Wpływ rozwoju elektromobilności w Polsce na zanieczyszczenie powietrza

Transkrypt

1 Wpływ rozwoju elektromobilności w Polsce na zanieczyszczenie powietrza Paweł Durka (1) Joanna Strużewska (1,2) Jacek W. Kamiński (1,3) Grzegorz Jeleniewicz (1) 1 IOŚ-PIB, Zakład Modelowania Atmosfery i Klimatu 2 Politechnika Warszawska, WIBHiIŚ 3 Instytut Geofizyki, PAN 1

2 Plan Prezentacji Cele i założenia projektu Scenariusze rozwoju floty samochodów elektrycznych w Polsce Powiązanie rozwoju elektromobilności z emisjami Prognoza rozmieszczenia pojazdów elektrycznych w Polsce Dane emisyjne Założenia modelowe Wyniki modelowania Podsumowanie 2

3 Cele i założenia projektu Głównym celem projektu jest promowanie i rozpowszechnianie używania samochodów elektrycznych oraz obszerna analiza środowiskowa oceniająca wpływ dużej floty samochodów napędzanych energią elektryczną na środowisko oraz aspekty technologiczne 12 Grup roboczych Grupy robocze związane z analizami środowiskowymi: WP2 - Analiza poziomu emisji związanego z sektorem produkcji energii oraz z sektorem transportu WP3 - Modelowanie jakości powietrza w skali kraju WP4 - Analizy na potrzeby sformułowania scenariuszy, udział emisji z sektorów transportu i produkcji energii w emisji całkowitej, wpływ zmian emisji na poziom stężeń zanieczyszczeń 3

4 Powiązania między panelami roboczymi WP2: Przygotowanie emisji do symulacji modelem jakości powietrza w WP3 Zadanie 2.1 Analiza emisji zanieczyszczeń produkcja energii elektrycznej Zadanie 2.2 Analiza emisji zanieczyszczeń komunikacja drogowa WP3: Ocena wpływu zmodyfikowanych strumieni emisji na ogólne zanieczyszczenie powietrza w Polsce Zadanie 3.1 Dane wsadowe Zadanie 3.2 Symulacje modelowe Zadanie 3.3 Ocena skutków WP4: Analiza wpływu scenariuszy i modelowania Zadanie 4.1 Stworzenie scenariuszy rozwoju elektromobilności Zadanie 4.2 Analiza trend zmian w jakości powietrza w Polsce Zadanie 4.3 Wpływ zdrowotny 4

5 Scenariusze - założenia Trzy segmenty Auta osobowe (w tym leasing i wynajem) Autobusy (nie tylko transport miejski) Firmy spedycyjne Trzy scenariusze Zachowawczy (stopniowy wzrost, początkowo powolny) Umiarkowany (wzrastający z roku na rok przyrosty do 2023, potem przyrost stały) Agresywny (relatywnie szybki wzrost maksymalne przyrosty w latach ) Perspektywa do 2030 Źródło: PZPM na podstawie GUS 5

6 6 Scenariusze liczba samochodów

7 Powiązanie emisji z energią i transportem Lokalizacja elektrowni w Polsce Natężenia ruchu w Polsce 7

8 Założenia do mapowania samochodów elektrycznych Samochody osobowe: 70% proporcjonalnie do gęstości zaludnienia 30% wzdłuż dróg z czego 9% na drogach międzynarodowych a 15% na drogach krajowych, 6% pozostałe (większe) Autobusy: 80% w dużych miastach > 100 tys mieszkańców proporcjonalnie do gęstości zaludnienia 20% wzdłuż dróg międzynarodowych Samochody ciężarowe: 50% - drogi międzynarodowe 50% drogi krajowe 8

9 9 Prognoza rozmieszczenia pojazdów elektrycznych w Polsce

10 Prognoza rozmieszczenia pojazdów elektrycznych w Polsce

11 Prognoza rozmieszczenia pojazdów elektrycznych w Polsce

12 Wykorzystane dane emisji zanieczyszczeń Baza emisyjna EMEP 2015 (European Monitoring and Evaluation Programme) 0.1x0.1 stopień

13 Powiązanie emisji z energią i transportem cd.

14 Założenia modelowe Model GEM-AQ (Kaminski et al. 2008) Siatka globalna o zmiennej rozdzielczości z rozdzielczością 10 km w centrum domeny obliczeniowej Wyniki modelowania dla całej Europy Meteorologia z 2015 roku Scenariusze emisyjne dla 2015 (rok bazowy), 2020, 2025 i 2030 roku Po 3 scenariusze obliczeniowe dla każdego roku

15 Przebieg modelowania Przygotowanie danych emisyjnych dla scenariusza bazowego, oraz danych meteorologicznych i geofizycznych Modyfikacja danych emisyjnych dla 9 scenariuszy wariantowych z wykorzystaniem map rozlokowania floty samochodów elektrycznych Obliczenia modelowe dla centralnej Europy 20 tygodni wykorzystania klastra komputerowego w celu przeprowadzania obliczeń na potrzeby dziesięciu symulacji rocznych Własne i wydzierżawione zasoby komputerowe Pozyskanie stacji roboczej na potrzeby przeprowadzenia analiz i zarchiwizowania danych Mapy różnic w stężeniu zanieczyszczeń różnice między scenariuszem bazowym a 9 scenariuszami wariantowymi (4 zanieczyszczenia, 3 scenariusze, 3 lata, 2 miary: absolutna i relatywna (procentowa) różnica

16 Wyniki modelowania NO 2 Stężenia dwutlenku azotu

17 Wyniki modelowania SO 2 Stężenia dwutlenku siarki

18 Wyniki modelowania - CO Stężenia tlenku węgla

19 Podsumowanie Opracowane scenariusze zakładają od 400 tyś. do około 1 miliona samochodów elektrycznych w Polsce do roku 2030 Zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną jest nieliniowe (obliczona na podstawie krajowych modeli energetycznych) i zmienia się w zależności od scenariusza i roku obliczeniowego: od 7 do 36 % Zmiany w emisjach z transportu są mniejsze niż zmiany w emisjach z sektora energetycznego Różnice w stężeniach zanieczyszczeń powietrza dla scenariusza agresywnego są zauważalne w okolicach największych elektrowni i niewielkie na pozostałym obszarze kraju

20 Podsumowanie cd. Brak systematycznych różnic w okolicach aglomeracji i dużych szlaków komunikacyjnych Przeważa tendencja wzrostowa, choć zauważalne są również obszary gdzie stężenia zanieczyszczeń powietrza zmalały Największe różnice wymodelowano dla dwutlenku azotu (ponad 10%), najmniejsze zaś dla tlenku węgla (maksymalnie ponad 0,4%)

21 Podsumowanie cd. Przy założeniu, że zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną w związku z rozwojem elektromobilności w Polsce, będzie pokrywane przez energetykę konwencjonalną, ekologiczny aspekt eksploatacji samochodów elektrycznych nie został potwierdzony przez modelowanie

22 Dziękuję za uwagę! Efektywność energetyczna przez rozwój elektromobilnośći w polsce Warszawa ul. Krucza 5/11D tel.: (sekretariat) faks: sekretariat@ios.gov.pl 2 2

23 Źródła danych Liczba pojazdów samochodowych i ciągników w Polsce w latach : Prognozowana ilości pojazdów oraz ich rozlokowanie : Zakład Modelowania Atmosfery i Klimatu IOŚ-PIB Zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną: modele energetyczne WP1 Siatka emisji EMEP: Dane z projektu generalnego pomiaru ruchu: Warstwa dróg z OSM: Mapę z liczbą ludności: Dane o ludności dużych miast: