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 Těžba paliva Výroba energie Zpracování paliva Doprava osob a materiálů Doprava paliva Výroba automobilu Provoz automobilu infrastruktury Výstavba dopravní Likvidace automobilu
Vztah mezi IPA a současnou praxí LCA Reálný dopad pro každý krok cyklu (místně specifický) Cíl: ohodnotit celou matici Palivový cyklus IPA Emise Rozptyl 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 osobní automobil, dodávka, nákladní automobil, autobus benzin, motorová nafta emisní úroveň EURO 2, EURO 3 urbální, rurální oblast Emisní faktory databáze emisních faktorů automobilů MEFA (Šebor et al., 2002) město 50 km/h, venkov 90 km/h 0% sklon vozovky Uvažované lokality 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 SO 2, NO X, a PM 10 hodnocené pouze škody na lidské zdraví a klima (CH 4 )
Zobrazení hustoty populace pro Prahu (grid 5 km 5 km) Modelované místo 140000 120000 100000 80000 60000 40000 SV 20000 0-32.5-47.5-42.5-32.5-17.5-22.5-12.5-2.5-2.5 12.5 7.5 27.5 17.5 27.5 42.5 37.5 47.5 JZ
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 NO X 0.2414 0.2645 0.5924 0.5574 SO 2 0.0136 0.0112 0.0232 0.0225 PM 10 0.0005 0.0014 0.0672 0.0774 CH 4 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 NO X 0.1021 0.1021 0.134 0.3495 SO 2 0.0135 0.022 0.011 0.0226 PM 10 0.0005 0.042 0.0014 0.0324 CH 4 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 NO X 14.7312 18.1644 1.974 2.1623 SO 2 0.0844 0.1085 0.0392 0.0423 PM 10 0.4505 0.3969 0.1208 0.1692 CH 4 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 3.50 3.42 3.00 Kč/km 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.55 0.11 1.09 0.22 1.18 0.16 0.25 GHG Morbidita Mortalita 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 60.00 50.00 64.27 47.31 Kč/km 40.00 30.00 GHG Morbidita Mortalita 20.00 10.00 9.68 0.89 4.27 3.95 0.00 LDV urban nafta euro2 LDV rural nafta euro2 HDV urban nafta euro2 HDV rural nafta euro2 BUS urban nafta euro2 BUS rural nafta euro2
Komentář k odhadnutým externím nákladům Významné dopady na lidské zdraví nemocnost až 40 % úmrtnost až 60 % 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/CO 2 9-50 za 1/t CO 2, centrální hodnota 19 za 1/t CO 2 Zanedbané dopady 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 NO 2, 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 NO 2 na případovém území Kotlářská (roční ug/m 3 )
Priority v kvantifikaci dopadů na lidské zdraví NO 2 akutní mortalita a hospitalizace na respirační onemocnění benzen a B(a)P riziko rakoviny odpověď Nelineární funkce Lineární fce. Fce. s prahem Funkce s hnojivým efektem expozice Škodlivina Projev Receptor Citace Funkce dávka odpověď* Druh dopadu Hodnota na jednotku** Nitráty úmrtnost YOLL*** celá populace Pope (2002) 1,45E-04 chronická úmrtnost 50000 Nitráty chronická bronchitida celá populace Abbey (1995) 1,96E-05 nemocnost 169300 Nitráty dny s omezenou aktivitou celá populace Ostro (1987) 9,89E-03 nemocnost 110 Nitráty hospitalizace na respirační celá populace Dab (1996) 1,04E-06 nemocnost 4320 onemocnění Nitráty chronický kašel děti Dockery (1989) 2,07E-04 nemocnost 240 Nitráty zástava srdce nad 65 let Schwartz/Morris (1995) 1,30E-06 nemocnost 3260 Nitráty kašel astmatici dospělý Dusseldorp (1995) 4,69E-03 nemocnost 45 Nitráty užití bronchodilátoru astmatici dospělý Dusseldorp (1995) 2,28E-03 nemocnost 40 Nitráty dýchací obtíže astmatici dospělý Dusseldorp (1995) 8,48E-04 nemocnost 8 Nitráty kašel astmatici děti Pope/Dockery (1992) 9,34E-04 nemocnost 45 Nitráty užití bronchodilátoru astmatici děti Roemer (1993) 2,71E-04 nemocnost 40 Nitráty dýchací obtíže astmatici děti Roemer (1993) 3,60E-04 nemocnost 8 SO2 úmrtnost YOLL*** celá populace Anderson/Toulomi (1996) 5,34E-06 akutní úmrtnost 75000 SO2 hospitalizace na respirační celá populace Ponce de Leon (1996) 2,40E-06 nemocnost 4320 onemocnění * Sklon funkce expozice-odpověď [případ/(rok.osoba.ug/m3)] **vyjádření monetární hodnoty [ /případ] ***YOLL - ztráta roku života
Externí náklady pro dopravní úsek Kotlářská a Zvonařka podle druhu škodlivin (v Kč) Dopady Kotlářská Zvonařka NO 2 - akutní mortalita 2 634 12 714 NO 2 - hospitalizace na respirační onemocnění 131 632 benzen - rakovina 1 775 3 313 B(a)P - rakovina 1 175 11 278 Celkem 5 715 27 936 Externí náklady pro dopravní úsek Kotlářská a Zvonařka podle druhu dopravy (v Kč) Lokalita IAD LDV HDV Kotlářská 5 544 143 29 Zvonařka 25 003 1 257 1 676 Celkem 30 547 1 400 1 705
III. Monetární hodnoty použité pro ekonomické ocenění dopadů Dopady na lidské zdraví Infarkt Chronická bronchitida Dny s mírně omezenou aktivitou Dny s omezenou aktivitou Použití bronchodilatátoru Kašel Onemocnění dolních cest dýchacích Astmatický záchvat Chronický kašel Hospitalizace s mozkovou příhodou Hospitalizace pro nemoci dýchací soustavy Dny s příznaky Akutní YOLL* (3% diskontní míra) Chronická YOLL* (3% diskontní míra) 2000 ExternE 3 260 169 330 45 110 40 45 8 75 240 16 730 4 320 45 75 000 50 000 Hodnoty pro ČR 2000 ČR ** - - 11 54-11 - - - - 360 11 41 250 27 500 2000 přes paritu HDP 1 043 54 186 14 35 13 14 3-77 - 1 382 14 24 000 16 000 *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 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 ExternE morbidita ČR morbidita Směn. kurz morbidita 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 pročr a směnného kurzu pro HDV a BUS, v Kč/km (2000) 70.00 Kč/km 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 ExternE celkem ExternE mortalita ČR mortalita Směn. kurz mortalita 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 jan.melichar@czp.cuni.cz 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!