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.
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.
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 NOx
NMVOC
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.
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.