arbetsmaskiner inventering av utsläpp, teknikstatus och ... · 3 förord från miljösynpunkt...

ArbetsmaskinerInventering av utsläpp,

teknikstatus och prognos

RAPPORT 5728 • SEPTEMBER 2007

Arbetsmaskiner

Inventering av utsläpp, teknikstatus och prognos

NATURVÅRDSVERKET

NATURVÅRDSVERKET Arbetsmaskiner Rapport 5728

Beställningar Ordertel: 08-505 933 40 Orderfax: 08-505 933 99

E-post: [email protected] Postadress: CM-Gruppen, Box 110 93, 161 11 Bromma

Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln

Naturvårdsverket Tel 08-698 10 00, fax 08-20 29 25 E-post: [email protected]

Postadress: Naturvårdsverket, SE-106 48 Stockholm Internet: www.naturvardsverket.se

ISBN 91-620-5728-6.pdf

ISSN 0282-7298

© Naturvårdsverket 2007

Digital publikation Omslagsfoto: Larsolov Olsson, NV

3

Förord Från miljösynpunkt omfattar arbetsmaskinerna en brokig samling rörliga utsläpps-källor. Det finns maskiner med sinsemellan ytterst olika utsläppskaraktäristik som beror både på mycket olikartad användning och på motorernas utsläppsprestanda. Det är bl.a. det skälet som gör det särskilt problematiskt att uppskatta utsläppen. En serie arbeten har successivt förbättrat kunskapen om maskinerna och säkerheten i beräkningarna. Rapporten innehåller två studier som bidrar verksamt till att ytterligare förbättra kunskapsläget. Ny grundläggande information hjälper oss att noggrannare bedöma vissa viktiga maskingruppers utsläpp. Tillsammans bidrar materialet till att genom-lysa hela segmentet arbetsmaskiner.

Tyngre dieseldrivna arbetsmaskiner har studerats av Christian Wetterberg och Roger Magnusson vid Svensk Maskinprovning AB, Magnus Lindgren vid Sveriges Lantbruksuniversitet samt Stefan Åström vid IVL Svenska miljöinstitutet AB. Lättare och i huvudsak bensindrivna arbetsredskap har studerats av Erik Fridell, Stefan Åström och Mohammed Belhaj, IVL Svenska miljöinstitutet AB. Författar-na ansvarar för innehållet i rapporten. Ansvarig handläggare på Naturvårdsverket har varit Larsolov Olsson, enheten för transporter och energi, som också har skrivit den kommenterande summeringen. Stockholm i september 2007 Naturvårdsverket


4

Innehåll FÖRORD 3

EN SUMMERING AV DE TVÅ DELRAPPORTERNA 7

AN OVERALL NOTE IN ENGLISH 11

DEL 1: Utsläpp från större dieseldrivna arbetsmaskiner

SAMMANFATTNING 17

1 BAKGRUND 19

2 SYFTE 21

3 NULÄGE: INVENTERING AV ARBETSMASKINER OCH UTSLÄPP FRÅN DESSA 23

3.1 Metod 23 3.1.1 Utgångsvärden för emissions- och bränslefaktorer 24 3.1.2 Korrigering av emissions- och bränslefaktorer 25 3.1.3 Beräkningsmodell 25 3.1.4 Besiktningsstatistik 27

3.2 Resultat och diskussion 29 3.2.1 Försäljningsstatistik 29 3.2.2 Antal maskiner 31 3.2.3 Drifttid 38 3.2.4 Motoreffekt 40 3.2.5 Belastningsfaktor 43 3.2.6 Totala emissioner och bränsleförbrukning 44 3.2.7 Kommentarer till resultaten 51

4 FRAMTIDA UTVECKLING: PROGNOSER, ÅTGÄRDER OCH STYRMEDEL 53

4.1 Emissionskrav 53 4.2 Utsläppsprognoser för 2010 och 2020 57 4.3 Nationella krav- och bonussystem 60 4.4 Teknikutveckling och efterbehandling 62 4.5 Alternativa drivmedel 67 4.6 Analys av olika styrmedel/åtgärder 76

REFERENSER 82


5

BILAGA A 88

BILAGA B 90

BILAGA C 92

BILAGA D 94

BILAGA E 96

Del 2: Utsläpp från små arbetsmaskiner 101

FÖRFATTARNAS FÖRORD 103

SAMMANFATTNING 105

1 BAKGRUND 107

2 SYFTE 108

3 METOD FÖR INVENTERING OCH EMISSIONER 109 3.1 Inventering 109 3.2 Modell för beräkning av emissioner 109 3.3 Emissionsfaktorer 109 3.4 Allokering 109

4 EMISSIONER OCH BRÄNSLEFÖRBRUKNING IDAG 110 4.1 Maskintyper 110 4.2 Antal och körmönster 111 4.3 Emissionsfaktorer 113 4.4 Beräknade emissioner 115

5 REGELVERK 117 5.1 EU 117 5.2 USA 119

6 TEKNIKUTVECKLING 121

7 SCENARIER 123

8 STYRMEDEL 127 8.1 Arbetsmaskiner med effekt under 37 kW 129 8.2 Sammanfattande kvalitativ bedömning 132

9 DISKUSSION 134


6

9.1 Nuläget 134 9.2 Framtida emissioner 134 9.3 Teknik- och bränsleutveckling 134 9.4 Regler 135 9.5 Åtgärder 136 9.6 Samlad bedömning 136

10 FRAMTIDA STUDIER 137

REFERENSER 139

BILAGA 1. DIVERSE TABELLER 140


7

En summering

Utsläppen De två rapporterna i denna volym innehåller uppdaterade beräkningar av utsläpp av föroreningar och klimatpåverkande gaser. Beräkningsåret är 2006. Tillsammans släpper arbetsmaskiner och arbetsredskap ut 27 tusen ton kväveoxider per år. Det är ungefär 15 % av totala utsläppen. Se tabell N1. Utsläppen väntas minska dras-tiskt till 2020, tack vara de beslutade kravskärpningarna. 3.4 miljoner ton koldioxid motsvarar ca. 5 % av totala utsläppen.

Tabell N1 Summa utsläpp från arbetsmaskiner och arbetsredskap enligt de två rapporterna (kton/år). Nuläge resp. prognos.

Förorening enhet 2006 2010 2020

Koldioxid CO2 mton 3,4 3,4 3,2 Kväveoxider NOx kton 27,0 22,2 11,0 Partiklar kton 1,9 1,6 0,72 Kolväten HC kton 43,2 35,7 8,0

Prognosen visar relativt stor minskning av utsläppen av föroreningar till 2020. Det är mycket effektiv avgasrening på större dieseldrivna maskiner som väntas ge ett sådant genomslag.

De två grupperna maskiner, som ägnas var sin del i denna volym, karaktäriseras inte bara av skilda motorprinciper, utan också att de är stora respektive små, och samtidigt används yrkesmässigt resp. privat. Figuren beskriver skillnaderna på ett annat sätt. De stora står för de mesta av bränsleförbrukning och kväveoxider, me-dan de mindre släpper ut övervägande delen av kolväten. Detta är situationen 2006. Med prognosen ökar andelen utsläpp från de mindre maskinerna till 2020.


8

Figur N1 Andelen utsläpp från stora resp. små arbetsmaskiner 2006.

Åtgärder Prognosen tar med effekten av beslutade åtgärder, i huvudsak beslutade avgaskrav. Flera ytterligare åtgärder kan övervägas, som avgaskrav också på de maskiner som inte omfattas av sådana. Avgasrening också på snöskotrar och mindre dieseldrivna traktorer skulle minska utsläppen ytterligare. Dessutom skulle man vinna på att påskynda användningen av den bättre avgasreningen.

Två kommentarer Sektorerna En fördelning av maskinerna och utsläppen har gjorts per näringsgren. Då har följts hur man gör i rapporteringen av utsläppen under konventionerna om långväga transporterade luftföroreningar resp. om klimatpåverkan.

0%

50%

100%

CO2 NOx HC

Stora

Små


9

Tabell N2 Fördelning av emissionerna på ekonomiska sektorer, kväveoxider. NOx i kton/år, år 2006 Sektorer NFR/CRF1

Stora Små Ʃ %

Industrin inkl. bygg 1.A.2.f 12,0 0,20 12 45 Övrig transport 1.A.3.e 1,5 1,7 3,2 12 Hushåll 1.A.4.b 1,0 0,78 1,8 6,5 Jordbruk 1.A.4.C. i 5,9 1,2 7,1 26 Skogsbruk 1.A.4.c. ii 3,1 0,02 3,1 11 Summan 23 3,9 27,4 100 Källan 1 NRF-koder (enligt rapporteringssystem inom FN:s ekonomiska kommission för Europa, Konvention för långväga transporterade luftföroreningar) resp. CRF-koder (motsvarande inom FN:s konvention om klimatpåverkan), se t.ex. Air Pollution Document No. 15, 2003.

Fördelning av de beräknade utsläppen per maskintyp på sektorer enligt tabellen kan dock mycket väl metodmässigt avvika mellan olika beräkningstillfällen. Jämförelse med tidigare rapporter Det finns skillnader mellan olika beräkningar av de sammanlagda emissionerna från arbetsmaskinerna. Den som närmast föregick den nya genomgången gjordes 2004 (Flodström 2004). Flera genomgångar har byggt på den sedan dess, som ex-empel de i tabellen.

Tabell N3 NOx från arbetsmaskiner, olika resultat vid olika uppdateringar, tusen ton per år. Studie kton för år

Flodström 20041 53 2002 Underlagen till NEC 2010 från NV2 39 2010 De nya rapporterna 27 2006 Källorna 1 Flodström, E., Sjödin, Å., Gustavsson, T., ”Uppdatering av utsläpp till luft från arbetsfordon och arbetsredskap för Sveriges internationella rapportering”, SMED Nr 2, 2004. 2 Naturvårdsverket, ”Redovisning av uppdrag 1 i Naturvårdsverkets regleringsbrev för 2006” dnr 110-365-06 Ht, här kallat ”NEC-rapporten”, se bilaga 4 ”Konsekvensanalys NOX-åtgärder och styrmedel för arbetsmaskiner”.

I de rapporter som är aktuella nu har alltså arbetsmaskinernas utsläpp minskats högst betydligt jämfört med tidigare beräkningar. Allt förklaras inte med att det är ett nytt basår, 2006 jämfört med Flodströms 2002. NEC-rapporten bygger primärt på Flodström, anpassat till 2010. Även andra utsläpp än NOx berörs av de nya be-räkningarna.

Huvudskälen till skillnader i beräkningsresultat mellan de tre senaste sammanställ-ningarna är flera: • beräkningssätt uppifrån- och ner eller nerifrån- och upp: de nya rappor-

terna samt Flodström bygger på beräkning av enskilda maskiners enskil-da utsläpp, med så mycket hänsyn till den enskilda maskintypens särart


10

som är känt; andra underlag har byggt på översiktliga beräkningar, t.ex. genom uppskattning av totala bränsleförbrukningen och schablonmässiga emissionsfaktorer;

• antalet; hur många maskiner det finns är osäkert; den nya genomgången har tagit hjälp av hittills oanvänt underlag; där finns alltså skillnader mot Flodström;

• arbetet; kunskapen är långtifrån komplett om hur många maskiner det finns men ny information har uppdaterat data; återigen skillnad mot Flodström;

• ålderskurvan: uppdaterat underlag har förskjutit användningsfrekvensen mot nyare maskiner; även här har underlaget kompletterats;

• stora respektive små: beräkningsförutsättningarna växlar mellan olika maskingrupper, inte minst mellan små bensindrivna resp. större diesel-drivna maskiner, d.v.s. de två rapporterna i denna volym, åtminstone till en del för att de förra är mest privata och de senare används i huvudsak i yrkesutövning.

De nya beräkningarna och Flodström är relativt grundliga. Skillnaden mellan dessa båda är dock stor och vittnar om osäkerheten i bedömningarna, även om naturligt-vis de nya rapporterna bedömer läget på ett bättre sätt, både för dagssituationen och för prognosläget 2020.


11

An Overall Note in English

Emissions The two reports presented in this volume contain updated calculations of the emis-sion of pollutants and gases that have an impact on the climate. The calculations are for the year 2006. The total emission of nitrogen oxides from non-road mobile machinery and equipment was 27,000 tonnes. This is approximately 15% of the total emission in Sweden (Table NE1). It is expected that the emission will de-crease dramatically between now and 2020, as a result of the increased stringency in requirements that has been established. Emission of carbon dioxide was 3.4 million tonnes, corresponding to 5% of Sweden’s total emission.

Table NE1 Total emissions from non-road mobile machinery and equipment as specified by the two reports. The table gives the current value and some forecasts.

Pollutant Units 2006 2010 2020

Carbon dioxide CO2 million tonnes 3.4 3.4 3.2 Nitrogen oxides NOx thousand tonnes 27.0 22.2 11.0 Particles thousand tonnes 1.9 1.6 0.72 Hydrocarbons HC thousand tonnes 43.2 35.7 8.0

The forecast shows a relatively large reduction of the emission of pollutants be-tween now and 2020. The main factor that is expected to have this large effect is extremely efficient exhaust emission control to be phased in on diesel engines for new machinery equipment.

Two groups of machinery type are discussed in the two sections of this volume. The groups are distinguished not only by different engine technologies, but also by size (large or small), and in that they are used for professional purposes or for pri-vate purposes. The figure below describes the differences in another manner. Large machinery is responsible for most of the fuel consumption and nitrogen oxides, while the small machinery is responsible for most of the emission of hydrocarbons. This is the situation in 2006. The fraction of emissions for which small machinery is responsible increases in the forecast until 2020.


12

Figure NE1 Fraction of emissions from large and small non-road mobile machinery, in the year 2006.

Measures Taken The forecast takes into account the effects of measures that have been approved, mainly exhaust requirements. Several additional measures may be considered, such as exhaust requirements on machinery that is currently exempt from such. Exhaust cleaning on snowmobiles and small diesel-powered tractors would further reduce emission. In addition, gains would be made in the accelerated use of the improved exhaust cleaning systems.

Two Comments The Sectors The machinery and the emission levels have been classified according to industry. The system has been followed here that is used for reporting emissions under the convention concerning transboundary air pollutants and the convention concerning impact on the climate.

0%

50%

100%

CO2 NOx HC

Large

Small


13

Table NE2 Distribution of emissions according to economic sector, nitrogen oxides. NOx (thousand tonnes per year, 2006) Sector NFR/CRF1 Large Small Ʃ %

Industry including construction 1.A.2.f 12.0 0.20 12 45 Transport - other 1.A.3.e 1.5 1.7 3.2 12 Residential 1.A.4.b 1.0 0.78 1.8 6.5 Agriculture 1.A.4.C. i 5.9 1.2 7.1 26 Forestry 1.A.4.c. ii 3.1 0.02 3.1 11 Sum 23 3.9 27.4 100 Source 1 NRF-codes (reporting system within the UN Economic Commission for Europe: Convention for Long-range Transboundary Air Pollution) and CRF-codes (the same within the UN Convention on Climate Change), see, for example, the Air Pollution Document No. 15, 2003.

The distribution of the calculated emissions according to machinery type in these sectors, however, may very well deviate with respect to the methods used on the different calculation occasions.

Comparison with Previous Reports Calculations of the total emissions from non-road mobile machinery differ. The most recent study before the present study was carried out in 2004 (Flodström 2004), and several summaries have subsequently been based on this study. Exam-ples are given in the table.

Table NE3 NOx from non-road mobile machinery, different results obtained at various updates, thousands of tonnes per year.

Study thousand tonnes

for year

Flodström 20041 53 2002 Documentation for NEC 2010 from the Swedish EPA2 39 2010 The new reports 27 2006 Sources 1 Flodström, E., Sjödin, Å., Gustavsson, T., “Uppdatering av utsläpp till luft från arbetsfordon och arbetsredskap för Sveriges internationella rapportering”, SMED Nr 2, 2004. (In Swedish) (“Update on emissions to air from non-road mobile machinery and equipment in the international reporting for Sweden”). 2 Swedish Environmental Protection Agency (Naturvårdsverket), “NEC-report”, short for “Redovisning av uppdrag 1 i Naturvårdsverkets regleringsbrev för 2006”, ref. no. 110-365-06 Ht, called the “NEC-report”, especially Annex 4 “Konsekvensanalys NOX-åtgärder och styrmedel för arbetsmaskiner” (All in Swedish). (“Report from task 1 in the Budget instrument for the Swedish Environmental Protection Agency for the year 2006”. Annex 4: “Consequence analysis for NOX-measures and policy instruments for non-road mobile machinery”)

The reports in this volume give lower total emissions from non-road mobile ma-chinery compared with previous calculations. All this can not be explained by the fact that the new base year is 2006, rather than 2002, which Flodström used. The NEC report is primarily based on Flodström, adapted to 2010. The new calcula-tions affect also other emissions, not just NOx.


14

There are several reasons that the calculation results from the three most recent summaries differ: • The method of calculation, to use top-down or bottom-up calculations?

The new calculations and Flodström’s calculations are based upon a cal-culation of the particular emission from an individual machine, consider-ing as much as is known about the particular nature of the machine. Other calculations have been based on summary calculations, by estimat-ing, for example, the total fuel consumption and applying template emis-sion factors.

• The numbers of machines. The numbers of machines are poorly known: new calculations have used information that has not previously been available.

• The work. Our knowledge about how many machines are in use is far from complete, but new information is available with updated figures.

• The age distribution. New information has revised the frequency of use of machinery towards more use of newer machines.

• Large and small machinery. The assumptions on which the calculations are based vary between different types of machine, in particular between small petrol-powered machinery and large diesel-powered machinery. This distinction has been used in the two reports in this volume to a cer-tain extent, in that the former are principally used in private applications and the latter are principally used in professional applications.

The new calculations and those of Flodström are relatively thorough. The differ-ence between them, however, is large and this demonstrates the uncertainty in the assessments. However, the new reports assess the situation more accurately than older calculations, both with respect to the current situation and the forecast for 2020.


15

Del 1: Utsläpp från större diesel-drivna arbetsmaskiner

Inventering kunskapsuppbyggnad och studier om åtgärder och styrmedel

Författare: Christian Wetterberg och Roger Magnusson,

Svensk Maskinprovning AB, Magnus Lindgren,

Sveriges Lantbruksuniversitet, Stefan Åström,

IVL Svenska miljöinstitutet AB


16


17

Sammanfattning I denna rapport kartläggs dels nuläget när det gäller emissioner från större diesel-drivna arbetsmaskiner i effektintervallet 37-560 kW, dels görs prognoser över för-väntade emissioner år 2010 och 2020. Teknikutvecklingen för dieselmotorer och utvecklingen av alternativa bränslen behandlas särskilt. Vidare diskuteras möjliga åtgärder och styrmedel för att minska emissionerna. Studien omfattar t ex traktorer, hjullastare, grävmaskiner, dumprar mobilkranar, skördetröskor, skogsmaskiner och truckar.

Kartläggningen av emissionerna baseras på data gällande förekommande ma-skintyper, antalet maskiner, motoreffekt, drifttider, belastningsfaktorer, bränsleför-brukning, emissionsfaktorer och hur dessa parametrar är relaterade till maskinålder där maskinålder anges för upp till 25 år gamla maskiner medan äldre maskiner hanteras som en grupp.

Data avseende maskintyper, antal maskiner, maskinernas ålder och motoreffekt samt årliga drifttider har hämtats från SMP Svensk Maskinprovnings besiktnings-databas, från försäljningsstatistik från Maskinleverantörerna samt från fordonsre-gistret. Dessa data anses vara mycket säkra för flertalet av de studerade maskinty-perna.

När det gäller bränsleförbruknings- och emissionsfaktorer har data från CORINAIR Emission Inventory Guidebook och den Europeiska emissionslagstift-ningen använts som utgångspunkt. Dessa faktorer har dock korrigerats för att ta hänsyn till • Skillnader mellan det bränsle som används vid typprovning

och svensk MK1 • Skillnader mellan legala gränsvärden och uppmätta emissionsnivåer

vid typprovning • Skillnader mellan motorbelastningen i statiska testcykler och verklig

motorbelastning • Åldersbetingade förändringar av bränsleförbruknings- och

emissionsvärden Dessa korrigeringar samt att hänsyn tas till maskinernas åldersfördelning, vilket är av stor vikt eftersom bland annat drifttiden är starkt beroende av maskinålder, gör att studiens upplägg skiljer den från flera tidigare publicerade svenska utsläppsin-venteringar av liknande karaktär.

I studien förutsätts totalt 290 000 arbetsmaskiner vara aktiva år 2006 vilket är 25 % mer vid jämförelse med den senast publicerade liknande studien (Flodström et al., 2004). Den totala bränsleförbrukningen och de totala utsläppsmängderna från större dieseldrivna arbetsmaskiner för 2006 sammanfattas i tabell S1.


18

Tabell S1. Beräknad bränsleförbrukning och utsläppsmängd från större dieseldrivna arbetsmaskiner 2006.

Årliga nivåer Antal maskiner st 290 000 Bränsleförbrukning ton/år 880 000 CO2 ton/år 2 800 000 CO ton/år 6 000 HC ton/år 2 200 NOx ton/år 23 000 PM ton/år 1 000 SOx ton/år 1.8

Bedömningen av total årlig bränsleförbrukning är drygt 5 % lägre än i tidigare studie trots det högre antalet maskiner. För emissioner är skillnaderna ännu större jämfört med ovan nämnda studie: nivåerna av NOX är halverade medan både CO och HC motsvarar ca 1/3 av de tidigare uppskattade nivåerna. Den största skillna-den återfinns dock för partiklar för vilka de uppskattade utsläppen har minskats med ca 75 %. Dessa skillnader bedöms huvudsakligen bero på förbättrat dataunder-lag, framförallt när det gäller drifttider kopplat till maskinålder och de korrigering-ar som gjorts i modellen, snarare än på faktiska förändringar i maskinbestånd m.m. Studiens utsläppsprognos baserad på det successiva införandet av redan beslutade EU-lagkrav (BAU – ”Business as usual”) tyder på att utsläppen av NOX och partik-lar från större arbetsmaskiner år 2020 kommer att reduceras med omkring 70 % jämfört med idag. Motsvarande reduktion för NOx och partiklar år 2010 är 21 %. Vad det gäller teknikutveckling av dieselmotorer ligger fokus på att minska utsläp-pen av NOx och partiklar. Studien visar att aktuell teknik för NOX-rening är NOx-fällor, ammoniakinsprutning, motorstyrning och EGR-teknik. Rening av partikelut-släpp sker främst med partikelfilter och motorstyrning. Eftermontering av avgasre-ningssystem har också blivit allt vanligare.

De alternativa drivmedel som kan vara aktuella att använda i befintliga diesel-motorer är enligt studien främst biodiesel och syntetisk diesel. Ett annat intressant alternativt dieselmotorbränsle som dock kräver dedikerade motorer är dimetyleter (DME).

En mängd olika styrmedel kan vara lämpliga för större arbetsmaskiner. Inom jord- och skogsbrukssektorn bedöms olika typer av ekonomiska styrmedel vara mest kostnadseffektiva. Inom sektorn industri och anläggning bedöms ekonomiska styrmedel, regleringar och informativa styrmedel vara ungefär lika kostnadseffek-tiva.


19

1 Bakgrund En stor del av utsläppen ifrån förbränningsmotorer kommer från arbetsmaskiner. 2005 beräknades arbetsmaskinernas andel av de totala utsläppen i Sverige uppgå till omkring 16 % för kväveoxider (Naturvårdsverket, 2006). Större arbetsmaskiner drivs nästan uteslutande av dieselmotorer. Dieselmotorn karaktäriseras av förhål-landevis höga utsläpp av NOx och partiklar medan utsläppen av kolmonoxid (CO) och kolväten (HC) generellt sett är låga. Utsläppskraven för arbetsmaskiner skärps år för år och teknikutvecklingen drivs hela tiden framåt. Antalet årliga drifttimmar sjunker proportionellt mot maskinåldern samtidigt som det årligen säljs ungefär 7 500 större arbetsmaskiner, vilket innebär att den aktiva delen av maskinparken förnyas fort. Det är därför viktigt att ta fram aktuell emissionsstatistik som kan användas bl a som underlag för att föreslå kostnadseffektiva styrmedel som mins-kar miljöpåverkan från arbetsmaskiner. Flera inventeringar av utsläpp från arbets-maskiner har gjorts i Sverige. Den senaste inventeringen publicerades år 2004 och avser utsläpp för år 2002 (Flodström et al, 2004). I tabell 1 redovisas antal maski-ner, bränsleförbrukning och emissioner presenterade av Flodström et al. (2004).

Tabell 1 Antal maskiner, bränsleförbrukning och emissionsmängder för arbetsmaskiner 2002 (Flodström et al., 2004).

Antal maskiner 229 139 Mängd (ton/år) Bränsleförbrukning 940 000 CO 19 000 HC 7 300 NOx 43 000 PM 4 100

För att kunna göra beräkningar av utsläppen från arbetsmaskiner behövs uppgifter om vilka maskinerna är, antalet maskiner, motoreffekt, drifttider, belastningsfakto-rer, bränsleförbrukning, emissionsfaktorer och helst även data över hur dessa fakto-rer är relaterade till maskinålder. Alla dessa faktorer används i modelleringen av utsläppen och det är därför viktigt att uppskattningen av varje enskilt underlag blir så noggrann som möjligt. Underlag till denna rapport har hämtats från en mängd olika källor såsom SMP Svensk Maskinprovning AB:s (SMP) besiktningsregister, Statistiska Centralbyrån (SCB), Fordonsregistret, Maskinleverantörerna (försälj-ningsstatistik) samt muntliga kontakter med bl.a. olika maskintillverkare, maskin-försäljare och maskinanvändare. Dessutom har tidigare inventeringar som gjorts av bl.a. SMP, Svenska Miljöinstitutet (IVL) och amerikanska naturvårdsverket (EPA) varit till stor nytta (Wetterberg, 2002; Flodström et al., 2004; Persson och Kind-bom, 1999 och USEPA, 2000-2006). En svensk rapport från ”EMMA-projektet” har bidragit med värdefull information när det gäller hur motorerna belastas vid verkligt arbete och hur detta påverkar utsläpp och bränsleförbrukning (Lindgren et al., 2002). Sammanlagt bör de källor som använts i denna rapport, varav vissa inte


20

funnits tillgängliga tidigare, ge en så realistisk bild som det i dagsläget är möjligt, av hur maskinparken är sammansatt, hur maskinerna faktiskt används samt hur det påverkar utsläpp och bränsleförbrukning.

Upplägget i denna studie skiljer sig på vissa punkter från de senast publicerade svenska utsläppsinventeringarna av liknande karaktär (Flodström et al. 2004, Pers-son och Kindbom, 1999). Exempel på stora skillnader är korrigeringen av de emis-sions- och bränslefaktorer som används och att hänsyn tas till arbetsmaskinernas åldersfördelning vid utsläppsberäkningarna. Dessa korrigeringar/hänsyn är viktiga för bedömning av utsläppen ska bli så rättvisande som möjligt, bl a eftersom drift-tiden har visat sig vara starkt beroende av maskinålder (Wetterberg, 2002).

I tidigare svenska utsläppsinventeringar (Flodström et al., 2004, Persson och Kindbom, 1999) har en av utgångspunkterna varit att indela arbetsmaskinerna i branscher/näringsgrenar. I denna rapport har utgångspunkten varit att noggrant karakterisera de olika typer av arbetsmaskiner som förekommer, snarare än att specificera inom vilken bransch de används. Detta beror främst på att det inte varit möjligt att finna underlag som ger tillförlitliga uppgifter om användningsområde. En indelning av utsläppen har dock gjorts på olika näringsgrenar enligt CRF-formatet (Common Reporting Format), vilket används för internationell rapporte-ring. Underlagen som har legat till grund för emissionsberäkningarna i den aktuella studien är av hög kvalitet medan underlagen för fördelningen på näringsgrenar är väsentligt osäkrare.

Parallellt med den här studien har Svenska Miljöinstitutet (IVL) utfört en lik-nande studie men för mindre arbetsmaskiner och arbetsredskap (Fridell et al., 2007).


21

2 Syfte På uppdrag av Naturvårdsverket har SMP Svensk Maskinprovning tillsammans med Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU, Institutionen för Biometri och Teknik) gjort en uppdatering av utsläppen till luft från arbetsmaskiner för år 2006. Institutet för jordbruks- och miljöteknik (JTI) har gjort en översikt över teknikutvecklingen vad gäller motorer och avgasreningsutrustning. Svenska Miljöinstitutet (IVL) har bidragit med en analys av kostnadseffektiva åtgärder och styrmedel. Studien omfat-tar mobila dieseldrivna arbetsmaskiner i effektintervallet 37-560 kW.

Syftet med studien har varit att:

1) Beskriva nuläget: • Uppdatera den svenska emissionsstatistiken genom att göra en detaljerad

kartläggning av maskintyper, antal maskiner, motoreffekt, drifttider, be-lastningsfaktorer, bränsleförbrukning och emissionsfaktorer. Vad gäller emissionsberäkningarna har stor vikt lagts vid att återspegla verkliga driftförhållanden och att använda en modell där hela tidsserier, som om-fattar upp till 25 år gamla maskiner, tas med i beräkningarna.

2) Beskriva den framtida utvecklingen: • Ge en översiktlig prognos för utsläppen år 2010 och 2020. • Ge en lägesbild samt diskutera utvecklingen vad gäller emissionskrav,

teknikutveckling, avgasefterbehandling och alternativa drivmedel. • Diskutera kostnadseffektiva åtgärder och styrmedel för att minska ar-

betsmaskinernas miljöpåverkan.

Studien behandlar de utsläpp som kommer ut från avgasröret på arbetsmaskiner och tar därför inte hänsyn till t ex utsläpp i form av avdunstning av bränsle vid tankning. Termerna utsläpp, emissioner och i vissa fall avgaser används i rapporten synonymt.


22


23

3 Nuläge: Inventering av arbets-maskiner och utsläpp från dessa

3.1 Metod Denna rapport omfattar mobila dieseldrivna arbetsmaskiner med en motoreffekt mellan 37 och 560 kW i enlighet med EU-direktiven 97/68/EC och 2000/25/EC (EU, 1997 och 2000). Dessutom ingår så kallade minigrävmaskiner. De arbetsma-skiner som ingår i studien är kategoriserade enligt följande: • Traktorer jord- och skogsbrukstraktorer

industritraktorer samhällstraktorer

• Skördetröskor • Skogsmaskiner skotare

skördare

• Entreprenad- hjullastare maskiner grävlastare

minigrävmaskiner bandgrävmaskiner hjulgrävmaskiner kompaktlastare (skidsteerlastare) dumprar mobilkranar övrigt (bl.a. tipptruckar, bandlastare, bandschaktare, väghyvlar, asfaltutläggare och vältar)

• Truckar (motviktstruckar och teleskoptruckar)

Med arbetsmaskiner menas fortsättningsvis de ovan beskrivna maskinerna. Kategorin ”övrigt” innehåller flera olika maskinkategorier men överlag är bestån-den av dessa maskintyper små och/eller bidrar lite till de totala utsläppen. När det gäller minigrävmaskiner definieras dessa som bandgrävare med en maskinvikt mellan 0 och 6 ton, vilket normalt innebär att motoreffekten är <37 kW. Denna definition motsvarar kompaktgrävare enligt standarden SS-EN 474-1 (SIS, 1996). Minigrävmaskiner ingår i rapporten trots att de ligger under effektgränsen 37 kW på grund av att det inom projektet har funnits tillgång till precisa data för dessa maskiner.

Med kompaktlastare avses så kallade ”skidsteerlastare” eller slirstyrda lastare. Denna rapport täcker in i princip samtliga större mobila arbetsmaskiner.


24

3.1.1 Utgångsvärden för emissions- och bränslefaktorer Emissions- och bränslefaktorer från CORINAIR Emission Inventory Guidebook (EEA, 2005) har använts som utgångspunkt. För reglerade motorer sammanfaller CORINAR:s emissionsfaktorer med steg I och steg II i EU:s utsläppskrav för ar-betsmaskiner (mobila maskiner som inte är avsedda att användas på väg) och trak-torer (Direktiv 97/68/EC, 2000/25/EC med tillägg). I tabell 2-4 presenteras EU:s utsläppskrav samt CORINAIR:s emissions- och bränslefaktorer. Dessa emissions- och bränslefaktorer har sedan korrigerats enligt avsnittet 3.1.2 ”Korrigering av emissions- och bränslefaktorer”.

Tabell 2. EU:s emissionskrav för arbetsmaskiner samt jord- och skogsbrukstraktorer (EU, 1997 och 2000).

Effekt Implementerings- CO HC NOx PM

kW tidpunkt g kWh-1

Steg I 37≤ P< 75 1999.04/2001.07a 6,5 1,3 9,2 0,85 75≤ P< 130 1999.01/2001.07a 5,0 1,3 9,2 0,70

130≤ P< 560 1999.01/2001.07a 5,0 1,3 9,2 0,54 Steg II

18≤ P< 37 2001.01/2002.01a 5,5 1,5 8,0 0,8 37≤ P< 75 2005.01/2004.01a 5,0 1,3 7,0 0,4 75≤ P< 130 2003.01/2003.07a 5,0 1,0 6,0 0,3

130≤ P< 560 2002.01/2002.07a 3,5 1,0 6,0 0,2 a Gäller traktorer

Tabell 3. CORINAIR:s emissionsfaktorer för icke reglerade motorer i g kWh-1 (EEA, 2005).

Effekt CO HC NOX PM

kW g kWh-1

0≤ P< 18 8,38 3,82 14,4 2,22 18≤ P< 37 6,43 2,91 14,4 1,81 37≤ P< 75 5,1 2,3 14,4 1,51 75≤ P< 130 3,8 1,7 14,4 1,23

130≤ P< 560 3,0 1,3 14,4 1,10

Tabell 4. CORINAIR:s Bränslefaktorer i g kWh-1 för icke reglerade motorer och motorer typgodkända enligt steg I och steg II (EEA, 2005).

Effekt Icke reglerade

Steg I

Steg II

kW g kWh-1 0≤ P< 18 271 - -

18≤ P< 37 269 - 269 37≤ P< 75 265 265 265 75≤ P< 130 260 260 260

130≤ P< 560 254 254 254


25

3.1.2 Korrigering av emissions- och bränslefaktorer De i lagkraven redovisade emissionsnivåerna är gränsvärden som en motorindivid inte får överstiga för att kunna typgodkännas (EU, 1997 och 2000). Provningsstan-darden för typprovning anger i detalj vilket bränsle och vilken motorbelastning som skall användas. Det har visat sig att den i standarden föreskrivna testcykeln inte är representativ för de olika arbetsoperationer som utförs av de maskiner moto-rerna monteras i (Lindgren et al., 2002, Starr et al., 1999, Ullmann et al., 1999). Denna modbaserade provcykel är på väg att ersättas av en transient körcykel, som är mer representativ (Se avsnitt 4.1 Emissionskrav). Vidare kan man notera att den bränslespecifikation som anges i standarden skiljer sig från specifikationen för den MK1-diesel som används i Sverige. Skillnaderna är mycket stora, framförallt för svavelhalten men även för densiteten och aromathalten finns betydande skillnader.

Det förekommer även stora skillnader mellan de emissionsmängder som upp-mäts vid typprovning och de gränsvärden som gäller för typgodkännande. För kol-monoxid är de uppmätta nivåerna i regel endast 30 % av gränsvärdet medan skill-naderna är mindre för övriga utsläpp (Lindgren, 2007). För att erhålla representati-va emissions- och bränslefaktorer har korrigerade gränsvärden använts. Korriger-ingarna av gränsvärdena har gjorts mot följande: • Skillnader mellan bränslet som används vid typprovning och

marknadsbränslet MK1 • Skillnader mellan gränsvärden och uppmätta emissionsnivåer

vid typprovning • Skillnader mellan motorbelastningen i den statiska testcykeln, som för

närvarande används vid typgodkännande, och verklig motorbelastning • Åldersbetingade förändringar av bränsleförbruknings- och

emissionsvärden För motorer som satts på marknaden innan gränsvärden trädde i kraft, d.v.s. moto-rer av årsmodell 1998 eller tidigare, har emissionsdata enligt tabell 3 från CORINAIR använts (EEA, 2005), men även dessa data har korrigerats i enlighet med ovanstående resonemang. De korrektionsfaktorer som använts för äldre moto-rer, som inte omfattas av lagkrav, är desamma som för motorer som uppfyller EU:s steg I.

Antaganden, beräkningar samt emissions- och bränslefaktorer för de individu-ella maskin- och effektkategorierna är utförligare beskrivna av Lindgren (2007).

3.1.3 Beräkningsmodell Beräkningen av bränsleförbrukning och emissioner från arbetsmaskiner genomför-des i enlighet med den avancerade metod som beskrivs i CORINAIR (EEA, 2005) med hjälp av följande ekvation:


26

BeLfPHrNE ××××= Ekvation 1 där: E = massan emissioner under den studerade perioden N = populationens storlek Hr = årlig drifttid i timmar P = motoreffekt i kW Lf = typisk belastningsfaktor Be = genomsnittlig bränsleförbrukning och emissioner i g kWh-1 I projektet har de i ekvation 1 ingående variablerna beskrivits med individuella matriser och inte som enskilda variabler. Till exempel anges antalet maskiner inte som ett totalt antal maskiner utan som antal maskiner av en viss årsmodell. Upp-byggnad av beräkningsmodellen redovisas även i figur 1 där varje ram anger en matris som t ex beskriver antalet maskiner (uppdelat på maskin och effektkategori) som funktion av maskinålder.

Figur 1. Modell för beräkning av bränsleförbrukning och emissioner.

För att bättre återspegla den verkliga populationen (maskinparken) och dess an-vändning har variablerna i ekvation 1 delats upp ytterligare. Till exempel har anta-let maskiner i maskinparken delats upp i både ålders- och effektkategorier. De använda effektkategorierna motsvarar de i direktiv 97/68/EC angivna effektkatego-rierna, 37-75 kW, 75-130 kW samt 130-560 kW, medan åldersfördelningen anger antalet maskiner för varje årsmodell från 2006 och 25 år tillbaka. Maskiner som är äldre än 25 år och fortfarande bedöms vara i drift inkluderas i gruppen för 25 år gamla maskiner.


27

Årliga drifttimmar, motoreffekt, belastningsfaktor samt genomsnittlig bränsle-förbrukning och emissioner delas upp i samma ålders- och effektkategorier som antalet maskiner. För emissioner används korrigerade emissionsfaktorerna enligt

Modellen beräknar de totala utsläppen från sektorn arbetsmaskiner i Sverige uppdelat på maskin- och effektkategori. Modellen fördelar inte de resulterande utsläppen på olika näringsgrenar eller företag. I bilaga E presenteras dock ett sätt att göra en sådan fördelning baserat på äldre data.

Beräkningsmodellen är utförligare beskriven av Lindgren (2007).

3.1.4 Besiktningsstatistik SMP genomför årligen föreskrivna besiktningar och frivilliga kontroller på c:a 13 500 entreprenadmaskiner (registreringsbesiktning/kontrollbesiktning, arbetar-skyddsbesiktning, brandskyddskontroll samt andra typer av säkerhetsbesiktningar). Data från SMPs besiktningsregister har varit en förutsättning för inventeringen främst när det gäller:

Antal arbetsmaskiner som funktion av tillverkningsår 3) Drifttider som funktion av arbetsmaskinernas ålder

ANTAL MASKINER SOM FUNKTION AV TILLVERKNINGSÅR

Från SMP:s besiktningsregister har alla maskiner, som sedan 1998 genomgått nå-gon form av kontroll i SMP:s regi, räknats samman.

De olika maskinerna omfattas i olika grad av besiktningsplikt: • Grävlastare, bandgrävmaskiner (inklusive så kallade minigrävare) och

hjulgrävmaskiner omfattas av krav på återkommande kontroll enligt Ar-betsmiljöverkets föreskrifter. De besiktigas första gången efter 3 år, andra gången när maskinen är 5 år och därefter varje år. Grävmaskiner med en tjänstevikt under 1 500 kg omfattas ej av besiktningsföreskriften.

• Arbetsmaskiner som är registrerade som Motorredskap klass I (> 30 km/h) omfattas av krav på kontrollbesiktning enligt Vägverkets föreskrif-ter. Kontrollbesiktning sker första gången efter 3 år och därefter vartan-nat år.

• Arbetsmaskiner som är registrerade som Motorredskap klass II (≤ 30 km/h) är besiktningspliktiga endast om de används för hängande last (t ex hjullastare och teleskoptruckar utrustade med kranarm) och skall då genomgå årlig besiktning.

Utöver ovanstående kontroller utför SMP även frivilliga kontroller av t.ex. säkerhet eller brandskydd. Dessa tjänster utförs på i princip alla maskinslag.

För grävlastare, bandgrävmaskiner, hjulgrävmaskiner och minigrävmaskiner ≥1,5 ton, som alltid omfattas av återkommande kontroll, går det direkt från SMP:s besiktningsregister att få en tämligen säker siffra på totalantalet och åldersfördel-ningen. För att bestämma det totala antalet för dessa maskiner måste dock vissa korrigeringar göras för:


28

• SMP:s marknadsandel för ovanstående kontroller • Arbetsmaskiner som inte besiktigas trots besiktningsplikt • Maskiner som är <3 år eftersom många av dessa inte finns i besiktnings-

registret på grund av att de ännu inte genomgått sin första föreskrivna besiktning

För övriga maskintyper, som är besiktningspliktiga i olika grad beroende på hur de är registrerade och/eller utrustade, kan inte säkra värden på totalantal och ålders-fördelning erhållas enbart utifrån uppgifter i SMP:s register. Det är dock rimligt att anta att det för vart och ett av dessa maskinslag är ett slumpvis urval ur hela popu-lationen som kontrolleras, d.v.s. åldersfördelningen är representativ. Med det anta-gandet kan åldersfördelningen justeras utifrån försäljningsstatistik. Mellan åren 1998 och 2003 finns tillförlitliga data både vad det gäller försäljnings- och besikt-ningsstatistik (före 1998 finns ingen tillgänglig försäljningsstatistik och andelen besiktigade maskiner sjunker efter år 2003 eftersom det vid rapportens författande motsvarar maskiner <3 år).

För samtliga maskiner (besiktningspliktiga och ej besiktningspliktiga) har un-der åren 1998-2006 det högsta antalsvärdet från antingen korrigerade besiktnings-data eller försäljningsdata använts. Detta innebär i praktiken att för de flesta ma-skinkategorier används försäljningsdata istället för korrigerade besiktningsdata för framför allt de tre sista åren eftersom de är underrepresenterade i SMP:s besikt-ningsregister. I Bilaga A redogörs i detalj för vilka korrigeringar och beräkningar som använts för att få fram antal-åldersfördelningen när det gäller entreprenadma-skiner samt truckar. I Bilaga B återfinns en tabell med de korrigerade åldersfördel-ningarna av antalet maskiner.

DRIFTTIDER SOM FUNKTION AV ÅLDER

När det gäller drifttider finns sedan år 2000 timmätarställningar registrerade i SMP:s databas från i princip alla kontrolltillfällen för individuella maskiner.

Av databasen framgår typ av arbetsmaskin samt maskinens tillverkningsår. För varje registrerad timmätarställning har differensen mot närmast föregående notera-de timmätarställning beräknats. För en viss arbetsmaskin kan alltså flera observe-rade tidsdifferenser förekomma eftersom avläsning görs i samband med varje be-siktnings/kontrolltillfälle. Årlig drifttid vid en viss maskinålder har beräknats en-ligt:

Hr = Δt*365/n

där Hr = Årlig drifttid i timmar, Δt = Avläst tidsdifferens i timmar jämfört med föregående avläsningstillfälle och n = Antal dagar mellan besiktningarna. För att sortera bort osäkra samt felaktiga observationer (se Wetterberg, 2002) har bara observationer i intervallet 5 h ≤ Hr ≤ 5 076 h använts.


29

Åldersvisa medelvärden för de beräknade drifttiderna samt de antal observatio-ner som medelvärdena baseras på, redovisas i Bilaga C. Medelvärden baserade på ≤ 5 observationer har ansetts ge för dåligt statistiskt underlag och har därför uteslu-tits.

Totala antalet observationer per maskintyp varierar kraftigt vilket förklaras dels av att de olika maskinerna förekommer i olika antal, dels av att de i olika grad omfattas av besiktningsplikt (se 3.1.4.1 ”Antal maskiner som funktion av årsmo-dell”). För de arbetsmaskiner som alltid omfattas av besiktningsplikt är antalet observationer ca. 10 000 per maskinslag.

3.2 Resultat och diskussion 3.2.1 Försäljningsstatistik Maskinleverantörerna (en branschförening för leverantörer och återförsäljare av arbetsmaskiner) har tillhandahållit försäljningsstatistik för skogsmaskiner, entre-prenadmaskiner och truckar mellan åren 1998-2006. Denna statistik täcker enligt uppgift i de flesta fall in 90-96 % av den totala försäljningen av arbetsmaskiner med motoreffekt mellan 37 - 560 kW. Det totala antalet sålda maskiner för olika maskingrupper redovisas i tabell 5 och figur 2. För att få fram dessa data har stati-stiken bearbetats; Arbetsmaskiner med en motoreffekt under 37 kW har (med un-dantag av minigrävare) sorterats bort. Detta gäller t ex små kompaktlastare (maskinvikt < 2 ton vilket normalt innebär en motoreffekt < 37 kW) och små tan-demvältar (maskinvikt < 4 ton). Försäljningssiffrorna har korrigerats för att mot-svara 100 % av försäljningen utifrån den försäljningsandel som statistiken täcker in för olika arbetsmaskiner. När det gäller år 2006 är detta en prognos som baseras på den totala försäljningen vid månadsskiftet september/oktober 2006 och den procen-tuella försäljningsökningen de sista tre månaderna för åren 2004 och 2005.

Tabell 5. Antal sålda dieseldrivna skogsmaskiner, entreprenadmaskiner och truckar i Sverige i effektintervallet 37-560 kW [antal/år].1

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 MedelSkogsmaskiner

Skotare - - 284 274 276 267 265 370 301 291Skördare - - 289 268 224 250 254 327 238 264

Entreprenadmaskiner

Hjullastare 463 575 527 551 562 629 581 775 897 618Grävlastare 208 197 213 199 178 176 194 218 245 203

Minigrävmaskiner2 180 216 235 320 341 310 311 416 595 325Bandgrävmaskiner 296 394 339 319 343 409 426 520 613 407Hjulgrävmaskiner 217 282 320 267 191 219 348 375 393 290Kompaktlastare 72 89 81 80 82 67 78 56 56 73Dumper 96 36 23 20 38 43 51 60 46 46

Övrigt3 131 200 207 169 139 153 172 161 165 166

Truckar4 - 776 657 677 648 592 610 737 859 694


30

Noter till tabell 5: 1 Siffrorna har korrigerats för att motsvara 100 % av försäljningen genom division med den för-säljningsandel statistiken täcker in (skogsmaskiner=0.96, entreprenadmaskiner=0,95 förutom minigrävmaskiner=0,8 samt asfaltutläggare=0,7 och vältar=0,7 under övrigt, teleskoptruckar=0,6 och motviktstruckar=0,9). För mobilkranar finns ingen statistik tillgänglig. 2 Med minigrävmaskiner avses bandgrävmaskiner 0-6 ton vilket ungefär motsvarar en motoref-fekt<37 kW 3 Med övrigt avses tipptruckar, bandlastare, bandschaktare, väghyvlar, asfaltutläggare och väl-tar. 4 Med truckar avses motviktstruckar och teleskoptruckar

Figur 2. Antal sålda arbetsmaskiner 1998-2006. Förutsättningar enligt tabell 5.

De arbetsmaskiner som säljs i störts antal är hjullastare, truckar, bandgrävmaskiner och minigrävmaskiner. För dessa maskiner har försäljningen ökat markant de se-naste 2-3 åren. För övriga maskiner ligger försäljningssiffrorna förhållandevis kon-stant inom den aktuella tidsperioden. Under perioden 1998-2006 har det i medeltal sålts 555 skogsmaskiner per år, 2 128 entreprenadmaskiner per år och 694 truckar per år. De senaste tre åren har det årligen sålts ungefär 4 000 arbetsmaskiner av de maskinslag som ingår i tabell 5 (37 - 560 kW). Räknar man in traktorer och skörde-tröskor (3 300 per år respektive 150 – 200 per år) blir totalsiffran ungefär 7 500 per år.

I tabell 6 redovisas hur försäljningen av arbetsmaskinerna mellan 2000 och 2006 fördelar sig på de tre effektklasserna 37 - 75 kW, 75 - 130 kW och 130 - 560 kW. I den ursprungliga försäljningsstatistiken finns, beroende på maskintyp, en indelning i olika klasser med avseende på antingen maskinvikt, lastkapacitet, lyft-kapacitet eller motoreffekt. För att åstadkomma en indelning enbart efter effekt var det nödvändigt att ”översätta” maskinvikter, lastkapaciteter och lyftkapaciteter till effekt. Detta har gjorts genom att i specifikationer på tillverkares hemsidor jämföra

0100200300400500600700800900

1000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006År

Ant

al s

ålda

mas

kine

r

Skotare Skördare Hjullastare Grävlastare

Minigrävmaskiner Bandgrävmaskiner Hjulgrävmaskiner Kompaktlastare

Dumper Övrigt Truckar


31

dessa uppgifter för ett stort antal tillverkare och modeller. Användandet av denna ”översättning” bygger på antagandet att förhållandet mellan maskinvikt etc. och motoreffekt inte har förändrats nämnvärt de senaste sex åren. I Bilaga D presente-ras den nyckel som använts vid ”översättningen” till effekt.

Tabell 6. Antal sålda dieseldrivna skogsmaskiner, entreprenadmaskiner och truckar i Sverige åren 2000-2006 fördelat på motoreffekt [medelantal/år].1

Effekt(kW) 37-75 75-130 130-560 Skogsmaskiner

Skotare 0 224 67 Skördare 0 113 151

Entreprenadmaskiner Hjullastare 103 296 247

Grävlastare 9 195 0 Bandgrävmaskiner 102 177 146 Hjulgrävmaskiner 31 271 0 Kompaktlastare 71 0 0 Dumper 0 0 40

Övrigt2 83 52 31

Truckar3 431 164 84 1 Siffrorna har räknats upp för att motsvara 100 % av försäljningen genom division med den försäljningsandel statistiken täcker in (skogsmaskiner=0.96, entreprenadmaskiner=0,95 förutom minigrävmaskiner=0,8 samt asfaltutläggare=0,7 och vältar=0,7 under övrigt, teleskoptruckar=0,6 och motviktstruckar=0,9). För mobilkranar finns ingen statistik tillgänglig. 2 Med övrigt avses tipptruckar, bandlastare, bandschaktare, väghyvlar, asfaltutläggare och väl-tar. 3 Med truckar avses motviktstruckar och teleskoptruckar och åren 2001-2006

I tabell 6 kan man se att kompaktlastare är den maskinkategori med störst andel maskiner i effektintervallet 37-75 kW, följt av truckar och övrigt. Bland dumprar, mobilkranar och skördare återfinns den största andelen maskiner i effektintervallet 130-560 kW. Under den 7-årsperioden som tabellen illustrerar var antalsfördel-ningen mellan effektklasserna för de olika maskinerna i tabell 6 relativt oförändrad.

3.2.2 Antal maskiner I tabell 7 visas en sammanställning av antalet aktiva maskiner enligt bedömningen i denna rapport, jämfört med det angivna antalet i tidigare rapporter.

Under de olika maskinkategoriernas respektive rubrik redogörs i detalj för hur antalsdata för den aktuella bedömningen tagits fram samt hur antalet fördelas på årsmodell och effektklasser.


32

Tabell 7. Antal aktiva dieseldrivna arbetsmaskiner.

ME1 EMMA 2 SMED 3 Aktuell bedömning År 2000 2002 2002 2006 Traktor 325 7194 152 000 196 000 Skördetröska 35 000 35 000 Skotare 2 400 3 500 2 800 Skördare 2 000 3 300 2 500 Hjullastare 10 500 12 000 9 000 9 500 Grävlastare 6 000 3 900 7 400

Minigrävmaskin5 5 500

Bandgrävmaskin5 5 7006

4 100 7 200 Hjulgrävmaskin 2 400

14 0007

1 600 6 700 Kompaktlastare 1 600 900 1 400 Dumper 1 200 820 1 100 Mobilkran 1 200 1 400 890 890 Truck 8 500 9 200 Övrigt 5 200 4 000 Totalt 230 000 290 000

1 Bedömning av Maskinentreprenörernas Förening (Flodström et al., 2004 och Wetterberg, 2002). Ingen effektindelning angiven. 2 Bedömning inom EMMA-projektet (Wetterberg, 2002). Ingen effektindelning angiven. 3 Bedömning enligt Svenska MiljöEmissionsData, SMED (Flodström et al., 2004). Endast dieseldrivna maskiner i effektintervallet 37-560 kW har inkluderats. 4 Omfattar även bensin- och gasoldrivna traktorer samt traktorer med motoreffekt<37 kW. 5 Med minigrävmaskiner avses bandgrävmaskiner<6 ton, resterande (>6ton) återfinns som bandgrävmaskiner. 6 Avser summan minigrävmaskiner + bandgrävmaskiner. 7 Avser grävlastare + samtliga övriga grävmaskiner.

Den största relativa skillnaden jämfört med tidigare rapporter är ökningen av grävmaskiner/grävlastare; en ökning med 75 - 300 % jämfört med SMED (Flod-ström et al., 2004). I förhållande till de övriga källorna är ökningen totalt för gräv-maskiner/grävlastare ca 90 %. För alla grävmaskiner utom grävlastare har antalet sålda maskiner ökat kraftigt de senaste åren men skillnaden jämfört med tidigare rapporter kan bara delvis förklaras av detta. Den största skillnaden med avseende på faktiskt antal är ökningen av antalet traktorer med ungefär 43 000 enheter (28 %). Inte heller denna ökning kan förklaras enbart med antalet sålda traktorer de senaste åren. De källor som använts för den aktuella bedömningen i form av be-siktningsstatistik verifierad mot försäljningsstatistik samt statistik från SCB be-döms dock ge mycket trovärdiga antalssiffror.

TRAKTORER

Detaljerade data över traktorer uppdelat på bland annat ålder och motoreffekt har sammanställts av Statistiska centralbyrån (SCB, 2004). Fordonsregistret har


33

samkörts med SCB:s företagsregister för att kunna fördela de individuella trakto-rerna på olika näringsgrenar. För traktorer har följande övergripande näringsgrenar valts: • Jord och skogsbruk • Industri • Samhälle

I SCB:s företagsregister förekommer en mängd olika näringsgrenar som var för sig har fördelats på de ovan övergripande sektorerna. I tabell 8 presenteras hur de olika näringsgrenarna har allokerats till övergripande nivåer samt totalt antal traktorer i respektive näringsgren.

Tabell 8. Antal traktorer i olika näringsgrenar.

Näringsgren Jord och

skogsbruk Industri Samhälle

Fiske 90 Jordbruk, jakt och skogsbruk 114 000 Byggverksamhet 6 600 El-, gas-, värme- och vattenverk 140 Fastighets- och uthyrningsverksamhet, företagstjänster 4 400 Finansiell verksamhet 30 Hotell och restaurangverksamhet 320 Okänd näringsgren 3 500 Parti- och detaljhandel 5 200 Tillverkningsindustri 3 300 Transport, magasinering och kommunikation 2 300 Utvinning av mineral 290 Andra samhälleliga och personliga tjänster 2 500 Hälso- och sjukvård, sociala tjänster 1 600 Offentlig förvaltning och försvar 100 Privatpersoner 51 000 Utbildning 610 Summa 114 000 26 000 56 000

Drygt hälften av alla registrerade traktorer återfinns inom jord- och skogsbruket medan ca 15 % arbetar inom någon form av industriverksamhet. Inom samhällssek-torn finns majoriteten av traktorerna registrerade på enskilda privatpersoner. I figur 3 redogörs för hur andelen traktorer i de tre effektklasserna har varierat under åren 1982-2006. Figuren visar en tydlig trend att traktorerna har blivit större, andelen i klassen 37 -75 kW har minskat till fördel för klassen 75-130 kW. En anledning till denna tydliga trend är att det stora flertalet traktorer ligger runt just 75 kW. Även en liten ökning i effekt kan vara avgörande för i vilken av dessa två effektklasser en traktor kommer att ingå.


34

Figur 3. Andelen traktorer i de tre effektklasserna 37-75 kW, 75-130 kW och 130-560 kW under åren 1982-2006.

I Bilaga B redovisas detaljerade siffror för hur traktorerna fördelar sig på årsmodell och effektklasser.

Åldersfördelningen för traktorerna och övriga antaganden samt beräkningar är mer utförligt beskrivna av Lindgren (2007).

SKÖRDETRÖSKOR

För tröskor finns i princip ingen relevant och aktuell statistik för annat än totalan-tal. Enligt Jordbruksverket fanns det 1999 ca 35 000 tröskor i Sverige (SCB, 2005). Samtidigt uppger återförsäljare att den årliga försäljningen av skördetröskor i Sve-rige är ca 150 till 200 enheter. Kombineras dessa data kan man beräkna en livs-längd på ca 175 till 230 år vilket är orimligt och inte kan nyttjas för bedömning av åldersfördelningen. Däremot kan man på basis av den totala areal av grödor som årligen tröskas i Sverige beräkna hur mycket arbete dessa tröskor utför. Lindgren et al. (2002) har visat att en genomsnittlig skördetröska, 18 fot, avverkar ca 1,85 ha/h eller 2,2710-2 ha per kWh levererad motoreffekt. För att tröska hela arealen krävs ca 3 000 till 6 000 tröskor vid en årlig arbetstid på 100 till 200 timmar. För detta projekt antogs att antals- och åldersfördelningen för skördetröskor kunde approxi-meras med antals- och åldersfördelningen för jordbrukstraktorer förutom för nya skördetröskor. För skördetröskor yngre än 6 år antogs att en större mängd av trös-korna hamnade i den högsta effektklassen. Antals- och åldersfördelningen är utför-ligare beskriven av Lindgren (2007). I tabell 9 redovisas antalet skördetröskor för-delat på effektklasser.

0

1020

30

40

5060

70

8090

100

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010Årtal

And

el m

aski

ner,

%

37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW


35

Tabell 9. Antal skördetröskor fördelat på effektklasser.

Motoreffekt kW

Antal

37-75 29 000 75-130 5 100

130-560 1 300

Vidare antogs det att skördetröskor har en relativt lång livslängd, ca 4 000 timmar eller motsvarande ca 20 år. I Bilaga B redovisas hur skördetröskorna fördelar sig på årsmodell och effektklasser. Mer information rörande antaganden och beräkningar för åldersfördelningen av skördetröskor finns dokumenterat av Lindgren (2007).

SKOGSMASKINER

Liksom för skördetröskor finns endast begränsade data tillgängliga för antals- och åldersfördelningen för skogsmaskiner. Dock finns data över årligen sålda enheter, fördelat på både skotare och skördare i tabell 5. Enligt Wetterberg (2002) används skogsmaskiner intensivt inom det industriella skogsbruket i ca 7 år innan maskinen skrotas eller på annat sätt försvinner från marknaden. För att bedöma antals- och åldersfördelningen för dessa 7 år har försäljningsstatistiken utnyttjats strikt. Dock är det rimligt att anta att det även finns en hel del skogsmaskiner i Sverige som är äldre än 7 år. För att uppskatta dessa maskiner har en generell skrotningskurva använts. Kurvan är anpassad till de för skogsmaskiner rådande förhållandena enligt Lindgren (2007). Antalet skogsmaskiner har fördelats på de olika effektklasserna utifrån försäljningsstatistik 2000-2006 (Tabell 10). I figur 4 presenteras för skogs-maskiner antagen antals- och åldersfördelning.

Figur 4. Antals- och åldersfördelning för skördare och skotare.

0

50

100

150

200

250

300

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010Årsmodell

Ant

al m

aski

ner

Skördare 75-130 kW Skördare 130-560 kWSkotare 75-130 kW Skotare 130-560 kW


36

ENTREPRENADMASKINER OCH TRUCKAR

Från SMP:s besiktningsregister (se 3.1.4 ”Besiktningsstatistik”), försäljningsstati-stik från maskinleverantörerna (se 3.2.1 ”Försäljningsstatistik”) och fordonsre-gistret har antalsdata uppdelat på ålder tagits fram för entreprenadmaskiner och truckar. För grävlastare och hjulgrävmaskiner har huvudsakligen SMP:s besikt-ningsregister använts eftersom dessa maskiner alltid är besiktningspliktiga. Band-grävmaskiner inklusive minigrävmaskiner är också besiktningspliktiga men för dessa maskiner har besiktningsdata justerats mot försäljningsstatistik eftersom definitionen för vad som räknas som minigrävare respektive bandgrävare skiljer sig åt. Beteckningen ”minigrävmaskin” används i samband med besiktning för att kunna göra en korrekt prissättning (minigrävmaskiner tar kortare tid att besiktiga än stora grävmaskiner). Det innebär att det inte finns någon exakt effekt- eller vikt-gräns som avgör kategoriseringen. För hjullastare, kompaktlastare, truckar och övrigt har en kombination av SMP:s besiktningsregister och försäljningsstatistik använts. När det gäller dumprar och mobilkranar har detaljerade data från fordons-registret varit tillgängliga, då dessa fordon är registreringspliktiga som tung ter-rängvagn respektive motorredskap klass I inrättade som mobilkran. Av bilaga A framgår i detalj hur rådata har korrigerats för att kompensera för marknadsandelar, andelar besiktigade maskiner etc.

Figur 5 och 6 visar hur maskinerna fördelar sig på årsmodell.

Figur 5. Antal hjullastare, grävlastare/grävmaskiner och truckar som funktion av årsmodell.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Årsmodell

Ant

al m

aski

ner

Hjullastare Grävlastare MinigrävmaskinBandgrävmaskin Hjulgrävmaskin Truck


37

Figur 6. Antal kompaktlastare, dumprar, mobilkranar och maskiner inom kategorin övrigt som funktion av årsmodell.

För de flesta maskinslagen framgår konjunkturcyklerna tydligt med toppar kring år 1990 och 2000 samt en svacka kring åren 1992 - 1993. Det är också uppenbart att för de senaste åren, med undantag för något enstaka maskinslag, är trenden att antalet maskiner ökar snabbt. Antalssiffrorna för år 1982 innefattar alla maskiner äldre än 1982, vilket förklarar de höga siffrorna för detta år. Anledningen till att alla ”gamla” maskiner sammanförts till ett år är att undvika hanteringen av alltför stora datamatriser vid utsläppsberäkningarna. Från 1982 och bakåt avtar antalet av de olika maskinslagen för varje år.

En intressant iakttagelse är att grävlastare var den maskin som dominerade un-der högkonjunkturen 1990 medan andelen grävlastare nyare än 10 år är låg. Detta kan delvis förklaras av att Volvo, som har stor marknadsandel, lade ned produktio-nen av grävlastare runt 1995. Nedgången för grävlastare åtföljs av en kraftig upp-gång vad det gäller andra grävmaskiner, vilket verkar rimligt.

Även hjullastare står för en betydligt större andel av arbetsmaskinerna de se-naste åren, jämfört med högkonjunkturen 1990, medan andelen truckar var stor redan 1990 och har så varit även de senaste 10 åren.

Antalet entreprenadmaskiner och truckar har fördelats på effektklasserna 37 - 75 kW, 75 - 130 kW och 130 - 560 kW enligt fördelningsnyckeln i tabell 10. Un-derlaget har varit försäljningsstatistik år 2000-2006 (se 3.2.1 ”Försäljningsstati-stik”) i samtliga fall utom två. Till skillnad mot för traktorer, där antalsfördelningen i de tre effektklasserna är känd för alla år, så är det bara för dessa 7 år (2000-2006) som vi har antalsfördelningsdata för entreprenadmaskiner och truckar. Trenden för dessa 7 år är dock, till skillnad mot för traktorer, att antalsfördelningen mellan effektklasserna är relativt oförändrad. För dumprar och mobilkranar har uppgifter från fordonsregistret använts för antalsfördelningen i effektklasser. Motoreffekten

0

50

100

150

200

250

300

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Årsmodell

Ant

al m

aski

ner

Kompaktlastare Dumper Mobilkran Övrigt


38

för omkring 15 % av dumprarna respektive mobilkranarna har tagits fram och se-dan använts för att bedöma effekten på resterande maskiner. För dumprar har jäm-förelsen gjorts med avseende på specifika modeller (dumprarna i Sverige består till mycket stor del av några få modeller) och för mobilkranarna genom en linjär korre-lation till maskinvikt, vilken är känd för samtliga mobilkranar. Som tidigare nämnts ligger effekten för minigrävmaskiner under 37 kW och de finns därför inte med i tabell 10.

Tabell 10. Fördelningsnyckel som använts för att bestämma hur antalet arbetsmaskiner fördelar sig i effektklasser. Underlaget är försäljningsstatistik år 2000-2006 (Tabell 5). Effekt(kW) 37-75 75-130 130-560 Skogsmaskiner

Skotare 0 0,77 0,23 Skördare 0 0,43 0,57

Entreprenadmaskiner

Hjullastare 0,16 0,46 0,38

Grävlastare 0,04 0,96 0 Bandgrävmaskin 0,24 0,42 0,34 Hjulgrävmaskin 0,10 0,90 0 Kompaktlastare 1,00 0 0

Dumper1 0 0,07 0,93

Mobilkran1 0 0,25 0,75 Övrigt 0,50 0,32 0,19

Truck 0,63 0,24 0,12 1Data ej baserat på försäljningsstatistik utan på uppgifter från fordonsregistret

I Bilaga B redovisas den datamatris med korrigerade antalsdata fördelat på årsmo-dell och effektklasser som använts som indata vid emissionsberäkningarna.

3.2.3 Drifttid Drifttiden för arbetsmaskiner har tidigare visat sig vara starkt beroende av maskin-ålder (Wetterberg, 2002) och detta är en viktig faktor att ta med vid beräkningen av utsläpp. Att det finns ett stort antal av någon kategori/åldersgrupp av arbetsmaski-ner behöver inte innebära att de bidrar mycket till de totala utsläppen om de bara används ett fåtal timmar per år.

ENTREPRENADMASKINER OCH TRUCKAR

När det gäller drifttid har för entreprenadmaskiner och truckar underlag från SMPs besiktningsregister nyttjats (se 3.1.4” Besiktningsstatistik” samt Bilaga C). I figur 7 redovisas drifttiden som funktion av ålder på maskinerna.


39

Figur 7. Årlig drifttid för entreprenadmaskiner som en funktion av maskinernas ålder. Den årliga drifttiden minskar så gott som linjärt med ålder på maskinerna. Band-grävmaskiner, hjulgrävmaskiner, grävlastare, hjullastare och minigrävare som ba-seras på det i särklass bästa statistiska underlaget d v s flest observationer (se Bila-ga C), uppvisar linjära samband med liten spridning. Drifttiden är påtagligt lik för dessa maskiner, bortsett från för minigrävmaskiner. Dumprar, teleskoptruckar och kategorin övrigt baseras på färre observationer och uppvisar en större spridning. Det står också klart att minigrävare används mindre än de andra maskinerna, att drifttiden för teleskoptruckar avtar något snabbare än för de andra samt möjligen en tendens till att drifttiderna är högst för dumprar. För kompaktlastare och mobilkra-nar finns inte säkra data eftersom det finns för få observationer. Drifttiden för mi-nigrävare har approximerats med drifttiden för kompaktgrävare och drifttiden för mobilkranar med drifttiden för dumprar. Som indata till emissionsberäkningarna har linjära modeller av drifttiden som funk-tion av ålder använts. Mer detaljerad beskrivning av dessa finns i Lindgren (2007).

TRAKTORER, SKÖRDETRÖSKOR OCH SKOGSMASKINER

Drifttid som funktion av maskinålder för traktorer följer inte samma linjära trend som uppvisades för entreprenadmaskiner. Enligt Wetterberg (2002) kan drifttiden för traktorer anpassas med ett polynom, se figur 8.

0

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400

1 600

1 800

2 000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Maskinålder (år)

Årli

g dr

ifttid

(h)

Bandgrävmaskin Dumper Grävlastare Hjulgrävmaskin HjullastareMinigrävmaskin Teleskoptruck Övrigt


40

Figur 8. Inventerad årlig drifttid för traktorer samt en matematisk modell anpassad till inventerade data.

Skördetröskor och skogsbruksmaskiner antas följa samma trend som traktorer, d.v.s. en relativt hög årlig drifttid som ligger konstant under flera år för att sedan sjunka kraftigt. I tabell 11 redovisas årliga drifttider för nya maskiner.

Tabell 11. Årlig drifttid i timmar för nya maskiner.

37 – 75 kW 75 – 130 kW 130 – 560 kW Jord- och skogsbrukstraktorer 500 500 500 Samhällstraktorer 270 516 800 Industritraktorer 800 800 1 250 Skördetröskor 175 175 175 Skotare 2 550 2 550 Skördare 2 550 2 550

Orsaken till den höga årliga drifttiden för skotare och skördare är att dessa maski-ner används intensivt i skogsbruket, ofta i skift. Beräkning av drifttimmar som funktion av ålder på maskinen är utförligare beskrivet av Lindgren (2007).

3.2.4 Motoreffekt Motoreffekt för de olika maskinerna beskrivs som genomsnittlig motoreffekt för samtliga maskiner inom en maskin- och effektkategori. För traktorer, som enligt lag är registreringspliktiga, har data hämtats från SCB (SCB, 2004). Från dessa data kan även genomsnittlig motoreffekt som funktion av ålder på traktorerna

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1985 1990 1995 2000 2005 2010Årsmodell

Årli

g dr

ifttid

, h

Inventering Modell


41

beräknas. I figur 9 redovisas genomsnittlig motoreffekt för traktorer fördela t på 37-75 kW, 75-130 kW och 130-560 kW.

Figur 9. Genomsnittlig motoreffekt för traktorer som funktion av årsmodell

Ur figuren kan man utläsa att den genomsnittliga effektökningen var ca 0,25 kW per år för samtliga effektkategorier. Denna förändring av genomsnittlig motoreffekt som funktion av ålder på maskinen användes för samtliga inom projektet ingående maskinkategorier. Antaganden och beräkningar är utförligare beskrivna av Lind-gren (2007). I figur 10 redovisas hur medeleffekten genom åren har förändrats inom hela effekt-intervallet 37-560 kW. Den tydliga trenden för traktorer är att motoreffekten har ökat genom åren. Det är framför allt traktorer i effektklassen 37-75 kW som mins-kat till fördel för traktorer i effektklassen 75-130 kW, vilket redogörs för i avsnitt 3.2.2.1 ”Traktorer”.

020406080

100120140160180200

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004Year

Ave

rage

pow

er (k

W)

37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW


42

Figur 10. Genomsnittlig motoreffekt för traktorer i effektintervallet 37-560 kW som funktion av årsmodell.

När det gäller andra maskiner än traktorer finns det inte lika omfattande underlag tillgängligt vad avser förändringen av motoreffekt genom åren. För entreprenadma-skiner och truckar finns data för de senaste 7 åren vad det gäller antalsfördelning i de tre effektklasserna. Dessa visar dock på att motoreffekten under den tidsperio-den varit relativt oförändrad (se avsnitt 3.2.2.4 ”Entreprenadmaskiner och truck-ar”).

För övriga maskiner har flera olika litteraturkällor använts för att uppskatta ge-nomsnittlig motoreffekt (Wetterberg, 2002; Persson och Kindberg, 1999; Flod-ström et al., 2004 och Fordonsregistret). Data över genomsnittlig motoreffekt för samtliga maskiner finns redovisade i tabell 12.

Tabell 12. Genomsnittlig motoreffekt som funktion av maskin och effektkategori.

Kategori 37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW Jord och skogsbrukstraktorer 62 100 170 Samhällstraktorer 60 99 176 Industritraktorer 60 101 171 Skördetröskor 61 100 208 Skotare 116 151 Skördare 101 151 Hjullastare 69 101 199 Grävlastare 71 93 Minigrävare1 29 Bandgrävmaskiner 42 96 151 Hjulgrävmaskiner 61 101

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010Årtal

Med

elef

fekt

, kW


43

Kategori 37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW Kompaktlastare 41 Dumper 91 201 Mobilkran 118 254 Truck 64 103 162 Övriga 61 103 180

1 Minigrävare har en motoreffekt under 37 kW.

Större mobilkranar (5 eller fler hjulaxlar, lyftkapacitet ≥ ca 100 ton, maskinvikt ≥ ca 60 ton) har normalt två motorer. En chassimotor för framdrift/transport och en mindre som driver hydraulpumpen vid krandrift. När maskinen är uppställd går alltså endast den mindre motorn. Typiskt sett är den mindre motorn på mindre än hälften av den stora motorns effekt. Mindre mobilkranar har bara en motor. Ande-len större mobilkranar (med maskinvikt ≥ 60 ton) är i Sverige ungefär 20 % (For-donsregistret) och för dessa baseras beräkningarna av genomsnittlig motoreffekt på den större motorn.

För ytterligare data hänvisas till Lindgren (2007).

3.2.5 Belastningsfaktor Arbetsmaskiner används för en rad olika arbetsoperationer med varierande belast-ning på motorn. Endast under en mycket begränsad tid arbetar maskinerna vid full effekt (Lindgren et al., 2002). För att ta hänsyn till den genomsnittliga belastningen av motorn måste belastningsfaktorer användas i kombination med den ovan angiv-na motoreffekten. Oftast är belastningsfaktorn uppskattad utifrån genomsnittlig bränsleförbrukning och motoreffekt. Dock uppskattar många maskinförare och entreprenörer bränsleförbrukningen vid enbart arbete och utelämnar den tid då motorn går på tomgång. Eftersom timmätarställningen i princip är oberoende av motorns belastningsgrad kommer den uppskattade bränsleförbrukningen och där-med belastningsfaktorn i så fall att överskattas.

Lindgren (2007) har beräknat belastningsfaktorer för en rad olika arbetsmaski-

ner baserat på data från US EPA (2004), Starr et al. (1999) Ullman et al. (1999), Hansson et al. (2001), Lindgren et al. (2002), Löfgren (2002) och Flodström et al. (2004). I tabell 13 visas de resulterande belastningsfaktorerna för de olika maskin- och effektkategorierna.

Tabell 13. Belastningsfaktor som funktion av maskin och effektkategori.

Kategori 37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW Källa Jord och skogs-brukstraktorer

33 33 40 Hansson et al.

Samhällstraktorer 33 33 40 Hansson et al.

Industritraktorer 40 40 57 Persson & Kindbom

Flodström et al.

Skördetröskor 35 35 35 Lindgren et al. Flodström et al.


44

Kategori 37-75 kW 75-130 kW 130-560 kW Källa Skotare 20 20 Löfgren Skördare 30 30 Löfgren Hjullastare 48 48 48 US EPA Grävlastare 21 21 21 US EPA Bandgrävmaskiner 40 40 40 Persson & Kindbom

Flodström et al. Hjulgrävmaskiner 40 40 40 Persson & Kindbom

Flodström et al. Kompaktlastare 23 US EPA Dumprar 21 21 US EPA Mobilkranar 40 40 Persson & Kindbom

Flodström et al. Truckar 40 40 40 Persson & Kindbom

Flodström et al. Övriga 33 38 34 Medel av entreprenad-

maskiner

För ytterligare data hänvisas till Lindgren (2007).

3.2.6 Totala emissioner och bränsleförbrukning Årliga emissionsnivåer och bränsleförbrukning från sektorn arbetsmaskiner i Sve-rige för år 2006 redovisas i tabell 14. I samma tabell redovisas data baserade på emissionsfaktorer motsvarande gränsvärden för typgodkännande.

Tabell 14. Årliga emissions- och bränsleförbrukningsmängder från sektorn arbets-maskiner 2006 beräknat både utifrån emissionsfaktorer baserade på utsläppsgräns-värden (CORINAIR) och utifrån korrigerade emissionsfaktorer enligt 3.1.2. ”Korrigering av emissions- och bränslefaktorer”.

Enhet Årliga nivåer Korrigerade ef1 Gränsvärde Antal maskiner st 290 000 290 000 Bränsleförbrukning ton/år 880 000 820 000 CO2 ton/år 2 800 000 2 600 000 CO ton/år 6 000 16 000 HC ton/år 2 200 4 800 NOx ton/år 23 000 27 000 PM ton/år 1 000 2 100 SOx ton/år 1.8 1.6

1 ef = emissionsfaktorer.

Emissioner av NOX påverkades endast i mindre grad av de justerade emissionsfak-torerna medan övriga emissioner visar en relativt kraftig minskning. De verkliga emissionerna av CO uppgick endast till ca en tredjedel av den nivå som erhölls vid användandet av gränsvärden för typgodkännande. Även för HC och PM är skillna-den stor och motsvarar en dubblering. Orsaken till skillnaderna i utsläppsnivåer när korrigerade emissionsfaktorer används redogörs för i avsnitt 3.1.2 ”Korrigering av emissions- och bränslefaktorer”. Sett över hela maskinparken motsvarar den


45

genomsnittliga bränsleförbrukningen per maskin och år ca. 3 ton eller 3,7 m3 diesel per år. För NOX och PM var motsvarande årliga emissioner ca. 80 respektive 3.6 kg per maskin och år.

Jämfört med tidigare rapporterade nivåer när det gäller såväl antal maskiner, bränsleförbrukning som emissioner, förekommer relativt stora skillnader (se tabell 15) speciellt för emissioner. Den aktuella bedömningen av total årlig bränsleför-brukning är drygt 5 % lägre än tidigare trots att studien inkluderar ca 25 % fler maskiner. För emissioner är skillnaderna mycket större, nivåerna av NOx är halve-rade medan både CO och HC motsvarar ca 1/3 av de tidigare uppskattade nivåerna. Den största skillnaden återfinns dock för partiklar för vilka de uppskattade utsläp-pen har minskats med ca. 75 %.

Tabell 15. Jämförelse med tidigare rapporterade data.

Enhet SMEDa Aktuell bedömning Andel av SMED % Antal maskiner st 230 000 290 000 126 Bränsle ton/år 940 000 880 000 93 CO ton/år 19 000 6 000 32 HC ton/år 7 300 2 200 30 NOx ton/år 43 000 23 000 55 PM ton/år 4 100 1 000 25

a Flodström et al., 2004

Det finns tre avgörande skillnader mellan den aktuella bedömningen och den be-dömning som genomfördes av Flodström et al. (2004) för emissionsåret 2002.

• Dataunderlag • Beräkningsmetod • Tidsperiod

Dataunderlaget som sammanställts inom detta projekt har i flera fall resulterat i betydligt säkrare uppskattningar jämfört med tidigare studier. Detta gäller framför-allt antal maskiner och årlig drifttid och hur dessa varierar med ålder på maskinen. Dessutom har emissionsdata kompenserats för en rad olika faktorer såsom verklig användning av maskinerna och skillnader mellan uppmätta nivåer vid typprovning och motsvarande gränsvärden för typgodkännande. När det gäller beräkningsmeto-den har båda studierna i grund och botten applicerat en ekvation enligt den avance-rade metoden i CORINAIR. Dock har den aktuella studien hanterat varje i ekvatio-nen ingående variabel som en matris vilket gör att hänsyn tas till åldersvariationer. Den tredje orsaken till de i tabell 15 uppvisade skillnaderna är att beräkningarna beskriver maskinparkens sammansättning och emissioner för olika år; 2002 respek-tive 2006. I den aktuella studien uppfyller betydligt fler maskiner gränsvärden för både steg I och steg II.

Det mesta av bränslet, mer än 50 %, förbrukas av maskiner som är 7 år eller yngre, d v s av nya maskiner (se figur 11). Samma trend gäller för emissioner av CO2, CO, HC och NOX. För emissioner av partiklar var bidraget från äldre maski-ner något större men de nya maskinerna står fortfarande för det största bidraget.


46

Dessutom visade resultaten att nästan 40 % av alla arbetsmaskiner i Sverige är mycket gamla; 24 år eller mer. Dessa maskiner bidrar endast mycket lite till de totala utsläppsnivåerna; mindre än 3 % i genomsnitt.

Figur 11. Ackumulerat antal maskiner, bränsleförbrukning och emissioner.

För vissa specifika arbetsmaskiner, framförallt traktorer, skiljer sig trenden något från den i figur 11. Antals- och åldersfördelningen för traktorer uppvisar en kraftig höjning för årsmodeller före 1994, vilket resulterar i en markerad topp i bränsleför-brukning för maskiner med årsmodell runt 1991, se figur 12.

Figur 12. Antals- och åldersfördelning samt årlig bränsleförbrukning för olika årsmodeller av traktorer.

0102030405060708090

100

1 980 1 985 1 990 1 995 2 000 2 005 2 010

Årsmodell

Ack

umul

erad

e em

issi

oner

, %

Antal Bränsle CO HC NOx PM

0

5000

10000

15000

20000

25000

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010Årsmodell

Ant

al tr

akto

rer

Brä

nsle

förb

rukn

ing,

ton

Bränsle Antal


47

Antalet jord- och skogsbruksmaskiner samt bränsleförbrukning och CO2-utsläpp för dessa uppdelat på olika effektkategorier redovisas i tabell 16. Motsvarande detaljerade data för entreprenadmaskiner redovisas i tabell 17. I bilaga E redovisas en schablonmässig uppdelning av arbetsmaskiners totala bränsleförbrukning och totala emissionsmängder på olika näringsgrenar.

Tabell 16. Antalet jord- och skogsbruksmaskiner samt bränsleförbrukning och CO2-utsläpp 2006.

Kategori Effekt Antal Bränsleförbr. CO2

kW st ton/år ton/år Jord- och skogsbrukstraktor 37-75 90 000 67 000 211 000 75-130 22 000 67 000 210 000 130-560 1 900 13 000 42 000 Samhällstraktor 37-75 51 000 13 000 41 000 75-130 4 900 13 000 41 000 130-560 420 3 900 12 000 Industritraktor 37-75 21 000 31 000 97 000 75-130 3 900 19 000 59 000 130-560 1 100 13 000 40 000 Skördetröska 37-75 29 000 5 800 18 000 75-130 5 100 3 800 12 000 130-560 1 300 4 800 15 000 Skotare 37-75 0 0 0 75-130 2 100 38 000 121 000 130-560 1 000 15 000 46 000 Skördare 37-75 0 0 0 75-130 1 100 26 000 81 000 130-560 1 400 48 000 150 000 Summa 37-560 240 000 380 000 1 200 000

Det största antalet maskiner återfinns inom gruppen traktorer, ca. 68 %. Traktorer-na bidrar dock endast med 27 % av den totala bränsleförbrukningen inom sektorn arbetsmaskiner (se tabell 14 och 15). Hjullastare och truckar, vilka är de till antalet största grupperna av entreprenadmaskiner och motsvarar drygt 6 % av det totala antalet arbetsmaskiner, förbrukar nästan 27 % av all diesel inom sektorn. Som synes i tabell 17 är det främst hjullastarna som bidrar till denna stora andel (ca. 18 % av den totala förbrukningen).

Mindre arbetsmaskiner som minigrävare och kompaktlastare motsvarar nästan 2,5 % av det totala antalet arbetsmaskiner i Sverige. Trots detta var bidraget till utsläppen av koldioxid relativt blygsamma, mindre än 1 % härrörde från dessa typer av maskiner. De typer av maskiner som relativt sett, per maskin, har störst påverkan på bränsleåtgången och utsläppen av koldioxid är stora maskiner med hög belastning och hög årlig drifttid. Framförallt gäller detta för mobilkranar, skogsmaskiner och stora hjullastare.


48

Tabell 17. Antalet entreprenadmaskiner samt bränsleförbrukning och CO2-utsläpp 2006.

Kategori Effekt Antal Bränsleförbr. CO2

kW st ton/år ton/år Hjullastare 37-75 1 500 13 000 42 000 75-130 4 400 56 000 180 000 130-560 3 600 90 000 280 000 Grävlastare 37-75 330 1 000 3 100 75-130 7 100 28 000 87 000 130-560 0 0 0 Bandgrävare < 37 5 500 6 700 21 000 37-75 1 700 7 500 23 000 75-130 3 000 30 000 93 000 130-560 2 500 38 000 120 000 Hjulgrävare 37-75 690 4 500 14 000 75-130 6 000 65 000 200 000 130-560 0 0 0 Kompaktlastare 37-75 1 400 1 300 4 200 75-130 0 0 0 130-560 0 0 0 Dumper 37-75 0 0 0 75-130 80 520 1 600 130-560 1 000 15 000 48 000 Mobilkran 37-75 0 0 0 75-130 220 4 000 13 000 130-560 670 25 000 80 000 Truck 37-75 5 900 36 000 110 000 75-130 2 200 22 000 68 000 130-560 1 100 17 000 53 000 Övriga 37-75 2 000 12 000 37 000 75-130 1 300 14 000 44 000 130-560 750 13 000 41 000 Summa 37-560 53 000 500 000 1 600 000

Årliga emissionsnivåer av kolmonoxid, kolväten, kväveoxider, partiklar och sva-veldioxid från traktorer samt jord- och skogsbruksmaskiner redovisas i tabell 18 medan motsvarande data för entreprenadmaskiner redovisas i tabell 19. Data i ta-bell 18 och 19 har delats upp i olika effektkategorier, 37 - 75 kW, 75 - 130 kW och 130 - 560 kW för samtliga maskiner förutom bandgrävmaskiner. För bandgrävma-skiner har ytterligare en effektkategori inkluderats, mindre än 37 kW vilket mot-svarar minigrävmaskiner.


49

Tabell 18. Årliga emissionsmängder från traktorer samt jord- och skogsbruksmaskiner 2006.

Kategori Effekt CO HC NOx PM SOx kW ton/år ton/år ton/år ton/år ton/år

37-75 580 290 1 900 130 0,13 Jord- och skogs-brukstraktor 75-130 470 170 1 800 80 0,13 130-560 80 20 320 10 0,03 Samhällstraktor 37-75 120 60 390 30 0,03 75-130 90 30 360 20 0,03 130-560 20 6 90 0 0,01 Industritraktor 37-75 260 130 860 60 0,06 75-130 130 50 480 20 0,04 130-560 80 20 310 10 0,03 Skördetröska 37-75 40 30 170 20 0,01 75-130 20 10 110 6 0,01 130-560 20 7 90 3 0,01 Skotare 37-75 0 0 0 0 0,00 75-130 230 70 840 30 0,08 130-560 70 20 300 9 0,03 Skördare 37-75 0 0 0 0 0,00 75-130 160 50 570 20 0,05 130-560 240 60 1000 30 0,10 Summa 37-560 2 600 1 000 9 700 470 0,78

Det enskilt största bidraget till utsläpp av kväveoxider kommer från hjullastare tätt följt av jord- och skogsbrukstraktorer med 20 och 17 % av de totala utsläppen (se tabell 18 och 19). När det gällde utsläppen av partiklar var situationen den omvän-da. Jord- och skogsbrukstraktorer bidrog med drygt 20 % av de totala mängderna medan hjullastare bidrog med knappt 17 %. En orsak till den relativt höga andelen från jord- och skogsbrukstraktorer var åldersfördelningen. Inom sektorn traktorer finns en mycket stor mängd gamla maskiner. Nästan hälften av alla traktorer har en ålder av 24 år eller mer. För grävmaskiner, d.v.s. grävlastare, bandgrävmaskiner och hjulgrävmaskiner, är motsvarande siffra endast ca. 6 %. I och med att emis-sionsnivåerna påverkas relativt kraftigt av maskinens ålder, speciellt avseende partiklar, kommer maskinkategorier med en hög andel gamla maskiner att relativt sett bidra till en större andel av de totala utsläppen.

Skogssektorn, d.v.s. skotare och skördare, stod för ca. 12 % av de totala utsläp-pen av kväveoxider och 9 % av de totala utsläppen av partiklar från arbetsmaskiner i Sverige 2006. Detta är relativt höga nivåer med tanke på att skogsmaskiner mot-svarar mindre än 2 % av det totala antalet maskiner i Sverige. Dock har skotare och skördare inom det industrialiserade skogsbruket mycket höga årliga drifttider, ca. 2 500 timmar per år vilket är högst av samtliga inom projektet studerade maskinslag.


50

Tabell 19. Årliga emissionsmängder från entreprenadmaskiner 2006. Kategori Effekt CO HC NOx PM SOx kW ton/år ton/år ton/år ton/år ton/år Hjullastare 37-75 110 50 410 20 0,03 75-130 370 140 1 600 60 0,11 130-560 530 150 2 600 80 0,18 Grävlastare 37-75 10 6 30 2 0,00 75-130 260 100 860 40 0,06 130-560 0 0 0 0 0,00 Bandgrävare < 37 60 30 210 20 0,01 37-75 50 20 190 10 0,01 75-130 180 60 750 30 0,06 130-560 200 50 930 30 0,08 Hjulgrävare 37-75 30 20 120 7 0,01 75-130 390 140 1 800 70 0,13 130-560 0 0 0 0 0,00 Kompaktlastare 37-75 10 7 30 0 0,00 75-130 0 0 0 0 0,00 130-560 0 0 0 0 0,00 Dumper 37-75 0 0 0 0 0,00 75-130 5 2 20 1 0,00 130-560 150 30 420 20 0,03 Mobilkran 37-75 0 0 0 0 0,00 75-130 20 9 110 4 0,01 130-560 140 40 660 20 0,05 Truck 37-75 290 120 870 50 0,07 75-130 150 50 500 20 0,04 130-560 100 30 380 10 0,03 Övriga 37-75 100 50 330 20 0,02 75-130 100 40 400 20 0,03 130-560 90 20 370 20 0,03 Summa 37-560 3 300 1 200 14 000 550 0,99

I figur 13 redovisas de relativa bidragen från olika maskiner till de totala nivåerna. För att minska mängden data i figur 13 representeras varje maskinslag oberoende av motoreffekt av en del, förutom traktorer, skördetröskor och skogsmaskiner som aggregerats ytterligare.

• Agr. traktorer, tröskor Jord- och skogsbrukstraktorer Skördetröskor

• Övriga traktorer Samhällstraktorer Industritraktorer

• Skogsmaskiner Skördare Skotare


51

Majoriteten av arbetsmaskinerna återfinns inom grupperna ”Agr. traktorer”, ”trös-kor” samt ”övriga traktorer” som motsvarar ca. 80 % av det totala antalet. Dock står dessa maskiner endast för ca. 30 % av de totala emissionerna förutom för HC och PM där andelen uppgår till ca. 40 %. Hjullastare står för en relativt sett stor del av de totala emissionerna trots att andelen maskiner är relativt liten. Ytterligare en betydande grupp av maskiner är grävmaskiner d.v.s. grävlastare, hjulgrävmaskiner och bandgrävmaskiner inklusive minigrävmaskiner, vilka svarar för ca. 20 % av de totala utsläppen.

Figur 13. Relativa bidrag från olika maskiner till de totala nivåerna av bränsleförbrukning, emissioner och antal.

3.2.7 Kommentarer till resultaten Som tidigare nämnts bedöms de källor som använts i denna studie överlag som mycket tillförlitliga vilket i kombination med den beräkningsmodell som använts får anses ge en så realistisk bild som möjligt av hur maskinparken är sammansatt, hur maskinerna faktiskt används i verkligheten samt hur det påverkar utsläpp och bränsleförbrukning. Men faktum kvarstår att det finns felkällor vid framtagandet av alla enskilda underlag som utsläppsberäkningarna baseras på. Detta innebär att osäkerheterna i de beräknade utsläppen vid en inventering som den här ändå får bedömas som relativt stora. Av de fem faktorer (antal maskiner, årlig drifttid, mo-toreffekt, belastningsgrad och emissionsfaktorer) som ligger till grund för emis-sionsberäkningarna bedöms uppskattningen av belastningsgrad innehålla den störs-ta osäkerheten.

PMNOxHC

COBränsle CO2 SOx

Antal

Agr. traktor, tröskor Övriga traktorer Skogsmaskiner Hjullastare Grävlastare Bandgrävare Hjulgrävare Kompaktlastare Dumper Mobilkran Truck Övrigt


52

Inventeringsdata rörande både antal maskiner och driftstid som funktion av ål-der bedöms vara mycket tillförlitliga, dock ökar osäkerheten troligtvis med ökad ålder på maskinen. Till exempel är det mycket troligt att vissa gamla maskiner endast används några få timmar per år hos en entreprenör medan andra använder motsvarande maskin betydligt mer frekvent. Detta kan leda till en relativt stor vari-ation, speciellt i årlig drifttid för de äldsta maskinerna, d.v.s. maskiner äldre än 15 år. Dessutom är det rimligt att tro att användningsområdet för de äldre maskinerna skiljer sig något från det för nyare maskiner. Service och underhåll för dessa äldre maskiner, som totalt sett har använts många timmar under sin livslängd, varierar troligtvis också mellan olika maskiner och ägare vilket kan leda till att förslitning och därigenom både bränsleförbrukning och emissioner kan uppvisa större varia-tioner.

Även om de data som använts bedöms som tillförlitliga är de i regel baserade mer på förhållandet för nya maskiner än för äldre maskiner. Dock har mycket av de data som använts t.ex. antal, årlig drifttid, bränsleförbrukning och emissionsfakto-rer inhämtats även för äldre maskiner och bör återspegla verkligheten tämligen väl. Från resultaten kan man se att majoriteten av både den totala bränsleförbrukningen och utsläppen av avgaser kan härröras till maskiner som är 7 år eller yngre. För maskiner som är 15 år eller äldre är motsvarande bidrag endast ca 15 %. Även om indata och beräkningar för denna grupp av maskiner skulle vara mycket osäkra är bidraget till de totala utsläppsnivåerna litet. En fördubbling av de beräknade ut-släppsnivåerna d.v.s. en ökning med 100 %, för maskiner äldre än 15 år skulle resultera i mindre än 15 % ökning av de totala utsläppen från samtliga arbetsma-skiner. En ökning av 100 % av de uppskattade utsläppen från äldre maskiner skulle i genomsnitt motsvara 15 % fel i samtliga ingående faktorer i den av CORINAIR (EEA, 2005) använda ekvationen. Dessutom krävs det att dessa fel samverkar vil-ket är högst osannolikt i realiteten.


53

4 Framtida utveckling: Prognoser, åtgärder och styrmedel

I detta avsnitt behandlas en rad olika tekniska åtgärder och systemåtgärder som kan vidtas för att reducera emissionerna från arbetsmaskiner, samt förslag på hur styr-medel kan utformas. Det kan t ex avse: • Alternativa drivmedel • Miljözoner • Motorutveckling • Efterbehandlingsutrustning • Nya lagkrav • Ökad utbytestakt av maskiner (aktiv utskrotning av maskiner) • Sparsam körning

Många av de tänkbara åtgärderna beskrivs endast översiktligt och förslag ges för hur eventuella styrmedel kan utformas. Vissa åtgärder beskrivs dock mer detaljerat, se rubriker nedan. Vidare redovisas översiktliga utsläppsprognoser från arbetsma-skiner för år 2010 och 2020. 4.1 Emissionskrav Sedan 1999 har det inom EU funnits gemensamma utsläppskrav för ”dieseldrivna mobila maskiner som inte är avsedda att användas på väg” (EU, 1997 och 2004). Dessförinnan omfattades arbetsmaskiner inte av några lagkrav vad det gäller emis-sioner. De reglerade emissionerna är, liksom på fordonssidan, kolmonoxid (CO), kolväten (HC), kväveoxider (NOx) samt partiklar (PM). Sedan 2001 gäller samma krav även för jord- och skogsbrukstraktorer (EU, 2000 och 2005). I tabell 20 redo-visas en sammanställning över utsläppskraven. De motorer som nyproduceras idag måste klara steg II (steg IIIA för de största motorerna) och kraven kommer att skärpas successivt fram till och med år 2014 i och med att steg III och steg IV in-förs.


54

Tabell 20. Utsläppskrav inom EU för dieseldrivna arbetsmaskiner och jord- och skogsbrukstraktorer.

Motoreffekt Från och med CO HC NOx PM

[kW] [g/kWh] Steg I

37 ≤ P < 75 1999.04/2001.07a 6,5 1,3 9,2 0,85

75 ≤ P < 130 1999.01/2001.07a 5,0 1,3 9,2 0,70

130 ≤ P < 560 1999.01/2001.07a 5,0 1,3 9,2 0,54

Steg II

18 ≤ P < 37 2001.01/2002.01a 5,5 1,5 8,0 0,80

37 ≤ P < 75 2005.01/2004.01a 5,0 1,3 7,0 0,4

75 ≤ P < 130 2003.01/2003.07a 5,0 1,0 6,0 0,3

130 ≤ P < 560 2002.01/2002.07a 3,5 1,0 6,0 0,2

Steg III A

19 ≤ P < 37 2007.01 5,5 7,5b 0,6

37 ≤ P < 75 2008.01 5,0 4,7b 0,4

75 ≤ P < 130 2007.01 5,0 4,0b 0,3

130 ≤ P < 560 2006.01 3,5 4,0b 0,2

Steg III B

37 ≤ P < 56 2013.01 5,0 4,7b 0,025

56 ≤ P < 75 2012.01 5,0 0,19 3,3 0,025

75 ≤ P < 130 2012.01 5,0 0,19 3,3 0,025

130 ≤ P < 560 2011.01 3,5 0,19 2,0 0,025

Steg IV

56 ≤ P < 130 2014.10 5,0 0,19 0,4 0,025

130 ≤ P < 560 2014.01 3,5 0,19 0,4 0,025

a Gäller traktorer. b NOX + HC

Steg IIIB innebär en drastisk sänkning av partikelutsläppen till 0,025 g/kWh, vilket är en minskning med 90 % jämfört med steg II. För att klara dessa krav kommer det i de flesta fall att krävas partikelfilter. I och med steg IV införs krav på NOx-reduktion till 0,4 g/kWh, vilket förväntas leda till att det även kommer att krävas NOx-efterbehandling.

För mätning av utsläppen används en ”steady state” körcykel med 8-mät-punkter (ISO 8178). Undantaget är partikelmätningar i steg IIIB och IV där en transient körcykel ska användas.


55

När det gäller arbetsmaskiner i USA började de första utsläppskraven för “non-road” dieselmotorer att gälla 1996 och har sedan utökats med successivt strängare utsläppskrav (USEPA, 1998 och 2004c). USA:s emissionskrav finns presenterade i tabell 21 och tabell 22. I de flesta fall gäller dessa även i Kalifornien (California Air Resources Board, CARB, har traditionellt sett haft en strängare emissionslag-stiftning än EPA). Infasningen av Tier 1-3 sträcker sig fram till 2008. Tier 4 kom-mer att fasas in under 2008 - 2015 och innebär framför allt en kraftig reduktion av NOx (för motorer över 56 kW) och partiklar (över 19 kW). Till skillnad från EUs lagstiftning omfattar USA:s regler även dieselmotorer med motoreffekt mindre än 19 kW och större än 560 kW.

Vidare måste alla motorer dessutom klara ett test av röktätheten i avgaserna med avseende på opacitet vid tre olika körbetingelser. Detta krav gäller dock inte Tier 4- certifierade motorer med krav på partikelutsläpp ≤0,07 g/kWh (dessa skulle ändå utan undantag klara röktäthetstesten).

Reglerna omfattar även flera bestämmelser som ger flexibilitet för tillverkare när det gäller att klara kraven. Exempel är olika typer av medelvärdesberäkning av utsläpp, handel med utsläppsrätter och maximala utsläppsnivåer för ”motorfamil-jer”.

För mätning av utsläppen används en ”steady state” körcykel med 8-mät-punkter i enlighet med körcykeln som används inom EU och är specificerad i ISO 8178. Dessutom kommer för Tier 4 en transient testcykel att användas (samma som inom EU). Kravet att använda denna testcykel börjar gälla 2011 för motorer mel-lan130 - 560 kW, 2012 för 56 - 130 kW och 2013 för motorer <56 kW. Motorer över 560 kW testas inte enligt den transienta testcykeln. Till skillnad från EU:s regelverk, där den transienta körcykeln kommer att vara ett krav endast när det gäller partikelutsläpp, måste Tier 4 motorer uppfylla kraven för NOx, PM, CO och HC i båda cyklerna. Det betyder att risken finns kvar under en ganska lång övergångstid för så kallad ”cycle beating” inom EU, vilket innebär att motorer optimeras för att uppvisa låga utsläpp vid en specifik körcykel medan utsläppen under verkliga körbetingelser kan vara mycket högre. För motortillverka-re som är aktiva både på den europeiska och på den amerikanska marknaden inne-bär detta att de kan tvingas utveckla olika motorvarianter för de olika marknaderna.


56

Tabell 21. USA:s (EPA) utsläppskrav för “non-road” diesel motorer. Motoreffekt Från och med CO HC NOx PM

[kW] [g/kWh] Tier 1

P< 8 2000 8,0 10,5a 1,0 8 ≤ P < 19 2000 6,6 9,5a 0,8

19 ≤ P < 37 1999 5,5 9,5a 0,8 37 ≤ P < 75 1998 - - 9,2 - 75 ≤ P < 130 1997 - - 9,2 -

130 ≤ P < 225 1996 11,4 1,3 9,2 0,54 225 ≤ P < 450 1996 11,4 1,3 9,2 0,54 450 ≤ P < 560 1996 11,4 1,3 9,2 0,54

P ≥ 560 2000 11,4 1,3 9,2 0,54 Tier 2

P< 8 2005 8,0 7,5a 0,8 8 ≤ P < 19 2005 6,6 7,5a 0,8

19 ≤ P < 37 2004 5,5 7,5a 0,6 37 ≤ P < 75 2004 5,0 7,5a 0,4 75 ≤ P < 130 2003 5,0 6,6a 0,3

130 ≤ P < 225 2003 3,5 6,6a 0,2 225 ≤ P < 450 2001 3,5 6,4a 0,2 450 ≤ P < 560 2002 3,5 6,4a 0,2

P≥ 560 2006 3,5 6,4a 0,2 Tier 3

37 ≤ P < 75 2008 5,0 4,7a c 75 ≤ P < 130 2007 5,0 4,0a c

130 ≤ P < 225 2006 3,5 4,0a c 225 ≤ P < 450 2006 3,5 4,0a c 450 ≤ P < 560 2006 3,5 4,0a c

Tier 4 P< 8 2008 8,0 7,5a 0,4d

8 ≤ P < 19 2008 6,6 7,5a 0,4 19 ≤ P < 37 2008 5,5 7,5a 0,3

2013 5,5 4,7a 0,03 37 ≤ P < 56 2008 5,0 4,7a 0,3e

2013 5,0 4,7a 0,03 56 ≤ P < 130 2012-2014f 5,0 0,19b 0,40 0,02

130 ≤ P < 560 2011-2014g 3,5 0,19b 0,40 0,02 a NMHC+NOx. b NMHC. c Inte antagen ännu. Tier 2 gäller. d Hand-startade, luftkylda motorer med direktinsprutning får certifieras enligt Tier 2 tom 2009 och enligt PM-standarden 0.6 g/kWh med början 2010. e 0.4 g/kWh (Tier 2) om tillverkaren uppfyller 0.03 g/kWh from 2012. f PM/CO: alla motorer skall uppfylla kraven from 2012; NOx/HC: Valmöjlighet 1—50 % av motorerna måste uppfylla kraven 2012-2013; Valmöjlighet 2—25 % av motorerna måste uppfylla kraven 2012-2014, och alla motorer uppfylla kraven from 2014-12-31. g PM/CO: alla motorer skall uppfylla kraven from 2011; NOx/HC: 50 % av motorerna måste upp-fylla kraven 2011-2013.


57

Tabell 22. USA:s Tier 4 utsläppskrav för “non-road” dieselmotorer över 560 kW. Från och Kategori CO NMHC NOx PM med [g/kWh]

2011-2014 Generator anläggningar > 900 kW 3,5 0,40 0,67 0,10

Alla övriga motorer 3,5 0,40 3,5 0,10

2015 Generator anläggningar 3,5 0,19 0,67 0,03

Alla övriga motorer 3,5 0,19 3,5 0,04

Av figur 14 framgår hur Tier 3 - 4 i USA och EU:s Steg III-IV är harmoniserade.

Figur 14. En jämförelse mellan EU och USA när det gäller införandet av utsläppskraven i Tier 3 - 4 respektive Steg III - IV för partiklar (PM) och kväveoxider (NOx). (Bengt Johansson, Volvo Construction Equipment).

Andra länder som har lagstadgade utsläppskrav för arbetsmaskiner är Kanada, Japan och Sydkorea. Kraven i Kanada och Sydkorea följer USAs (EPA) krav me-dan kraven i Japan inte är harmoniserade med USA och/eller EU men ligger på liknade nivåer. 4.2 Utsläppsprognoser för 2010 och 2020 En översiktlig prognos för utsläppen fram till 2020 har beräknats. Den beskriver utvecklingen med det successiva införandet av redan beslutade EU-lagkrav (BAU – ”Business as usual”) samt effekten av en ökad utbytestakt av maskinerna. Förut-sättningen för BAU-scenariot är att ingen tillväxt sker. Antal fordon, utnyttjande-graden och bränsleförbrukningen antas vara densamma som under 2006. Effekten av en ökad utbytestakt har beräknats för år 2010 och 2020 utifrån antagandet att samtliga maskiner som är äldre än 15 år alternativt äldre än 10 år har skrotats. I figur 15 visas de emissionsfaktorer som ligger till grund för beräkningarna. Stora


58

förändringar av emissionsfaktorerna har skett och kommer att ske genom redan införda och kommande lagkrav. De emissionsfaktorer som visas är viktade medel-värden för de tre effektklasserna utifrån fördelningen av antalet maskiner.

Figur 15. Genomsnittliga emissionsfaktorer för arbetsmaskiner, sammanviktade för de tre effektklasserna utifrån fördelningen av antalet maskiner.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

År

Emis

sion

sfak

tore

r (g/

kWh)

COHCNOxPM


59

I figur 16 visas utsläppsprognoserna enligt BAU-scenariot och i tabell 23 redovisas utsläppssiffrorna för år 2010 och 2020 i ton både för BAU-scenariot och scenarier-na med ökad utbytestakt. Tabell 24 redogör för den procentuella utsläppsminsk-ningen som dessa scenarier medför.

Figur 16. Utsläppsprognos fram till år 2020 (BAU) med antagandet att antal fordon, utnyttjandegraden och bränsleförbrukningen är desamma som för 2006.

BAU-scenariot innebär en kraftig reduktion av NOx och PM år 2020 med omkring 70 % jämfört med idag. Motsvarande reduktion för NOx och PM år 2010 är 21 %. En ytterligare reduktion av dessa utsläpp med mellan 13-18 % räknat på totalut-släppen år 2006 skulle kunna åstadkommas om alla maskiner äldre än 15 år skrota-des. Effekten av att skrota alla maskiner äldre än 10 år är större, det skulle innebära en ytterligare minskning av NOx och PM med 30 % respektive 37 % för år 2010 och 21 % för år 2020 (räknat på totalutsläppen år 2006). Dock får det väl betraktas som ganska osannolikt att någon utskrotning av endast 10 år gamla maskiner skulle kunna åstadkommas.

Eftersom en av förutsättningarna för BAU-scenariot är att bränsleförbrukning-en är densamma som för år 2006 är också utsläppen av CO2 oförändrade. Sen hös-ten 2006 kan den Mk1 diesel som säljs i Sverige innehålla 5 % fettsyrametylestrar (FAME). En inblandning av 5 % FAME i all diesel skulle kunna innebära en re-duktion av CO2 med som mest 140 kton/år 2010 (100 % ersättning med ”grön” CO2) jämfört med om enbart diesel används. NOX-utsläppet år 2010 bedöms förbli oförändrat vid 5 % FAME inblandning jämfört med enbart dieselanvändning me-dan utsläppen av PM, CO och HC bedöms minska med 24 ton/år, 170 ton/år re-spektive 110 ton/år (under förutsättningarna att 5 % inblandning av FAME innebär en förändring av utsläppen jämfört med diesel med 0 %, -3 %, -3 % och -6 % för NOX, PM, CO respektive HC)

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

20000

22500

25000

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022

År

Uts

läpp

(ton

/år)

COHCNOxPM


60

Tabell 23. Utsläpp från arbetsmaskiner för år 2006 samt för BAU och för ökad utbytestakt år 2010 och 2020.

Enhet BAU Maskinålder<15år Maskinålder<10år

2006 2010 2020 2010 2020 2010 2020 CO ton/år 6 000 5 800 5 400 5 700 5 300 5 500 5 300 HC ton/år 2 200 1 800 830 1 600 510 1 400 320 NOx ton/år 23 000 18 000 7 100 15 000 3 800 11 000 2 300 PM ton/år 1 000 820 280 630 150 430 60 CO2 kton/år 2 800 2 800 2 800 2 800 2 800 2 800 2 800

Tabell 24. Procentuell minskning av utsläppen från arbetsmaskiner år 2010 och 2020 med BAU och med ökad utbytestakt i förhållande till år 2006.

Enhet BAU Maskinålder<15år Maskinålder<10år 2010 2020 2010 2020 2010 2020 CO % 3 9 6 11 9 11 HC % 16 62 25 76 37 85 NOx % 21 69 35 83 51 90 PM % 21 73 39 86 58 94 CO2 % 0 0 0 0 0 0

I bilaga E redovisas samma prognosdata som i tabell 23 men schablonmässigt upp-delad på olika näringsgrenar.

4.3 Nationella krav- och bonussystem Vägverket, Banverket och Storstadskommunerna (Göteborg, Stockholm och Malmö) har sedan flera år var för sig ställt miljökrav vid upphandling av entrepre-nadmaskiner. Nyligen har Vägverket och Storstadskommunerna utformat ett do-kument som sammanställer deras respektive miljökrav (Vägverket, 2006), vilket underlättar för alla parter och har varit ett önskemål från entreprenadbranschen. Även Banverket ser över sina miljökrav vid upphandling och har som ambition att i någon form ansluta sig till de gemensamma kraven.

Storstadskommunerna och Vägverket har endast enats kring gemensamma grundkrav. Utöver dessa finns det särskilda stadskrav som gäller vid städernas upphandlingar och ett system med bonus och prisavdrag som används vid Vägver-kets upphandlingar.

Nedan följer en sammanfattning av vilka gemensamma miljökrav som gäller för dieseldrivna arbetsmaskiner:


61

Grundkraven för dieseldrivna arbetsmaskiner: • En miljöplan skall upprättas för varje uppdrag • Anvisningar om vilka kemiska produkter som skall användas; t.ex. ska

diesel enligt svensk standard av miljöklass 1 eller bättre användas, mil-jömärkta oljor skall väljas och däck ska vara HA-oljefria om det finns att tillgå

• Uppdragstagaren ansvarar för att de som arbetar med uppdraget har till-räcklig kompetens t ex vad gäller miljö och energibesparing. Alla som arbetar inom entreprenaden/uppdraget ska ha genomgått en miljöutbild-ning. Fr.o.m. 2007 ska 50 % (fr.o.m. 2008 100 %) av alla fordons- och maskinförare ha genomgått utbildning i sparsam körning.

Särskilda stadskrav för dieseldrivna arbetsmaskiner: • Maskinens ålder får inte överstiga 8 år • Maskiner med motoreffekt 19 - 37 kW skall vara certifierad enligt EU

steg 2 • Maskiner med motor över 37 kilowatt skall uppfylla avgaskrav enligt

EU/USA steg 1 eller renare • Minst 2 % av drivmedlet skall vara förnybart • Arbetsmaskiner kan uppgraderas till nyare EU-steg genom motorbyte.

Maskinen bedöms då efter den nya motorns tillverkningsår. Motorn mås-te uppfylla kraven för nya motorer vid bytestillfället

• Genom att förse en maskin med avgasreningsutrustning (partikelfilter, katalysator, och eller kvävereningsutrustning) får maskinen förlängd an-vändningstid med upp till 8 år. Avgasreningsutrustningen ska minska ut-släppen av kolväten (HC), kolmonoxid (CO) och partiklar (PM) med minst 80 % vardera och utsläppen av kväveoxider (NOx) med minst 35% (6 års förlängning) eller minst 75 % (8 års förlängning).

Det system med bonus och prisavdrag som används vid Vägverkets upphandlingar består av en grundersättningsmodell och en ersättningsmodell som används i områ-den där miljökvalitetsnormen (MKN) för kväveoxider eller partiklar riskerar att överskridas • Enligt grundmodellen är priset oförändrat vid användning av EU-

avgasklassade maskiner medan oklassade maskiner får ett prisavdrag på mellan 5 och 20 kr/h

• Enligt MKN-modellen förändras inte priset för användning av maskiner som är EU-klassade enligt steg I-III utan partikelfilter. Oklassade maski-ner får prisavdrag på mellan 30 och 120 kr per timme. Steg II- och steg IIIA-maskiner med partikelfilter samt steg IIIB- och steg IV-maskiner får en bonus på mellan 15 och 50 kronor per timme.


62

4.4 Teknikutveckling och efterbehandling Dieselmotorn har under de sista tjugo åren genomgått mycket stora förändringar. Kraven på avgasrening i kombination med krav på långa serviceintervall och hög verkningsgrad har drivit fram en betydande teknikförändring. Marknaden står inför en lika stor teknikförändring under de närmaste tio åren då ytterligare avancerad reningsteknik får sitt inträde i och med ytterligare skärpt lagstiftning rörande av-gasemissioner. Driftsäkerhet, serviceintervall samt krav på avgasreningsutrustning-ens funktion över tiden är frågor som kommer att bli mycket viktiga.

4.4.1 Rening av kväveoxider och kvävedioxider Målsättningen att minska halterna av kväveoxider (NOX) i dieselavgaserna är högt prioriterat. Ett av problemen har varit att det finns ett motsatsförhållande mellan hög verkningsgrad och låga NOX-emissioner. Detta har framförallt haft betydelse för de inledande stegen av avgasrening. Med teknik som är tillgänglig på markna-den idag kan man generellt säga att minskning av NOX betyder ökad bränsleför-brukning med några procentenheter eller ökad förbrukning av additiv i motsvaran-de grad.

MOTORSTYRNING

Det som påverkar bildandet av NOX-emissioner är framförallt motorns förbrän-ningstemperatur och luftöverskottet. Kan man via motorstyrning hålla dessa fakto-rer låga bildas mindre mängd NOX. Att kyla inkommande luft i en laddluftkylare motverkar också bildandet av NOX.

NOX-FÄLLOR

Så kallade NOx-fällor arbetar med att fånga NOX och syre med hjälp av kolväten (HC) och kolmonoxid (CO) som alstras under perioder av motorbelastningar där bränsleblandningen är ”fetare”. Det överskott av HC och CO som bildas, ”lagras” för att senare nyttjas för reduktion av NOX och syre.

Denna teknik förväntas kunna minska utsläppen av NOX med mer än 80 %. Det är dock en teknik som fortfarande är under utveckling och kommer troligen på marknaden först ca 2010 (Krishnan och Tarabulski, 2005).


63

AMMONIAKINSPRUTNING

Insprutning av ammoniak i ett avgasflöde för att reducera NOX till kväve och vat-ten, är en känd teknik inom förbränningsindustrin. Tekniken har dock varit svår att överföra till fordonsteknik på grund av att dieselmotorn ofta tvingas arbeta med snabbt varierande varvtal och last, så kallad transient belastning. Den transienta belastningen innebär att mängden reduktionsmedel som skall sprutas in i avgasflö-det måste regleras av avancerad teknik. I dag finns sådan teknik på marknaden och den går under benämningen SCR-teknik (Selective Catalytic Reduction). För tunga fordon har många tillverkare valt att införa SCR teknik i samband med att lagkra-vet Euro 4 trädde i kraft 2005, alternativt inför Euro 5-kravet 2008. Off-road ma-skiner skall möta motsvarande krav 2014. Som reduktionsmedel används framför-allt en 30 % urealösning som marknadsförs under beteckningen AdBlue. En logis-tikkedja för sådan AdBlue måste uppföras över landet för att till exempel en lastbil med SCR teknik ska kunna verka över hela landet. AdBlue säljs idag för 7,50 kr litern inklusive moms (Statoil). I ett SCR-system ingår även en särskild typ av SCR-katalysator där reduktionsmedlet får arbeta. Tekniken anses kunna minska NOx -utsläppen med 70 - 90 % (Krishnan och Tarabulski, 2005). Ett problem med denna typ av teknik är fryskänsligheten. AdBlue har en fryspunkt på -11 °C. Detta innebär att komponenter måste isoleras och värmas. SCR-tekniken anses även ha en viss betydelse för att nå låga partikelutsläpp (20 - 30 %) (Krishnan och Tara-bulski, 2005). Många SCR-system installeras i kombination med oxidationskataly-sator och partikelfilter vilket ytterligare sänker partikelnivåerna. Förbrukningen av AdBlue urea-lösning varierar mellan 2 och 4 % av förbrukad mängd diesel. Varia-tionen beror på motorns grundkonfiguration, d v s hur mycket NOX motorn släpper i råavgaserna. Ett annat mått som beskriver förbrukningen är att det åtgår 2 gram AdBlue för att ta bort 1 gram NOX ur avgaserna. (Dahlqvist, 2006)

EGR-SYSTEM

EGR-tekniken (Exhaust Gas Recirculation) är en metod för att sänka NOX-emissionerna i avgaserna genom att minska syreöverskottet och temperaturen på inkommande luft i motorns inlopp. EGR-tekniken låter en del förbrända avgaser återcirkulera genom motorn för att på så vis sänka det så kallade lambda-talet (för-hållandet mellan insprutad mängd bränsle och tillgängligt syre). Det förekommer två olika byggnadsprinciper för EGR-system, man talar om long-route och short-route (Toptec, 2000). Skillnaderna mellan systemen är att short-route systemet arbetar med högre tryck och tar ut, respektive tillför gaserna före avgasturbinen och efter luftturbinen. Bägge systemen innehåller en separat avgaskylare som oftast är vattenkyld. EGR-systemen innafettar relativt komplex teknik med stort inslag av rördragning och ventiler. Systemen utsätts för hög påfrestning av temperatur och gasflöden. Andelen NOX beräknas kunna reduceras med 50-60 % (Krishnan and Tarabulski, 2005). EGR-systemen kombineras ofta med katalysatorer och partikel-filter. Tekniken finns i dag kommersiellt tillgänglig och introducerades i och med


64

Euro 4 för vägfordon och steg 3A för arbetsmaskiner. EGR-tekniken kan ses som ett alternativ till SCR-tekniken.

4.4.2 Rening av partiklar Rening av partiklar från dieselmotorns avgaser har varit och är en mycket viktig del av utvecklingen mot miljövänligare motorer. Belastningen av partiklar i fram-förallt stadsmiljö är ett påtagligt problem. Bränslet som används i dieselmotorerna påverkar i stor utsträckning hur avgasernas partikelutsläpp ser ut. Sverige har haft en särställning sedan början av nittiotalet då det näst intill svavelfria dieselbränslet MK-1 introducerades och användes även inom arbetsmaskinsektorn. Svavelfritt bränsle är oftast en förutsättning för att få låga partikelhalter i avgaserna men även en förutsättning för att kunna använda ny teknik för avgasefterbehandling.

MOTORSTYRNING

Fram till och med Euro 3 (och i vissa fall Euro 4) för vägfordon och steg 3 för arbetsmaskiner kan det räcka med enbart motorstyrning utan avgasefterbehandling för att klara emissionskraven. Den motorteknik som kommer ifråga är förfinad insprutningsteknik med insprutning i flera steg under mycket höga tryck; datorstyrd ”common rail” teknik, som ger möjlighet att mer exakt kunna styra insprutningen. Turboaggregat och laddluftkylare är en förutsättning för att förbättra luftfyllnaden och syresättningen i cylindrarna. Fyrventilsteknik är ett annat sätt att förbättra luft-fyllnadsgraden. Utformningen av själva förbränningsrummen i cylindrarna är en annan viktig del parameter som utvecklats mycket för att klara avgaskraven.

PARTIKELFILTER

Partikelfilter var från början ett tillbehör till maskiner som arbetade i särskilt käns-lig miljö. Det var inledningsvis en del problem med dessa filter eftersom de kan sättas igen om motorn går på för låg belastning och inte utvecklar tillräcklig värme för att bränna ren insatsen. Det har funnits flera olika metoder att ”bränna av filt-ren”, bland annat genom så kallad nattavbränning med nätanslutet el-aggregat. Kvaliteten på partikelfiltren har blivit bättre samtidigt som metoderna för att hålla dem i kondition har utvecklats. I dagsläget finns flera väl fungerande systemlös-ningar för att säkerställa god funktion hos filtren. En vanlig metod är att nyttja kvävedioxid (NO2) som bildas via hög temperatur i en oxidationskatalysator och får brinna med sotpartiklarna (Toptec, 2000). På detta vis sänks den förbrännings-temperatur som sotet kräver. Sådana system har oftast en sammanbyggd oxida-tionskatalysator med partikelfiltret, så kallade CRT-system (Continuously Regene-rating Trap). En annan metod för att sänka sotets förbrännings är att tillsätta ett additiv till bränslet i form av någon metall (t ex Cerium). Den metalloxid som då bildas brinner med sot vid en betydligt lägre temperatur. Dessa system kombineras oftast med avancerad motorstyrning som momentant skapar en högre avgastempe-ratur. Dessa förändringar i insprutningen sker vid antingen ett ökat mottryck i


65

avgassystemet eller vid angiven körtid. Temperaturförändringarna sker utan att föraren märker någonting och är ganska kortvariga.

Att eftermontera partikelfilter på äldre motorer ger ofta mycket god effekt ef-tersom just dessa äldre motorer har höga grundnivåer av partikelemissioner. Det krävs dock noggrann analys av motorns arbetssätt med avseende på körmönster och avgastemperaturer för att filtren ska kunna dimensioneras och installeras på ett sätt som ger bra funktion. Dessa eftermonteringar kräver ofta att filtret har egen teknik för avbränning och temperaturhöjning då det är svårt att nyttja motorstyr-ning på en äldre motor med mekanisk insprutningspump. Detta ordnas ofta istället med hjälp av separat bränsleinsprutning strax före filtret. Det finns idag även filter som via speciell katalytisk beläggning helt eller delvis minskar behovet av styrda temperaturstegringar (Dahlqvist. 2006).

4.4.3 Rening av kolmonoxid och kolväten Halterna av kolmonoxid och kolväten från dieselmotorer har hittills inte vållat några större problem när det gäller att hålla emissionerna under angivna gränsvär-den. Det är många gånger så att de faktiska uppmätta värdena rejält understiger kravgränserna. De relativt tuffa nivåerna som är skrivna för NOx och partiklar medför att man ofta får ner nivåerna av CO och HC på köpet. Ett rent bränsle och en motor i gott skick är viktiga faktorer för att hålla dessa emissioner på en låg nivå.

OXIDATIONSKATALYSATOR

En enstegs oxidationskatalysator fungerar mycket bra för att reducera CO och HC. En viss uppvärmningstid krävs för att katalysatorn skall fungera fullständigt. Oxi-dationskatalysatorn har ingen effekt på NOx men anses kunna reducera partikelut-släppen till viss del. I oxidationskatalysatorn omvandlas kolväten och kolmonoxid tillsammans med syre till vatten och koldioxid.

4.4.4 Utvecklingen på längre sikt Utvecklingen på längre sikt kommer att styras i stor grad av vilka bränslen som kommer att få genomslag. Det finns stora förhoppningar om att DME ”Dimetyl-eter” skall bli ett viktigt bränsle för motorer med kompressionständning (dieselmo-torer) inom inte alltför många år. Fördelen med detta bränsle är att det ger mycket små mängder partikelemissioner vilket betyder att motorerna förenklas betydligt då en viss del av avgasreningstekniken inte behövs (Ny Teknik 2005).

När det gäller traditionella flytande bränslen för dieselmotorer arbetas det för-hoppningsfullt med motorer för HCCI-teknik (Homogeneous Charge Compression Ignition). Dessa motorer förväntas ge lägre NOx-utsläpp än traditionella dieselmo-torer och dessutom dra mindre bränsle (Lunds Universitet, Avdelningen för För-bränningsmotorer).


66

4.4.5 Eftermontering av avgasreningssystem Eftermontering av avgasreningssystem har blivit allt vanligare på grund av lokala upphandlingskrav eller ett företags miljöpolicy. Vanligast är att montera oxida-tionskatalysator och partikelfilter eller en kombinerad enhet för detta. Ett sådant system kostar mellan 50 000 och 80 000 kr inklusive montering. Prisskillnaden beror framförallt på motorstorlek.

För reduktion av NOx finns SCR-system för eftermontering. De kan monteras fristående från övriga motorn eftersom systemen har egen styr- och reglerteknik för dosering av urealösning. Ett system kostar inklusive montering ca. 130 000 kr (Dahlqvist 2006)

Tabell 25. Alternativ för eftermontering av avgasreningssystem på dieselfordon i syfte att minska partikel och NOx-emissioner.

Metod minskning av PM1 minskning av NOx Kostnad2 Oxidationskatalysator 30% ej ~23 000 kr Partikelfilter/katalysator 80-90 % ej 50-80 000 kr SCR-system 20-30 % 70-90 % ~130 000 kr

1 Krishnan och Tarabulski (2005), 2 Kostnad inkluderar montering. Variation i pris förekommer och beror framförallt på motorstor-lek. (Dahlqvist, 2006; Fahlström, 2007).

Krishnan och Tarabulski har gjort beräkningar för amerikanska marknaden över kostnaden att ta bort NOX ur avgaserna på olika lastbilar. De visar att det är mest kostnadseffektivt att utföra eftermonteringar på äldre motorer. Det blir dyrare in-stallationer på äldre motorer men man lyfter bort mer NOX per investerat kapital. För en lastbil av årsmodell 1988 kostar det 1 411$ /ton reducerad NOX mot 2600 $ /ton NOX för en lastbil av årsmodell 2003.

4.4.6 Energieffektivitet Energieffektiviteten för dieselmotorer, uttryckt som specifik bränsleförbrukning (g/kWh), förbättrades successivt från 1950-talet och fram till ca 1990 genom infö-randet av ny motorteknik. Detta illustreras i figur 17 som samtidigt visar att energi-effektiviteten sedan början av 1990-talet inte har förbättrats ytterligare fram till 2006, något som sannolikt kan hänföras till att fokus sedan början av 1990-talet istället har legat på att utveckla teknik för att reducera emissionerna för att möta de successivt skärpta avgaskraven.

Det är ingen djärv gissning att det för arbetsmaskiner kommer att förhålla sig på samma sätt, dvs att energieffektiviteten inte kommer att förbättras nämnvärt före år 2014 då det sista av de hittills beslutade stegen i avgasdirektivet träder i kraft. Endast mycket starka marknadskrav på förbättrad energieffektivitet kan tänkas ändra detta förhållande.


67

Figur 17. Schematisk beskrivning av förändringen i specifik bränsleförbrukning för dieselmotorer från 1950 och framåt (Dahlén, 2005).

4.5 Alternativa drivmedel Med alternativa drivmedel menas alla drivmedel som kan ersätta diesel och bensin. Dessa kan antingen vara biodrivmedel, d v s drivmedel framställda ur biomassa, eller vara drivmedel som är framställda ur alternativa fossila råvaror som naturgas.

Intresset för alternativa drivmedel har varit stort de senaste åren, främst inom transportsektorn med fokus på biodrivmedel, men även på alternativa fossila driv-medel. De huvudsakliga bakomliggande drivkrafterna till att ersätta konventionella fossilbaserade drivmedel är dels viljan att minska utsläppen av klimatpåverkande gaser, dels hotet om sjunkande oljeproduktion i kombination med ökande efterfrå-gan på olja. På kort och medellång sikt förutspås detta kunna leda till ett ohållbart stort glapp mellan oljebehov och oljeproduktion, vilket innebär att alternativa råva-rubaser måste användas för drivmedelsframställning. Att öka användningen av alternativa drivmedel är ett sätt att minska beroendet av importerad energi och påverka drivmedelsmarknaden och således energiförsörjningen på längre sikt (EU, 2003).

EU-kommissionen har en uttalad strategi för biodrivmedel som beskrivs i bio-bränsledirektivet (EU, 2003) samt i en handlingsplan för biomassa (COM, 2005) och i dokumentet ”En EU-strategi för biobränslen” (COM, 2006). Denna strategi innebär bl.a. att mål har satts upp för introduktion av biodrivmedel inom EU. Målet om 2 % andel biodrivmedel i slutet av 2005 är uppnått i Sverige men inte inom EU som helhet (COM, 2005). Idag uppgår användningen av biodrivmedel inom EU till 1,4 % (COM, 2006) och det fastställda målet i EUs biobränsledirektiv är att 5,75 % av drivmedlen för transportändamål ska vara förnybara vid utgången av år 2010. En vision för år 2030 är att biodrivmedel skall ha ersatt 25 % av konventionella drivmedel inom vägtrafiksektorn (BIOFRAC, 2006). Målen gäller transportsektorn och alltså inte explicit för arbetsmaskiner. Dock påverkas dessa indirekt


68

allteftersom olika alternativa drivmedel blir tillgängliga och det befintliga diesel-bränslet förändras.

Nedan görs en summarisk genomgång av utvecklingen inom området alternati-va drivmedel med fokus på Europa och Sverige. De alternativa bränslen som kan användas i befintliga dieselmotorer behandlas med avseende på hur dessa påverkar emissionsbildningen.

4.5.1 Aktuella alternativa drivmedel Det finns en mängd alternativa drivmedel som idag används i fordon eller är under utveckling för fordonsbruk. Här följer de huvudsakliga alternativen som anses relevanta i Europa år 2010 och framåt enligt en rapport från EU kommissionens Institut för Miljö och Hållbarhet (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006): Vätskeformiga drivmedel • Alkoholer som etanol och metanol • Biodiesel • Syntetisk diesel • MTBE och ETBE (Metyl-tert-butyleter och Etyl-tert-butyleter).

Gasformiga drivmedel • Metangas i form av naturgas (CNG, Compressed Natural Gas) och bio-

gas (CBG) • Motorgas vilket är detsamma som gasol eller LPG (Liquified Petroleum

Gas) • Dimetyleter (DME) • Vätgas.

Alla dessa drivmedel existerar och används i olika omfattning redan idag, antingen kommersiellt eller på försöksnivå. Dessutom är nya typer av energiomvandlare aktuella som alternativ till konventionella förbränningsmotorer med gnisttändning (bensinmotorer eller annan ottomotor) respektive kompressionständning (dieselmo-torer). Med energiomvandlare menas en ”motor” som omvandlar kemisk energi (bränsle) till någon annan form av energi, t ex mekanisk energi eller elektrisk ener-gi som kan användas för fordonets framdrivning (Ahlvik och Brandberg, 2002). De icke-konventionella energiomvandlarna som är aktuella i Europa är (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006):

• Bränsleceller • Elmotorer • Elhybridmotorer: diesel, ottomotor eller bränslecell • Hybrid-bränsleceller


69

Större arbetsmaskiner drivs nästan uteslutande av dieselmotorer. Många av de drivmedel som nämns ovan är däremot typiska ottomotorbränslen genom sina höga oktantal (och låga cetantal) t ex motorgas, naturgas/biogas, etanol, metanol, MTBE och ETBE. Vissa av dessa kan dock användas (och används idag) i dieselmotorer men kräver anpassning av motorn i olika grad. När det gäller ren etanol måste nå-gon typ av tändhjälp användas, t ex kemisk tändtillsats i bränslet eller glödstift. Dessutom omfattar ändringarna högre kompression, modifiering av insprutningssy-stem, alternativa material och större bränsletankar. Det är framförallt i Sverige som det i någon större utsträckning förekommer tunga fordon med etanoldrift. Försök har även gjorts med låginblandning av etanol i diesel. Alkoholer är bara begränsat blandbara med diesel men kan med relativt hög mängd av tillsatser bilda en emul-sion med diesel. En bedömning av Ahlvik och Brandberg (2002) är att det inte är troligt att ett sådant bränsle kan bli ett allmänt använt självständigt bränsle. När det gäller konvertering av dieselmotorer till gasdrift (naturgas/biogas och motorgas) så krävs att motorn antingen byggs om till ottomotor eller modifieras på annat sätt, eftersom någon form av tändkälla krävs. Dessutom krävs ett helt nytt bränslesy-stem anpassat för gas. Tunga gas- och etanolfordon är således fordon speciellt anpassade för alternativa drivmedel och därför knappast något alternativ för befint-liga arbetsmaskiner då någon bränslekonvertering av dessa inte lär vara aktuell.

De alternativa drivmedel som är naturliga dieselmotorbränslen med tillräckligt höga cetantal är biodiesel, syntetisk diesel och dimetyleter (DME). DME är dock ett gasformigt bränsle vilket innebär att ett speciellt tanksystem krävs, dessutom måste motorns insprutningsutrustning anpassas. De alternativa bränslen som åter-står att använda i befintliga dieselmotorer i arbetsmaskiner är alltså biodiesel och syntetisk diesel. Dessa två behandlas mer ingående nedan, men eftersom DME är ett uttalat dieselmotorbränsle och har många intressanta egenskaper ur emissions-synpunkt så beskrivs även detta drivmedel översiktligt.

4.5.2 Generellt om biodrivmedel i Europa De biodrivmedel som används inom Europa idag i någon större utsträckning är bioetanol och biodiesel (BIOFRAC, 2006), framför allt som låginblandning (max 5%) i bensin respektive diesel. Bränslen med hög andel bioetanol eller biodiesel, t ex E85 till Flexible-Fuel bilar, eller ren bioetanol och biodiesel, förekommer också i en del länder bl a i Sverige. Bioetanol (med grödor eller sockerbetor som råvara), biodiesel och biogas framställt genom rötning av avfall omnämns ofta som första generationens biodrivmedel. Den potentiella volymen av bioetanol och biodiesel är begränsad (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006). Etanol från cellulosa har positiv effekt på utsläppen av växthusgaser och produktionspotentialen för bioetanol skulle kunna öka signifikant om cellulosa utnyttjades.

Enligt en ny prognos från Eurobserver (Eurobserver, 2006) kommer EUs pro-duktion av biodrivmedel år 2010 endast att uppgå till drygt hälften av kommissio-nens mål (5,75 %) på 18 miljoner ton oljeekvivalenter. Detta trots en fortsatt ök-ning av produktionen av biodrivmedel inom EU, en ökning på 65,8 % till 3,9 mil-joner ton bara från 2004 till 2005. Biodiesel stod för 81 % av produktionen och


70

bioetanol för övriga 19 %. I Sverige däremot stod bioetanol för merparten av all användning av biodrivmedel år 2005. Biogas och RME står för en mindre del av användningen.

I en aktuell rapport (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006) ges en bedömning av energianvändning och utsläpp av växthusgaser från en mängd drivmedel och energiomvandlare relevanta i Europa år 2010 och framåt. I rapporten tas hela ked-jan, från produktionskälla till drift av fordonet med i beräkningarna. Dock bygger resultaten på bedömningar vad det gäller personbilar. Några av de generella obser-vationerna är: • En omställning till alternativa drivmedel kan ge en betydande minskning

av utsläppen av växthusgaser men kräver generellt mer energi. Vilken väg man väljer att gå är en kritisk faktor och där behövs mer information vad det gäller volympotential, genomförbarhet, praktisk tillämpbarhet, kostnad och acceptans hos brukarna och ägarna.

• En omställning till alternativa drivmedel är för närvarande dyrt. En re-

duktion av växthusgaser kostar alltid pengar men höga kostnader leder inte alltid till stora reduktioner av växthusgaser.

• En mängd olika teknologier och användning av ännu fler olika drivmedel

är att vänta på marknaden. Inblandning i konventionella bränslen och specifika nisch-applikationer bör övervägas om de signifikant kan redu-cera utsläppet av växthusgaser till rimliga kostnader.

• Avancerade biobränslen (andra generationens biodrivmedel) och vätgas

har högre potential att ersätta fossila bränslen än konventionella bio-bränslen (första generationens biodrivmedel).

I Sverige förekommer en mängd aktiviteter när det gäller produktion av biodriv-medel. Sedan ett antal år finns det två fullskaliga anläggningar för framställning etanol, dels från spannmål i Norrköping och dels från rester vid pappersmassefram-ställning i Örnsköldsvik. Den första storskaliga anläggningen för biodiesel invigdes nyligen i Karlshamn och i början på 2007 invigs ytterligare en fabrik i Stenung-sund. Antalet biogasanläggningar i landet uppgår till 200. Fortfarande används biogasen i huvudsak till värme- och elproduktion men andelen gas som uppgrade-ras och används som fordonsbränsle ökar för varje år. Andra aktuella projekt är pilotanläggningar för framställning av etanol från skogsråvara, svartlutsförgasning och framställning av syntesgas från biomassa.

På den tunga fordonssidan lanserar Scania ett modulsystem där man kan välja att köra fordonet på biodiesel, etanol eller gas. Inom 5 år räknar man även med att hybridmotorer skall finnas på marknaden (Scania, 2006). Volvo riktar på den tunga fordonssidan in sig på biodiesel, gas och DME/syntetisk diesel, men har DME som sitt huvudspår.


71

4.5.3 Diesel Dieselolja eller diesel är ett flytande fossilt bränsle som framställs ur råolja. Diesel består av kolväten som innehåller cirka 10 till 22 kolatomer. Kolvätena i dieselolja är tyngre än t ex kolvätena i bensin och fotogen. Dieselolja har normalt ett kok-punktsintervall mellan 160 och 360°C och ett cetantal mellan 38 och 60 beroende på dieselkvalitet. Cetantalet är ett mått på hur lätt dieseloljan självantänder genom kompression i en dieselmotor. Energiinnehållet (effektiva värmevärdet) är normalt mellan ca 40 och 44 MJ/kg.

De ingående kolvätena i diesel är kemiskt av olika slag: aromater, olefiner, naf-tener och paraffiner. Olika typer av kolväten ger dieseln olika egenskaper. Sam-mansättningen av kolväten i diesel bestäms främst av råoljans ursprung samt vilken teknik som används vid raffineringen. Aromater ger ett högt energiinnehåll, men de har ett lågt cetantal, och ger sämre tändning och förbränning med ökad mängd av partiklar och NOx i avgaserna. Aromater bidrar också till att både partiklar och gasformiga kolväten i avgaserna blir mer toxiska. Olefiner har låga till måttliga cetantal, och kan endast i begränsad utsträckning användas i dieselolja. Naftener ger ganska goda tekniska egenskaper till dieselolja, och de ger relativt rena avga-ser. Paraffiner har ett högt cetantal och ger, framför allt om de är raka eller lätt grenade, renast dieselavgaser. De är dock dyrare att ta fram.

I Sverige introducerades 1991 diesel av miljöklass 1 (Mk 1). Mk 1 är sedan 1996 det helt dominerande dieselbränslet i Sverige, 2005 var försäljningsandelen 98,4% (SPI, 2006). Detta är även det bränsle som används inom arbetsmaskinsek-torn. Mk 1 är en mycket ren dieselkvalitet som karaktäriseras bl a av låg andel aromatiska kolväten (max 5 vol %), inga polycyklisk aromatiska kolväten (PAH) och extremt låg svavelhalt (max 10 ppm, vilket i realiteten betyder svavelfritt), vilket innebär att svensk diesel länge har haft en särställning när det gäller renhet och utsläpp. Inom EU har max.halten svavel i diesel länge legat långt över de svenska värdena men sänktes år 2000 till 350 ppm, 2005 till 50 ppm och from 2009 gäller samma nivå som i svensk MK1 diesel. En låg svavelhalt i bränslet har en positiv effekt på partikelemissionerna och är i många fall ett måste för att kunna använda ny teknik för avgasefterbehandling. Det är givetvis av stor vikt att de al-ternativa drivmedel som ska ersätta diesel inte bara minskar utsläppet av växthus-gaser utan även ger emissioner som ligger i nivå med eller helst under de nivåer som uppnås med svensk diesel, både vad det gäller reglerade emissioner (NOX, PM, HC, CO) och oreglerade emissioner.

4.5.4 Biodiesel i form av RME Biodiesel framställs genom att låta en vegetabilisk eller animalisk olja reagera med en alkohol, vanligen metanol vilket ger estrar som går under beteckningen FAME (Fatty Acid Methyl Esters). Denna process ger glycerin som biprodukt och produ-cerar ett drivmedel med en kokpunkt runt 350°C och som lämpar sig som bränsle till dieselmotorer. Idag framställs metanolen ur fossil råvara. En bättre lösning i framtiden skulle vara att använda biometanol i FAME-produktionen eller att pro-ducera etylestrar (FAEE) med hjälp av bioetanol istället för metanol. I Europa och


72

Sverige är den vanligaste råvaran som används rapsolja och det drivmedel som framställs kallas följaktligen rapsmetylester (RME). I andra länder som USA före-kommer även biodiesel framställd av t ex sojabön- och solrosolja (SME) samt palmolja (PME). RME behandlas ingående i en rapport från Ecotraffic (Ahlvik och Brandberg, 2002) från vilken en stor del av informationen nedan har hämtats.

RME kan användas antingen som låginblandning i diesel eller i ren form. Alla dieselfordon (befintliga eller nya) kan köras med låginblandning av RME i diesel. Ren RME går att köra i konventionella dieselmotorer, men kräver att fordonen är anpassade för detta bränsle. Vissa nya motorer i tunga fordon klarar från 0-100 % inblandning av biodiesel (Scania, 2006). Den 1 augusti 2006 ändrades standarden för svensk Mk 1 diesel till att tillåta en inblandning av upp till 5 % FAME. Detta är en anpassning till den europeiska dieselstandarden och öppnar upp för inblandning i all diesel på samma sätt som ett antal år varit fallet med etanolinblandning i ben-sin.

EGENSKAPER

RME har ett cetantal i samma storleksordning som diesel, något högre densitet, högre viskositet och ett något lägre energiinnehåll per liter. Vidare är innehållet av aromatiska kolväten och svavel så gott som noll i RME. RME har bättre smörjande egenskaper än svensk Mk 1 diesel men sämre köldegenskaper. En fördel gentemot diesel är den mycket låga akuta toxiciteten och att RME är biologiskt nedbrytbart.

EMISSIONER OCH BRÄNSLEFÖRBRUKNING

RME är ett dieselmotorbränsle och precis som för konventionell diesel karaktärise-ras utsläppen av förhållandevis höga utsläpp av NOX och partiklar medan utsläppen av CO och kolväten generellt sett är låga. Omfattande litteraturgenomgångar av Aakko et al (2000) och McCormick et al (2006) tyder på att användningen av RME liksom för andra typer av FAME minskar utsläppen av partiklar. En aktuell publi-kation tyder på att minskningen av partikelutsläppen vid FAME-inblandning kvar-står även när partikelfilter installeras (Williams et al., 2006). Dock saknar skillna-den praktisk betydelse då partikelfilter reducerar PM med 99 % för diesel liksom vid FAME-inblandning. Utsläppen av CO och kolväten minskar också. NOX emis-sionerna vid användning av biodiesel är generellt något högre jämfört med diesel. Vid inblandning av biodiesel (20 %) är NOX emissionerna generellt något högre eller oförändrade jämfört med diesel (Aakko et al, 2000; McCormick et al, 2006). Dock är många av jämförelserna gjorda med diesel med relativt högt svavelinne-håll, vilket innebär att minskningen av partiklar inte är lika uttalad vid jämförelse med Mk 1 och att den eventuella ökningen av NOX är större. Resultaten från en mängd studier av effekten av biodiesel på reglerade utsläpp har sammanställs i en EPA-rapport (USEPA, 2002). I figur 18 redovisas de sammanställda resultaten från denna rapport. När det gäller oreglerade emissioner så är den generella trenden (Aakko, 2000) ökade aldehydutsläpp och något reducerade PAH-utsläpp. Underla-gen vad det gäller 1,3-butadien är sämre men tyder på en reduktion när RME an-vänds. När det gäller energieffektivitet innebär biodiesels lägre energiinnehåll en


73

något lägre motoreffekt och aningen ökad specifik bränsleförbrukning (g/kWh), men det handlar om någon procentenhet. Vid låginblandning är denna skillnad försumbar.

Figur 18. Trender i procentuell förändring av reglerade emissioner vid inblandning av biodiesel beräknade utifrån en mängd publicerade dieselmotorstudier (USEPA, 2002). Observera att kurvan för CO och PM sammanfaller.

4.5.5 Syntetisk diesel Syntetisk diesel kallas även Fischer-Tropsch diesel, FT-diesel eller GTL-bränsle (Gas To Liquid). Syntetiska drivmedel förordas av många analytiker, främst pga. flexibiliteten både vad det gäller råvaror och drivmedel. Syntetisk diesel produce-ras idag i viss utsträckning genom förgasning av naturgas eller kol till syntesgas (CO och H2) som sedan omvandlas till diesel. Teoretiskt kan alla ämnen som inne-håller kol förgasas och av syntesgas kan ett antal drivmedel framställas som meta-nol, diesel, bensin, metan eller DME. Syntetisk diesel kan användas ren i befintliga dieselmotorer eller som blandningskomponent i konventionell diesel.

Det är framför allt i Sydafrika och Malaysia som syntetisk diesel produceras kommersiellt i någon större omfattning, men många projekt pågår runtom i värl-den. Det finns två kommersiella leverantörer av syntetisk diesel i Sverige idag. I båda fallen handlar det om syntetisk diesel tillverkad ur naturgas. Forskning pågår för att undersöka möjligheterna att producera syntetisk diesel via förgasning av skogsråvara och då kallas den för BTL bränsle (Biomass To Liquid). Sverige ligger


74

långt framme i denna utveckling på orter som Piteå (svartlutsförgasning), Umeå, Härnösand och Värnamo. Ännu finns endast en liten pilotanläggning i världen som demonstrerar BTL-tekniken och den ligger i Freiberg, i södra Tyskland. BTL pro-cessen har potential att minska utsläppen av växthusgaser i större utsträckning än befintliga alternativa biodrivmedel (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006).

I Finland har Neste byggt en intressant anläggning i miljardklassen som är klar för produktion av biodrivmedel sommaren 2007. Där utgår man från liknande råva-ror som vid FAME-framställning, såsom olika växtoljor och djurfetter, men föräd-lar dem i en raffinaderiprocess och kan då erhålla ett bränsle som motsvarar synte-tisk diesel.

Alleman and McCormick (2003), Bluestein (2003) och i viss mån Szybist et al. (2005) har gått igenom litteraturen som behandlar FT-diesel med avseende på egenskaper och emissioner. Även Ahlvik och Brandberg, 2002 behandlar detta ämne.

EGENSKAPER

Syntetisk diesel består nästan enbart av paraffiner. Typiska värden på andelen aro-matiska kolväten är omkring 0,1-2 %. FT-diesel med lägre paraffininnehåll före-kommer också och kan innehålla omkring 10 % aromater. Karaktäristiska egenska-per är mycket högt cetantal, ett högt H/C förhållande, svavelinnehåll nära noll (ofta < 1ppm) och viskositet i samma storleksordning som konventionell diesel. Synte-tisk diesel med högt paraffininnehåll har sämre smörjande förmåga och sämre köldegenskaper jämfört med konventionell diesel. Detta kan dock motverkas med smörjande additiv respektive genom att modifiera processförhållandena. Energiin-nehållet i MJ/kg är liknande som för konventionell diesel men densiteten är lägre, vilket innebär att en effektförlust med omkring 5-10 % ofta rapporteras. Den biolo-giska nedbrytbarheten är ungefär densamma som för diesel.

EMISSIONER OCH BRÄNSLEFÖRBRUKNING

I nästan samtliga undersökta studier minskar utsläppen av NOX, PM och CO med syntetisk diesel. Även HC-emissionerna minskar generellt även om effekterna på HC-emissioner är mer varierande. Utsläppen av HC är dock, liksom för konventio-nell diesel, låga. Reduceringen av NOX- och PM emissioner var i medeltal 13 % respektive 26 % enligt litteraturgenomgången av Alleman and Robert McCormick (2003). Abbott et al. (2006) rapporterar 12 % minskning av NOX och 31 % minsk-ning av PM. Minskningen av PM tillskrivs i första hand det låga svavelinnehållet, det låga innehållet av aromater och det höga cetantalet medan NOX-reduktionen i första hand anses bero på det höga cetantalet. De flesta jämförelserna är gjorda med diesel med en svavelhalt kring 300 ppm, vilket innebär att emissionsfördelarna antagligen är mindre gentemot Mk 1-diesel. I motorer med modern efterbehand-lingsteknik antas skillnaderna i utsläpp jämfört med konventionell diesel vara be-tydligt mindre eller försumbara. Utsläppen av oreglerade toxiska utsläpp såsom bensen, formaldehyd, acetaldehyd, 1,3-butadien och PAH rapporteras vara signifi-kant lägre vid användning av FT-diesel (Bluestein, 2003).


75

Bränsleförbrukningen är oftast oförändrad eller något lägre för syntetisk diesel (Wetterberg et al., 2003).

4.5.6 DME Dimetyleter (DME) är gasformigt bränsle med den kemiska formeln CH3OCH3 som liksom syntetisk diesel kan tillverkas genom förgasning av en mängd fossila och förnyelsebara råvaror. Ett produktionssätt som anses speciellt attraktivt är via förgasning av svartlut, en restprodukt vid pappersmassatillverkning (EUCAR, CONCAWE och JRC, 2006). DME har högt cetantal och lämpar sig väl för dieselmotorer, men motorn måste anpassas i form av förändringar av insprutnings-utrustningen och ett speciellt tanksystem. DME anses kunna produceras med lägre energiåtgång och lägre utsläpp av växthusgaser än andra GTL- eller BTL-drivmedel (EUCAR, CONCAWE och JRC, 2006 och Ahlvik och Brandberg, 2002). DME påminner ur lagringssynpunkt om gasol och övergår till en vätska under moderata tryck. Den behöver därför inte lagras under högt tryck till skillnad från biogas/naturgas. I egenskap av ett gasdrivmedel skulle användningen av DME kräva en speciell infrastruktur för distribution, antagligen liknande den som finns för gasol i vissa länder där gasol används som drivmedel. Varken bränslet DME eller fordon som kan drivas med DME finns i dagsläget i kommersiell drift. DME har sannolikt bättre emissionsegenskaper än alla andra alternativa drivmedel för dieselmotorer. Sotbildningen upphör praktiskt taget med DME, vilket antagli-gen beror på DMEs avsaknad av C-C bindningar, och innebär att det inte behövs partikelfilter för att klara kommande utsläppskrav. NOX-emissionerna minskar också avsevärt jämfört med diesel (Ahlvik och Brandberg, 2002). Utsläppen av CO och eventuellt också av HC ökar med DME men detta kan lätt regleras med en oxiderande katalysator.

4.5.7 Energieffektivitet och utsläpp av växthusgaser När det gäller jämförelser med avseende på energieffektivitet í hela systemet för alternativa bränslen och totala miljöjämförelser vad det gäller t ex växthusgaser, är detta ett mycket komplext område som ej behandlas i denna rapport. Det finns mängder av mycket omfattande livscykelanalyser och ”Well to wheel”-studier för europeiska förhållanden och resultaten har stor spridning (Blinge, 2006). Några aktuella rapporter inom detta område är EUCAR, CONCAWE and JRC (2006), Ahlvik och Brandberg (2001) och Blinge (2006). I figur 19 redogörs för olika drivmedels kostnad och inverkan på utsläppen av växthusgaser enligt en rapport från EUCAR, CONCAWE and JRC (2006) som fått relativt stort genomslag i Eu-ropa. Rapporten baseras på en mängd olika produktionssätt och användandet av ett flertal olika typer av energiomvandlare i personbilar. Anmärkningsvärt är de för-delaktiga siffrorna för DME och syntetisk diesel från skogsråvara.


76

Figur 19. Procentuell reduktion av växthusgaser (CO2, CH4 och N2O) vid användandet av alternativa drivmedel jämfört med konventionella drivmedel (diesel och bensin) och den specifika kostnaden i Euro för växthusgasreduktionen. Data baseras på 2010 års teknologi (EUCAR, CONCAWE and JRC, 2006).

4.6 Analys av olika styrmedel/åtgärder De styrmedel som vi föreslår att man tar i beaktande är uppdelade i tre huvudgrup-per, ekonomiska, regleringar samt informativa. Inom dessa huvudgrupper finns sedan mer specifika typer av styrmedel, exempel på dessa finns i tabell 26 (alla exempel är inte relevanta för större arbetsmaskiner):

Tabell 26. Styrmedel beaktade i denna studie.

Ekonomiska Reglering Informativa

Diff. skatt på nyinköp Utsläppskrav Informationskampanj

Diff. skatt på bränsle Upphandlingskrav Miljömärkning

Skrotningspremie Miljözon KRAV-specifikation

Subvention på bränsle Miljöklassning Svanen-märkning

Subvention på nyinköp Besiktning Frivilliga åtaganden


77

• Sektor:

Eftersom fordonsparken av stora arbetsmaskiner är förhållandevis homo-gen inom en sektor så syftar sektorsindelningen i tabell 27 till typ av ar-betsmaskin istället för näringsgren. Förutsättningarna mellan de olika sektorerna skiljer sig mellan sektorer och motiverar därmed en sådan uppdelning.

• Åldersfördelning:

Åldersfördelningen av en viss typ av arbetsmaskin påverkar hur effektiv (och därmed hur lämplig) ett ekonomiskt styrmedel som påverkar in-köpspriser eller skrotningspriser är. Den påverkar även lämpligheten av reglerande av teknik vid ny försäljning. Åldersfördelningen reflekterar omsättning av maskinbeståndet, vilket i sin tur är avgörande för effekten hos denna typ av ekonomiska styrmedel. Över tillräckligt lång sikt blir denna aspekt mindre relevant. Den avgörande frågan som åldersfördel-ningen ger svar på är om ett styrmedel ska riktas in mot befintligt bestånd eller mot nyinköp. För maskiner inom skogsbruket anger muntliga källor (Skogforsk, 2007; Larsson-Snygg, 2007) att användandet av maskiner är konstant fördelat för maskiner i åldersklassen 0 till 7-8 år. Därefter går användandet i stort sett ner till noll på grund av skrotning eller försäljning till utlandet. Det finns däremot en viss uppsättning av äldre maskiner i privat bruk, därför har det i denna studie antagits att 5 % av det totala beståndets drifttid be-står av maskiner som är i åldersklassen 10 - 20 år. För jordbruket och in-dustri/anläggning används data över drifttid och bestånd för åldersindel-ningen; se figur 12 (avsnitt 3.2.6 ”Totala emissioner och bränsleförbruk-ning”) eller bilaga B och C. Speciellt för industri/anläggning är att drift-tiden endast finns tillgänglig för entreprenadmaskiner. Beståndet av truckar inom denna sektor anses ha samma körmönster som entrepre-nadmaskiner. Anledningen till varför en åldersindelning i klasserna 0-10, 10-20 samt över 20 är vald är att användandet av enskilda arbetsmaskiner har visat sig vara avtagande upp till 20 års ålder för att därefter stanna vid en viss användningsnivå till dess att maskinerna skrotas.

• Ägandeform:

Ägandeformen avgör till viss del hur priskänslig en ägare kan tänkas vara för olika prisjusteringar. Generellt kan sägas att ett företag är priskänsli-gare än en offentlig verksamhet. Det privata ägandet anses utgöra en mycket liten del av det totala beståndet av stora arbetsmaskiner och tas inte hänsyn till i denna bedömning av styrmedel. Ägandeformen är dess-utom relevant för att identifiera hur lätt det kan tänkas vara att kontrollera


78

efterlevnaden av ett styrmedel. Offentlig verksamhet antas vara lättast att kontrollera, följt av företag och därefter privatpersoner. Möjlighet till ef-terlevnadskontroll påverkar lämpligheten av ett reglerande eller ekono-miskt styrmedel. Företag eller offentligt syftar i denna tabell på vem som är beställaren av de tjänster som erbjuds av en arbetsmaskin. Denna in-delning är relevant för att kunna urskilja effektiviteten av ekonomiska styrmedel och för att kunna avgöra om detaljregleringar kan vara till-lämpbara.

• Urban eller Rural

Denna aspekt är endast relevant för om miljözoner är att beakta eller inte. I rurala områden anses inte miljözoner ha en nämnvärd effekt på utsläpp av luftföroreningar. Miljözoner kan fortfarande vara intressanta för att minska bullernivåer eller skydda känsliga naturmiljöer. Men eftersom dessa aspekter inte är under beaktande i denna studie så används indel-ningen mellan rural/urban som en indikator på om miljözoner kan vara effektiva eller inte. För att miljözoner ska tänkas ha en effekt på luftut-släpp från arbetsmaskiner krävs att dessa används i urban miljö där kon-centration av utsläpp är förhållandevis hög.

• Teknisk Utveckling:

Det som teknisk utveckling syftar på i denna tabell är utvecklingen som sker autonomt inom branschen utan påverkan av regleringar eller annat myndighetsutövande. Hastigheten på den tekniska utvecklingen inom maskintypen påverkar bedömningen om huruvida teknikspecifika regleringar, utsläppsspecifika eller ekonomiska styrmedel bör användas. Ju snabbare teknisk utveck-ling, desto svårare för en myndighet att ha kunskap om branschen, vilket i sin tur gör teknikregleringar olämpliga. Snabb teknisk utveckling talar för ekonomiska styrmedel och emot regleringar, då särskilt teknikspeci-fikationer. Den tekniska utvecklingen av skogsmaskiner är mycket snabb och nya tekniska lösningar introduceras kontinuerligt enligt muntliga käl-lor (Skogforsk, Larsson-Snygg, 070111). Däremot anses inte denna ut-veckling vara relaterad till utsläpp från skogsmaskiner, annat än genom sekundära effekter. Den tekniska utvecklingen inom industri/anläggning följer de krav på utsläpp som finns, så någon autonom utveckling utöver den som stimuleras via krav på utsläppsnivåer räknas inte med i denna studie.

Övrig information: Speciellt för jordbrukssektorn är att utsläppen från jordbruksmaskiner påverkas av två motverkande trender. Motoreffekten på nya maskiner är generellt sett långsamt stigande, vilket innebär att varje körd timma innebär mer utsläpp än för maskiner med mindre effekt. Dock minskar den svenska arealen som brukas som


79

jordbruksmark, vilket innebär att efterfrågan på kWh inom jordbruket minskar. Nettoeffekten av dessa två trender är för närvarande okänd, men i denna studie antas att den är noll.

Endast dieseldrivna maskiner omfattas i studien eftersom dessa utgör i stort sett hela beståndet av arbetsmaskiner med en effekt över 37 kW. De olika storleksnivå-erna över 37 kW anses inte spela roll för bedömningen om vilka styrmedel som kan antas som effektiva.

I tabell 27 redovisas dagens situation såsom den av oss bedöms vara gällande för arbetsmaskiner med en effekt över 37 kW i Sverige. Denna översikt ligger till grund för bedömning av lämpliga styrmedel för denna grupp av arbetsmaskiner. Siffrorna i tabellen grundar sig på de uppskattningar om drifttid och maskinparkens åldersindelning som tagits fram till denna studie. Beteckningen 'X' står för att en viss förutsättning är relevant för den aktuella sektorn.

Tabell 27. Aspekter relevanta för bedömning av lämpliga styrmedel, arbetsmaskiner >37kW.

Förutsättningar Åldersfördelning,

användande (% timtot) Företag

(%) Offentlig

(%) Urban Rural Teknisk

utv. <10 år 10 till 20 >20 år Användning

Jordbruk 66 32 2 80 20 X* reglerad

Skogsbruk 95 5 - 50 50 X snabb

S e k t o r Industri/anl. 72 24 4 n.a. n.a. X X reglerad

*X innebär att en viss förutsättning råder för den aktuella sektorn

4.6.1 Sammanfattande kvalitativ bedömning Den sammanfattade bedömning av vilka styrmedel som kan antas vara mest kost-nadseffektiva inom de olika sektorerna presenteras i tabell 28. Som grund för be-dömningen bör nämnas att ekonomiska styrmedel generellt är mer kostnadseffekti-va än andra typer av styrmedel om det finns en väl fungerande marknad för det som regleras. Däremot finns det gott om situationer då ekonomiska styrmedel blir mindre kostnadseffektiva och då andra styrmedel kan visa sig vara bättre.

De fordon som innefattas av jordbruket är traktorer och då även de traktorer som finns inom andra näringsgrenar och i privat ägo. Antalsfördelningen av trakto-rer mellan olika näringsgrenar är, som kan ses i tabell 8 (avsnitt 3.2.2.1 ”Trakto-rer”), 58 % jord- och skogsbruk, 13 % industri och 29 % samhälle. Av de sektorer som studerats är jordbruket den sektor med lägst omsättning av maskinparken vil-ket tyder på att åtgärder inriktade på nya maskiner kommer ha liten effekt på ut-släpp. Utsläppen från nya traktorer är dessutom redan reglerade enligt EU-standarder (se kapitel 4.1). Den huvudsakliga användaren av traktorer är enligt uppskattningarna en företagare. Detta faktum stödjer användandet av ekonomiska styrmedel. På grund av att större delen av utsläppen orsakas av näringsidkare bör information ha begränsad effekt på utsläppen, även om ändrade körbeteenden kan misstänkas ha positiv effekt. De ekonomiska styrmedel som förespråkas bör rikta


80

in sig mot traktorernas driftskostnader på grund av den låga omsättningen på for-don. Exempel på sådana styrmedel är ytterligare miljödifferentiering av bränsle-skatter samt differentiering av fordonsskatt med förmån för maskiner med låga utsläpp, vilket skulle uppmuntra till eftermontering av reningsutrustning. På grund av låg drifttid på gamla maskiner förespråkas inte skrotningspremier.

För skogsbruket är det mest iögonfallande den extremt fokuserade drifttiden på åldersklassen 1 - 8 år samt den mycket höga drifttiden per fordon för dessa arbets-maskiner. Detta innebär att styrmedel riktade mot nya maskiner kan antas ha rela-tivt stor effekt. Som för jordbruket finns det även här redan införda regleringar gällande utsläppsnivåer. De som använder skogsbruksmaskiner antas till ca 50 % ingå i någon typ av offentlig verksamhet (Svenska Maskinägarföreningen), vilket stödjer att specifikationer för miljöprestanda vid upphandling kan vara kostnadsef-fektivt. Skogsbruket är en bransch som är utsatt för hård internationell konkurrens vilket innebär att ekonomiska styrmedel, som gynnar låga utsläpp och missgynnar höga utsläpp i ett nollsummespel, bör vara kostnadseffektiva. Som för jordbruket anses information inte vara effektivt då det finns litet utrymme för frivilliga bete-endeändringar.

För industri och anläggning finns det ingen uppskattning om hur användandet av arbetsmaskiner är fördelat mellan företag och offentliga myndigheter. Till skill-nad från de tidigare två sektorerna verkar arbetsmaskiner inom denna sektor i både urbana och rurala miljöer. Om lokala miljökvalitetsnormer gällande förorenings-halter överskrids kan mycket väl miljözoner som bara tillåter den mest miljövänli-ga typen av arbetsmaskin vara ett alternativ med god kostnadseffektivitet eftersom sådana maskiner i så fall skulle innebära en konkurrensfördel för entreprenadföre-tagen. Information i form av sparsam körning har i en pilotstudie i Göteborgs Hamn visat sig ha relativt stor effekt på bränsleförbrukningen vilket stödjer använ-dandet av informativa styrmedel i denna sektor (Jivén, 2003). Även dessa maskiner är redan reglerade med avseende på utsläpp, och det bör därför finnas lite ytterliga-re utrymme för den typen av regleringar. Bedömningen gällande kostnadseffektiva ekonomiska styrmedel är mer osäker på grund av osäkerhet i fördelningen vid an-vändning/ägarförhållanden men styrmedel som uppmuntrar till eftermontering av reningsutrustning på den äldre delen av fordonsparken borde även i denna sektor vara förhållandevis kostnadseffektiv.

Tabell 28. Uppskattning av kostnadseffektiva styrmedel (● = mindre kostnadseffektiv, ●●● = mer kostnadseffektiv).

Styrmedel

Ekonomiska Reglering Informativa

Jordbruk ●●● ● ●

Skogsbruk ●●● ●● ●

S e k t o r

Industri/anl. ●● ●● ●●


81

Som en sista förklarande kommentar till tabell 15 måste man trycka på att den bedömning som görs syftar på vilket styrmedel som bedöms vara mest kostnadsef-fektivt. Den totala potentialen hos ett styrmedel är inte det enda som avgör vad som är kostnadseffektivt och det är mycket möjligt att vissa styrmedel som inte före-språkas ur ett ”kostnadseffektivitetsperspektiv” i denna rapport har mycket hög effekt på totala utsläppsnivåer. Dessutom måste tilläggas att studien har fokuserat på att utskilja det styrmedel som kan antas vara mest lämpligt ur ett kostnadseffek-tivitetsperspektiv, medan det vid införande av nya styrmedel är mycket troligt att flera olika typer av styrmedel i kombination är det som kommer att ge bäst samlad effekt, både med hänsyn till total effekt och till kostnadseffektivitet samt politisk acceptans.


82

Referenser Aakko, P., Westerholm, M., Nylund, N.-O., Moisio, M., Marjamäki, M., Mäkelä, T., Hillamo, R. (2000) IEA/AMF Annex XIII: Emission Performance of Selected Biodiesel Fuels - VTT's Contribution. VTT report ENE5/33/2000

Abbot, R. et al. (2006) Evaluation of Ultra Clean Fuels from Natural Gas. Final report DE-FC26-01NT41098, February 2006. DOE, US Department of Energy

Ahlvik, P., Brandberg, Å. (2001) Systemeffektivitet för alternativa drivmedel. Olika drivmedel och drivsystem/motorer i ett livscykelperspektiv. Ecotraffic R&D AB. Vägverkets publikationsnr. 2001:39

Ahlvik, P., Brandberg, Å. (2002) Med hållbarhet i tankarna. Introduktion av bio-drivmedel. Ecotraffic R&D AB. Vägverkets publikationsnr. 2002:83

Alleman, T.L., McCormick, R.L (2003) Fischer-Tropsch Diesel Fuels - Properties and Exhaust Emissions: A Literature Review. SAE Technical paper 2003-01-0763. Society of Automotive Engineers.

BIOFRAC (2006) Biofuels in the European Union – A vision for 2030 and beyond. Final Report EUR 22066. Biofuels Research Advisory Council, European Com-mission

Blinge, M. (2006) Alternativa drivmedel - Emissioner och energianvändning vid produktion. Rapport till NTM.

Bluestein, L. (2003) Status Review of Doe Evaluation of Fischer-Tropsch Diesel Fuel as a Candidate Alternative Fuel Under Section 301(2) of the Energy Policy Act of 1992. Technical Analyse, Docket for Rulemaking on Fischer-Tropsch Die-sel Fuels (EE-RM-02-200). DOE, US Department of Energy

COM (2005) Biomass Action Plan. Communication from the Commission of 7 December 2005, COM(2005) 628 final - Official Journal C 49 of 28 February 2005]

COM (2006) An EU Strategy for Biofuels, Commission Communication of 8 Feb-ruary 2006, COM(2006) 34 final - Official Journal C 67 of 18 March 2006

Dahlén, Lars (2005). Engine Development for Euro 5 and beyond. Heavy-duty diesel emissions control symposium. 22-22 september 2005, Society of Automo-tive Engineering International. Lars Dahlén, Head of Advanced Combustion, Scania Engine Development

Dahlqvist, Kenneth, Dinex Sweden. Personligt meddelande, 2006

EEA (2005). EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook - 2005. Technical report No 30 European Environment Agency, Copenhagen Denmark


83

EU (1997). Directive 97/68/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 1997 on the approximation of the laws of the Member States relating to measures against the emission of gaseous and particulate pollutants from internal combustion engines to be installed in non-road mobile machinery. Official Journal of the European Union L 059, 1-86

EU (2000). Directive 2000/25/EC of the European Parliament and of the Council of 22 May 2000 on action to be taken against the emission of gaseous and particu-late pollutants by engines intended to power agricultural or forestry tractors and amending Council Directive 74/150/EEC. Official Journal of the European Union L 173, pp 1-34.

EU (2003) Directive 2003/30/EC of the European Parliament and of the Council of 8 May 2003 on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport. Official Journal of the European Union L 123 of 17.05.2003

EU (2004a). Directive 2004/26/EC of the European Parliament and of the Council of 21 April 2004 amending Directive 97/68/EC on the approximation of the laws of the Member States relating to measures against the emission of gaseous and par-ticulate pollutants from internal combustion engines to be installed in non-road mobile machinery. Official Journal of the European Union L 146, pp 1-110

EU (2004b). Corrigendum to Directive 2004/26/EC of the European Parliament and of the Council of 21 April 2004 amending Directive 97/68/EC on the approxi-mation of the laws of the Member States relating to measures against the emission of gaseous and particulate pollutants from internal combustion engines to be in-stalled in non-road mobile machinery. Official Journal of the European Union L 225, pp 3-107

EU (2005). Commission directive 2005/13/EC of 21 February 2005 amending Directive 2000/25/EC of the European Parliament and of the Council concerning the emission of gaseous and particulate pollutants by engines intended to power agricultural or forestry tractors, and amending Annex I to Directive 2003/37/EC of the European Parliament and of the Council concerning the type-approval of agri-cultural or forestry tractors

EUCAR, CONCAWE och JRC (2006) Well-to-Wheels analysis of future automo-tive fuels and powertrains in the European context. Well-to-Wheels Report Version 2b, May 2006

Eurobserver (2006) Biofuels Barometer, EurObserv’ER Rapport 57, Maj 2006 (på franska)

Fahlström Niklas, Dieselcleaning AB. Personligt meddelande, 2007

Flodström, E. Sjödin, Å., Gustafsson, T. (2004) Uppdatering av utsläpp till luft från arbetsfordon och arbetsredskap för Sveriges internationella rapportering. Rapport-serie SMED och SMED&SLU Nr2 2004. Sveriges Meteorologiska och Hydrolo-giska Institut


84

Fridell, E., Åström, S., Belhaj, M. (2007) Emissioner från små arbetsmaskiner – Emissionsberäkningar och åtgärdsdiskussioner. Rapport till Naturvårdsverket??, IVL Svenska Miljöinstitutet.

Hansson,. P-A., Burström, A., Norén, O., Bohm, M. (1998). Bestämning av motor-emissioner från arbetsmaskiner inom jord- och skogsbruk [Engine emissions from agricultural tractors and forestry machines]. Report 232 Department of agricultural engineering, Swedish University of agricultural sciences

Jivén, A. (2003) Miljöoptimerade godstransporter till och från Göteborgs hamn, projektrapport inom projektet ”Miljöoptimerade godstransporter via Göteborgs hamn”, Göteborgs Hamn AB

Karlsson, K. (1999) Arbetsmaskiner – Utsläpp och förslag till tekniska åtgärder. Rapport till Naturvårdsverket

Krishnan, R., Tarabulski, T.J. (2005) Economics of Emission Reduction For Heavy Duty Trucks. DieselNet Technical Report January 2005

Larsson-Snygg Bengt, Skogsmaskinföretagarna (www.entreprenad.se). Personligt meddelande, 2007-01-11

Lindgren, M., Pettersson, O., Hansson, P.-A., Norén, O. (2002). Jordbruks- och anläggningsmaskiners motorbelastning och avgasemissioner samt metoder att minska bränsleförbrukning och avgasemissioner [Engine load pattern and engine exhaust gas emissions from off-road vehicles and methods to reduce fuel consump-tion and engine exhaust gas emissions]. Report Agriculture and Industry 308, Swedish Institute of Agricultural and Environmental Engineering, Uppsala, Swe-den

Lindgren, M. (2007). A methodology for estimating annual fuel consumption and emissions from non-road mobile machinery – Annual emissions from the non-road mobile machinery sector in Sweden for year 2006. Report 2007:01. Department of Biometry and Engineering, Swedish University of Agricultural Sciences

Lunds Universitet, Avdelningen för Förbränningsmotorer, Information från hemsi-da: http://www.vok.lth.se

Löfgren, B. (2002). Skogsmaskiners motorbelastning och avgasemissioner: en studie inom projekt EMMA. Arbetsrapport nr 523. Skogforsk

McCormick, R. L.; Williams, A.; Ireland, J.; Brimhall, M.; Hayes, R.R. (2006) Effects of Biodiesel Blends on Vehicle Emissions. Milestone report NREL/MP-540-40554. National Renewable Energy Laboratory

Naturvårdsverket (2003) Ekonomiska styrmedel inom miljöområdet - en samman-ställning. NV rapport 5333, © Naturvårdsverket

Naturvårdsverket (2006) Naturvårdsverkets rapportering enligt EU:s takdirektiv 2001/81/EG


85

Ny Teknik (2005) Tidningsartikel av Niclas Köhler, införd 050504

Persson, K. Kindbom, K. (1999). Kartläggning av emissioner från arbetsfordon och arbetsredskap i Sverige. IVL rapport B 1342. Institutet för vatten och luftvårds-forskning

SIS (1996) Jordförflyttningsmaskiner - Säkerhet - Del 1: Allmänna krav. Standard SS-EN 474-1.

Scania (2006) Pressinfo Per-Erik Nordström, P06603SE Juni 2006 samt P06903SE 20 september 2006

SCB (2004) Traktorer, motorredskap och terrängvagnar. Offert beteckning 849 369-4/157184.

SCB (2005) Rapporter från lantbrukets företagsregister 1999. Sysselsatta m.m. i jordbruket 1999 [Farm labour force in 1999]. Publication JO 30 SM 0001, Official statistics of Sweden, Statistics Sweden

Skogforsk. Personligt meddelande, 2007

SPI (2006) Svenska Petroleuminstitutet, information från hemsida: www.spi.se

Starr, M. Buckingham J. & Jackson Jr. C. (1999). Development of transient test cycles for selected non-road diesel engines. The American Society of Mechanical Engineers, 32-1, 145-156

Statoil (2006) prislista 20061216 från hemsida: www.statoil.se

Sterner, T. (2003) Policy Instruments for Environmental and Natural Resource Management, textbook, RFF press, © Resources for the Future

Sternhufvud, C., Belhaj, M., Åström, S. (2006) The Features of Non Technical Measures and Their Importance in Cost Effective Abatament of Air Pollutant Emissions - Applied to two Meta-analyses, IVL report B1656

Szybist, J. P., Kirby S. R., Boehman A. L. (2005) NOx Emissions of Alternative Diesel Fuels: A Comparative Analysis of Biodiesel and FT Diesel. Energy & Fuels, 19, pp 1484-1402.

Toptec (2000) Reducing the Environmental Impact of heavy-Duty Vehicles. Kon-ferenshandlingar.

Ullman, T., Webb, C., Jackson, Jr. C. & Doorlag, M. (1999). Non-road engine activity analysis and transient cycle generation. Society of Automotive Engineers, SAE Technical Paper Series No 1999-01-2800

USEPA (1998) Control of Emissions of Air Pollution From Non-road Diesel En-gines; Final Rule. US Code of Federal Regulations, Title 40, Parts 9, 86, 89. United States Environmental Protection Agency


86

USEPA (2000) Regulatory Impact Analysis: Heavy-Duty Engine and Vehicle standards and Highway Diesel Fuel Sulfur Control Requirements. Report EPA420-R-00-006, Office of Transportation and Air Quality, United States Environmental Protection Agency

USEPA (2002) A Comprehensive Analysis of Biodisel Impacts on Exhaust Emis-sions. Draft Technical Report, EPA420-P-02-001. United States Environmental Protection Agency

USEPA (2004a) Median life, annual activity, and load factor values for non-road engine emissions modeling. Report EPA420-P-04-005, NR-005c. United States Environmental Protection Agency

USEPA (2004b) Final Regulatory Analysis: Control of Emissions from Non-road Diesel Engines. Report EPA420-R-04-007, pp 1-1568, Office of Transportation and Air Quality, United States Environmental Protection Agency

USEPA (2004c) Control of Emissions of Air Pollution From Non-road Diesel En-gines and Fuel; Final Rule. US Code of Federal Regulations, Title 40, Parts 9, 69, et al. United States Environmental Protection Agency

USEPA (2005) Calculation of age distribution in the non-road model: growth and scrappage. Report EPA420-R-05-018, NR-007c. United States Environmental Protection Agency

USEPA (2005b) Final draft – Diesel retrofit technology and program experience. Certification and Compliance Division , United States Environmental Protection Agency

USEPA (2006) Large Engine (On-Highway and Non-road Compression-Ignition) Certification Data. Engine Certification Information Center at the Office of Trans-portation and Air Quality, United States Environmental Protection Agency

USEPA. (2006b) Voluntary diesel retrofit program, verified products. Office of Transportation and Air Quality, United States Environmental Protection Agency

USEPA (2006c) Voluntary diesel retrofit program, technical summary. Office of Transportation and Air Quality, United States Environmental Protection Agency

Vägverket (2006). Miljökrav vid upphandling av entreprenader och tjänster. Ge-mensamma upphandlingskrav för Göteborg stad, Malmö stad, Stockholms stad och Vägverket. Publikation 2006:105.

Wetterberg, C. (2002). EMMA Emissioner från arbetsmaskiner, delrapport 1 från SMP Svensk Maskinprovning AB, Kartläggning av antal arbetsmaskiner och deras användning. SMP Svensk Maskinprovning AB

Wetterberg, C. Holmgren, K. Rosell, L. Johansson, L. Magnusson, R. (2003). The influence of the fuel on emissions from diesel engines in large off-road machines. Swedish Machinery Testing Institute, report PU 45850/02 and PU 40318/01


87

Williams, A.; McCormick, R. L.; Hayes, R. R.; Ireland, J., Fang, H. L. (2006) Ef-fect of Biodiesel Blends on Diesel Particulate Filter Performance. SAE paper 2006-01-3280, Society of Automobile Engineers.


88

Bilaga A Beräkning av totalantal maskiner samt ålderfördelningen av dessa SMP besiktning • Markandsandel 87 % • Missade 3 % • Korrektionsfaktor = 1,03/0,87=1,18

Bandgrävare/minigrävare samt besiktning • Summa sålda bandgrävare (>37 kW) för åren 1998 till 2003 = 2100 st • Summa besiktade bandgrävare (inkl <37 kW) för åren 1998 till 2003 =

2921 st • Korrektionsfaktor =2100/2921 =0,719

Ej besiktningspliktiga (Detta beräknas individuellt för varje maskinslag) • Summa sålda maskiner för åren 1998 till 2003 = X • Summa besiktade maskiner åren 1998 till 2003 = Y • Korrektionsfaktor =X/Y =J

Traktorer SCB-statistik (SCB, 2004)

Skördetröskor SCB-statistik (SCB, 2005)

Grävlastare Antal i bes. registret*1,18 för samtliga år. För vart och ett av

åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen be-siktning eller försäljning.

Bandgrävmaskin Antal i bes. registret*0,719 för samtliga år. För vart och ett av


Minigrävmaskin Antal i bes. registret * J (J = 2,96) för samtliga år. För vart och

ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning.

Hjulgrävmaskin Antal i bes. registret*1,18 för samtliga år. För vart och ett av


Hjullastare Antal i bes. registret * J (J = 2,19) för samtliga år. För vart och

ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning.


89

Kompaktlastare J = jättestort, därför

Summa sålda kompaktlastare för åren 1998 till 2003 = 471 st Summa besiktade minigrävare för åren 1998 till 2003 = 541 st Korrektionsfaktor = 0,87 Antal minigrävare i bes. Register * 0,87 för samtliga år. För

vart och ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning.

Detta bygger på antagandet att åldersfördelningen för kom-paktlastare kan approximeras med åldersfördelningen för mi-nigrävare

Truck Antal teleskoptruckar i bes. registret * J (J = 17,82) för samtli-

ga år. För vart och ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning. Detta bygger på antagandet att åldersfördelningen för samtliga truckar kan approximeras med åldersfördelningen för teleskoptruckar.

Övrigt Antal i bes. registret * J (J = 14.96) för samtliga år. För vart

och ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning.

Dumper Antal i fordonsregistret,

För vart och ett av åren 1998 till 2006 väljs den högsta siffran från antingen besiktning eller försäljning

Mobilkran Antal i fordonsregistret, avställda fordon borträknade

Skotare Försäljningsstatistik för åren 2000 till 2006. För övriga år

används en skrotningsfunktion (Lindberg, 2006) tillsammans med medelantalet sålda skotare 2000 till 2006. Antag 8 aktiva år i enlighet med Wetterberg (2002).

Skördare Försäljningsstatistik för åren 2000 till 2006. För övriga år

används en skrotningsfunktion (Lindberg, 2006) tillsammans med medelantalet sålda skotare 2000 till 2006. Antag 8 aktiva år i enlighet med Wetterberg (2002).


90

Bilaga B Antal arbetsmaskiner fördelat på årsmodell och effektklass.

Maskintyp Effekt (kW) 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994Traktor, jordbruk 37-75 42929 2939 3395 3276 3465 3140 2252 2619 2897 2996 1907 1103 958Traktor, jordbruk 75-130 3766 452 450 562 836 749 429 435 615 778 680 301 219Traktor, jordbruk 130-560 255 47 28 26 40 33 43 50 57 89 73 37 26Traktor, samhälle 37-75 30819 1527 1617 1500 1455 1321 1081 1130 1327 1217 818 494 442Traktor, samhälle 75-130 1176 118 125 162 210 206 98 109 140 151 142 79 53Traktor, samhälle 130-560 127 7 3 5 8 5 9 8 9 17 14 14 2Traktor, industri 37-75 10370 660 721 691 709 660 514 545 625 583 394 263 205Traktor, industri 75-130 1107 119 121 128 152 151 78 78 112 128 126 53 38Traktor, industri 130-560 187 28 17 25 26 27 45 69 63 92 77 54 24Skördetröska 37-75 15534 1063 1229 1186 1254 1136 816 948 1048 1085 690 400 347Skördetröska 75-130 1363 163 163 203 302 271 155 157 222 282 246 109 79Skördetröska 130-560 14 14 9 8 12 10 13 15 18 27 22 11 8Skotare 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Skotare 75-130 10 10 10 10 10 10 10 10 11 11 12 15 20Skotare 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3Skördare 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Skördare 75-130 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 7 10Skördare 130-560 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 7 8 12Hjullastare 37-75 53 7 15 23 26 31 36 45 42 31 17 24 34Hjullastare 75-130 153 21 44 66 73 89 104 129 121 88 49 68 98Hjullastare 130-560 127 18 37 55 61 75 87 107 101 74 41 57 81Grävlastare 37-75 35 7 9 18 15 18 21 26 27 15 6 6 8Grävlastare 75-130 755 149 203 386 330 395 460 560 595 324 133 125 174Grävlastare 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Bandgrävmaskin <37 65 6 9 12 56 98 166 110 213 184 107 136 252Bandgrävmaskin 37-75 91 18 23 33 38 49 66 92 77 47 24 24 42Bandgrävmaskin 75-130 158 31 39 57 65 85 114 160 134 82 41 42 73Bandgrävmaskin 130-560 131 25 32 47 54 70 94 132 110 68 34 35 60Hjulgrävmaskin 37-75 47 11 15 13 15 25 28 31 32 21 15 10 18Hjulgrävmaskin 75-130 411 94 134 109 133 222 243 269 276 184 129 89 158Hjulgrävmaskin 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kompaktlastare 37-75 19 2 3 3 17 29 49 32 63 54 31 40 74Kompaktlastare 75-130 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kompaktlastare 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Dumper 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Dumper 75-130 4 1 0 1 2 2 3 3 3 1 1 3 3Dumper 130-560 48 12 7 7 22 22 41 36 36 13 16 35 39Mobilkran 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Mobilkran 75-130 11 2 3 4 5 7 8 10 11 7 3 8 6Mobilkran 130-560 33 6 8 13 15 20 24 31 32 20 9 23 18Truck 37-75 23 0 0 11 91 136 158 282 317 226 23 45 45Truck 75-130 9 0 0 4 35 52 60 107 121 86 9 17 17Truck 130-560 4 0 0 2 18 26 31 55 62 44 4 9 9Övrigt 37-75 551 0 0 0 30 30 52 74 52 66 22 22 37Övrigt 75-130 345 0 0 0 18 18 32 46 32 41 14 14 23Övrigt 130-560 206 0 0 0 11 11 19 27 19 25 8 8 14


91

Maskintyp Effekt (kW) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006Traktor, jordbruk 37-75 730 1230 1388 1571 1482 1601 1834 1686 1261 1226 1169 1223Traktor, jordbruk 75-130 263 525 741 981 1246 940 1122 1226 1259 1258 982 705Traktor, jordbruk 130-560 19 31 103 104 91 67 65 70 53 109 168 171Traktor, samhälle 37-75 360 504 590 517 538 593 628 543 405 387 350 347Traktor, samhälle 75-130 49 85 164 192 243 191 243 219 233 207 198 137Traktor, samhälle 130-560 5 10 18 21 11 13 11 10 6 20 33 33Traktor, industri 37-75 190 288 366 317 288 364 479 426 325 323 307 447Traktor, industri 75-130 27 75 94 133 129 94 139 154 146 152 207 179Traktor, industri 130-560 7 12 20 30 38 22 14 18 28 32 51 82Skördetröska 37-75 264 445 502 569 8 8 8 8 8 8 8 8Skördetröska 75-130 95 190 268 355 56 56 56 56 56 56 56 56Skördetröska 130-560 6 10 32 32 136 136 136 136 136 136 136 136Skotare 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Skotare 75-130 30 49 79 118 157 217 209 211 204 202 283 230Skotare 130-560 7 13 22 35 48 67 65 65 63 63 88 71Skördare 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Skördare 75-130 15 25 40 60 79 128 118 99 110 112 144 105Skördare 130-560 18 30 50 75 99 161 150 125 140 142 183 133Hjullastare 37-75 54 69 74 76 92 89 88 90 126 109 124 143Hjullastare 75-130 154 197 214 217 263 257 252 258 362 312 355 411Hjullastare 130-560 128 164 179 181 220 215 211 215 302 261 296 343Grävlastare 37-75 11 12 8 9 10 11 9 8 8 9 10 11Grävlastare 75-130 228 269 166 203 215 228 203 174 184 185 208 234Grävlastare 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Bandgrävmaskin <37 228 231 267 329 290 382 352 341 310 311 416 595Bandgrävmaskin 37-75 59 59 57 71 95 110 98 82 98 102 125 147Bandgrävmaskin 75-130 103 102 100 123 165 192 170 143 170 177 217 255Bandgrävmaskin 130-560 85 85 82 102 136 158 140 118 141 146 179 211Hjulgrävmaskin 37-75 24 33 37 30 38 47 35 24 22 36 38 40Hjulgrävmaskin 75-130 213 289 321 261 335 412 304 214 197 312 337 353Hjulgrävmaskin 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kompaktlastare 37-75 67 68 78 97 89 112 104 82 67 78 56 56Kompaktlastare 75-130 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kompaktlastare 130-560 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Dumper 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Dumper 75-130 8 4 4 7 4 4 3 3 3 3 4 3Dumper 130-560 112 51 50 94 56 48 46 43 40 48 56 43Mobilkran 37-75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Mobilkran 75-130 3 7 8 10 14 18 16 13 8 13 13 15Mobilkran 130-560 10 20 23 31 43 53 49 38 23 39 40 45Truck 37-75 45 294 272 328 493 417 475 411 376 387 468 545Truck 75-130 17 112 103 125 187 159 181 157 143 147 178 207Truck 130-560 9 57 53 64 96 81 93 80 73 75 91 106Övrigt 37-75 96 44 110 96 103 104 125 70 77 86 81 83Övrigt 75-130 60 28 69 60 65 65 78 44 48 54 50 52Övrigt 130-560 36 16 41 36 38 39 47 26 29 32 30 31


92

Bilaga C Årlig drifttid per maskinålder för entreprenadmaskiner samt antalet observationer som medeldrifttiderna baseras på.

Ålder Bandgrävmaskin Dumper Grävlastare Hjulgrävmaskin Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal

1 1033 13 2 1170 124 1129 115 1224 90 3 1133 264 1217 233 1233 172 4 1124 579 1476 11 1138 327 1192 401 5 1085 1 057 1336 10 1104 595 1153 818 6 1076 1 137 1599 13 1069 670 1112 903 7 1046 967 1804 12 1024 691 1074 809 8 998 742 1358 13 947 616 1016 682 9 905 619 1230 8 909 581 963 599 10 828 578 1099 7 908 605 947 510 11 829 598 1471 7 850 740 903 497 12 803 643 798 838 914 497 13 705 683 774 948 847 507 14 677 688 720 1 010 821 542 15 617 651 689 1 023 729 516 16 566 579 860 8 634 949 678 440 17 507 455 1064 7 582 749 666 354 18 498 304 514 542 567 248 19 418 225 651 6 428 418 471 188 20 371 170 378 312 438 146 21 330 144 348 248 413 125 22 397 123 249 184 371 113 23 281 108 206 148 460 81 24 241 78 235 139 267 64 25 234 66 211 109 232 44 26 231 52 171 89 188 39 27 196 32 144 60 213 21 28 323 17 170 52 195 15 29 238 9 110 39 202 7 30 258 25 31 62 12 32 62 9

Totalt 827 11692 1217 102 754 13089 904 9428


93

Ålder Hjullastare Minigrävmaskin Teleskoptruck Övrigt Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal Medel (tim/år) Antal 1 1491 109 1133 23 2 1373 239 465 8 1205 43 3 1328 344 493 30 1133 53 1032 10 4 1304 411 508 70 1032 52 1127 17 5 1207 519 433 161 1012 54 1383 21 6 1130 434 448 170 965 48 1523 20 7 1096 397 424 176 834 37 1011 22 8 1097 335 378 137 796 29 1209 24 9 1042 278 382 121 624 16 790 13

10 1037 210 363 117 977 10 938 8 11 1035 152 312 106 496 3 866 11 12 868 127 218 85 353 9 753 11 13 784 128 236 82 473 17 775 13 14 666 141 191 65 282 17 701 14 15 705 162 183 54 507 17 939 13 16 660 150 155 37 331 12 858 14 17 567 136 120 28 257 7 813 8 18 552 100 110 21 1086 11 19 560 79 60 13 858 8 20 493 56 71 6 622 5 21 372 46 22 354 27 23 375 13 24 539 18 702 7 25 522 19 789 6 26 490 9 378 6 27 353 7 28 760 6 29 30 31 32

Totalt 1041 4652 350 1487 892 447 1011 262


94

Bilaga D Kodnyckel för ”översättning” av data från försäljningsstatistik till effektklasserna 37-75 kW, 75-130 kW och 130-560 kW.

LASTKAPACITET (ton) LYFTKAPACITET (ton) Ramstyrda dumprar Tipptruckar Teleskoptruck 20 - 25,9 t 130-560 0 - 29,9 t 130-560 0 - 2,99 t 37-75 26 - 29,9 t 130-560 30 - 39,9 t 130-560 3 - 3,99 t 37-75 30 - 34,9 t 130-560 40 - 54,9 t 130-560 4 - 4,99 t 75-130 35 - t 130-560 55 - 74,9 t 130-560 5 - t 75-130

200 - t >560

MASKINVIKT (ton) Grävmaskiner små band Skidsteerlastare Asfaltutläggare bandburna 0,1 - 1,0 t <37 1 - 1,99 t <37 0 - 9,0 t 37-75 1,1 - 2,0 t <37 2 - 2,99 t 37-75 9,1 - t 75-130/130-560 2,1 - 3,0 t <37 3 - 4,99 t 37-75 3,1 - 4,0 t <37 5 - t 37-75 Asfaltutläggare hjulgående 4,1 - 5,0 t <37 0 - 8,0 t 37-75 5,1 - 6,0 t <37 Motviktstruckar 8,1 - 13,0 t 75-130 0,00 - 1,19 t 37-75 13,1 - t 75-130/130-560 Grävmaskiner stora band 1,20 - 1,49 t 37-75 6,1 - 8,0 t 37-75 1,50 - 1,99 t 37-75 Självgående envalsvält 8,1 - 11,0 t 37-75 2,00 - 2,49 t 37-75 0 - 5,0 t 37-75 11,1 - 12,0 t 37-75 2,50 - 2,99 t 37-75 5,1 - 8,0 t 37-75 12,1 - 14,0 t 37-75 3,00 - 3,49 t 37-75 8,1 - 14,0 t 75-130 14,1 - 16,0 t 75-130 3,50 - 3,99 t 37-75 14,1 - t 75-130/130-560 16,1 - 19,0 t 75-130 4,00 - 4,99 t 37-75 19,1 - 21,0 t 75-130 5,00 - 5,99 t 75-130 Statiska vältar 21,1 - 24,0 t 75-130 6,00 - 6,99 t 75-130 Alla 75-130 24,1 - 28,0 t 75-130 /130-560 7,00 - 7,99 t 75-130 28,1 - 33,0 t 130-560 8,00 - 8,99 t 75-130 Tandemvältar 33,1 - 40,0 t 130-560 9,00 - 9,99 t 75-130 0 - 2,0 t <37 40,1 - 50,0 t 130-560 10,00 - 16,99 t 130-560 2,1 - 4,0 t <37 50,1 - 66,0 t 130-560 10,00 - 16,99 t 130-560 4,1 - 8,0 t 37-75 66,1 - 90,0 t 130-560 17,00 - 24,99 t 130-560 8,1 - t 75-130 90,1 - 150,0 t 130-560 25,00 - t 130-560 Skotare Grävmaskiner små hjul 0 - 10 t 75-130 0,0 - 6,0 t <37 10 - 11 t 75-130 12 - 14 t 75-130 Grävmaskiner hjul 14 - t 130-560 6,1 - 8,0 t 37-75 8,1 - 11,0 t 37-75 Skördare Gallring 11,1 - 13,0 t 37-75 Alla 75-130/130-560 13,1 - 15,0 t 75-130 15,1 - 17,0 t 75-130 Skördare Slutavverkning 17,1 - 20,0 t 75-130 Alla 130-560 20,1 - t 75-130


95

EFFEKT (hk) Grävlastare stela 2 hjul Bandlastare 40 - 49 hk <37 20 - 60 hk 37-75 70 - 79 hk 37-75 60 - 75 hk 37-75 80 - 89 hk 37-75 75 - 105 hk 37-75 90 - 99 hk 37-75 105 - 130 hk 75-130 100 - hk 75-130 130 - 190 hk 75-130 190 - hk 130-560 Grävlastare stela 4 hjul 60 - 69 hk 37-75 Bandschaktare 80 - 89 hk 37-75 105 - 129 hk 75-130 90 - 99 hk 37-75 130 - 159 hk 75-130 160 - 189 hk 75-130/130-560 Grävlastare ramstyrda 190 - 259 hk 130-560 0 - 39 hk <37 260 - 359 hk 130-560 70 - 79 hk 37-75 360 - 519 hk 130-560 90 - 99 hk 37-75 100 - hk 75-130 Väghyvel 75 - 115 hk 75-130 Grävlastare allhjulsstyrda 130 - 145 hk 75-130 60 - 69 hk 37-75 170 - 200 hk 130-560 70 - 79 hk 37-75 200 - 250 hk 130-560 90 - 99 hk 37-75 250 - hk 130-560 100 - hk 75-130 Hjullastare 0 - 59 hk 37-75 60 - 79 hk 37-75 80 - 99 hk 37-75 100 - 119 hk 75-130 120 - 149 hk 75-130 150 - 199 hk 75-130/130-560 200 - 249 hk 130-560 250 - 349 hk 130-560 350 - 499 hk 130-560 500 - 999 hk 130-560 1000 - hk >560


96

Bilaga E Modellen som används i denna rapport fördelar inte de resulterande utsläppen på olika näringsgrenar eller företag. Detta kan dock göras genom att applicera den fördelning mellan olika näringsgrenar som presenterats av Flodström et al. (2004) på de totala utsläppen från sektorn arbetsmaskiner. Följande näringsgrenar bedöm-des vara intressanta utifrån databehovet till den nationella rapporteringen:

• Jordbruk • Skogsbruk • Hushåll • Industri och anläggning • Övriga transporter

I tabell E1 redovisas av Flodström et al. (2004) beräknad dieselförbrukning från arbetsmaskiner fördelat på de ovan angivna näringsgrenarna. Endast dieseldrivna arbetsmaskiner med en motoreffekt mellan 37 och 560 kW har inkluderats.

Tabell E1. Fördelning av bränsleförbrukning mellan olika näringsgrenar enligt Flodström et al. (2004).

Näringsgren CRF-kod Dieselförbrukning Ton år-1 % Jordbruk 1A4c 280 000 25 Skogsbruk 1A4c 150 000 14 Hushåll 1A4b 49 000 5 Industri och anl. 1a2f 560 000 50 Övrigt 1a3e 70 000 6

I tabell E2 redovisas den totala bränsleförbrukningen och de totala emissionsmäng-derna (se avsnitt 3.2.6 ”Totala emissioner och bränsleförbrukning”) uppdelade på olika näringsgrenar i enlighet med CRF-koderna som används vid internationell rapportering.

Tabell E2. Bränsleförbrukning och emissioner år 2006 fördelat på olika näringsgrenar.

Näringsgren CRF-kod Bränsle förbr. CO HC NOx PM ton/år ton/år ton/år ton/år ton/år Jordbruk 1A4c 220 000 1 500 550 5 900 260 Skogsbruk 1A4c 120 000 810 290 3 100 140 Hushåll 1A4b 39 000 270 100 1 000 50 Industri och anl.

1a2f

440 000

3 000

1 090

12 000

520

Övrigt 1a3e 56 000 380 140 1 500 70 Totalt 880 000 6 000 2200 23 000 1 000


97

Estimeringen av bränsleförbrukning och emissioner från de individuella närings-grenarna i tabell E2 är mycket osäkra (se ovan) och läsare rådes till att tolka dessa data med stor försiktighet. För att erhålla mer trovärdiga data krävs tillförlitliga data över maskinanvändningen inom de olika näringsgrenarna och det ingick inte i denna studie att verifiera sådana data.

Utsläppsprognoser fördelade på näringsgrenar har beräknats för år 2010 och 2020 och redovisas i tabell E3, E4 och E5 (se avsnitt 4.2 ”Utsläppsprognoser för år 2010 och 2020”). BAU – ”Business as usual” beskriver utvecklingen med det suc-cessiva införandet av redan beslutade EU-lagkrav. Förutsättningen för BAU-scenariot är att ingen tillväxt sker, antal fordon, utnyttjandegraden och bränsleför-brukningen antas vara densamma som för 2006. Även effekten av en ökad utby-testakt av maskinerna på utsläppen har undersökts. Beräkningarna har gjorts utifrån antagandet att samtliga maskiner som är äldre än 15 år alternativt äldre än 10 år har skrotats.

Tabell E3. Utsläppsprognos fördelat på näringsgrenar för arbetsmaskiner år 2010 och 2020 enligt BAU-scenario.

Jordbruk Skogsbruk Hushåll Industri Övrigt

1A4c 1A4c 1A4b 1a2f 1a3e

2010

CO 1 500 780 260 2 900 370

HC 460 250 80 920 120

NOx 4 700 2 500 810 9 300 1 200

PM 210 110 40 410 50

CO2 700 370 120 1 400 170

2020

CO 1 400 740 240 2 700 340

HC 210 110 40 420 50

NOx 1 800 1 000 310 3 600 400

PM 70 40 10 140 20

CO2 700 370 120 1 400 170


98

Tabell E4. Utsläppsprognos fördelat på näringsgrenar för arbetsmaskiner år 2010 och 2020 utifrån antagandet att samtliga maskiner som är äldre än 15 år har skrotats.



2010

CO 1 400 770 250 2 900 360

HC 410 220 70 820 100

NOx 3 800 2 000 660 7 600 900

PM 160 80 30 320 40

CO2 700 370 120 1 400 170

2020

CO 1 400 720 240 2 700 340

HC 130 70 20 260 30

NOx 1 000 500 170 1 900 200

PM 40 20 10 70 10

CO2 700 370 120 1 400 170

Tabell E5. Utsläppsprognos fördelat på näringsgrenar för arbetsmaskiner år 2010 och 2020 utifrån antagandet att samtliga maskiner som är äldre än 10 år har skrotats.



2010

CO 1 400 740 240 2 800 350

HC 350 190 60 690 90

NOx 2 900 1 500 500 5 700 700

PM 110 60 20 220 30

CO2 700 370 120 1 400 170

2020

CO 1 400 720 240 2 700 340

HC 80 40 10 160 20

NOx 600 300 100 1 200 100

PM 20 10 3 30 4

CO2 700 370 120 1 400 170


99


100


101

Del 2: Utsläpp från små arbets-maskiner

Emissionsberäkningar och åtgärdsdiskussioner

Författare: Erik Fridell, Stefan Åström och Mohammed Belhaj,

IVL Svenska miljöinstitutet AB

NATURVÅRDSVERKET


102


103

Författarnas förord Detta arbete har utförts på IVL Svenska Miljöinstitutet efter ett uppdrag från Na-turvårdsverket.

Under arbetets gång har vi samarbetat med SMP i Uppsala som utfört en paral-lell studie avseende större arbetsmaskiner. Vi tackar Christian Wetterberg, Roger Magnusson och Magnus Lindgren för värdefulla bidrag till projektet. Tack också till Karin Sjöberg, Åke Sjödin, Karin Persson och Karin Kindbom på IVL, samt Larsolov Olsson och Helene Lager på Naturvårdsverket, samt till de som ställt upp med information på företag och myndigheter.


104


105

Sammanfattning Denna rapport studerar emissioner från små arbetsmaskiner (<37kW) samt diskute-rar åtgärder för att minska dessa. I gruppen av maskiner ingår en mängd bensin-drivna maskiner som snöskotrar, gräsklippare, motorsågar mm. Även ett antal dieselmotorer, fr a små traktorer ingår. Inventeringen visar på stora emissioner av kolmonoxid och kolväten i relation till övriga utsläppskällor. Detta är till största delen sammanhängande med användandet av tvåtaktsmotorer i fr a snöskotrar men även i t ex motorsågar.

Den teknikutveckling som sker gäller framför allt ersättandet av tvåtaktsmoto-rer med fyrtaktsmotorer samt förbättring av motorer. Efterbehandlingssystem för att ytterligare minska emissionerna finns tillgängligt i ett flertal fall.

Vid en genomgång av lagstiftningen i EU och USA kan man konstatera att ut-släppskraven successivt skärps, fr a vad gäller kolväteemissioner från små bensin-motorer. I EU saknas lagstiftning kring dieselmotorer med en effekt < 18 kW samt för snöskotrar. Lagstiftningen i USA har drivit fram utvecklingen av fyrtaktsmoto-rer för snöskotrar.

I en scenarieberäkning beskrivs utvecklingen fram till 2020. Utsläppen av kolväten och kolmonoxid samt bränsleförbrukningen kommer i scenariot att mins-ka kraftigt. Detta hänger främst samman med antagandet att tvåtaktsmotorer byt ut mot fyrtaktsmotorer i snöskotrar samt att ny avgaslagstiftning för små bensinmoto-rer slår igenom.

Olika styrmedel, lämpliga inom området, diskuteras. Utskrotningspremier för äldre tvåtaktsmotorer kan vara effektivt för att minska utsläpp från dessa. Men för att säkerställa en utveckling mot renare snöskotrar kan avgaslagstiftning i Europa behövas.


106


107

1 Bakgrund Höga halter av föroreningar i luft kvarstår som ett stort hälso- och miljöproblem. När det gäller utsläpp från förbränningsmotorer har en omfattande utveckling skett på personbilssidan för ottomotorer där utsläppen minskat kraftigt tack vara mer sofistikerade motorer och katalysatorrening. Även för vägfordon med dieselmoto-rer ställs allt större krav på minskade emissioner. Denna utveckling har lett till att det finns andra sektorer där det idag är mer kostnadseffektivt att reducera emissio-nerna. Detta gäller bl.a. arbetsmaskiner. I denna rapport behandlas emissioner från mindre arbetsmaskiner (med motorer på < 37 kW). Det rör sig framför allt om bensinmotorer som sitter på snöskotrar, gräsklippare, häcksaxar mm. Dessa kan vara två- eller fyrtaktsmotorer. Även ett mindre antal dieselmotorer, t ex på små traktorer och entreprenadmaskiner ingår i studien.

Figur 1. Andelen av Sveriges emissioner 2002 av CO2, CO, NMVOC, NOX och PM som kom från små arbetsmaskiner 1 (ljus tårtbit - hela cirkeln representerar totala emissioner i Sverige).

Figur 1 visar andelen av de totala emissionerna av koldioxid(CO2), kolmonox-id(CO), kolväten(NMVOC), kväveoxider(NOX), samt partiklar(PM) som kan här-ledas till de här studerade mindre arbetsmaskinerna. Emissionerna från dessa ma-skiner utgör en betydande del av emissionerna i Sverige vad gäller utsläppen av kolväten och kolmonoxid. Detta kan i sin tur i första hand härledas till stora emis-sioner från tvåtaktsmotorer, inte minst från snöskotrar. Vad gäller de mindre ma-skiner så kommer avgaslagstiftning successivt att träda i kraft, vilket i sin tur har skyndat på teknikutvecklingen. Lagstiftningen som är beslutad är dock än så länge inte heltäckande. Det är därför intressant att analysera vilka de betydande emis-sionskällorna bland dessa maskiner är, samt möjligheter att med olika styrmedel minska emissionerna i framtiden.

PM NOxNMVOC CO2 CO


108

2 Syfte Denna studie syftar till att vara ett underlag för en diskussion kring lämpliga styr-medel för att minska emissioner till luft från små arbetsmaskiner. För att åstad-komma detta görs en inventering av maskinerna som är aktuella, deras körmönster och åldersstruktur. Vidare tas emissionsfaktorer fram och totala emissioner för dagsläget beräknas, liksom bränsleförbrukningen. I syfte att beskriva scenarier för emissionerna 2010, 2015 och 2020 görs en del arbete. Aktuell avgaslagstiftning som kommer att slå igenom inventeras. Dessutom förs en diskussion kring teknik-utveckling och införande av nya bränslen, som förväntas påverka emissionerna. De styrmedel som är aktuella diskuteras samt hur de kan appliceras på olika sektorer beroende på ägarstruktur, ålder mm. Vidare analyseras kostnadseffektiviteten hos dessa styrmedel. Denna rapport är begränsad till arbetsmaskiner med en motoref-fekt under 37 kW. Vidare är de storheter som beaktas emissioner av kväveoxider, partiklar, kolväten, kolmonoxid samt bränsleförbrukning och koldioxidutsläpp. Rapporten avslutas med en diskussion kring möjliga åtgärder för att minska emis-sionerna beaktande teknikutveckling och styrmedel. Parallellt med denna studie utförs en motsvarande studie av emissioner från större arbetsmaskiner av Wetter-berg et al 2.


109

3 Metod för inventering och emissioner

Generellt har den största insatsen i denna studie gjorts på de största emissionskäl-lorna som ryms inom studien. Det gäller främst snöskotrar, gräsklippare samt små tvåtaktsmotorer för motorsågar mm. De dieselmotorer som finns med ger ett bidrag främst till kväveoxid- och partikelemissioner, som sett i ett större perspektiv är relativt litet. 3.1 Inventering En inventering av arbetsmaskiner gjordes av Persson och Kindbom3 där bl.a. branschorganisationer intervjuades för att få en bild av antal maskiner och använd-ningsmönster. Detta arbete uppdaterades senare av Flodström et al.1 I denna studie har vi utgått från inventeringen i den senare, sorterat ut maskiner med en motoref-fekt under 37 kW och ändrat där vi har nya kända fakta avseende emissionsfaktorer eller användning. Detta gäller bl.a. snöskotrar med fyrtaktsmotorer som fått ge-nomslag i marknaden på senare år, samt bättre (ur emissionssynpunkt) motorer för hushållsmaskiner. 3.2 Modell för beräkning av emissioner De årliga emissionerna av ett visst ämne "x" för en viss maskintyp "i" beräknas

enligt Ei,x = Ni*Hri*Pi*Lfi*EFi,x,

där Ei,x är emissionen i g/år, Ni är antalet maskiner, Hri är årsarbetstiden i timmar, Pi är motoreffekten i kW, Lfi är en belastningsfaktor (mellan noll och ett) som an-ger vilken fraktion av effekten som normalt används, och EFi,x är emissionsfaktorn i g/kWh för ämne x och maskintyp i. I princip ändrar sig flera av faktorerna då en maskin åldras; emissionsfaktorn ökar ofta medan årsarbetstiden kan minska. 3.3 Emissionsfaktorer I de ovan nämnda arbetena1,3 utgås från emissionsfaktorer från Corinair 4 som där är givna för olika motoreffekter (samt uppdelat på bensin och dieselmotorer). Vi har här försökt hitta mätresultat för olika maskintyper och ändrat emissionsfakto-rerna där det varit lämpligt. Vi har försökt använda data från mätningar som liknar den faktiska användningen av maskinen i fråga. 3.4 Allokering Uppdelningen mellan olika sektorer är gjord enligt UNFCCC's CRF-koder som används i den internationella rapporteringen (CLRTAP). Sektorerna är då "jord-bruk", "skogsbruk", "hushåll", "industri och anläggning" samt "övrigt". I den sena-re ingår främst offentlig verksamhet. Vad gäller "industri och anläggning" så består bidraget uteslutande av små entreprenadmaskiner.


110

4 Emissioner och bränsleförbrukning idag

4.1 Maskintyper De maskintyper som denna studie omfattar är listade i tabell 1. Detta följer listan enligt Flodström et al.1 och är kompletterad med fyrtaktsmotorer för snöskotrar.

Tabell 1. Maskintyperna som är aktuella i denna studie.

Maskintyp Motortyp Motorstorlek kW Allokering (CRF) Traktorer Diesel 20-37 Hushåll Jordbr traktor Diesel <20 Jordbruk Jordbr traktor Diesel 20-37 Jordbruk Terrängskoter bruks Bensin 2t 20-37 Övrigt Terrängskoter bruks Bensin 2t 20-37 Hushåll Terrängskoter bruks Bensin 4t 20-37 Övrigt Terrängskoter bruks Bensin 4t 20-37 Hushåll Truck Xtra Bensin 4t 20-37 Övrigt Minitraktorer, hobbytraktorer Bensin 4t 20-37 Hushåll Generatoraggr Diesel <20 Industri och anläggning Sorteringsverk Diesel 20-37 Industri och anläggning Vibratorplattor Diesel <20 Industri och anläggning Asfaltsågar Diesel <20 Industri och anläggning Pumpaggr Diesel <20 Industri och anläggning Kedjegrävare/ kabelplog Diesel <20 Industri och anläggning Generatoraggr Bensin 4t <20 Industri och anläggning Vibratorstampar Bensin 2t <20 Industri och anläggning Vibratorplattor Bensin 4t <20 Industri och anläggning Asfaltsågar Bensin 4t <20 Industri och anläggning Pumpaggr Bensin 4t <20 Industri och anläggning Häcksax, trimmer Bensin 2t <20 Övrigt (50%) Hushåll (50%) Jordfräs Bensin 4t <20 Hushåll Högtryckstvättaggr Bensin 4t <20 Övrigt (50%) Hushåll (50%) Gräsklippare handledd Bensin 4t <20 Hushåll Snöslunga Bensin 4t <20 Övrigt (50%) Hushåll (50%) Gräsklippare åkbar Bensin 4t <20 Övrigt Högtryckstvättaggr Bensin 4t <20 Övrigt (50%) Hushåll (50%) Motorsågar fritid Bensin 2t <20 Hushåll Motorkapare Bensin 2t <20 Skogsbruk Motorsågar yrkes Bensin 2t <20 Skogsbruk Röjsågar Bensin 2t <20 Skogsbruk Kylaggr distr Diesel <20 Övrigt Kylaggr fjärr Diesel <20 Övrigt Frysaggr fjärr Diesel <20 Övrigt


111

4.2 Antal och körmönster Det är svårt att få uppgifter om antal maskiner och körmönster för små maskiner. Som en grund för detta arbete används data för användande av de olika maskinty-perna som togs fram av Flodström et al1. Dessa siffror bygger till stor del på arbetet av Persson och Kindbom3 där en mängd intervjuer med branschorgan mm gjordes. I detta arbete har sedan ny känd kunskap infogats.

En inventering av gräsklippare gjordes 2002 av Pettersson5 med hjälp av upp-gifter från tillverkare. Här anges att en gräsklippare är i drift ca 15 år. Handledda maskiner antas köras 15 h/år, medan åkgräsklippare används ca 30 h/år om de är privatägda och 150 h/år vid professionell användning. Av de åkbara används 75% privat och 25% professionellt, medan alla handledda antas användas privat. Om-sättningen, och därmed introduktionen av nya maskiner, är relativt låg. För de sista fem åren i den tillgängliga försäljningsstatistiken var den ca 6% för handledda gräsklippare och ca 8% för åkgräsklippare.

Man antar i branschen att en snöskoter kör ca 150 mil per säsong. Snöskotrar finns registrerade i fordonsregistret och i september 2006 fanns 171 860 inregistre-rade snöskotrar (exklusive avställda) i Sverige. I Bilaga 1, tabell B2, finns antalet registrerade snöskotrar för åren 1986-2004 samt i tabell B3 en uppdelning på års-modell för slutet av 20056. För åren 2000-2004 fås från dessa data en omsättning på ca 5,6% eller 8372 snöskotrar per år. Detta stämmer bra med data för snöskoterre-gistrering från Snöfo7. I fordonsregistret finns inte uppgifter om motorer, men en-ligt Snöfo så introducerades snöskotrar med fyrtaktsmotorer 2001. Andelen i för-säljningen var ca 30% år 2005 och den förväntas öka framöver 8.

Försäljningsiffror för vissa hushållsmaskiner har erhållits via branschen (se ta-bell B4, B5 i Bilaga 2). Dessa har används som underlag för beräkning av antalet maskiner. Vad gäller små dieselmaskiner för entreprenadverksamhet så har deras antal bedömts vara samma som i studien av Flodström et al1.

Antalet traktorer är uppdaterat med siffror från SCB från 2004. En sammanställning av drifttid, belastningsgrad och antal som används för

2006 för maskinerna i denna studie finns i tabell 2.


112

Tabell 2. Antal maskiner (se text), belastningsgrad1 samt drifttid1.

Maskintyp Antal Belastningsgrad Drifttid (h/år) Traktorer hushåll 47 687 0,20 100 Jordbr traktor <20 kW 4 340 0,50 100 Jordbr traktor 20-37 kW 52 255 0,55 100 Terrängskoter 2t div 59 430 0,30 250 Terrängskoter 2t hushåll 103 837 0,25 40 Terrängskoter 4t div 3 128 0,50 250 Terrängskoter 4t hushåll 5 465 0,50 40 Truck Xtra 2 200 0,20 200 Minitraktorer 23 614 0,50 12 Generatoraggr 1 000 0,50 200 Sorteringsverk 300 0,50 400 Vibratorplattor 2 500 0,70 200 Asfaltsågar 50 0,50 50 Pumpaggr 8 000 0,50 200 Kedjegrävare/kabelplog 200 0,60 200 Generatoraggr 40 000 0,40 75 Vibratorstampar 4 000 0,60 200 Vibratorplattor 3 500 0,60 200 Asfaltsågar 1 800 0,50 50 Pumpaggr 10 000 0,60 50 Häcksax, trimmer 387 000 0,60 13,00 Jordfräs 50 000 0,50 3 Högtryckstvättaggr 200 0,30 50 Gräsklippare handledd 1 259 000 0,40 24 Snöslunga 50 000 0,30 7 Gräsklippare åkbar 245 000 0,50 37 Högtryckstvättaggr 100 0,60 300 Motorsågar fritid 200 000 0,30 10 Motorkapare 1 000 0,40 100 Motorsågar yrkes 4 000 0,60 800 Röjsågar 30 000 0,60 200 Kylaggr distr 1 500 0,70 1500 Kylaggr fjärr 4 000 0,60 1500 Frysaggr fjärr 1 000 0,70 3000 Summa/medelvärde 2 605 106 0,47 378


113

4.3 Emissionsfaktorer Corinair Som utgångspunkt för emissionsfaktorerna används värden från Corinair4. De ak-tuella värdena för CO2, bränsleförbrukning (FC), CO, kolväten utom metan (NMVOC), NOX samt PM finns i Tabell 3. Dessa är helt uppdelade efter storlek och typ av motor.

Tabell 3. Emissionsfaktorer enligt Corinair4.

Motortyp Kravnivå Från årsmod

Effekt kW

FC CO NM VOC g/kWh

NOX PM

Diesel EU "0" -- 0-19 271 8,38 3,82 13,1* 1,92* -- 20-37 269 6,42 2,91 13,1* 1,57* Diesel EU Steg II 2001 19-37 269 5,50 1,50 8,50 0,80 Bensin 4-takt <18 386 433 19,10 4,04 - 18-37 376 370 14,10 4,08 - Bensin 2-takt <18 449 380 226 1,10 - 18-37 438 342 200 1,19 - Gasol Alla 370 77,0 0,95 1,90

* reducerade med hänsyn till användning av renare dieselbränslen i Sverige än vad CORINAIR-värdena baseras på3.

Övriga data I Bilaga 1, tabell B6 finns emissionsdata enligt SMP:s tester vid typgodkännande av motorer. De är utförda 2004/2005 på maskiner som skall klara utsläppskraven i steg 1 (se nedan). I jämförelse med tabellen ovan är det slående att emissionsfak-torn för kolväten är ungefär en faktor två lägre i SMP:s mätningar. En bidragande orsak till detta kan vara att de senare är gjorda på nya maskiner och att man kan förvänta sig en klar försämring av en del motorer efter användande9 (se Avsnitt 4.3.4). Detta är även en orsak till att många maskiner har svårt att klara Svanen-mätning, där emissionsmätning efter åldring ingår som ett deltest. I denna studie har emissionsfaktorer från SMP:s mätningar används.

En annan stor källa med betydande osäkerhet är snöskotrar. Vi har valt att an-vända värden från en studie från South West Research Institute10. Dessa värden stämmer bra överens med andra data. Den mest betydande osäkerheten finns här i specifika bränsleförbrukningen.

Alternativa bränslen De alternativa bränslen som är aktuella som ersättning för standardbensin är alky-latbensin och etanol. Användning av dessa påverkar emissionerna. Magnusson et al.11 mätte upp emissioner från en motorsåg för ett antal bränslen. De observerade lägre NOX- och HC- emissioner samt lägre bränsleförbrukning för alkylatbensin jämfört med standardbensin. Etanolinblandning i bensinen minskade NOX- och CO-emissionerna medan HC-emissionerna ökade. I en SMP-rapport12 där alkylat-bensin testades på motorsågar fick man en minskning i NOX-emissionerna. Aspen


114

petroleum har rapporterad högre emissioner av HC med alkylatbensin och små ändringar avseende NOX och CO. White et al.13 mätte emissioner från alkylatbensin för snöskotrar med tvåtaktsmotorer och fann ökade emissioner av HC och partiklar jämfört med standardbensin.

Eftersom tillgängliga data ger en så pass splittrad bild vad gäller emissioner från alkylatbensin och etanol så har vi valt att använda samma emissionsfaktorer som för standardbensin.

Dieselmotorer utgör endast en liten del av de aktuella maskinerna, varför vi inte valt att beakta en övergång till RME eller liknande.

Åldring Detta är en faktor som antagligen är av stor vikt men som är dåligt undersökt. För de maskiner som söker Svanenmärkning ingår en mätning efter åldring av maski-nerna. Det är denna som oftast är svår att klara och en faktor två högre emissioner kan observeras. I en modell som används av EPA9 rapporteras stora ökningar av emissionsfaktorer efter åldring i en del fall. I denna studie betraktas de använda emissionsfaktorerna som ett genomsnitt för de använda maskinerna.

Använda emissionsfaktorer De emissionsfaktorer som används i denna studie sammanfattas i tabell 4. Emis-sionsfaktorer för CO2 beräknas direkt från bränslets kolinnehåll och antas vara 3,11 g CO2/g för diesel samt 3,16 g CO2/g för bensin.

Tabell 4. Emissionsfaktorer som används i denna studie för år 2006. Corinair hänvisar till tabell 3.

Maskintyp Motortyp FC

g/kWh CO

g/kWh NMVOC g/kWh

NOX g/kWh

PM g/kWh

Traktorer Diesel Corinair Snöskoter10 Bensin 2t 656 516 189 0,72 2,47 Snöskoter10 Bensin 4t 393 79,5 4,69 8,81 0,10 Truckar Bensin 4t Corinair Minitraktorer Bensin 4t Corinair Entreprenadmask. Diesel Corinair Entreprenadmask Bensin Corinair Häcksax, trimmer* Bensin 2t 668 365 128 1,36 Corinair Gräsklippare handledd

Bensin 4t

Corinair

Gräsklippare åkbar

Bensin 4t

Corinair

Motorsågar* Bensin 2t 555 338 126 1,70 Corinair Motorkapare* Bensin 2t 561 452 111 1,08 Corinair Röjsågar* Bensin 2t 612 351 123 1,33 Corinair Övriga hushållsmaskiner

Bensin

Corinair

Kyl-, frysaggr Diesel Corinair *Data från Bilaga 1


115

4.4 Beräknade emissioner De beräknade totala emissionerna från de olika maskinerna 2006 finns i tabell 5. Det är relativt stor osäkerhet i siffrorna som framförallt härstammar från osäkerhet kring användningsgrad och belastningsfaktor. En uppskattning av osäkerheten ger att den är ca 30%.

Tabell 5. Beräknade emissioner för 2006 uppdelat på maskintyp.

Maskintyp Motortyp CO2 ton/år

FC ton/år CO ton/år NMVOC ton/år

NOX ton/år

PM ton/år

Traktorer, hushåll Diesel 25 900 8210 195 87,5 395 47,1 Jordbr traktor <20 Diesel 3 350 1060 32,7 14,9 56 8,7 Jordbr traktor Diesel 73 300 23200 551 247 1110 133 Terrängskoter div Bensin 2t 216 000 102000 80500 29400 112 385 Terrängskoter hushåll

Bensin 2t 43 100 20400

16100

5890

22

76,9

Terrängskoter div Bensin 4t 1 490 492 99,5 5,9 11 0,1 Terrängskoter hushåll

Bensin 4t 2 600 859

174

10,3

19

0,2

Truck Xtra Bensin 4t 5 230 1650 1630 62,0 18 0,0 Minitraktorer, Bensin 4t 1 200 379 373 14,2 4 0,0 Generatoraggr Diesel 343 108 3,4 1,5 6 0,9 Sorteringsverk Diesel 1 530 484 11,4 5,0 23 2,7 Vibratorplattor Diesel 4 500 1420 44,0 20,1 76 11,7 Asfaltsågar Diesel 16 5 0,2 0,1 0 0,0 Pumpaggr Diesel 3 420 1080 33,5 15,3 58 8,9 Kedjegrävare/ kabelplog

Diesel 308 98

3,0

1,4

5

0,8

Generatoraggr Bensin 4t 5 860 1850 2080 91,7 19 0,0 Vibratorstampar Bensin 2t 4 090 1290 1090 651 3 0,0 Vibratorplattor Bensin 4t 3 070 973 1090 48,1 10 0,0 Asfaltsågar Bensin 4t 384 122 137 6,0 1 0,0 Pumpaggr Bensin 4t 1 460 463 520 22,9 5 0,0 Häcksax, trimmer Bensin 2t 3 430 1610 881 309 3 0,0 Häcksax, trimmer Bensin 4t 0 0 0,0 0,0 0 0,0 Jordfräs Bensin 4t 274 87 97,4 4,3 1 0,0 Högtryckstvättaggr Bensin 4t 15 5 5,2 0,2 0 0,0 Gräsklippare handledd

Bensin 4t 59 000 18700

20900

923

195

0,0

Snöslunga Bensin 4t 640 203 227 10,0 2 0,0 Gräsklippare åkbar Bensin 4t 55 286 17500 19600 866 183 0,0 Högtryckstvättaggr Bensin 4t 110 35 39,0 1,7 0 0,0 Motorsågar fritid Bensin 2t 1 280 500 304 113 2 0,0 Motorkapare Bensin 2t 142 56 45,2 11,1 0 0,0 Motorsågar yrkes Bensin 2t 6 810 2660 1620 605 8 0,0 Röjsågar Bensin 2t 12 800 5510 3160 1110 12 0,0 Kylaggr distr Diesel 16 200 5120 158 72,2 272 42,0 Kylaggr fjärr Diesel 46 200 14600 452 206 778 120 Frysaggr fjärr Diesel 27 000 8540 264 120 454 69,9 Summa 626 000 242 000 152 000 41 000 3 900 908


116

I relation till Sveriges totala utsläpp så motsvara detta 1,1% för CO2, 25% för CO, 20% för NMVOC, 1,9% för NOX och 1,3% för PM. Summeringen på olika CRF-koder finns i tabell 6.

Tabell 6. Emissioner från små arbetsmaskiner 2006 uppdelat på CRF-kod.

CRF kod CO2

ton/år FC ton/år CO ton/år NMVOC

ton/år NOX

ton/år PM ton/år

1A4c Jordbruk 76 636 24 252 584 262 1 171 142 1A4c Skogsbruk 19 739 8 233 4 833 1 723 20 1A4b Hushåll 358 107 154 543 120 953 36 754 782 510 1A2f Industri och anläggning

24 986 7 907 5 015 863

206

25

1A3e Övrigt 146 785 46 715 21 077 1 425 1 689 232 Summa 626 252 241 651 152 462 41 027 3 869 908

Av bränslet som används inom sektorn små arbetsmaskiner är 26% diesel och 74% bensin (räknat på massa). Snöskotrar står för en stor del av utsläppen med 42% av CO2, 64% CO, 86% NMVOC, 4% NOX samt 5% av PM i relation till utsläppen för små arbetsmaskiner totalt. Dieselmotorer står för 84% av NOX- och 49% av PM-utsläppen.


117

5 Regelverk 5.1 EU Nya avgaskrav införs successivt inom EU, och därmed i Sverige, för arbetsmaski-ner. För motorer med gnisttändning ("bensinmotorer") på högst 19 kW införs regler enligt tabell 7 i två steg. Maskinerna är uppdelade i "handhållna" och "icke-handhållna" samt efter cylindervolym i olika klasser. Det finns vissa regler om undantag där kraven införs senare för bl.a. små tillverkare samt en del maskinty-per14.

Tabell 7. Regler i Sverige för handhållna och ej handhållna maskiner med motorer med gnisttändning på högst 19 kW. Datum anger tidpunkt för utsläppande på marknad. Tidpunkt för nya typgodkännanden är 6 månader tidigare. För steg II får andelen NOX av HC+NOX vara högst 10 g/kWh.

Klass -- Kategori

Cylinder-volym ml

Datum Steg I

Datum Steg II

Steg I g/kWh Steg II g/kWh

CO HC NOx CO HC+NOx Handhållna Klass SH:1

<20

050211

080201

805

295

5,36

805

50

Handhållna Klass SH:2

20-50

050211

080201

805

241

5,36

805

50

Handhållna Klass SH:3

>50

050211

090201

603

161

5,36

603

72

Ej handhållna Klass SN:1

<66

050211

050201

519

50

610

50


66-100

050211

050201

519

40

610

40


100-225

050211

080201

519

16,1

610

16,1


>225

050211

070201

519

13,4

610

12,1

För små dieselmotorer för arbetsmaskiner och traktorer som faller inom denna studie gäller det s k avgaskravet IIIA som införs 2006-2007 (Tabell 8). För en del maskiner (generatorer, kompressorer mm) införs det inte förrän 2009-10.


118

Tabell 8. Regler i Sverige för små dieselmotorer, arbetsmaskiner samt traktorer. Datum anger tidpunkt för utsläppande på marknad. Tidpunkt för nya typgodkännanden är 12 månader tidigare.

Effekt

kW Datum Steg II

Datum Steg IIIa

Steg II g/kWh Steg IIIa g/kWh

CO HC NOX PM CO HC+NOX PM 18-37 001231 061231 5,5 1,5 8,0 0,8 5,5 7,5 0,6

011231a 101231b a Traktorer, b Motorer som drivs vid konstant varvtal.

Kraven för bensinmotorer innebär framför allt en skärpning vad gäller kolväteut-släpp från handhållna maskiner, vanligtvis med tvåtaktsmotorer. Man kan konstate-ra att avgasregler saknas för bensinmotorer som är större än 19 kW samt för dieselmotorer som är mindre än 18 kW. Detta innebär bl.a. att regler saknas för snöskotrar.


119

5.2 USA För motorer med gnisttändning samt en effekt på < 19 kW är reglerna uppdelade för klasser liknande EU-reglerna. Bensinmotorerna är indelade i fem klasser efter användning och cylindervolym . Klass I och II är icke-handhålla maskiner medan klass III, IV och V är handhållna. Cylindervolymerna är för klasserna: Klass I < 225 cm3; klass II > 225 cm3; klass III < 20 cm3; klass IV > 20 cm3 , < 50 cm3; klass V > 50 cm3. För varje klass finns utsläppsregler i två faser. I Fas 1 gäller regler för HC, CO och NOX sedan 1997. För icke-handhållna maskiner fasas nya Fas 2-regler in mellan 2001 och 2007. För handhållna fasas Fas 2-regler in mellan 2002 och 2007. Utsläppskraven finns angivna i tabell 9.

För motorer över 19 kW gäller andra regler. För motorer som ej sitter på "re-kreationsfordon" (snöskotrar, terrängskotrar) gäller följande. Här finns Tier 1, där en konstant-last-mätning görs samt Tier 2 med konstant-last-krav, transienta krav samt fältmätningar. Tier 2 gäller från modellår 2007 och är för den transienta cy-keln och för konstant last 2,7 g/kWh för HC+NOX samt 4,4 g/kWh för CO. För fälttest gäller HC+NOX<3,8 g/kWh och CO<6,5 g/kWh. Det finns möjlighet att öka CO-emissionerna om HC+NOX-emissionerna minskas enligt en speciell formel. För konstant-last gäller för Tier 1 (modellår 2004-2006) HC + NOX < 4,0 g/kWh, CO <50 g/kWh. Dessutom finns ett "in-use"-krav på HC+NOX<5,0 g/kWh. Kraven skall uppfyllas i 7 år eller 5000 h användning.

Tabell 9. Regler i USA för små bensinmotorer (<19 kW). Datum anger modellår.

Klass - Kategori

Cylinder-volym ml

Datum Fas 1

Datum Fas 2

Fas 1 g/kWh Fas 2 g/kWh

CO HC NOX CO HC + NOX Handhållna Klass III

<20 1997 2002-2005 805 295 5,36 805 238 (2002) 175 (2003) 113 (2004)

50 (2005) Handhållna Klass IV

20-50 1997 2002-2005 805 241 5,36 805 196 (2002) 148 (2003)

99 (2004) 50 (2005)

Handhållna Klass V

>50 1997 2004-2007 603 161 5,36 603 143 (2004) 119 (2005)

96 (2006) 72 (2007)

Ej handhållna Klass I-A

<66 1997 2001-2007 519 50 610 50 (2001) 16,1 (2007)

Ej handhållna Klass I-B

66-100 1997 2001-2007 519 40 610 40 (2001) 16,1 (2007)

Ej handhållna Klass I

100-225 1997 2007 519 16,1 610 16,1 (2007)

Ej handhållna Klass II

>225 1997 2001-2007 519 13,4 610 18,0 (2001) 16,6 (2002) 15,0 (2003) 13,6 (2004) 12,1 (2005)


120

För snöskotrar finns i USA speciella regler. Här finns ett system där en tillverkare kan spara, byta och sälja emissionsrätter. Vidare finns infasningsregler. Gränserna gäller i princip som krav på medelvärde för en viss tillverkare. Reglerna innebär att en viss tillverkare kan sälja modeller med högre emissioner under förutsättning att andra modeller har emissioner under gränsvärdena. Tabell 10 visar emissionsregler för snöskotrar i USA som gäller för en speciell testcykel. Kraven skall uppfyllas i 8000 km eller 4000 h.

Tabell 10. Utsläppsregler för snöskotrar i USA.

Fas Modellår Infasning

(%) HC

g/kWh HC+NOX g/kWh

CO g/kWh

1 2006 50 100 275 2 2007-09 100 100 275 3 2010,11 100 75 275 4 2012- 100 75 a) a)

a) Skall uppfylla (1-([HC+NOx]-15)/150)*100+(1-[CO]/400)*100>100

För övriga terrängfordon gäller HC+NOX < 1,5 g/kWh och CO < 35 g/kWh från 2007.

Reglerna för dieselmotorer beskrivs närmare i den parallella rapporten2. Kraven för små dieselmotorer i USA sammanfattas i tabell 11.

Tabell 11. Kravnivåer på små dieselmotorer i USA i g/kWh

Effekt kW Kravnivå Datum CO HC +NOX PM

<8 Tier 1 2000 8,0 10,5 1,0 <8 Tier 2 2005 8,0 7,5 0,8 <8 Tier 4 2008 8,0 7,5 0,4

8-19 Tier 1 2000 6,6 9,5 0,8 8-19 Tier 2 2005 6,6 7,5 0,8 8-19 Tier 4 2008 6,6 7,5 0,4

19-37 Tier 1 1999 5,5 9,5 0,8 19-37 Tier 2 2004 5,5 7,5 0,6 19-37 Tier 4 2008 5,5 7,5 0,3 19-37 Tier 4 2013 5,5 4,7 0,03


121

6 Teknikutveckling I Sverige har det inte sålts gräsklippare med tvåtaktsmotorer på 30 år. Motorerna blir successivt snålare och har lägre utsläpp. På 90-talet fanns modeller med kataly-satorrening men det säljs inga sådana nu. Detta beror bl.a. på brandrisken och på att effekten av katalysatorn var både begränsad och snabbt avtagande. En kommande trend är elektronisk bränsleinsprutning, främst på åkgräsklippare men i framtiden även på handledda motorgräsklippare. Detta kommer i sin tur att öppna för en åter-introduktion av katalytisk rening som kan bli mycket mer effektiv när maskinerna har ett elektroniskt styrsystem. Elektriska gräsklippare såldes en del på 90-talet men de har tappat i popularitet. Det är stor skillnad på olika motorer efter en tids användning. Bl.a. är det mer emissioner från motorer med sidoventiler än från motorer med toppventiler efter 75-100 h användning. Detta lyser bl.a. igenom när det gäller vilka maskiner som blir Svanenmärkta.

Alkylatbensin används mycket till hushållsmaskiner. Även etanol börjar kom-ma. En hel del konvertering av motorer till etanoldrift förekommer.

Bland snöskotrar sker en snabb utveckling mot fyrtaktsmotorer. För bara några år sedan fanns nästan uteslutande tvåtaktsmotorer, vilka betraktades som överlägs-na prestandamässigt. En snabb utveckling har skett och idag är prestanda på ma-skiner med fyrtaktsmotorer lika bra. Även tvåtaktsmotorerna är bättre emissions-mässigt jämfört med för ett par år sedan. Alkylatbensin används i viss utsträckning men det finns problem med tillgängligheten. Detsamma kan sägas om etanol, där det dessutom krävs att nya motorer tas fram eller att gamla konverteras.

Vad gäller handhållna maskiner som häcksaxar och motorsågar har det varit svårt att gå över från tvåtaktsmotorer till fyrtaktsmotorer. Orsaken är främst att smörjningen endast fungerar i ett läge för en fyrtaktsmotor och även att de väger mer. Utvecklingen har dock gått framåt så att det nu finns fyrtaktsmotorer som går att använda upp-och-ner samt inte väger mer än tvåtaktsmotorer. Även tvåtaktsmo-torerna utvecklas fr a så att spolförlusterna (och därmed HC-utsläppen) minskar kraftigt. Branschen förväntar sig att klara framtida avgaskrav med motorutveck-ling.

Alkylatbensin används i stor utsträckning för hushållsmaskiner och motorså-gar/kapar. Detta leder troligen till minskningar i emissionerna, speciellt av vissa typer av kolväten. Etanolanvändningen (både inblandning och E85) förväntas öka. För att använda E85 krävs en del ombyggnad av motorn.

Efterbehandlingssystem, d v s katalytisk emissionsrening, används relativt lite för små bensinmotorer. Det är svårt att effektivt rena avgaser från en tvåtaktsmotor. Avgasen innehåller mycket höga halter av oförbrända kolväten som oxideras i katalysatorn. Denna blir då mycket varm, vilket leder till en relativt snabb deakti-vering. Vidare så kan CO emissionerna öka p.g.a partiell oxidation av kolväten. Det finns katalysatorer för motorsågar och gräsklippare men de säljs mycket lite, fr. a. på grund av priset. En katalysator på en motorsåg tar ner utsläppen av HC, CO och NOX med ca 50%. För att en katalysator skall vara riktigt effektiv krävs en relativt avancerad motorstyrning så att syrehalten i avgasen är kontrollerad, på


122

samma sätt som för personbilar. Trenden mot elektronisk bränsleinsprutning öpp-nar för introduktionen av effektiva katalysatorer i första hand på åkgräsklippare och snöskotrar. Ett problem är den höga relativa kostnaden för efterbehandlingssy-stem för små maskiner.

En snabb utveckling har skett vad gäller emissioner från dieselmotorer för väg-fordon. Denna teknikutveckling kan även appliceras på de små motorerna som behandlas här. I första hand har själva motorerna utvecklats men även efterbehand-lingssystem används allt mer. För att minska emissionerna av kolväten och kolmo-noxid kan dieseloxidationskatalysatorer användas. Partikelutsläppen kan minskas med partikelfilter som ger kraftig reduktion av emissionerna. För kväveoxidemis-sioner finns olika system som effektivt minskar emissionerna. För lastbilar i Euro-pa används mest urea-SCR, där urea från en separat tank injiceras i en katalysator. Urean sönderdelas till ammoniak som i sin tur effektivt reagerar med kväveoxider. Systemet kräver således en separat ureatank och ett sofistikerat insprutningssystem. Ett problem är att få systemet att fungera vid låga avgastemperaturer vilket kan vara fallet för många applikationer av arbetsmaskiner. Det finns även ett system med s.k. NOX-lagringskatalysatorer. Detta system kräver avancerad motorkontroll. Det finns inga principiella problem att använda lösningar från last- och personbilar på arbetsmaskiner. Dock kan den relativa kostnaden för efterbehandlingssystemen bli stor för små maskiner.


123

7 Scenarier För att kunna ange emissioner från små arbetsmaskiner i framtiden behöver en rad faktorer tas hänsyn till. I princip behövs kunskap om • Utvecklingen av antalet maskiner • Ändring av användningsmönster • Omsättningen av maskiner • Utvecklingen av emissionsfaktorer med hänsyn till lagar och regler samt

teknikutveckling • Introduktion av nya bränslen och bränslekvaliteter.

I detta arbete har utsläppen för åren 2010, 2015 och 2020 uppskattats. Detta scena-rie bygger på följande antaganden: • Antalet maskiner och användningsmönster antas konstanta. Detta stäm-

mer väl med erfarenheter bakåt i tiden och har antagits i andra studier. Visserligen syns ändringar i konjunkturen i försäljningssiffrorna men det-ta jämnar fort ut sig och är dessutom svårt att förutspå.

• Omsättningen av de olika maskinerna beräknas från beståndsdata samt försäljningssiffror de senaste åren.

• Emissionsfaktorerna ändras på ett flertal olika sätt. För de små dieselma-skinerna finns inga nya regelverk beslutade i EU och därför antas emis-sionsfaktorerna för dessa inte ändras. För små dieseltraktorer antas steg IIIa gälla för maskiner sålda från 2006. För snöskotrar finns inte några beslutade emissionskrav i EU. I detta arbete antas att andelen fyrtaktsmo-torer ökar enligt figur 2. Dessa uppfyller utsläppskraven i USA och den ökade andelen kommer att leda till minskade emissioner från snöskotrar. De mindre bensinmotorerna antas följa emissionskraven som ställs fram-över enligt tabell 7.

Figur 2. Antagande om antal två- respektive fyrtaktsmotordrivna snöskotrar.

0

50000

100000

150000

200000

2000 2005 2010 2015 2020 2025

År

Anta

l TvåtaktareFyrtaktare


124

Man kan förvänta sig att användandet av alkylatbensin kommer att fortsätta ersätta vanlig bensin och att andelen etanol kommer att öka. Vad gäller alkylatbensin så har den samma CO2-effekt som vanlig bensin då det tillverkas på fossil olja. En prognos för etanolanvändning för arbetsmaskiner har ej presenterats.

De resulterande emissionerna uppdelade på CRF-koder presenteras i tabell 12.

Tabell 12. Emissioner från små arbetsmaskiner i ton/år enligt scenarieberäkningen för 2006-2020.

CRF År CO2 FC CO NMVOC NOX PM 1A4c jordbruk 2006 76636 24252 584 262 1171 142 2010 76636 24252 566 226 1065 124 2015 76636 24252 547 190 953 107 2020 76636 24252 800 168 893 103 1A4c skogsbruk 2006 19739 8233 4833 1723 20 0 2010 18557 7740 4833 1284 20 0 2015 17768 7411 4833 991 20 0 2020 16979 7081 4833 698 20 0 1A4b hushåll 2006 358107 154543 120953 36754 782 510 2010 322655 136364 104979 30307 822 424 2015 258268 102437 73807 18131 932 262 2020 187008 64833 39177 4631 1078 88 1A2f industri 2006 24986 7907 5015 863 206 25 2010 24986 7907 5015 863 206 25 2015 24986 7907 5015 863 206 25 2020 24986 7907 5015 863 206 25 1A3e övrigt 2006 146785 46715 21077 1425 1689 232 2010 143353 45610 21077 1163 1689 232 2015 141057 44873 21077 989 1689 232 2020 138761 44136 21077 814 1689 232 Summa 2006 626252 241651 152462 41027 3869 908 2010 586187 221872 136469 33843 3803 805 2015 518715 186880 105279 21163 3801 626 2020 444371 148209 70902 7175 3886 448


125

I figur 3 syns utvecklingen av totalemissionerna för hela området "små arbetsma-skiner" för åren 2005-2020.

Om man tittar på trenderna i scenarieberäkningen från 2006 till 2020, ser man att CO2-emissionerna minskar med 29%, CO-emissionerna minskar med 53%, NMVOC-emissionerna minskar med 83%, PM-emissionerna minskar med 29% medan NOX-emissionerna ökar med 0,5%.

Figur 3. Emissioner från små arbetsmaskiner (ton/år) i Sverige enligt scenarier.

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

2005 2010 2015 2020

Årtal

FC,

CO

, NM

VOC

0

500

1000

1500

20002500

3000

3500

4000

4500

NOx,

PM

FC CO NMVOC NOx PM


126


127

8 Styrmedel De styrmedel som vi föreslår att man tar i beaktande är uppdelade i tre huvudgrup-per; ekonomiska, regleringar samt informativa. Inom dessa huvudgrupper finns sedan mer specifika typer av styrmedel, de som är tänkta att beaktas i denna studie finns med i tabell 13.

Tabell 13. Styrmedel beaktade i denna studie.

Ekonomiska Reglering Informativa Diff. skatt på nyinköp Avgaskrav Informationskampanj Diff. skatt på bränsle Upphandlingskrav Miljömärkning Skrotningspremie Miljözon KRAV-specifikation Subvention på bränsle Miljöklassning Svanen-märkning Subvention på nyinköp Besiktning Frivilliga åtaganden

För varje sektor finns det sedan ett antal relevanta variabler av intresse för vilka styrmedel som kan tänkas vara intressanta. Dessa sektorspecifika förutsättningar som diskuteras i denna översikt presenteras nedan i tabell 14.

De aspekter som identifieras som relevanta är följande; åldersfördelning, ägan-deform, urban eller rural användning samt hastighet på teknisk utveckling. Dessa aspekter bedöms vara relevanta av följande anledningar:

• Åldersfördelning:

Åldersfördelningen av en viss typ av arbetsmaskin påverkar hur effektiv (och därmed hur lämplig) ett ekonomiskt styrmedel som påverkar in-köpspriser eller skrotningspriser är. Den påverkar även lämpligheten av reglerande av teknik vid nyförsäljning. Åldersfördelningen reflekterar ro-tationshastigheten hos beståndet, vilket i sin tur är avgörande för effekten hos denna typ av ekonomiska styrmedel. På tillräckligt lång sikt blir den-na aspekt mindre relevant. Den avgörande frågan som åldersfördelningen ger svar på är om ett styrmedel ska riktas in mot befintligt bestånd eller mot nyinköp.


128

• Ägandeform: Ägandeformen avgör till viss del hur priskänslig en ägare kan tänkas vara för olika prisjusteringar. Generellt kan sägas att ett företag är priskänsli-gare än en offentlig verksamhet. Det privata ägandets priskänslighet är i mångt och mycket okänt, men i denna studie görs bedömningen att priva-ta ägare inte är känsliga för prisändringar som påverkar driften av maski-ner (dvs. ändrade bränslepriser), utan de är snarare känsliga för priser vid inköp eller skrotning. Detta därför att maskiner i privat ägo körs relativt lite. Ägandeformen är dessutom relevant för att identifiera hur lätt det kan tänkas vara att kontrollera efterlevnaden av ett styrmedel. Offentlig verksamhet antas vara lättast att kontrollera, följt av företag och därefter privatpersoner. Möjlighet till efterlevnadskontroll påverkar lämpligheten av ett reglerande eller ekonomiskt styrmedel. Privat ägande gynnar dess-utom informativa styrmedel.

• Urban eller Rural:

Denna aspekt är endast relevant för om miljözoner är att beakta eller inte. I rurala områden anses inte miljözoner ha en nämnvärd effekt på utsläpp av luftföroreningar. Miljözoner kan fortfarande vara intressanta för att minska bullernivåer (snöskoteranvändning i fjällmiljöer) eller skydda känsliga naturmiljöer. Men eftersom dessa aspekter inte är under beak-tande i denna studie så används indelningen mellan rural / urban som en indikator på om miljözoner kan vara effektiva eller inte.

• Teknisk Utveckling:

Hastigheten på den tekniska utvecklingen inom maskintypen påverkar bedömningen om huruvida teknikspecifika regleringar, utsläppsspecifika eller ekonomiska styrmedel bör användas. Ju snabbare teknisk utveck-ling, desto svårare för en myndighet att ha kunskap om branschen, vilket i sin tur gör teknikregleringar olämpliga. Snabb teknisk utveckling talar för ekonomiska styrmedel och emot regleringar, speciellt teknikspecifi-kationer.


129

8.1 Arbetsmaskiner med effekt under 37 kW I tabell 14 redovisas dagens situation gällande ovanstående aspekter såsom den av oss bedöms vara gällande för arbetsmaskiner med en effekt under 37 kW i Sverige. Denna översikt ligger till grund för bedömning av lämpliga styrmedel för denna grupp av arbetsmaskiner. Siffrorna i tabellen är grova uppskattningar. Beteckning-en X står för att en viss förutsättning är relevant för den aktuella sektorn.

Tabell 14. Aspekter relevanta för bedömning av lämpliga styrmedel, arbetsmaskiner <37kW.

Förutsättningar Åldersfördelning,

användande (% timtot) Ägandeform Urban Rural Teknisk

utv Sektor

<10 år

10-20 år

>20 år

Företag

Offentlig

Privat

Skogsbruk # motorsåg 100 X* X X snabb Hushåll # åkgräsklippare 50 50 X X X medel # gågräsklippare 30 70 X X X medel # motorsåg 30 70 X X X medel # snöskoter 45 31 24 X X snabb Övrigt # åkgräsklippare 50 50 X X X medel

* X innebär att en viss förutsättning är rådande för den aktuella sektorn.

Det första som måste nämnas angående resultatet i denna tabell är att nästan all teknisk utveckling inom denna maskingrupp drivs av kommande Svenska och Eu-ropeiska regleringar på tillåtna utsläppsnivåer som blir gällande från och med 2007/2008 (förutom för snöskotrar där teknikutvecklingen drivs av kraven i USA).

Ur tabell 14 går att läsa hur bensindrivna arbetsmaskiner inom skogsbruket har en snabb rotationsperiod på beståndet och till stor del ägs av företagare, samt att teknikutvecklingen inom denna grupp av arbetsmaskiner är förhållandevis snabb. Denna grupp består främst av handdrivna motorsågar och kapar. Med detta som grund görs bedömningen att ekonomiska styrmedel bör vara lämpliga, och att både prisjusteringar vid inköp respektive drift borde vara gångbart. Ett intressant område är utvecklande av kostnadsincitament för användning av etanol som ersättning för fossil bensin.

Inom sektorn 'Hushåll' befinner sig den största delen av de mindre arbetsma-skinerna, denna är därför indelad på fyra grupper; åkgräsklippare, gågräsklippare, motorsågar och snöskotrar. Generellt för sektorn kan sägas att rotationsperioden är långsammare än inom skogsbruket, även om vissa skillnader inom sektorn finns. Ägandet är privat och finns i så väl urbana som rurala områden. Den tekniska ut-vecklingen har på senare tid börjat gå framåt till följd av nya krav på utsläpp i USA.


130

Fallstudie: Snöskotrar Den grupp av små arbetsmaskiner med störst enskild påverkan på utsläpp är snö-skotrar. Som visas i tabell 5 i denna rapport står snöskotrar år 2006 för ca 86 % av små arbetsmaskiners totala NMVOC-utsläpp, 64 % av CO-utsläppen, 4 % av NOX, 5 % av PM samt 42 % av CO2.

Inom denna grupp sker för närvarande en ökande försäljning av låg-emissions-motorer (fyrtakt) som en följd av nya kommande regleringar av utsläppsnivåer från snöskotrar på den amerikanska marknaden. Som tidigare nämnts utgör för närva-rande (2005) andelen fyrtaktsmotorer ca 30 % av de nyproducerade snöskotrarna på den svenska marknaden och andelen antas stiga till ca 90 % år 2013 för att se-dan stanna på den nivån.

Trots att andelen nysålda snöskotrar med fyrtaktsmotorer växer mycket snabbt så har introduktionen av dessa inte så vidare stor kortsiktig påverkan på de totala utsläppen eftersom det totala beståndet av snöskotrar är mycket större än den årliga nyförsäljningen. Som syns i figur 4 så utgör nysålda snöskotrar en mycket liten del av det totala beståndet. Vid tillfället för inventeringen utgjorde de fordon som sål-des säsongen 2005/06 endast ca 8% av totalbeståndet, och hela 24% av totalbe-ståndet var äldre än 20 år. Generellt är andelen fordon mycket jämnt fördelat på olika tillverkningsår (se Bilaga 1).

Ytterligare en faktor som är viktig för bedömningen är att den största konsu-mentgruppen är privatpersoner.

Ovan nämnda bakgrundsfakta ger var för sig en bild om vilka styrmedel som kan antas vara kostnadseffektiva. Den stora andelen utsläpp som kommer från specifikt snöskotrar visar på att en lyckad insats för att minska utsläppen från dessa skulle ha mycket stor påverkan på de totala utsläppen från arbetsmaskiner. Att få insatser är införda sedan tidigare talar även för att nya åtgärder på snöskotrar har god chans att vara kostnadseffektiva. Den snabba tekniska utvecklingen hos snö-skotrar tyder på att teknikregleringar skulle innebära ett misslyckande, däremot skulle eventuellt utsläppsregleringar kunna vara lyckade då fyrtaktsmotorer lämpar sig bättre för traditionell avgasrening än tvåtaktsmotorer.

Det som talar emot regleringar på utsläpp är att den totala effekten av utsläpps-regleringar på fyrtaktsmotorer skulle ha liten effekt på de totala utsläppen. Av samma anledning stryker även ekonomiska styrmedel riktade mot nyinköp på fo-ten. Miljözoner är inte aktuella för att minska miljöpåverkan av luftutsläpp efter-som den stora andelen snöskotrar körs i rural miljö där koncentrationer av luftför-oreningar är låga. Dessutom, eftersom privatpersoner är de huvudsakliga köparna av snöskotrar borde inte ekonomiska styrmedel riktade mot driftskostnader ha nå-gon större effekt. Privatpersoner som största konsumentgrupp medför också att utsläppsregleringar blir dyra på grund av att kontroll av efterlevnad blir mycket resurskrävande och därmed dyr.

För snöskotrar skiljer sig den miljörelaterade prestanda väldigt mycket åt för olika åldersklasser. Men den nuvarande åldersfördelning i beståndet är mycket jämnt fördelad, vilket minskar den positiva effekten av nyare snöskotrar. Funktio-nen hos ett effektivt styrmedel riktat mot snöskotrar bör vara att andelen äldre ma-skiner fasas ut och ersätts av nyinköpta. Ett exempel på ett sådant styrmedel skulle


131

vara att införa en skrotningspremie i kombination med en informationskampanj för att informera privatpersoner om skrotningspremien samt om den negativa miljö- och hälsopåverkan som finns från gamla snöskotrar. Dessa alternativ nämns även i NV ref 16. Detta styrmedel skulle främst tjäna till att få bort gamla maskiner, men som sekundär effekt skulle även åldersfördelningen ändras, vilket skulle leda till att framtida åtgärder riktade mot nyinköpta maskiner skulle kunna öka i effektivitet.

Figur 4. Beståndet av snöskotrar är mycket jämnt fördelat över olika årsmodeller.

Slutligen måste tilläggas att på grund av omvärldsfaktorer såsom de nyligen inför-da utsläppskraven i USA så kan bedömningen av vad som är ett lämpligt styrmedel i fallet med snöskotrar ändras något. Eftersom lagstiftning gällande utsläppskrav redan är genomförda i USA finns det goda skäl att anta att en adoptering av denna lagstiftning till svenska eller europeiska förhållanden skulle vara förhållandevis billig, och dessutom möta litet motstånd från tillverkare eftersom det inte skulle påverka konkurrenssituationen. Däremot så kvarstår fortfarande problemet med kontroll av efterlevnad.

Övriga maskiner För de andra grupperna inom hushållssektorn kan man från tabell 14 tycka att en miljözon borde vara ett effektivt styrmedel. Men då miljözoner främst är relevant för utsläpp av NOX och PM, samtidigt som dessa grupper av arbetsmaskiner främst släpper ut CO och NMVOC, så är det tveksamt om ett sådant styrmedel bör använ-das. Det som däremot borde vara intressant i det långa loppet är regleringar av utsläpp från dessa maskiner. Tekniska lösningar finns även om det inte är ekono-miskt gångbart i dagsläget. Det styrmedel som borde vara lämpligast är uppdaterad konsumentinformation.

Inom sektorn "Övrigt" finns framförallt åkgräsklippare som ägs av kommuner m.m. Då ålderssammansättningen kan antas vara neutral, ägandet är offentligt samt med jämn områdesspridning och medelsnabb teknisk utveckling, så görs för närva-rande bedömningen att emissionerna från denna grupp åkgräsklippare skulle åtgär-das effektivast med hjälp av någon sorts reglering, till exempel i form av fordons-besiktning och upphandlingskrav. Reglering förordas i detta fall, då det redan finns

Åldersfördelning av snöskotrar, säsongen 2005/06

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

<1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

Årsmodell

anta

l


132

framtagna principer för upphandling samt att den offentliga sektorn inte är överdri-vet priskänslig.

Ett segment av små arbetsmaskiner som huvudsakligen bortses från i denna rapport är de maskiner som drivs på diesel. Utsläppen från dessa maskiner är i stora drag sammansatta på samma sätt som för stora arbetsmaskiner2. 8.2 Sammanfattande kvalitativ bedömning Den sammanfattade bedömningen av vilka styrmedel som kan antas vara mest kostnadseffektiva inom de olika sektorerna presenteras i tabell 15.

För skogsbruket bedöms ekonomiska styrmedel såsom bränsleskatter eller ra-batt på miljövänliga alternativ vid nyinköp vara mest kostnadseffektiva på grund av att priskänsliga företag är den största användaren av motorsågar, samt att det är snabb omsättning av maskinerna. Den regionalt mycket spridda användningen gör kontroll av regleringar dyrt även om utsläppsregler för nyproduktion får genomslag efter ett antal år. Information anses inte ha någon större effekt då det inte finns några alternativ till motorsågar, eller alternativa sätt att använda dem.

Snöskotrarna är ordentligt belysta i fallstudien och kommer inte att nämnas mer här.

För de övriga arbetsmaskinerna i hushållssektorn anser vi att informativa åtgär-der borde ha bäst kostnadseffektivitet av de undersökta typerna av styrmedel. Or-saken till detta är främst att de andra typerna av styrmedel medför förhållandevis stora administrativa insatser vad gäller styrmedlets införande och kontroll av efter-levnad när de riktas mot hushållssektorn. Dessa insatser medför stora kostnader som medför att kostnadseffektiviteten av åtgärden sänks. Ekonomiska instrument bör vara oeffektiva då arbetsmaskinerna utgör en liten del av den totala hushålls-budgeten och har en mycket lång livslängd när de väl är inköpta. Regleringar får genomslag på flera års sikt vilket bl.a. syns i scenarioberäkningen ovan. Det som ytterligare stödjer informationsspridning är att de utsläpp som är aktuella även är hälsofarliga, vilket med stor sannolikhet är okänt för det stora flertalet av hushållen samtidigt som hälsoeffekter bör påverka hushållens inköp och användande av dessa arbetsmaskiner.

I sektorn Övrigt finns det främst åkgräsklippare i offentlig ägo. Det faktum att dessa åkgräsklippare ägs av en offentlig institution gynnar införandet av upphand-lingskrav. Den offentliga verksamheten innebär också att kostnadsmedvetenheten är något mindre än för privata företag, vilket gör ekonomiska instrument mindre effektiva. Information anses inte heller ha större effekt då inköp redan i dagsläget styrs av upphandlingskrav. En reservation kan däremot lämnas för möjligheten till kurser i miljövänligt användande av arbetsmaskiner, till exempel eco-driving.


133

Tabell 15. Uppskattning av kostnadseffektivitet hos styrmedel uppdelat sektorsvis. (● = mindre kostnadseffektiv, ●●● = mer kostnadseffektiv)

Sektor Styrmedel Ekonomiska Reglering Informativa Skogsbruk # motorsåg ●●● ●● ● Hushåll # åkgräsklippare ●● ● ●● # gågräsklippare ● ● ●● # motorsåg ● ● ●● # snöskoter ●●● ●● ●● Övrigt # åkgräsklippare ● ●●● ●

Avslutningsvis bör tilläggas att kostnadseffektivitet inte nödvändigtvis går att jäm-ställa med att den totala potentialen för utsläppsminskningar kommer vara stor. Den totala potentialen hos olika styrmedel beräknas inte i denna studie.


134

9 Diskussion 9.1 Nuläget Utsläppen till luft från de mindre arbetsmaskiner som behandlas i denna studie är såpass omfattande att det är motiverat att vidta åtgärder för att minska dem.

Utsläppen av kolmonoxid är mycket stort. Detta beror till stor del på de stora utsläppen från tvåtaktsmotorer. Kolmonoxid är framför allt ett hälsoproblem och de stora utsläppen är till stor del en arbetsmiljöfråga, för t ex skogsarbetare, men kan även vara ett problem i bl.a. snöskotersammanhang. Även kolväteutsläppen är mycket stora. Återigen hänger det ihop med ofullständig förbränning i tvåtaktsmo-torer. Kolväten är dels ett hälsoproblem, bl.a. är en del kolväten cancerogena, dels bidrar de till växthuseffekten samt till försurning via olika reaktioner i atmosfären. Användningen av flera av de maskiner som är de stora utsläppskällorna, t ex mo-torsågar och snöskotrar, är sådan att en stor personexponering uppstår. Kolväteut-släppen måste därför betraktas som det största problemet för sektorn. Vad gäller partiklar och kväveoxider så härstammar de till stor del från de dieselmotorer som finns i främst traktorer, även om snöskotrar bidrar till en stor del av partiklarna. Kväveoxider bidrar till försurning och har hälsopåverkan främst via ozonbildning. Partiklar är ett stort hälsoproblem framförallt i våra städer. Koldioxid är en växt-husgas där utsläppen från sektorn är relativt liten, trots att en stor del av maskiner-na har låg verkningsgrad. Detta beror på den relativt låga genomsnittliga använd-ningsgraden.

Jämfört med de emissioner för 2002 som rapporterats av Flodström et al.1 fås i denna rapport högre värden på bränsleförbrukning samt emissioner av kolmonoxid och kolväten. Detta beror till största delen på att nya emissionsfaktorer använts för snöskotrar.

9.2 Framtida emissioner I de scenarier som skissas ovan predikteras kraftiga minskningar av utsläppen för sektorn vad gäller CO2, CO, HC och PM, medan NOX utsläppen kvarstår. För HC rör det sig om en minskning till mindre än en femtedel av dagens utsläpp år 2020. Orsaken till detta resultat är framför allt antagandet om övergång till fyrtaktsmoto-rer för snöskotrar men även minskade emissioner från små hushållsmaskiner där den nya lagstiftningen inom EU slår igenom.

9.3 Teknik- och bränsleutveckling En tydlig trend är att användandet av gammaldags tvåtaktsmotorer är på väg ut. De ersätts av fyrtaktsmotorer och av moderna tvåtaktsmotorer med betydlig bättre miljöegenskaper. En intressant utveckling är införandet av elektronisk bränslein-sprutning även för små bensinmotorer. Detta kommer förmodligen först på åkgräs-klippare och liknande, men även på riktigt små motorer när priserna går ner. Detta öppnar i sin tur upp för användandet av effektiv efterbehandling, vilket gör att ytterligare steg för att minska emissionerna ligger inom räckhåll. På dieselmotor-


135

sidan går utvecklingen långsamt trots den enorma teknikutveckling som faktiskt skett för dieselmotorer i vägtrafik.

För motorer med gnisttändning finns två tydliga bränsletrender. Användandet av alkylatbensin ökar kontinuerligt. Detta har inte så stor betydelse för de emissio-ner som beaktas här då det tillverkas av fossilt bränsle och uppvisar emissionsfak-torer som liknar vanlig bensin. Vad gäller sammansättningen av kolväten så finns dock en stor skillnad, där emissionerna vid användande av alkylatbensin är klart mindre toxiska. Det går bra att använda alkylatbensin i motorer designade för van-lig bensin. Den andra trenden är övergång till etanol. Med låginblandning i bensin kan nuvarande maskiner användas. För att använda mer etanol krävs normalt modi-fiering av motorerna, vilket kan göras som ombyggnad, men i praktiken kommer antagligen övergången att ske vid nyinköp. Användandet av etanol har framför allt betydelse för utsläppen av fossil koldioxid. Exakt vilken effekt man får beror på hur etanolen produceras vilket i princip kan göras med mycket lite användande av fossila bränslen. I relation till scenarierna ovan kan alltså betydande minskningar av CO2 -emissionerna fås, om man betraktar CO2 från fossila källor. För många applikationer inom denna sektor, t ex gräsklippare, är det kanske inte ett stort hin-der om etanol är något dyrare, eftersom varje konsument använder relativt lite bränsle per år. Även etanol har kolväteemissioner av mindre toxisk sammansätt-ning än standardbensin.

För dieselmotorer är det ovisst vilka bränslen som kommer att gälla i framti-den. På samma sätt som för vägtrafik kan man tänka sig en övergång till rapsme-tylester (RME), metanol, gas eller dimetyleter (DME). En fördel för denna sektor är att priskänsligheten är lägre. Med ett ökat användande av biobränslen fås då motsvarande minskade emissioner av fossilt CO2 i relation till scenarierna ovan.

9.4 Regler För Sverige så kommer de regler som införs för små bensinmotorer att ha stor be-tydelse. Det driver på teknikutvecklingen och kommer att resultera i kraftigt mins-kade utsläpp av framför allt CO och HC samt en bättre bränsleekonomi. För snö-skotrar har reglerna i USA stor betydelse. Tillverkarna är tvungna att utveckla modeller för den amerikanska marknaden vilka sannolikt även kommer att säljas i Sverige. Detta syns bl a i den utveckling som skett för fyrtaktsmotorer, vilka nu prestandamässigt är likvärdiga med tvåtaktsmotorer och dessutom har bättre bräns-leekonomi. På samma sätt som en gång för personbilar är det den amerikanska avgaslagstiftningen som driver utvecklingen. Det är dock nedslående att liknande regler inte finns i Europa. Det är viktigt att beakta att den positiva trend som skisse-ras i avsnitt 7 är beroende av att snöskotrar med tvåtaktsmotorer byts ut mot ma-skiner med fyrtaktsmotorer. För att säkerställa denna utveckling kan det visa sig nödvändigt med regleringar. För dieselmotorer innebär de kommande reglerna måttliga skärpningar och regler saknas helt i EU för motorer < 19 kW. Här finns tydligt ett utrymme för skärpta avgaskrav vilket skulle leda till minskade emissio-ner.


136

9.5 Åtgärder Det är relativt sett kostnadseffektivt att införa åtgärder för att få ner emissionerna inom denna sektor. Detta hänger samman med att lite har gjorts historiskt sett om man jämför med t ex vägtrafiken. Ett antal olika åtgärder anses lämpliga på olika delar av sektorn. Regleringar torde vara effektiva på de dieselmotorer som ingår. Här finns ny teknik som relativt snabbt kan appliceras. För snöskotrar är det viktigt att ny teknik får genomslag så fort som möjligt. Detta åstadkoms främst genom skrotningspremier, men även information och lagstiftning liknande den i USA bedöms kunna vara effektiv. Denna bedömning liknar delvis den som görs i där en frivillig miljöklassning (informativt styrmedel) i kombination med ekonomiska styrmedel föreslås i avvaktan på utveckling inom EU.16

Tillgängligheten av alternativa bränslen är en nyckelfråga för att få dessa att slå igenom. Det kan tänkas att offentliga organ borde ligga i framkant i användandet av dessa bränslen för att på så sätt få upp tillräckligt stor efterfrågan och därmed kunna bidra till lönsamhet i produktion av dessa bränslen. Detta borde ske genom ändringar i upphandlingskraven hos de offentliga myndigheterna. Även informa-tion om den lägre toxiciteten hos avgaserna från alternativa bränslen kan få stor betydelse för hushållsmaskiner. Det är troligt att allmänhetens kunskap om utsläp-pen från små arbetsmaskiner och deras påverkan på hälsa och miljö är otillfreds-ställande. Därför finns det skäl att tro att informationskampanjer skulle kunna ha stor effekt på utsläppen från den berörda sektorn. För att ytterligare driva utveck-lingen, t ex mot efterbehandlingssystem, krävs ytterligare skärpningar av emis-sionskraven. I detta sammanhang bör man inte minst ställa krav på fälttester samt mätningar på åldrade maskiner.

9.6 Samlad bedömning En nyckelfråga för att minska emissionerna och förbättra bränsleekonomin inom sektorn är avvecklingen av tvåtaktsmotorer. Sverige bör kraftfullt verka för en avgaslagstiftning för snöskotrar som driver denna utveckling. Ytterligare åtgärder som bedöms effektiva är skrotningspremier, både för snöskotrar och små äldre hushållsmaskiner samt information till allmänheten kring utsläpp från dessa maski-ner. För att gynna en övergång till alternativa bränslen är information och tillgäng-lighet samt relativt lägre priser viktiga faktorer.

I denna studie diskuteras främst vilket styrmedel som är lämpligast för varje sektor. I själva verket är det givetvis så att en kombination av styrmedelsinsatser ger störst samlad effekt. Som exempel kan nämnas situationen med snöskotrar, där flera typer av styrmedel kan anses lämpliga.


137

10 Framtida studier För att göra förbättrade beräkningar av emissioner behövs en del ytterligare fakta. Bättre emissionsdata för åldrade maskiner behövs. Ytterligare en parameter där informationen är knapphändig är belastningsfaktorn. Denna osäkerhet får stort genomslag vid beräkningar av totalemissioner. Vidare är årsanvändningstiden då-ligt kartlagd för de flesta små arbetsmaskiner. För att kunna göra en bedömning av emissionerna vid användandet av alternativa bränslen behövs ett mer omfattande mätdataunderlag samt konsensus kring hur CO2-emissioner skall beräknas för olika bränslen. Vidare behövs en fullständig konsekvensanalys av införande av styrme-del för att kunna fullt ut göra rekommendationer.


138


139

Referenser 1 E. Flodström, Å. Sjödin och T. Gustafsson, "Uppdatering av utsläpp till luft från arbetsfordon och arbetsredskap för Sveriges internationella rapportering" SMED rapport Nr 2, 2004 2 C. Wetterberg, R. Magnusson och M. Lindgren, "Utsläpp från större dieseldrivna arbetsmaskiner; Inventering, kunskapsuppbyggnad och studier om åtgär- der och styrmedel" SMP 2007, GE99189/06 3 K. Persson, K. Kindbom, "Kartläggning av emissioner från arbetsfordon och arbetsredskap i Sverige", IVL rapport B1342, NV rapport L-99/21, 1999 4 EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook 5 M Pettersson, "Uppskattad miljövinst vid användning av svanmärkta gräsklippare" www.svanen.nu 2002 6 www.scb.se 7 www.snofo.se 8 Samtal med Magnus Frantzell, Snöfo 9 "Nonroad spark-ignition engine emission deterioration factors", EPA420-R-05-023, NR-011c, 2005 10 CC Lela och JJ White, "Laboratory testing of snowmobile emissions" SwRI 08.05486 11 R. Magnusson, C. Nilsson och B. Andersson, Env. Sci. Techn., 36, 1656 (2002). 12 "Jämförande emissionsmätningar av tvåtaktsbränslen" SMP Rapport PU 68711/04 (2005). 13 JJ White, JN Carroll och HE Haines, "Emissions from snowmobile engines using bio-based fuels and lubricants", SAE972188 14 rixlex.riksdagen.se, SFS nr: 1998:1709, samt ändringar SFS 2006:1139 15 "Exhaust emission factors for nonroad engine modeling: spark-ignition" EPA420-R-05-019, December 2005 16 NV 2004 "frivillig miljöklassystem för snöskotrar"


140

Bilaga 1. Diverse tabeller Tabell B1. Försäljning av gräsklippare i Sverige.

år handledda åkklippare 85 84000 5300 86 87000 6200 87 95000 11200 88 109000 15900 89 150000 19600 90 125000 20500 91 131000 18900 92 125000 17800 93 80000 12300 94 67000 10500 95 52000 10500 96 62000 11700 97 69000 16400 98 83000 19200 99 106000 20700 00 109000 22100 01 106000 20000

Summa 1640000 255800

Tabell B2. Snöskotrar i trafik i Sverige.

Årtal Antal i trafik 1986 106 102 1987 113 375 1988 123 161 1989 130 558 1990 137 093 1991 143 299 1992 148 106 1993 147 756 1994 146 438 1995 146 793 1996 150 765 1997 149 380 1998 148 454 1999 150 490 2000 142 723 2001 145 734 2002 151 619 2003 148 472 2004 155 754


141

Tabell B3. Fördelning av snöskotrar på årsmodell år 2005.

Årsmodell Antal

-1987 41 363 1988 7 153 1989 7 367 1990 7 365 1991 7 942 1992 4 847 1993 3 346 1994 3 097 1995 5 186 1996 5 804 1997 5 938 1998 7 919 1999 7 594 2000 7 146 2001 8 947 2002 7 557 2003 7 430 2004 10 781 2005 9 448 2006 3 344

Tabell B4. Försäljning av motorredskap 2005.

ACKUMUL 2005 433 723 100.0% Gräsklippare 167 958 38.7% Trädg.traktorer 13 859 3.2% Jordfräsar 2 079 0.5% Trimmers 173 531 40.0% Häcksaxar 49 915 11.5% Kompostkvarnar 5 105 1.2% Lövblåsare/mossrivare 21 276 4.9%

Tabell B5. Försäljning av motorsågar 2005.

ACKUMUL 2005 103 606 100.0% Eldrivna 26 051 25.1% Bensindr. -40 cm3 31 599 30.5% Bensindr. från 41 cm3 45 956 44.4%


142

Tabell B6. Resultat från emissionsmätningar från SMP för tvåtaktsmotorer.

Redskap

Effektintervall

(kW)

Medel effekt

(kW)

C

O intervall

(g/kWh)

CO

medel

(g/kWh)

H

C intervall

(g/kWh)

HC

medel

(g/kWh)

N

OX intervall

(g/kWh)

NO

X medel

(g/kWh)

FC

intervall (g/kW

h)

FC m

edel (g/kW

h)

Motorsåg 1,4-5,8 2,7 175-417 338 98-176 126 1,06-2,42 1,70 406-639 555 Röjsåg 0,86-2,21 1,54 542-266 351 68,5-204 123 0,45-2,88 1,33 514-765 612 Skogsröjare 1,75-2,8 2,26 404-360 388 116-144 134 1,25-1,39 1,30 552-619 581 Häcksax 0,46-0,84 0,65 288-441 365 124-133 128 0,69-2,035 1,36 659-677 668 Trimmer 0,62-0,87 0,73 162-354 266 42-162 109 0,64-2,62 1,36 335-515 612 Kapmaskin 3,4-5,61 4,16 383-505 452 63-146 111 1,02-1,15 1,08 519-614 561 Lövblåsare 0,5-2,42 1,08 132-402 262 48-126 87 0,53-3,12 1,27 361-753 586

Tabell B7. Resultat från emissionsmätningar från SMP för fyrtaktsmotorer.

Redskap Effektintervall

(kW) Medel effekt (kW)

CO intervall (g/kWh)

CO medel

(g/kWh)

HC+NOX intervall (g/kWh)

HC+NOX medel

(g/kWh)

FC intervall (g/kWh)

FC medel

(g/kWh) Gräsklippare, Handledd

1,74-3,12 2,65 169-293 225 13,3-15 14,2 235-332 271

Tabell B8. Emissioner från snöskotrar.

HC g/kWh CO g/kWh NOx g/kWh PM g/kWh BSFC g/kWh Precontrol 2-stroke snowmobiles (R12S) 149 397 1,15 3,62 1008 Modified 2-stroke snowmobiles (R12S1) 72 197 1,15 3,62 1008 Direct Injection 2-stroke snowmobiles (R12S2) 29,2 121 3,75 0,76 756 4-stroke snowmobiles (R14S) 10,5 165 12,3 0,20 756

ArbetsmaskinerInventering av utsläpp, teknikstatus och prognos

Från miljösynpunkt omfattar arbetsmaskinerna en

brokig samling rörliga utsläppskällor. Det fi nns maski-

ner med sinsemellan ytterst olika utsläppskaraktäristik

som beror både på mycket olikartad användning och på

motorernas utsläppsprestanda. Det är kanske bl.a. det

skälet som gör det särskilt problematiskt att uppskatta

utsläppen. En serie arbeten har successivt förbättrat

kunskapen om maskinerna och säkerheten i beräk-

ningarna.

Rapporten innehåller två studier som bidrar verk-

samt till att ytterligare förbättra kunskapsläget. Ny

grundläggande information hjälper oss att noggrannare

bedöma vissa viktiga maskingruppers utsläpp. Tillsam-

mans bidrar materialet till att genomlysa hela segmentet

arbetsmaskiner.

Rapporten är ett av fl era bidrag i arbetet för effekti-

vare energianvändning och transporter.

Naturvårdsverket SE-106 48 Stockholm. Besöksadress: Valhallavägen 195. Tel: +46 8-698 10 00, fax: +46 8-20 29 25, e-post: [email protected] Internet: www.naturvardsverket.se Beställningar Ordertel: +46 8-505 933 40, orderfax: +46 8-505 933 99, e-post: [email protected] Postadress: CM-Gruppen, Box 110 93, 161 11 Bromma. Internet: www.naturvardsverket.se/bokhandeln

RAPPORT 5728

NATURVÅRDSVERKET

ISBN 91-620-5728-6

ISSN 0282-7298

arbetsmaskiner inventering av utsläpp, teknikstatus och ... · 3 förord från miljösynpunkt...

Documents