Black Carbon Antoon Visschedijk

Overzicht presentatie (ca. 15 min.) Titel van de presentatie 7-4-2017 0:50 Black Carbon Overzicht presentatie (ca. 15 min.) Wat is Black Carbon (BC)? Wat doet BC en waarom is BC belangrijk? (Internationale) Rapportageverplichtingen voor BC Hoe meet en kwantificeer je BC? EC als benadering voor BC Belangrijkste EC bronnen internationaal: MACC II 2013 resultaat Tekortkomingen en geleerde lessen uit eerder werk EC in de Emissieregistratie Nederlandse bronbijdragen aan EC Nederlandse bronbijdrages vergeleken met andere landen Verwachte ontwikkelingen

Wat is Black Carbon? -1- Ontstaat door onvolledige verbranding Belangrijkste component van verbrandingsroet

Black Carbon Wat is Black Carbon? -2- “Klompjes” gecoaguleerde bolletjes van amorf koolstof ≈ 30 – 150 nm in diameter Ontstaat door snelle coagulatie, in of direct na de vlam Meestal coating van organische en anorganische componenten Coating ontstaat na de vorming van BC en varieert sterk in dikte

Wat doet BC en waarom is BC belangrijk? Black Carbon Wat doet BC en waarom is BC belangrijk? BC heeft een groot effect op klimaat: Direct, door omzetten van licht in warmte Indirect, door o.a. Versnellen van de verdamping van wolken Vormen van een zwarte laag na depositie op bijv. sneeuw BC is ook een tracer voor verbrandingsaerosol, bijvoorbeeld verkeer Correleert daarom sterk met gezondheidsrelevant PM

Internationale rapportage van BC emissies Black Carbon Internationale rapportage van BC emissies Binnen twee internationale kaders wordt gevraagd BC emissies te rapporteren: EU (NEC Directive) en UNECE-CLRTAP (Protocollen) EU NEC Directive: Voorstel door de Commissie voor vernieuwing NEC Directive Brengt verplichte rapportage van BC emissies met zich mee UNECE-CLRTAP: Onder Gothenburg Protocol (zg. Multipollutant Protocol) sinds dit jaar vrijwillige rapportage BC emissies voor volgende ronde (2014) gevraagd

Hoe meet en kwantificeer je BC? -1- Black Carbon Hoe meet en kwantificeer je BC? -1- In de literatuur vaak als volgt gedefinieerd: “Black carbon is the fraction of carbonaceous PM that is characterised by its ability to strongly absorb light and its resistance to chemical transformation” Er is een consensus dat BC de volgende eigenschappen heeft: Sterke absorptie van zichtbaar licht Vuurvast (d.w.z. verdampt pas bij zeer hoge temperatuur, ≈4000°K) Het bestaat uit agglomeraties van kleinere deeltjes Onoplosbaar in water en organische oplosmiddelen

Hoe meet en kwantificeer je BC? -2- Black Carbon Hoe meet en kwantificeer je BC? -2- Sterke absorptie van zichtbaar licht Vuurvast (d.w.z. verdampt pas bij zeer hoge temperatuur, ≈4000°K) Het bestaat uit agglomeraties van kleinere deeltjes Onoplosbaar in water en organische oplosmiddelen Dus zowel fysische als chemische kenmerken Geen apparaat meet alle eigenschappen Voor broeikasgaseffect bij voorkeur lichtabsorptie in een BC pluim meten, met absorptiecapaciteit als eenheid

Elementair koolstof (EC) als benadering voor BC Black Carbon Elementair koolstof (EC) als benadering voor BC Lichtabsorptie meten brengt drie moeilijkheden met zich mee: Absorptiecapaciteit is door aangroei tijdens het pluim verouderingsproces sterk tijdsafhankelijk In principe levert de meting geen ‘mass-based metric’ op Aangezien er in-situ in een pluim gemeten moet worden zijn deze metingen wat duurder en schaarser Alternatief is meten van elementair koolstof (EC) in strikt chemische zin (los van de BC eigenschappen) EC gehalte meten in PM10 en PM2.5 is relatief eenvoudig en goedkoop met thermisch-optische methoden Vaak behoorlijk goede correlatie tussen BC en EC maar dit is niet per definitie zo

Belangrijkste EC bronnen internationaal: MACC II 2013 resultaat -1- Black Carbon Belangrijkste EC bronnen internationaal: MACC II 2013 resultaat -1- EC emissies kleiner dan 2.5µm (2500nm) berekend met: EC2.5 = PM2.5 * EC fractie literatuur MACC II ca. 250 PM2.5 bronnen, 46 landen, 10 jaar (1999 – 2009):

Belangrijkste EC bronnen internationaal: MACC II 2013 resultaat -2- Black Carbon Belangrijkste EC bronnen internationaal: MACC II 2013 resultaat -2- Ruimtelijke verdeling 2005 emissies volgens EUCAARI 2008:

Tekortkomingen en geleerde lessen uit eerder werk Black Carbon Tekortkomingen en geleerde lessen uit eerder werk EC fractie blijkt variabel over langere periodes: Vlootgemiddelde voor diesel personenauto’s 0.6 (2000) naar 0.8 (2010) PM2.5 emissie zeeschepen bijna factor 3 gedaald a.g.v. SECA maatregelen; metingen laten echter constante EC emissie zien Definitie van PM2.5 emissies niet consistent in internationale emissiedatabases: Effect condenseerbare koolwaterstoffen op PM2.5 emissiefactoren uit hout- en kolenkachels is factor 4, terwijl geen effect op EC emissie; Dus EC fracties gedifferentieerd naar wel/geen COV

EC in de Emissieregistratie Black Carbon EC in de Emissieregistratie Zelfde benadering als Europees werk (fractie op PM2.5) maar met geleerde lessen Eerste jaar is 2011, voor de vijf meest belangrijke bronnen: • Wegverkeer • Overige mobiele bronnen (inclusief zeescheepvaart) • Houtkachels • Raffinaderijen • Basismetaalindustrie ≈ 130 Emissieoorzaak/brandstof combinaties Meest recente EC fracties (recente Nederlandse MAAP metingen verkeer) Consistent met PM2.5 definities m.b.t. COV Nog steeds onzeker (onzekerheid PM2.5 en onzekerheid EC Fractie)

Nederlandse bronbijdragen EC Black Carbon Nederlandse bronbijdragen EC EC2.5 emissies voor 2011 in Nederland en het Nederlands Continentaal Plat (NCP): Verkeersgedomineerd Aanzienlijke bijdrage zeeschepen (ook op land ≈ 17% van OMB) Nauwelijks bijdrage industrie Houtkachels relevant (12% van totale emissie op land)

Nederlandse bronbijdrages vergeleken met andere landen Black Carbon Nederlandse bronbijdrages vergeleken met andere landen NLD EC emissie per inwoner (2011) vergeleken met Polen (2009)

EC emissiereductie en co-geëmitteerde stoffen Black Carbon EC emissiereductie en co-geëmitteerde stoffen Nu geen specifieke BC reductiemaatregelen maar wel op PM gerichte maatregelen Simpel: BC is een klimaat-warmer Organisch koolstof en sulfaat aerosol (fijn stof) zijn klimaat-koelers Vaak selectieve verwijdering semi-vluchtige componenten; Reductie van diesel PM zal daarom meer bijdragen aan vermindering van klimaatopwarming dan reductie van houtstook PM Recent onderzoek laat zien dat het gezondheidseffect van PM reductie altijd positief is maar de effectiviteit voor klimaatmitigatie beperkt kan zijn

Bedankt voor uw aandacht! Black Carbon Bedankt voor uw aandacht!