, vandaar dat we enkel aangeven wat we globaal kunnen verwachten.
4
VERONDERSTELLINGEN
We bespreken hier de veronderstellingen die we binnen het macroscopisch emissiemodel TEMAT aangenomen hebben om de verschillende scenario’s van snelheidsverlaging door te rekenen voor de jaren 2005, 2010 en 2020. Voor het microsimulatiemodel voor voertuigen VeTESS verwijzen we naar andere delen in het rapport.
4.1 Macroscopisch model TEMAT In het macroscopisch model TEMAT berekenen we telkens emissies, kilometers, emissiefactoren, … voor een bepaalde vloot. In dit document bedoelen we met vloot de zware vrachtwagens die op diesel rijden tijdens normaal verkeer op autosnelwegen. Voor we het model TEMAT konden laten draaien, moesten we eerst voorspellingen maken voor de vloot rond totale mobiliteit, jaarkilometrages, brandstofverdeling, aantal nieuwe vrachtwagens en overlevingskansen van de zware vrachtwagens. Volgende aannames hebben we meegenomen bij de verdere berekeningen: Voor het totaal aantal kilometers afgelegd in Vlaanderen hebben we voor 2010 het gemiddelde genomen tussen het trend- en duurzaam ontwikkeling (DO) scenario uit het Ontwerp Mobiliteitsplan Vlaanderen [3]. Voor de jaren 2005-2009 hebben we geïnterpoleerd tussen het aantal afgelegde kilometers in 2004 en het gemiddelde van trend en DO scenario, dit naar analogie met een recent studie uitgevoerd voor Aminal [4]. Voor 2020 hebben we de trend in de totale mobiliteit van de laatste 5 jaren (2000-2004) doorgetrokken tot het jaar 2020, dit naar analogie met wat we gedaan hebben in [4, 5].
8
jaarkilometrages van de vrachtwagens voor de toekomst gelijk genomen aan de jaarkilometrage in 2004; geen introductie van nieuwe zware vrachtwagens die op LPG rijden, enkel introductie van nieuwe zware vrachtwagens die op diesel rijden; verdeling van aantal voertuigen over de subcategorieën op basis van totale mobiliteit, jaarkilometrages en volgende aannames: 32-40 ton: tegen 2012 66% (logaritmisch verloop, op basis van de evolutie het voorbije decenium) 2013-2020 constant op 66,67% 3,5–7,5 ton, 7,5-16 ton en 16-32 ton: 2005-2020 volgens de onderlinge verdeling in 2004. Voor het berekenen van de emissies uit het verleden maken we in TEMAT onder andere gebruik van de Vlaamse vloot en kilometers gereden op de Vlaamse wegen (niet enkel kilometers afgelegd door Vlaamse vloot). De technologie van de Vlaamse zware vrachtwagens is minder oud dan de gemiddelde technologie van de Europese vloot. Voor het heden maken we dus eigenlijk een (kleine) onderschatting van de emissies op Vlaamse bodem. Voorspellingen naar de toekomst toe zijn gebaseerd op deze activiteitsgegevens. Voor de toekomst (2020) zal de gemiddelde Europese vloot hoogstwaarschijnlijk goed overeenkomen met de Vlaamse vloot. We hebben berekeningen gedaan met: theoretische snelheden: de snelheidslimieten; reële snelheden: inschatting van de werkelijk gereden snelheden, 3 à 6 % lager ingeschat (afhankelijk van tonklasse) dan de snelheidslimieten. We bespreken enkel milieuaspecten en houden geen rekening met andere beïnvloedende factoren. Voor de milieuaspecten brengen we enkel de drie knelpuntpolluenten in rekening, namelijk CO2, NOx en PM.
4.2 Microsimulatiemodel VeTESS Hier verwijzen we naar paragraaf 3.1.2 en Bijlage B.
9
5
BESPREKING VAN RESULTATEN
Hieronder bespreken we uitvoerig de resultaten van de snelheidsbeperkingen die we hebben doorgerekend met het macroscopisch model TEMAT en het microsimulatiemodel VeTESS. Verder rapporteren we de stand van zaken van de bevraging van motor/vrachtwagen fabrikanten. Vervolgens bespreken we kort onze verwachtingen voor de implicaties van de neveneffecten van een veralgemening van het inhaalverbod van vrachtwagens op het brandstofverbruik (~CO2).
5.1 Macroscopisch model TEMAT We geven hier eerst voor de drie knelpuntpolluenten CO2, NOx en PM de onderlinge bijdrage van de verschillende gewichtsklassen bij zware vrachtwagens. Vervolgens bespreken we de resultaten van de doorrekeningen van scenario 1 en 2. We geven telkens aan of het naar beneden halen van de snelheidslimiet voor zware vrachtwagens al dan niet een milieuvoordeel oplevert.
5.1.1 Aandeel van de verschillende gewichtsklassen in de totale emissies door vrachtwagens in Vlaanderen In Figuur 4 vatten we voor de hoger gedefinieerde vloot, de onderlinge bijdrage samen van de verschillende gewichtsklassen voor de polluenten CO2, NOx en PM en dit voor de jaren 2005, 2010 en 2020. 32t-40t
16t-32t
07.5t-16t
03.5t-07.5t
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2005 2010 2020
2005 2010 2020
2005 2010 2020
CO2
NOx
PM
Figuur 4: verdeling van emissies over de verschillende gewichtsklassen voor Vlaanderen
10
De zwaarste gewichtsklasse van vrachtwagens (32-40 ton) is de grootste emittor van de drie knelpuntpolluenten. Hun aandeel in de totale uitstoot door zware vrachtwagens bedraagt voor elke polluent meer dan 65 %. Deze 32-40 ton vrachtwagens leggen immers de meeste kilometers af op autosnelwegen in Vlaanderen.
5.1.2 Scenario 1: effect van een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h In scenario 1 hebben we bekeken wat de milieu-impact is door de snelheidslimiet voor zware vrachtwagens te verlagen van 90 km/h naar 80 km/h. We hebben dit voor de vier gewichtsklassen (3,5-7,5 ton, 7,5-16 ton, 16-32 ton en 32-40 ton) afzonderlijk berekend en ook voor de totale vloot (zware vrachtwagens die op diesel rijden tijdens normaal verkeer op autosnelwegen). In Tabel 1 geven we de procentuele hoeveelheid uitstoot weer bij overschakeling van 90 km/h naar 80 km/h als snelheidslimiet. Tabel 1: procentuele uitstoot bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h voor vrachtwagens voor theoretische en reële snelheden
CO2
NOX
PM
3,5t-7,5 ton 7,5-16 ton 16-32 ton 32-40 ton Vlootgemiddelde 3,5t-7,5 ton 7,5-16 ton 16-32 ton 32-40 ton Vlootgemiddelde 3,5t-7,5 ton 7,5-16 ton 16-32 ton 32-40 ton Vlootgemiddelde
2005 86% 86% 92% 91% 91% 84% 89% 94% 105% 102% 97% 102% 97% 106% 103%
theoretisch 2010 86% 86% 92% 91% 91% 84% 89% 94% 105% 102% 97% 102% 97% 106% 104%
2020 86% 86% 92% 91% 91% 84% 89% 94% 105% 103% 97% 102% 98% 106% 104%
2005 86% 89% 95% 94% 94% 84% 93% 97% 105% 103% 98% 103% 98% 105% 103%
reëel 2010 86% 89% 95% 94% 94% 84% 93% 97% 105% 103% 98% 103% 98% 105% 104%
2020 86% 89% 95% 94% 94% 84% 93% 97% 105% 103% 97% 102% 98% 106% 104%
Indien we naar de totale vloot kijken zien we dus een daling van de CO2-vlootemissiefactor (of verbruik) met 5 à 10 %, een stijging van de NOx-vlootemissiefactor met 2 à 3 % en een stijging van de PM-vlootemissiefactor met 3 à 4 %. Figuur 5, Figuur 6 en Figuur 7 tonen de absolute waarden van de vermeerdering of vermindering van de vlootemissie per afgelegde kilometer (= vlootemissiefactoren).
11
32-40 ton
16-32 ton
7,5-16 ton
3,5t-7,5 ton
Vlootgemiddelde
0
-20
g CO2/km
-40
-60
-80
-100
-120 2005
2010
2020
2005
theoretisch
2010
2020
reëel
Figuur 5: verschil in CO2-vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h
De vlootemissiefactoren van CO2 dalen voor alle gewichtsklassen van zware vrachtwagens. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de verschillende jaren, maar wel tussen de verschillende gewichtsklassen en of we al dan niet met een reële snelheid hebben gerekend. Deze laatste heeft vooral een invloed op de zwaarste gewichtsklasse, waardoor de emissiefactor van de vloot sterk verschillend is bij gebruik van theoretische of reële snelheden.
32-40 ton
16-32 ton
7,5-16 ton
3,5t-7,5 ton
Vlootgemiddelde
0,6 0,4
g NOX/km
0,2 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 2005
2010 theoretisch
2020
2005
2010
2020
reëel
Figuur 6: verschil in NOx- vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h
12
De vlootemissiefactoren van NOx dalen voor alle gewichtsklassen van zware vrachtwagens, uitgezonderd de zwaarste categorie 32-40 ton. Deze daling is wel minder naar de toekomst. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de resultaten van de berekening met enerzijds de theoretische en anderzijds reële snelheden. De NOx-emissiefactor van de totale vloot stijgt echter met de snelheidsverlaging, de zwaarste gewichtsklasse heeft hier zoals verwacht (Figuur 4) de grootste invloed op de vloot.
32-40 ton
16-32 ton
7,5-16 ton
3,5t-7,5 ton
Vlootgemiddelde
0,02 0,015
g PM/km
0,01 0,005 0 -0,005 -0,01 -0,015 2005
2010 theoretisch
2020
2005
2010
2020
reëel
Figuur 7: verschil in PM-vlootemissiefactor voor zware vrachtwagens bij 80 km/h ten opzichte van 90 km/h
De vlootemissiefactoren van PM dalen voor de gewichtsklassen 3,5-7,5 en 16-32 ton en stijgen voor de gewichtsklassen 7,5-16 ton en 32-40 ton. Zowel de toename als afname (afhankelijk van gewichtsklasse) vermindert in de loop van de jaren. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de resultaten van de berekening met enerzijds de theoretische en anderzijds reële snelheden. De PM-emissiefactor van de totale vloot stijgt echter met de vermindering van de snelheidslimiet, de zwaarste gewichtsklasse heeft hier ook zoals verwacht de grootste invloed op de vloot. Ondanks de hoge R2 die werd gerapporteerd voor de emissiefuncties (PM) vermoeden we dat ze op een kleine steekproef zijn gebaseerd. Het niet consistent reageren van de verschillende gewichtscategorieën wijst volgens VITO op een grote onzekerheid. We zien dus duidelijk dat de maatregel om de snelheidslimiet voor zware vrachtwagens van 90 km/h naar 80 km/h te brengen zowel positieve als negatieve effecten heeft. Deze effecten kunnen ook verschillen voor de verschillende gewichtsklassen. Om na te gaan welke effecten nu de grootste invloed hebben naar milieu toe, hebben we gebruik gemaakt van de ExternE methodologie. Via deze methodologie kunnen we de impact van deze emissies ten opzichte van elkaar afwegen door er de externe kosten van te
13
berekenen. Die externe kosten geven aan hoeveel schade (door de maatschappij gedragen) de uitstoot van een bepaalde polluent aanricht. Het betreft vooral effecten op de volksgezondheid (bv. van NOx die wordt omgezet in NH4 en NO3 en zo bijdraagt aan de gezondheidsimpacts van secundaire fijn stof), maar ook de relatief beperkte kost van impacts op landbouw en materialen is meegenomen. De door de EU naar voor geschoven methodologie wordt ook in Vlaanderen frequent gebruikt voor het evalueren van beleidsmaatregelen met tegenstrijdige effecten [6]. We hebben de externe kosten bepaald voor de berekeningen met de reële snelheden aangezien deze een beter beeld geven van de werkelijke situatie. Tegelijkertijd hebben we een beperkte onzekerheidsanalyse [7] uitgevoerd (Monte Carlo simulatie). Uit dit onderzoek mogen we besluiten dat voor het heden de kans groter is dat de snelheidsbeperking van 90 km/h naar 80 km/h voor zware vrachtwagens een milieuvoordeel heeft dan een milieunadeel. Voor de toekomst is de kans aanzienlijk groter dat de snelheidsbeperking een milieuvoordeel heeft. De gemiddelde geschatte maatschappelijke opbrengst (lees gemiddeld als meeste kans) van deze maatregel geven we voor de verschillende jaren weer in Tabel 2. Tabel 2: gemiddeld milieuvoordeel (externe kosten) door snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor zware vrachtwagens 2005 2010 2020
Miljoen Euro ~6 ~8 ~10
Uit de Monte Carlo simulatie kunnen we ook halen welke factoren verantwoordelijk zijn voor de grote onzekerheden. In onze berekening bleek de externe kost van CO2 de grootste onzekerheidsparameter te zijn. Naslagwerk in het Handbook for Emission Factors (HBEF, 2004) en ontwerp rapport van COST 346 leert [8, 9]: HBEF: 90 naar 80 km/h resulteert in een daling van verbruik, maar stijging van NOx en PM; COST 346: zelfs eerder status-quo inzake verbruik, NOx en PM stijgen. In Bijlage C staan de figuren die het verbruik en de NOx en PM emissies weergeven in functie van de snelheid zoals gerapporteerd door HBEF en COST 346. Beide bronnen wijzen evenwel op de grote onzekerheid, enerzijds qua rijpatroon, maar in vele grotere mate qua de vlootsamenstelling. We wensen hier ook melding te maken van de resultaten van een recente studie uitgevoerd door het International Energy Agency [10]. In deze studie werden onze scenario’s, waaronder snelheidsverlaging tot 80 km/h op autosnelwegen voor zware vrachtwagens, niet geëvalueerd. Wel geeft de studie aan dat voor ieder voertuigtype snelheden boven de
14
100 km/h resulteren in hogere verbruiken en dat snelheidsverlagingen tot 90 km/h en 80 km/h resulteren in een brandstofbesparing. Verder rapporteert de IEA dat het globale brandstofverbruik door het wegtransport met ongeveer 5 % kan gereduceerd worden via doorgedreven snelheidsverlagingen voor wegvoertuigen. 5.1.3 Scenario 2: effect van een snelheidsverlaging van 100 km/h naar 90 en 80 km/h Aangezien vrachtwagens zwaarder dan 12 ton niet sneller dan 90 km/h kunnen rijden, bespreken we hier enkel de categorie 3,5-12 ton. Zoals reeds eerder vermeld doen we dit aan de hand van de volgende twee categorieën uit TEMAT: 3,5-7,5 ton 7,5-16 ton (7,5-12 ton) Het is echter niet mogelijk om in TEMAT voor de categorie 3,5-12 ton een vlootgemiddelde te maken, waardoor we de twee categorieën uit TEMAT afzonderlijk beschouwen en bespreken. In Tabel 3 geven we de procentuele hoeveelheid uitstoot weer bij overschakeling van 100 km/h naar respectievelijk 90 km/h en 80 km/h als limiet voor vrachtwagens lichter dan 12 ton. Tabel 3: procentuele verandering van de uitstoot (telkens ten opzichte van grootste snelheid = 100 %) 2005 100 km/h CO2 NOX PM 100 km/h CO2 NOX PM
theoretisch 2010 2020
2005
reëel 2010
2020
90 km/h
3.5-7.5 ton 7.5-16 ton 3.5-7.5 ton 7.5-16 ton 3.5-7.5 ton 7.5-16 ton
84% 84% 82% 85% 93% 101%
84% 84% 82% 85% 93% 101%
84% 84% 82% 85% 94% 100%
84% 87% 82% 88% 97% 102%
84% 87% 82% 88% 97% 102%
84% 87% 82% 88% 97% 102%
72% 73% 69% 76% 91% 103%
72% 73% 69% 76% 91% 103%
72% 73% 69% 76% 91% 102%
73% 77% 69% 82% 92% 104%
73% 77% 69% 82% 93% 104%
73% 77% 69% 82% 93% 105%
80 km/h
3.5-7.5 ton 7.5-16 ton 3.5-7.5 ton 7.5-16 ton 3.5-7.5 ton 7.5-16 ton
Er is enkel een stijging van 0 à 5 % voor de PM-emissiefactor van de gewichtsklasse 7,516 ton. De PM-emissiefactor voor de gewichtsklasse 3,5-7,5 ton daalt met 3 à 9 %. Voor beide gewichtsklassen dalen de CO2- en NOX-emissiefactoren, respectievelijk met 13 à 28 % en 12 à 31 %.
15
Figuur 8, Figuur 9 en Figuur 10 geven de absolute waarden weer van de stijging of daling van de emissie per afgelegde kilometer (= emissiefactor).
3,5-7,5 ton
7,5-16 ton
0
g CO2/km
-50
-100
-150
-200
-250 2005 2010 2020
2005 2010 2020
2005 2010 2020
2005 2010 2020
theoretisch
reëel
theoretisch
reëel
100 km/h
90km/h
100 km/h
80km/h
Figuur 8: verschil in CO2-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h)
De vlootemissiefactoren van CO2 dalen voor alle gewichtsklassen, de daling is sterker bij een grotere snelheidsverlaging. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de verschillende jaren, en slechts een klein verschil of we al dan niet met een reële snelheid hebben gerekend.
16
3,5-7,5 ton
7,5-16 ton
0,0 -0,2
g NOX/km
-0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 2005 2010 2020 theoretisch 100 km/h
2005 2010 2020
2005 2010 2020
reëel
theoretisch
90km/h
100 km/h
2005 2010 2020 reëel 80km/h
Figuur 9: verschil in NOx-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h)
De vlootemissiefactoren van NOx dalen voor alle gewichtsklassen. De daling is sterker bij een grotere snelheidsverlaging, maar echter minder naar de toekomst toe. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de resultaten van de berekening met enerzijds de theoretische en anderzijds reële snelheden.
3,5-7,5 ton
7,5-16 ton
0,015 0,01
g PM/km
0,005 0 -0,005 -0,01 -0,015 -0,02 2005 2010 2020
2005 2010 2020
2005 2010 2020
2005 2010 2020
theoretisch
reëel
theoretisch
reëel
100 km/h
90km/h
100 km/h
80km/h
Figuur 10: verschil in PM-vlootemissiefactor voor vrachtwagens kleiner dan 16 ton (t.o.v. 100 km/h)
17
De vlootemissiefactoren van PM daalt voor de gewichtsklassen 3,5-7,5 ton en stijgt voor de gewichtsklassen 7,5-16 ton. Zowel de toename als afname (afhankelijk van gewichtsklasse) vermeerdert bij een grotere snelheidsverlaging, maar vermindert in de loop van de jaren. Deze verschillen zijn in absolute waarde zeer klein en ze hebben bovendien een beperkte betrouwbaarheid. Er is niet veel verschil waar te nemen tussen de resultaten van de berekening met enerzijds de theoretische en anderzijds reële snelheden. We zien dus dat de snelheid naar beneden halen van vrachtwagens lichter dan 12 ton veel positieve effecten, maar ook een negatief effect heeft, namelijk de PM emissies voor de gewichtsklasse 7,5-16 ton stijgen. Net zoals in scenario 1 hebben we de ExternE methodologie gebruikt om na te gaan welke effecten nu de grootste invloed hebben naar milieu toe. Het resultaat van dit onderzoek is dat een snelheidsverlaging voor vrachtwagens onder 12 ton van 100 km/h naar 90 km/h en 80 km/h een milieuvoordeel heeft. Het milieuvoordeel is groter naarmate de snelheidsverlaging groter is. Een Monte Carlo simulatie (onzekerheidsanalyse) hebben we voor dit scenario niet uitgevoerd aangezien de resultaten van de ExternE methodologie in dit scenario veel duidelijker waren dan in scenario 1.
5.2 VeTESS doorrekeningen In deze paragraaf lichten we de resultaten met het microsimulatiemodel VeTESS toe voor drie beschikbare voertuigmodellen. Tevens geven we een indicatie van de onzekerheid omwille van het schakelgedrag van de bestuurder. 5.2.1 Effect op CO2, NOx en PM Figuur 11, Figuur 12 en Figuur 13 geven een overzicht van de resultaten naar CO2, NOx en PM. De resultaten voor brandstofverbruik zijn gelijklopend met deze van CO2. Tabel 4 geeft een overzicht van de relatieve verschillen (uitgedrukt t.o.v. de standaard situatie, met max 90km/h).
18
1400
80 km/h 1200
CO2 emissies (g/km)
1000
90 km/h 110 km/h
800
600
400
200
0 Eurocargo 7.5 Ton
Eurocargo 12 Ton
MAN 30 Ton
SCANIA 30 Ton
Figuur 11: impact van maximale snelheid op CO2 emissies van vrachtwagens
20 18
80 km/h 90 km/h
16
NOx emissies (g/km)
110 km/h 14 12 10 8 6 4 2 0 Eurocargo 7.5 Ton
Eurocargo 12 Ton
MAN 30 Ton
SCANIA 30 Ton
Figuur 12: impact van maximale snelheid op NOx emissies van vrachtwagens
19
0.20
80 km/h 90 km/h
PM emissies (g/km)
0.15
110 km/h
0.10
0.05
0.00 Eurocargo 7.5 Ton
Eurocargo 12 Ton
MAN 30 Ton
Figuur 13: impact van maximale snelheid op PM emissies van vrachtwagens Tabel 4: procentuele verandering van de uitstoot (telkens ten opzichte van grootste snelheid = 100 %) CO2
NOX
PM
90 km/h 80 km/h IVECO Eurocargo 7500 kg IVECO Eurocargo 12000 kg MAN 30.000 kg Scania 30000 kg
84% 86% 91% 90%
71% 72% 89% 85%
84% 100% 103% n.a.
110 km/h 90 km/h IVECO Eurocargo 7500 kg IVECO Eurocargo 12000 kg
73% 80%
85% 88%
71% 67%
Voor alle voertuigen is er een duidelijk voordeel voor CO2 en NOx emissies bij de verlaging van de maximumsnelheid van 90 naar 80km/h. Bij de lichte vrachtwagen is de daling het meest uitgesproken. Voor PM emissies kan geen duidelijke uitspraak gedaan worden. Wat betreft de beperking van 110 naar 90 km/h (enkel gesimuleerd voor de lichte vrachtwagen) is het voordeel voor alle emissies zeer duidelijk.
5.2.2 Gevoeligheid voor schakelgedrag Voorgaande simulaties gingen uit van één vast schakelgedrag (met name opschakelen bij snelheid > 80% van max. toerental; terugschakelen bij snelheid van < 40% van max. toerental). Het schakelgedrag is echter afhankelijk van chauffeur, dus er zit zeker een onzekerheid op deze resultaten.
20
Om deze onzekerheid te onderzoeken hebben we de emissies en het verbruik bekeken bij constante snelheid en vergeleken wat het effect is van een verlaging van de snelheid met 10 km/h tussen 90 en 60 km/h (kan dus van 90 naar 80, of van 80 naar 70 of van 70 naar 60 zijn). Figuur 14, Figuur 15 en Figuur 16 geven een beeld van de emissies in functie van de beginsnelheid. De spreiding die we hier bekomen veronderstellen we ook indicatief voor de spreiding veroorzaakt door een ander schakelgedrag. Tabel 5 geeft per voertuig en polluent de gemiddelde afwijking, maar tevens de waargenomen spreiding. Samengevat: Voor CO2 emissies vinden we doorgaans steeds een verlaging, die gemiddeld schommelt rond 8%; Voor NOx emissies zijn de cijfers minder duidelijk. Gemiddeld blijken deze wel te dalen tussen 7 en 15%, maar er is een grote spreiding afhankelijk van welke beginsnelheid we vertrekken; PM emissies blijken gemiddeld zeer licht te stijgen, maar ook hier is er een zeer grote spreiding. Voor PM emissies kunnen we bijgevolg geen significante uitspraak doen.
120%
Effect op CO2 emissies (%)
100%
80% Eurocargo 60% MAN SCANIA
40%
20%
0% 70-60
75-65
80-70
85-75
90-80
Snelheidsverlaging (km/h)
Figuur 14: spreiding van effect op CO2 emissies (berekend bij constante snelheid)
21
140%
Effect op NOx emissies (%)
120%
100%
80%
Eurocargo MAN
60%
SCANIA 40%
20%
0% 70-60
75-65
80-70
85-75
90-80
Snelheidsverlaging (km/h)
Figuur 15: spreiding van effect op NOx emissies (berekend bij constante snelheid)
Effect op PM emissies (%)
200%
150%
Eurocargo
100%
MAN 50%
0% 70-60
75-65
80-70
85-75
90-80
Snelheidsverlaging (km/h)
Figuur 16: spreiding van effect op PM emissies (berekend bij constante snelheid)
Tabel 5: gemiddelde afwijking en waargenomen spreiding per voertuig en polluent CO2 Gemiddeld Spreiding IVECO Eurocargo 7500 kg MAN 30.000 kg Scania 30000 kg
89 % 92 % 92 %
81 – 101% 91 – 95 % 87 – 98 %
NOx Gemiddeld Spreiding 86 % 92 % 93 %
69 – 111% 71 – 126 % 81 – 111 %
PM Gemiddeld
Spreiding
105 % 101 % n.a.
54 – 189 % 87 – 115 % n.a.
22
5.3 Input motor/vrachtwagen fabrikanten Slechts een individuele motorfabrikant (Volvo Powertrain Corporation) bezorgde ons zijn antwoorden. Een tweede (DAF Trucks) stelde voor om de vragen te laten behandelen door de Europese overkoepelende automobielorganisatie, zijnde ACEA (European Automotive Manufacturers Association). VITO heeft hun voorstel gevolgd en de vragen overgemaakt aan ACEA. In volgende paragrafen geven we eerst de antwoorden van Volvo Powertrain Corporation (Zweden) en vervolgens deze van ACEA. 5.3.1 Volvo Powertrain Corporation (S) -
Algemeen Volvo Powertrain Corporation wijst op de complexiteit van vragen inzake brandstofverbruik, omdat dit laatste van heel veel factoren afhangt. Een snelheidsverlaging van 90 naar 80 km/h zal doorgaans resulteren in een verlaging van het brandstofverbruik. Hoeveel is echter afhankelijk van de aërodynamische weerstand, de belasting, het wegprofiel, de gevoeligheid van het specifieke verbruik van de motor (engine BSFC4 map) voor veranderingen qua motorsnelheden, enz. Bij lange-afstandsvoertuigen wordt de drijflijn zodanig gedimensioneerd, dat de motor vooral draait in zijn optimale BSFC gebied. Dit is bij een toerental nabij het maximale koppel. Indien een vrachtwagenbestuurder aan hogere snelheden rijdt, zal hij meer brandstof verbruiken dan nodig. In de huidige elektronisch gecontroleerde motoren zijn er meer mogelijkheden om te komen tot meer geoptimaliseerde BSFC kaarten in vergelijking met de oudere “mechanisch gecontroleerde” motoren.
-
Volvo heeft normaliter een vaste afstelling voor gans Europa voor een motor met een zeker emissieniveau (euro-norm) en vermogeninstelling. Als een klant een vrachtwagen koopt, is het belangrijk dat hij voor zijn specifieke toepassing kiest voor de beste afstemming van motorvermogen en overbrengingsverhoudingen in de transmissie. Op die manier is het mogelijk om zo veel mogelijk in het beste BSFC gebied van de motor te blijven. Dit zal in de toekomst zo blijven, hoewel hybride voertuigen een aantal van deze problemen (buiten optimaal gebied) kunnen ondervangen.
-
Volvo produceert geen 3,5-7,5 ton vrachtwagens meer. Over het algemeen is brandstofverbruik voor deze kleinere vrachtwagens minder van belang, maar eerder de goede rijeigenschappen, hanteerbaarheid en andere aspecten.
4
BSFC = Brake Specific Fuel Consumption (specifiek brandstofverbruik, uitgedrukt in g/kWh)
23
5.3.2 Expert group meeting ACEA Onze vragen werden door ACEA aan Europese experts overgemaakt. Deze experts hebben onze vragen op de expert group meeting van 26 en 27 september 2005 behandeld. De antwoorden van de expert group meeting sluiten nauw aan bij deze rechtstreeks ontvangen van Volvo Powertrain Corporation. Een interessante aanvulling is dat de aandrijflijn voor internationaal en nationaal langeafstandstransport zo ontworpen is om het meest brandstofefficiënt te zijn bij snelheden tussen de 80 en 85 km/h. VITO leidt hieruit af dat een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h zal resulteren in een verlaging in brandstofverbruik en dus ook CO2. De antwoorden zoals geformuleerd door ACEA vindt u in Bijlage D.
5.4 Effect van veralgemening van het inhaalverbod voor vrachtwagens In België is op verschillende plaatsen reeds een inhaalverbod voor vrachtwagens van kracht. Op snelwegen met drie of meer rijstroken mogen vrachtwagens niet op de linkse rijstrook rijden tenzij om voor te sorteren. Bovendien is het vrachtwagens op relatief lange snelweg trajecten met 2x2 rijstroken nu reeds verboden in te halen tijdens de ochtend en avondspits. Verkeersborden leggen deze verboden op. Tenslotte verbiedt de wegcode vrachtwagens in te halen bij regen. Dat maakt dat het inhaal gedrag van vrachtwagens reeds gedeeltelijk aan banden is gelegd. In de literatuur hebben weinig wetenschappelijk onderbouwde informatie gevonden over implicaties op brandstofverbruik (CO2) van de (neven)effecten van inhaalverbod voor vrachtwagens. Vandaar dat we hier enkel aangeven welke effect (op verbruik en milieu) we globaal kunnen verwachten van een veralgemening van het inhaalverbod. Bij de beoordeling van de effecten gaan we er van uit dat de chauffeurs de geldende verkeersregels respecteren en dat het invoeren van de maatregel niet leidt tot meer of minder overtredingen. Tevens beoordelen we enkel effecten van de eerste orde. Effecten van de 2de of hogere orde (dwz gevolgen van gevolgen) hebben we in deze ruwe benadering niet kunnen beoordelen; deze kunnen zowel positief als negatief zijn. De beoordeling van de effecten hangt sterk af van de onderliggende assumptie dat er geen verschil is in het handhavings-/nalevingsniveau van de huidige als de nieuwe wegcode. Algemeen verwachten wij dat: bij een veralgemening van het inhaalverbod voor vrachtwagens een verlaging tot een neutraal effect op brandstofverbruik en CO2 emissies waarschijnlijk is. De belangrijkste uitzondering betreft de hogere gemiddelde snelheid op de linker rijstrook (personenwagens) die ondanks de lagere dynamiek tot hogere emissies leidt indien niet gecontroleerd. van een verbeterde handhaving van het bestaande inhaalverbod verwachten we een gelijkaardig effect als van de veralgemening van het inhaalverbod.
24
indien deze maatregel wordt genomen als flankerende maatregel bij een verlaging van de toegelaten max. snelheid van 90 naar 80 km/h, blijven de vermoedelijke milieu-effecten dezelfde hoewel de grootte van het effect kan verschillen. voor NOx en PM emissies zijn de verwachte effecten minder uitgesproken en zijn zelfs negatieve effecten mogelijk. Deze zijn echter sterk afhankelijk van het schakelgedrag. De belangrijkste negatieve effecten op NOx en PM uitstoot zijn te verwachten van hogere snelheden op het linker rijstrook.
25
6
BESLUITEN
6.1 Scenario 1: het effect van een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor vrachtwagens op autosnelwegen 1.
2.
3. 4.
Alle bronnen geven aan dat een snelheidsverlaging van 90 naar 80 km/h voor vrachtwagens op autosnelwegen zal resulteren in een daling van het brandstofverbruik, dus ook CO2 emissie. Voor NOx en PM is er volgens de verschillende bronnen geen eenduidig verband. De kans is echter groter dat de snelheidsbeperking van 90 km/h naar 80 km/h voor zware vrachtwagens een globaal milieuvoordeel heeft dan een milieunadeel. Voor de toekomst is de kans aanzienlijk groter dat deze snelheidsbeperking een milieuvoordeel heeft. De grootte van het milieuvoordeel is erg onzeker maar ligt in de grootte orde van enkele miljoenen Euro/jaar.
6.2 Scenario 2: het effect van een snelheidsverlaging van 100 km/h naar 90 en 80 km/h bij lichte vrachtwagens (< 12 ton) Deze maatregel heeft duidelijk positieve milieueffecten waarvan de absolute grootte echter veel kleiner is dan de effecten van Scenario 1. Dit omwille van het kleine aandeel kilometers afgelegd in Vlaanderen met vrachtwagens onder de 12 ton (zie Figuur 4).
6.3 Scenario 3: (neven)effecten van inhaalverbod voor vrachtwagens op autosnelwegen en implicatie op CO2 We verwachten dat een veralgemening van het inhaalverbod voor vrachtwagens op autosnelwegen leidt tot een verlaging of een neutraal effect op brandstofverbruik en CO2 emissies.
26
REFERENTIES 1 Milieu- en Natuurrapport Vlaanderen (2004) www.milieurapport.be 2 De Vlieger et al. (2005) Sustainability assessment of technologies and modes in the transport sector in Belgium (SUSATRANS), in opdracht van Federaal Wetenschapsbeleid, Brussel. 3 OMV (2001) Eindrapport ‘Ontwerp Beleidsplan Duurzame Mobiliteit Vlaanderen’, opdracht uitgevoerd voor rekening van en in samenwerking met het Ministerie van het Vlaams Gewest – Departement leefmilieu en Infrastructuur, Leden van het consortium: KULeuven – Research & development (I.S.R., BWK, GFG, CES), TNO, UFSIA, Langzaam Verkeer, KRI. Leuven. 4 Jan Duerinck, Katleen Briffaerts, An Vercalsteren, Wouter Nijs, Erwin Cornelis en Ina De Vlieger (2005) Energie- en broeikasgasscenario’s voor het Vlaamse gewest (BAU), Business as usual scenario tot en met 2030, in opdracht van Aminal, Mol. 5 FOD Mobiliteit (2005) Algemene verkeerstellingen, Ministerie van Verkeer en Infrastructuur, Brussel. 6 L. Int Panis, A. Rabl, L. De Nocker, R. Torfs, 2002. DIESEL OR PETROL? AN ENVIRONMENTAL COMPARISON HAMPERED BY UNCERTAINTY Proceedings of 11th International Symp. Transport and Air Pollution. Mitteilungen Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik. Ed. P. Sturm, Technische Universität Graz, Austria. Heft 81, Vol 1, p 48-54. 7 L. Int Panis, L. De Nocker, E. Cornelis, R. Torfs, 2004. An uncertainty analysis of air pollution externalities from road transport in Belgium in 2010. Science of the Total Environment 334-335, pp287-298. 8 R. Pischinger et al. (2002) Update of the Emission Functions for Heavy Duty Vehicles in the Handbook emission Factors for Road Traffic”, TU Graz, December 2002. 9 COST 346 (2005) Emisison and Fuel Consumption from Heavy Duty Vehicles, Draft Final Report, August 2005). 10 IEA (2005) Saving oil in a hurry, OECD/IEA report , ISBN 92-64-109414
BIJLAGE A: EMISSIEMODEL TEMAT – VALIDATIE In deze bijlage geven we wat toelichting bij het TEMAT model. Vervolgens tonen we de resultaten van de validatie oefening van TEMAT.
A.1 Het TEMAT model A.1.1 TEMAT 2000 In 2000 ontwikkelde VITO het emissiemodel TEMAT (Transport Emission Model to Analyse (non-) Technological measures) [I, II]. TEMAT is verwant aan de COPERT emissiemodellering [III]. De basisformule voor het bepalen van emissies door transport bestaat uit drie hoofdparameters: Emissie/jaar = aantal voertuigen x emissiefactor x activiteit/voertuig/jaar [aantal]
[g/km]
[km/(voertuig*jaar)]
TEMAT bevat zowel historische als toekomstige voertuigenvloten. De vervanging van de voertuigenvloot gebeurt op basis van de historische vloot, overlevingscurven en jaarkilometrage per voertuigtype, en de toekomstige mobiliteitsvraag. De combinatie van gedetailleerde gegevens over de voertuigenvloot, jaarkilometrages, verkeerssituatie en specifiek brandstofverbruik en emissiefactoren resulteren in een totale energieverbruik en emissies. De gegevens kunnen eenvoudig verwerkt worden, om te voldoen aan specifieke vragen Snelheidsafhankelijke emissiefuncties worden aangewend, zoals gerapporteerd in MEET en COPERT III [III, IV]. De uiteindelijke emissiefactoren verschillen naargelang het kalenderjaar, brandstoftype, voertuigcategorie, leeftijd van het voertuig, emissienorm, wegtype, verkeerssituatie, en cilinderinhoud, grootteklasse of tonklasse. We onderscheiden vijf hoofdklassen van voertuigen: personenwagens (inclusief minibussen), lichte vrachtwagens (Light Duty Freight), bussen, zware vrachtwagens en gemotoriseerde tweewielers. Naast de klassieke brandstoffen (benzine, diesel en LPG (Liquefied Natural Gas)), bevatte TEMAT 2000 enkele alternatieve brandstoffen i.e.: CNG (compressed natural gas), elektrische, hybride, brandstof methanol, waterstof en biodiesel. TEMAT 2000 berekent de emissies voor CO (koolstofmonoxide), CO2 (koolstofdioxide), NOx (stikstofoxides), VOC (vluchtige organische stoffen), PM (particulate matter, deeltjes), SO2 (zwaveldioxide) en Pb (lood). Drie wegtypes worden onderscheiden: stedelijk, landelijk e,n autosnelweg. Verder is er een onderscheid tussen vloot en gestremd (druk) verkeer. Al deze parameters kunnen uitgebreid worden naargelang de noden.
TEMAT kan gebruikt worden voor het berekenen van jaarlijkse emissies door transport op regionale en nationale schaal. Het is tevens een databank die input en output gegevens op gedetailleerde of synthetische wijze kan weergeven. A.1.2 TEMAT 2004 In het kader van het SUSATRANS –project heeft VITO haar emissiemodel voor wegtransport uitgebreid, geactualiseerd en gevalideerd. Dit heeft geresulteerd in TEMAT 2004 met een tijdshorizon tot en met 2020 [V]. Uitbreiding van de voertuigenvloot: -
-
kleine diesel wagens (cc < 1,4 liter); herverdeling van de zware vrachtwagens over de verschillende gewichtsklassen. VITO heeft dit gedaan op basis van nationale verkeerstellingen en eigen verkeerstellingen [VI, VII]; bijstellingen inzake alternatieve motorbrandstoffen en –technologieën (cfr. tabel 12 en tabel 13 in het SUSATRANS eindrapport).
Nieuwe polluenten: -
broeikasgassen: methaan (CH4) en distikstofoxide of lachgas (N2O) [VIII]; PM voor niet-diesel voertuigen [IX, X, XI, V] ; afzonderlijke NMVOC (niet-methaan VOC) componenten voor benzine, diesel en LPG [VIII].
Actualisatie van voertuigenvloot: -
historische vloot van 2000 tot en met 2003 [XII]; de mogelijkheid om de introductie van alternatieve motorbrandstoffen (cfr. tabel 12 en tabel 13 in het SUSATRANS eindrapport).
Actualisatie van activiteitsgegevens: -
1990-2003 gegevens inzake totale activiteit en verdeling over de verschillende voertuigcategorieën [XIII]; afstemming van jaarkilometrages met de laatst beschikbare statistieken [XIV].
Bijstelling van emissiefuncties/factoren: -
NOx en PM klassieke brandstoffen[XV]; emissiefactoren voor alternatieve motorvoertuigen [V]; emissies tijdens de productie van brandstoffen [V].
A.2 Validatie Hier geven we weer hoe de validatie is gebeurd. Het was een tweeledige validatie: Afstemming van het aantal voertuigkilometers met FOD Mobiliteit en Verkeer; Toetsing van het verberekende verbruik aan de nationale verkoopscijfers We voerden een grondige validatie oefening uit voor België en verifieerde voor Vlaanderen. A.2.1 Voertuigkilometers In 2004 was er overleg eerst tussen VITO en het Vlaamse Gewest en vervolgens met de drie gewesten over de kwaliteit en de bruikbaarheid van de emissieresultaten uit TEMAT. Dit overleg heeft geresulteerd in de gemeenschappelijke beslissing om voor het aantal voertuigkilometers de cijfers van de FOD Mobiliteit en Verkeer over te nemen in het TEMAT-model. Figuur A-1 toont het verloop van het totaal aantal gereden voertuigkilometer in België zoals gerapporteerd door de FOD Mobiliteit (zie lijn) voor de jaren 1990 t.e.m. 2003. Tevens worden het aantal voertuigkilometers weergeven zoals gebruikt binnen het SUSATRANS project en aangeduid met BAU2004BE (zie “staven” in Figuur 1). De voertuigkilometers gebruikt door VITO in PODO I worden aangeduid met BAU2000BE (zie “vlakken” in Figuur 1).
Car HD Persons HD Persons
LD Persons Car Moto
LD Freight LD Freight FOD Mobiliteit
HD Freight HD Freight
2E+11
1E+11
Vlakken: BAU2000BE Staven: BAU2004BE
1E+11
Kilometer
1E+11
8E+10
6E+10
4E+10
2E+10
19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20
0E+00
Figuur A-1: evolutie van het totaal aantal gereden voertuigkilometer in België volgens verschillende bronnen
Figuur A-1 toont dat voor de historische jaren 1990-2003 de totale voertuigkilometers in SUSATRANS (TEMAT_BAU2004BE) overeenstemmen met de cijfers van de FOD
Mobiliteit [XIII]. Deze cijfers liggen lager dan de voertuigkilometers gebruikt in PODO I (TEMAT_BAU2000BE). A.2.2 Toetsing van het brandstofverbruik Figuur A-2 vergelijkt het berekend brandstofverbruik in het VITO “baseline” scenario (TEMAT_BAU2004BE, “staven” in Figuur A-2) met de officiële verkoopscijfers van de FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie(“vlakken” in Figuur 2). Vaststellingen uit Figuur A-2: - Het totale brandstofverbruik per jaar onder het VITO “baseline” scenario (TEMAT_ BAU2004BE) ligt gemiddeld gezien 2 à 3 % hoger dan deze van FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie; - TEMAT geeft lagere cijfers voor benzine, maar wel een min of meer constante verhouding; - TEMAT resulteert in opmerkelijk meer dieselverbruik; - Het verschil voor diesel tussen TEMAT en FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie wordt na 1999 kleiner en dit is nog meer uitgesproken voor 2003.
Benzine
Diesel
LPG
Aardgas
Benzine
Diesel
LPG
Afwijking 120%
400 000
350 000 100% 300 000 Vlakken: FOD Energie Staven: BAU2004BE
80%
TJ
250 000
60%
200 000
150 000 40% 100 000 20% 50 000
0%
19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20
0
Figuur A-2: vergelijking berekend brandstofverbruik door wegverkeer met de officiële verkoopscijfers [3] Deze bevindingen werden overgemaakt aan FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie (hier afgekort als FOD Energie). Die samen met VITO de verschillen als volgt te verklaren: - TEMAT meer diesel dan FOD Energie: tanken in Luxemburg en Nederland; - Afzwakking van het verschil vanaf 2000: Fapetro doet controles in verband met de kwaliteit van de brandstoffen aan de pomp. Sinds 1/9/2002 is Fapetro begonnen met controles aan pompen voor privé gebruik: oa. busmaatschappijen. Fapetro gaat die
-
controles nog uitbreiden en werkt aan een databank met deze privé gebruikers. In de toekomst zullen de cijfers van TEMAT en FOD Energie nog verder naar elkaar groeien; TEMAT minder benzine dan FOD Energie: voornamelijk tankers uit Noord Frankrijk en Nederland. Ook klein deel 'off road' (zoals grasmaaiers). Verder bevatten de cijfers van FOD Energie de verbruiken door militaire mobiele werktuigen.
Referentie Bijlage A I
De Keukeleere D., Cornu K., De Vlieger I. en Van Poppel M. (2001) Evaluatie reductiepotentieel van mogelijke aanvullende maatregelen rond milieuvriendelijke motorvoertuigen en –brandstoffen, Studie uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse Gemeenschap, AMINAL, Vito-rapport 2001/ETE/R/041, mei 2001.
II
De Vlieger I., Berloznik R., Colles A., Cornu K., Duerinck J., Mensink C., Van Aerschot W., Van Poppel M. and Verbeiren S., (2001) Measures in transport to reduce CO2 and tropospheric ozone. Final report 2001/IMS/R/139, under contract of the Belgian Science Policy.
III
EEA (2000) Copert III, Computer programme to calculate emission from road transport, methodology and emission factors (Version 2.1).
IV
MEET Methodology for calculating transport emissions and energy consumption, Transport research, Fourth Framework Programme, Strategic Research, DG VII, ISBN 92-828-6785-4, 1999.
V
De Vlieger et al. (2005) Sustainability assessment of technologies and modes in the transport sector in Belgium (SUSATRANS), in opdracht van Federaal Wetenschapsbeleid, Brussel.
VI
FOD Mobiliteit (2001) Algemene verkeerstellingen 2000, Nr. 18, Infrastructuur, Brussel.
VII
Cornelis E. and De Vlieger I. (2003) Segmentation of HDV – data from Belgium, Uncertainties, COST 346, Heidelberg, October 2003.
Ministerie van Verkeer en
VIII EEA (2000) Copert III, Computer programme to calculate emission from road transport, methodology and emission factors (Version 2.1). IX
Dorland C., Jansen H.M.A. (1997) ExternE Transport- the Netherlands “Dutch case studies on transport externalities”, IVM, Amsterdam December 1997.
X
http://www.mep.tno.nl/emissions (2001) CEPMEIP database particulate matter 1995, TNO-MEP, the Netherlands July 2001.
XI
Mamakos T. (2004) EU Particulates project, Characterisation of exhaust particulate emissions from road vehicles, Results of light Duty vehicles, Presentation on the COST-Transport conference, New developments in emission estimation from transport. Workshop on the results of COST 346 and associated FP5 projects ARTEMIS and PRTICULATES, Antwerp24th May 2004.
XII
DIV (2004) Belgisch voertuigenpark (zonder transitplaten), Directoraat Inschrijvingen Voertuigen, Brussel.
XIII FOD Mobiliteit (2004) Algemene verkeerstellingen, Ministerie van Verkeer en Infrastructuur, Brussel. XIV FOD Mobiliteit (2003) Opmeting van de jaarlijkse afgelegde kilometers 2002, Ministerie van Verkeer en Infrastructuur, Brussel. XV
INFRAS et al. (2004) Handbook emission factors for road transport; Version 2.1, Vienna 2004.
BIJLAGE B: VETESS Het emissiesimulatiemodel VeTESS werd ontwikkeld binnen het Europese project DECADE, binnen het 5e Kaderprogramma van de Europese Commissie. Project partners waren MIRA (UK), CLE (D), IDIADA (Sp) en VITO. Volgend overzicht is genomen uit een wetenschappelijke artikel (gepubliceerd door SAE) over het project.
B.1 Het VeTESS Model VeTESS berekent de emissies en het brandstofverbruik van een specifiek voertuig op een specifieke ‘ritcyclus’. De ritcyclus is een voorstelling van een route die door het voertuig gereden wordt. Het bevat gegevens over de snelheid van het voertuig (i.f.v. de tijd) en hellingsgraad over de complete afgelegde afstand. De ritcyclus kan opgenomen zijn uit een werkelijke rit, berekend via verkeersstroommodellen, of samengesteld zijn op basis van de kennis van typische snelheidsprofielen. VeTESS gebruikt relatief eenvoudige wiskundige berekeningen, met overbrengingsverhoudingen en typische rendementen om de belasting van de motor te berekenen op basis van de weerstanden uitgeoefend op het voertuig. De totale weerstand die het voertuig moet overwinnen, wordt berekend met de ‘bewegingsvergelijking’, namelijk: totale weerstand = acceleratieweerstand + hellingsweerstand + rolweerstand + luchtweerstand.
De verbrandingsmotor levert de kracht die nodig is om de bewegingsweerstand te overwinnen. Deze kracht wordt door de motor geleverd onder de vorm van een koppel, bij een bepaald toerental. De voertuigdrijflijn, die in volgende figuur wordt voorgesteld, bevat verscheidene componenten, die alle enig energieverlies kennen. De som van deze verliezen moet ook meegerekend worden wanneer teruggerekend wordt vanuit de kracht op de wielen tot de motor.
Figuur B-1: overzicht van een voertuigdrijflijn Regels voor het schakelgedrag (die door de gebruiker kunnen aangepast worden) worden binnen VeTESS gebruikt om de schakelpunten van het voertuig te bepalen. Het is belangrijk te weten dat deze schakelpunten in het model een benadering zijn van werkelijke schakelpunten (gezien in werkelijk verkeer de chauffeur niet altijd op dezelfde manier schakelt). Indien de gegevens voor handen zijn (bv. opgemeten), kan de gekozen versnelling ook in de data van de ritcyclus geïntegreerd worden. De vermogenvraag aan het vliegwiel van de motor dient als input voor de verscheidene emissiekenvelden die in het model voor die bepaalde motor aanwezig zijn, en daarmee
worden de emissies en het brandstofverbruik bij elke stap bepaald. De berekening in het model gebeurt stapsgewijze doorheen de ritcyclus. Typische tijdsstap is 1 seconde of lager. De volgende figuur toont een typische gebruikersinterface van VeTESS.
Figuur B-2: voorbeeld van VeTESS gebruikersinterface
B.2 Nauwkeurigheid van het model Een groot aantal metingen zijn uitgevoerd (op rollenbank en in reëel verkeer) om de laatste VeTESS versie 1.18b te valideren, en de nauwkeurigheid te bepalen van het simulatiemodel voor controlevoertuigen (waarvoor ook dynamische voertuigdata zijn opgemeten), en nietcontrolevoertuigen (waarvoor we enkel stationaire data hebben). B.3 Controlevoertuigen De volgende 3 voertuigen werden zeer uitgebreid bemeten, en worden daarom ‘controlevoertuigen’ genoemd. Emissiekenvelden (zowel stationaire als dynamische) werden op motortestbank opgemeten op de uitgebouwde motor. - Euro 4 benzinewagen (VW Polo 1.4 16V, zelfde platform als Skoda Fabia of Seat Ibiza), - Euro 3 middenklasse dieselwagen (Skoda Octavia 1.9TDi, 90pk, zelfde platform als VW Golf, Audi A3 en Seat Toledo), - Euro 2 lichte bestelwagen (Citroen Jumper 2.5D, zelfde platform als Peugeot Boxer en Fiat Ducato). VeTESS simulaties voor brandstofverbruik en CO2 emissies hebben een hoge nauwkeurigheid (globaal binnen de 5%) voor de 3 controlevoertuigtechnologieën. Het is wel belangrijk om het schakelgedrag zeer goed te benaderen. Tot 20% afwijkingen zijn genoteerd wanneer het gesimuleerde schakelgedrag duidelijk afweek van het werkelijke schakelgedrag. Windsnelheid en hellingsgraad zijn parameters die niet altijd bekend zijn, en ook deze kunnen een duidelijk effect hebben op het lokale brandstofverbruik en emissies. De introductie van correcties voor dynamische motorgedrag, verhoogt het brandstofverbruik met ongeveer 6% voor dieselwagens, vergeleken met 10% voor de benzinewagen.
VW Polo: VeTESS validation (real traffic) Fuel consumption
Simulated fuel consumption (l/100km)
15
10
5 Total Steady State maps only 0 0
5
10
15
Measured fuel consumption (l/100km)
Figuur B-3: gesimuleerd t.o.v. gemeten brandstofverbruik voor VW Polo benzinewagen (ook vergelijking tussen dynamische benadering t.o.v. stationaire benadering) Voor emissies verschillen de resultaten sterk, afhankelijk van de technologie. De beste resultaten worden behaald voor de dieselwagens. De simulatie van NOx en roetdeeltjes heeft in het algemeen een aanvaardbare nauwkeurigheid (tussen 10 en 20%). Specifieke controlestrategieën van de motor of bepaalde gebeurtenissen kunnen echter een belangrijke impact hebben op de werkelijke emissies op de weg (totaal wordt vaak bepaald door occasionele emissiepieken). De introductie van correcties voor dynamisch motorgedrag verhoogt de emissie van roetdeeltjes van dieselwagens met ongeveer 15%. Op NOx emissies van dieselwagens heeft het transiënt gedrag weinig invloed. De invloed van transiënte correcties op CO en HC emissies ligt tussen 20 en 200% voor de dieselwagens. Beide voertuigen waren uitgerust met een oxidatiekatalysator, wat resulteerde in extreem lage CO en HC emissies (<0.05 g/km)
Citroen Jumper: VeTESS validation (real traffic) emissions
Simulated emissions (g/km)
2,0
1,5
1,0
NOx 0,5
CO HC PM
0,0 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Measured emissions (g/km)
Figuur B-4: vergelijking tussen gesimuleerde en gemeten emissies in reëel verkeer voor een Citroen Jumper bestelwagen (diesel) B.4 Niet-controlevoertuigen Voor zware dieselvoertuigen (bussen en vrachtwagens) zonder uitlaatgasnabehandeling, geven simulaties gebaseerd op stationaire voertuigdata zeer aanvaardbare resultaten, in het bijzonder voor brandstofverbruik, CO2 en NOx emissies, waarvan geweten is dat ze minder gevoelig zijn voor dynamisch motorgedrag. De resultaten variëren voor CO en HC emissies, ten dele door de lage nauwkeurigheid van de beschikbare emissiekenvelden, ten dele door het ontbreken van transiënte data. De hoogste nauwkeurigheid is behaald wanneer de emissiekenvelden gemeten zijn op dezelfde motor als die in het voertuig aanwezig is. Dit wordt geïllustreerd in de volgende figuren voor een Van Hool stadsbus 160 kW DAF Euro 2 motor, waarvoor voldoende nauwkeurige emissiekenvelden beschikbaar waren. De meetresultaten en motordata voor dit voertuig zijn opgemeten in 1999 in het kader van een IEA-AMF project (Pelkmans et al., 2001).
Simulated fuel consumption (l/100km)
Bus VanHool A600: VeTESS validation (real traffic) fuel consumption 80
70
60
50
40
30 30
40
50
60
70
80
Measured fuel consumption (l/100km)
Figuur B-5: vergelijking tussen gesimuleerd en gemeten brandstofverbruik in reëel verkeer voor een Van Hool A600 diesel bus (DAF Euro 2 motor)
Bus Van Hool A600: VeTESS validation (real traffic) Emissions
Simulated emissions (g/km)
20
15
10
CO
5 NOx HC
0 0
5
10
15
20
Measured emissions (g/km)
Figuur B-6: vergelijking tussen gesimuleerde en gemeten emissies in reëel verkeer voor een Van Hool A600 diesel bus (DAF Euro 2 motor)
BIJLAGE C: FIGUREN UIT HET HANDBOOK FOR EMISSION FACTORS (HBEF, 2004) EN HET ONTWERP RAPPORT VAN COST 346. In deze bijlage geven we ter informatie de figuren weer die we gevonden hebben in het HBEF handboek en het draft rapport van de COST 346 actie.
C.1 HBEF (2004) In Figuur C-1 kan men een eventuele stijging van het verbruik afleiden bij een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h voor vrachtwagens. Runs met het HBEFmodel geven evenwel een daling in het verbruik.
1000
PRE EURO 1 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5
Fuel consumption
Driving resistancese & transmission losses
900 800
Engine map
700 250
Gearshift model
FC
150 100 50
1.0
600 [g/km]
200
500
1.0 0.8
0.8
0.6 0.4 Pe 0.2 /P_ 0.0 rate -0.2 d
400
0.6 0.4 0.2 0.0
rm no n_
Transient Correction Cold Start Tool
Engine load, fuel consumption, emissions
300 200 100 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Average cycle speed [km/h]
Figuur C-1: schema van het PHEM model(links) en gesimuleerde brandstofverbruik van “semi trailers 34-40 ton”, halfgeladen, weggradiënt 0% (rechts) In Figuur C-2 worden de emissiefactoren voor NOx en fijne deeltjes weergegeven in functie van de gemiddelde snelheid. Bij het evalueren van het effect van een snelheidsverlaging op de uitstoot, moet men naast de gemiddelde gereden snelheid ook rekening houden met de verkeerssituatie. Uit de figuur afleiden dat een snelheidsverlaging van 90 km/h naar 80 km/h leidt tot een stijging in uitstoot, is bijgevolg voorbarig.
90
40
3.0
PRE EURO 1 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5
NOx 35 30
2.5
2.0
[g/km]
25
[g/km]
PRE EURO 1 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5
PM
20
1.5
15
1.0 10
0.5
5
0
0.0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
10
20
Average cycle speed [km/h]
30
40
50
60
70
80
90
Average cycle speed [km/h]
Figuur C-2: gesimuleerde emissiefactoren voor NOx en fijne deeltjes voor een “semi trailers 34-40 ton”, 50 beladen, weggradiënt 0%
C.2 COST 346 Bij COST 346 heeft men met hetzelfde voertuigemissiemodel gewerkt als in het HBEF handboek. Dezelfde opmerkingen gelden hier dus: er kan uit de figuren niet zomaar afgeleid worden welk effect een snelheidverlaging voor zware voertuigen op autosnelwegen van 90 km/h naar 80 km/h zal hebben op het verbruik en de emissies.
Fuel consumption of a >34-40 t HDV (TT/AT)
Figuur C-3: Brandstofverbruik volgens het PHEM voertuigemissiemodel (Technische Universiteit Graz) voor een 34-40 ton vrachtwagen (Truck+Trailer/Articulated Truck), Euro 3 technoçlogie onder verschillende verkeerssituaties
35
PRE EURO 1 EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 EURO 5
NOx emissions 30
[g/km]
25 20 15 10 5 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
average cycle speed [km/h]
Figuur C-4: gesimuleerde NOx-emissiefactoren voor 34-40 ton vrachtwagens, 50% beladen,weggradiënt 0%
90
BIJLAGE D: ANTWOORDEN EXPERT GROUP MEETING ACEA In deze bijlage geven we u de originele antwoorden die de expert group meeting van ACEA formuleerde op onze vragen betreffende afstelling van motoren en drijflijnen van zware vrachtwagens.
Are the trucks (> 7.5 tons) i.e. their engines and transmissions laid out to have a best efficiency at a given speed e.g. 90 km/h? If so, has this also been the case for older trucks? What for new and upcoming models? Please give an indication of the speed, if relevant or possible per weight class. Long haul international and national transport is designed for best specific fuel consumption at speeds between 80 and 85 km/h. This is done by selecting the drive line for best sfc engine rpm in high gear. This has been, and will in the future be the case, since fuel is the second cost item after the driver's salary. However, manoeuvring capability has to be taken into account. Therefore, and also considering the fact that fuel cost is less of an issue, city trucks are more designed for specific city conditions like acceleration and manoeuvrebility. Is there a difference in tuning within Europe or is there only one setting for all European countries? Since in most countries the speed limit is the same, i.e. 80 km/h, there is no general difference in design for the various EU-countries. However, the customer chooses the specific driveline for his specific operation.
Is there a difference in tuning by the different engine brands? As stated above, the customer interest is the priority, and all brands have the same boundary conditions to specify their drivelines to the best interest of the customer.
What for trucks from 3.5 to 7.5 ton? As stated above, these trucks operate mostly in urban and city drving conditions. The average speed is much lower in these cases, and stop-and go traffic has a much bigger influence on fuel consumption than the driveline, which in these cases is designed for acceleration and manoeuvrebility.
