Hodnocení externích nákladů vyvolaných emisemi z dopravy
Jan MELICHAR Centrum pro otázky životního prostředí Univerzita Karlova v Praze
Karolinum 6. prosince, 2007
Zaměření prezentace I.
Základní východiska výpočtu externích nákladů vyvolaných emisemi do ovzduší II. Modelování lokálních dopadů na lidské zdraví – – –
odhady externích nákladů pro různé typy silničních vozidel pro Prahu a venkov externí náklady pro dopravní úsek Kotlářka a Zvonařka citlivost odhadů na výběr peněžních hodnot
III. Nastavení předpokladů pro výpočet externích nákladů vyvolaných emisemi do ovzduší z dopravy ⇒ nutný konsensus
Základní principy a východiska I.
Studie ExternE (European Commission, 1995, 1999, 2000 a 2003)
II.
Odhady dopadů/škod (např. zdravotní rizika), nikoliv tlaků (např. emise znečišťujících látek) –
WHO (2003) nebo AIRNET Work Group 2 report Katsouyanni, Hoek (2004)
III.
Přístup bottom-up přístup zahrnuje významné dráhy dopadů (impact pathway approach)
IV.
Definování vztahu mezi tlakem a dopadem (dose-response function)
V.
Hodnocení dopadů závisí na: – – – – – –
místě provozu technologie typu provozované technologie časovém období vymezení hranice palivového cyklu vymezení a upřednostňování dopadů struktuře preferencí dotčené populace (tržní ceny, netržní metody)
Dráhy fáze dopadů – emise do ovzduší EMISE & HLUK
ROZPTYL & CHEMICKÁ PŘEMĚNA
FYZICKÉ DOPADY NA RECEPTORY
PENĚŽNÍ OHODNOCENÍ
Hlavní charakteristiky IPA (analýza fáze drah dopadů)
I. Hodnocení dopadů je důležité hodnotit z prostorového hlediska: lokální, regionální, globální úroveň. II. Zohlednit dopady celého palivového cyklu (výroba a likvidace zařízení, těžba, doprava a zpracování paliva, provoz technologie …).
Možná struktura palivového cyklu v dopravě Doprava osob a materiálů
Zpracování paliva Doprava paliva
Provoz automobilu
Výroba energie Likvidace automobilu
Výstavba dopravní infrastruktury
Těžba paliva
Výroba automobilu
Vztah mezi IPA a současnou praxí LCA Reálný dopad pro každý krok cyklu (místně specifický) Cíl: ohodnotit celou matici IPA
Emise
Rozptyl
Palivový cyklus
Funkce „dávkaodpověď“
Ekonomické hodnocení
Těžba paliva Doprava paliva
▲
▲
▲
▲
Provoz technologie Infrastruktura Likvidace odpadů Analýza životního cyklu: součet sloupce emise potom ∑ x vynásobení indikátorem „potenciálního dopadu“
I. Příklad hodnocení externích nákladů
Silniční motorová vozidla - 14 modelových scénářů – – – –
Emisní faktory – – –
databáze emisních faktorů automobilů MEFA (Šebor et al., 2002) město 50 km/h, venkov 90 km/h 0% sklon vozovky
Uvažované lokality – –
osobní automobil, dodávka, nákladní automobil, autobus benzin, motorová nafta emisní úroveň EURO 2, EURO 3 urbální, rurální oblast
město uvažována Praha – konkrétně magistrála venkov – kraj Vysočina
Modelování externích nákladů – – – –
softwarový program RiskPoll 1.51 (Spadaro, 2004) hodinové chody meteorologických dat (teplota, rychlost a směr větru) – stanice AIM (ČHMÚ) modelování SO2, NOX, a PM10 hodnocené pouze škody na lidské zdraví a klima (CH4)
Zobrazení hustoty populace pro Prahu (grid 5 km × 5 km) Modelované místo
140000 120000 100000 80000 60000 40000
SV
20000
47.5
37.5
27.5
17.5
7.5
-2.5
-12.5
-22.5
-32.5
-47.5 -42.5
12.5
-2.5
-17.5
-32.5
JZ
27.5
42.5
0
Emisní charakteristiky analyzovaných typů vozidel g/km
OA Benzín EUR 2 -Urban
OA Benzín EUR 2 -Rural
OA Diesel EUR 2 - Rural
OA Diesel EUR 2 -Urban
NOX
0.2414
0.2645
0.5924
0.5574
SO2
0.0136
0.0112
0.0232
0.0225
PM10
0.0005
0.0014
0.0672
0.0774
CH4
0.0265
0.0314
0.0012
0.0016
OA Benzín EUR 3 -Urban
OA Diesel EUR 3 -Urban
OA Benzín EUR 3 -Rural
OA Diesel EUR 3 - Rural
NOX
0.1021
0.1021
0.134
0.3495
SO2
0.0135
0.022
0.011
0.0226
PM10
0.0005
0.042
0.0014
0.0324
CH4
0.0175
0
0.0226
0
HDV Diesel EUR 2 -Urban
HDV Diesel EUR 2 Rural
LDV Diesel EUR 2 Urban
LDV Diesel EUR 2 Rural
NOX
14.7312
18.1644
1.974
2.1623
SO2
0.0844
0.1085
0.0392
0.0423
PM10
0.4505
0.3969
0.1208
0.1692
CH4
0.0679
0.0445
0.0074
0.0058
PC – osobní automobil; HDV – nákladní automobil; LDV – dodávka
Zdroj: (Šebor et al., 2002)
Externí náklady dopravy v České republice v Kč/km (2000) Dopady na zdraví Osobní vozidlo
Min
Střed
Max
GHG
Celkem
URBAN - Benzin EURO 3
0.22
0.46
0.94
0.09
0.55
RURAL - Benzin EURO 3
0.02
0.05
0.09
0.07
0.11
URBAN - Nafta EURO 3
0.48
0.98
2.02
0.11
1.09
RURAL - Nafta EURO 3
0.07
0.14
0.28
0.08
0.22
URBAN - Benzin EURO 2
0.52
1.07
2.14
0.11
1.18
RURAL - Benzin EURO 2
0.04
0.08
0.17
0.08
0.16
URBAN - Nafta EURO 2
1.60
3.30
6.59
0.13
3.42
RURAL - Nafta EURO 2
0.08
0.16
0.32
0.09
0.25
LDV
Min
Střed
Max
URBAN - Nafta EURO 2
4.63
9.51
19.02
0.17
9.68
RURAL - Nafta EURO 2
0.38
0.78
1.56
0.11
0.89
HDV
Min
Střed
Max
URBAN - Nafta EURO 2
31.10
63.88
127.75
0.39
64.27
RURAL - Nafta EURO 2
2.72
3.72
7.39
0.55
4.27
BUS
Min
Střed
Max
URBAN - Nafta EURO 2
22.85
46.93
93.87
0.38
47.31
RURAL - Nafta EURO 2
1.67
3.43
6.81
0.52
3.95
Externí náklady u vybraných kategorií osobních automobilů v Kč/km (2000) 4.00 3.42 3.50 3.00 Kč/km
2.50 2.00
GHG Morbidita
1.50
Mortalita
1.00
1.18
1.09 0.55
0.50
0.25
0.22 0.11
0.16
0.00 Urban benzin euro3
Rural benzin euro3
Urban nafta euro3
Rural nafta euro3
Urban benzin euro2
Rural benzin euro2
Urban nafta euro2
Rural nafta euro2
Externí náklady u vybraných kategorií LDV, HDV a BUS v Kč/km (2000)
70.00
64.27
60.00 47.31 Kč/km
50.00 40.00
GHG
30.00
Morbidita Mortalita
20.00 9.68 10.00 0.89
4.27
3.95
0.00 LDV urban LDV rural HDV urban HDV rural BUS urban BUS rural nafta euro2 nafta euro2 nafta euro2 nafta euro2 nafta euro2 nafta euro2
Komentář k odhadnutým externím nákladům
Významné dopady na lidské zdraví – –
Dopad skleníkových plynů (1 – 60 %) – – –
závisí na typu vozidla a výběru oblasti HDV urban (euro 2) - OA rural (euro 3) značný rozptyl v hodnotě dopadů 1t/CO2 9 - 50 € za 1/t CO2, centrální hodnota 19 € za 1/t CO2
Zanedbané dopady – –
nemocnost až 40 % úmrtnost až 60 %
zemědělská produkce, ekosystémy, budovy a materiály a dopady ze zvýšené hladiny hluku totéž platí pro „up-stream“ a down-stream procesy
BUS urban (25 osob) – 1.90 Kč na osobokilometr
II. Příklad externích nákladů pro dopravní úseky Kotlářská a Zvonařka
NO2, benzen a benzo(a)pyren Modelování rozptylu emisí v softwarovém prostředí Symos Modelovaná oblast 20x20 m2 – referenční body –
Kotlářská (200), Zvonařka (540)
Lokalita
IAD
LDV
HDV
Kotlářská
97%
2,5%
0,5%
Zvonařka
89,5%
4,5%
6%
Dopravní úsek Kotlářská
Zdroj: CDV
Imisní koncentrace NO2 na případovém území Kotlářská (roční ug/m3)
Priority v kvantifikaci dopadů na lidské zdraví
NO2 ⇒ akutní mortalita a hospitalizace na respirační onemocnění odpověď benzen a B(a)P ⇒ riziko rakoviny Nelineární funkce Lineární fce. Fce. s prahem Funkce s hnojivým efektem
Škodlivina Nitráty Nitráty Nitráty Nitráty
Projev
Receptor
úmrtnost YOLL*** celá populace chronická bronchitida celá populace dny s omezenou aktivitou celá populace hospitalizace na respirační celá populace onemocnění Nitráty chronický kašel děti Nitráty zástava srdce nad 65 let Nitráty kašel astmatici dospělý Nitráty užití bronchodilátoru astmatici dospělý Nitráty dýchací obtíže astmatici dospělý Nitráty kašel astmatici děti Nitráty užití bronchodilátoru astmatici děti Nitráty dýchací obtíže astmatici děti SO2 úmrtnost YOLL*** celá populace SO2 hospitalizace na respirační celá populace onemocnění * Sklon funkce expozice-odpověď [případ/(rok.osoba.ug/m3)] **vyjádření monetární hodnoty [€/případ] ***YOLL - ztráta roku života
Citace
expozice
Funkce dávka odpověď*
Druh dopadu
Pope (2002) Abbey (1995) Ostro (1987) Dab (1996)
1,45E-04 1,96E-05 9,89E-03 1,04E-06
chronická úmrtnost nemocnost nemocnost nemocnost
Hodnota na jednotku** 50000 169300 110 4320
Dockery (1989) Schwartz/Morris (1995) Dusseldorp (1995) Dusseldorp (1995) Dusseldorp (1995) Pope/Dockery (1992) Roemer (1993) Roemer (1993) Anderson/Toulomi (1996) Ponce de Leon (1996)
2,07E-04 1,30E-06 4,69E-03 2,28E-03 8,48E-04 9,34E-04 2,71E-04 3,60E-04 5,34E-06 2,40E-06
nemocnost nemocnost nemocnost nemocnost nemocnost nemocnost nemocnost nemocnost akutní úmrtnost nemocnost
240 3260 45 40 8 45 40 8 75000 4320
Externí náklady pro dopravní úsek Kotlářská a Zvonařka podle druhu škodlivin (v Kč) Dopady NO2 - akutní mortalita NO2 - hospitalizace na respirační onemocnění benzen - rakovina B(a)P - rakovina Celkem
Kotlářská 2 634 131 1 775 1 175 5 715
Zvonařka 12 714 632 3 313 11 278 27 936
Externí náklady pro dopravní úsek Kotlářská a Zvonařka podle druhu dopravy (v Kč)
Lokalita Kotlářská Zvonařka Celkem
IAD 5 544 25 003 30 547
LDV 143 1 257 1 400
HDV 29 1 676 1 705
III. Monetární hodnoty použité pro ekonomické ocenění dopadů Hodnoty pro ČR €2000 ExternE
€2000 ČR **
3 260
-
1 043
169 330
-
54 186
45
11
14
Dny s omezenou aktivitou
110
54
35
Použití bronchodilatátoru
40
-
13
Kašel
45
11
14
8
-
3
75
-
-
240
-
77
16 730
-
-
4 320
360
1 382
45
11
14
Akutní YOLL* (3% diskontní míra)
75 000
41 250
24 000
Chronická YOLL* (3% diskontní míra)
50 000
27 500
16 000
Dopady na lidské zdraví
Infarkt Chronická bronchitida Dny s mírně omezenou aktivitou
Onemocnění dolních cest dýchacích Astmatický záchvat Chronický kašel Hospitalizace s mozkovou příhodou Hospitalizace pro nemoci dýchací soustavy Dny s příznaky
€2000 přes paritu HDP
*YOLL - dopady na mortalitu vychází z přístupu roku ztraceného života "years of life lost„ **Oceňování nemocnosti - náklady na léčení nemoci, ztráta výdělku (COI) a nepohodlí (CVM)
Porovnání odhadů morbidity (28% část odhadů morbidity) podle hodnot ExternE, hodnot z ČR a směnného kurzu pro osobní automobily, v Kč/km (2000) 0.4 0.35
Kč/km
0.3
ExternE morbidita ČR morbidita
0.25
Směn. kurz morbidita
0.2 0.15 0.1 0.05 0 Urban benzin euro3
Rural benzin euro3
Urban nafta euro3
Rural nafta euro3
Urban benzin euro2
Rural benzin euro2
Urban nafta euro2
Rural nafta euro2
Porovnání odhadů mortality podle hodnot ExternE, hodnoty pro ČR a směnného kurzu pro HDV a BUS, v Kč/km (2000)
70.00 60.00 ExternE celkem
Kč/km
50.00
ExternE mortalita
40.00
ČR mortalita Směn. kurz mortalita
30.00 20.00 10.00 0.00 HDV urban nafta euro2
HDV rural nafta euro2
BUS urban nafta euro2
BUS rural nafta euro2
Stručný komentář k citlivostní analýze monetárních hodnot
České odhady – –
nemocnost 44 % ExternE hodnot úmrtnost 55 % ExternE hodnot
Poměr HDP ČR k EU-15 vyjádřeného pomocí směnného kurzu –
32 % ExternE hodnot
Diskuse výsledků
Jaký bude konsensus týmu pro modul DC002?
Výsledky jsou vysoce citlivé na použitá data a modely
–
vymezení hodnocené změny (∆ dopravního proudu o jednotku, dopravní tok vozidel)
–
emisní faktory vozidel
–
typu prostředí (městské vs. venkovské)
–
druhu použitého rozptylového modelu na lokální či regionální dopad
–
přenos D-R funkcí
–
přenos monetárních hodnot
Výsledky nejsou úplné –
nejsou zahrnuty další fáze životního cyklu (přeprava paliva …)
–
další typy receptorů (ekosytémy, budovy a materiály …)
–
a také další druhy emisí (těžké kovy, CO …)
Děkujeme za pozornost Jan Melichar
[email protected] Centrum pro otázky životního prostředí http://cozp.cuni.cz
Tento příspěvek byl vytvořen díky grantu MDČR VaV TranExt CG712-111-520 „Kvantifikace externích nákladů dopravy v podmínkách České republiky“. Za tuto podporu děkujeme!
