Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A dynamic model for shipping emissions: Adaptation of Airviro and application in the Baltic Sea
SMHI, Research Department, Air quality.
2014 (English)Report (Other academic)
Abstract [sv]

I många länder så är sjöfarten en viktig källa till emissioner av luftföroreningar. Nuförtiden anses sjöfarten ofta vara den viktigaste källan till utsläpp av svavel. Sjöfarten släpper även ut betydande mängder av kväveoxider, partiklar och flyktiga organiska ämnen. Ur klimatperspektiv så är sjöfarten en viktig utsläppakälla för växthusgaser och bidrar även till utsläppen av kortlivade klimatpåverkande ämnen, såsom sot. Utsläpp till luft från sjöfart har påverkan på luftkvalitet, klimatet och försurningen av våra vattendrag.För att förstå vilken påverkan sjöfarten har på miljö, människors hälsa och klimatet, så är det nödvändigt att kvantifiera, kartlägga och beskriva dess emissioner. På grund av avsaknad av data och kunskap så har beräkningar av sjöfartens emissioner alltid varit mycket osäkra. En orsak till osäkerheterna har varit svårigheten att lokalisera och identifiera det stora antal fartyg som rör sig på våra vatten. En annan orsak har varit svårigheter och brist på kunskap kring emissionsfaktorer för fartygsmotorer. Sedan år 2007 har AIS (Automatic Identification System) varit en standard för att positionera och identifiera fartyg till sjöss. AIS är ett komplement till radar och beskriver enskilda fartygs position, fart och identitetmed hög precision. Denna utveckling har öppnat upp nya möjligheter att förbättra information om sjöfartens emissioner.Ett system som använder AIS för att beräkna fartygsemissioner har utvecklats. Systemet möjliggör beräkning av emissioner från fartyg utifrån den senaste kunskapen kring emissionsfaktorer och tar hänsyn till fartygsspecifika uppgifter så långt som möjligt. Drivkraften för denna utveckling är att förbättra kunskapen om sjöfartens påverkan på miljö, människors hälsa och klimatet, samt att erbjuda ett flexibelt verktyg för frågor relaterade till utsläpp av luftföroreningar, växthusgaser och kortlivade klimatpåverkande ämnen. Det utvecklade systemet är en integrerad del i luftvårdssystemet Airviro.Det utvecklade systemet har använts för Östersjön. Denna applikation av systemet kallas för Shipair, vilket avser såväl Airviro som de datakällor som används i denna uppsättning av systemet. Område som täcks in omfattar Östersjön och Nordsjön upp till Norges södra kust. AIS-data hämtas från den databas med alla Östersjöländers AIS information som administreras av HELCOM. Vid sidan av AIS-data använder applikationen Shipair även en webbtjänst från Sjöfarsverket för att inhämta och uppskatta fartygsspecifika uppgifter som behövs för emissionsberäkningarna.Systemet har validerats genom att jämföra beräknad och uppmätt bränsleförbrukning för ett mindre antal fartyg. Jämförelsen visar på god överensstämmelse mellan beräknad och uppmätt bränsleförbrukning, med skillnader under 10 % för individuella fartyg. Jämförelser har även gjorts mot resultat från andra inventeringar av sjöfartens emissioner inom Östersjön. Resultaten överensstämmer väl med publicerade resultat från modellen STEAM2 utförda av FMI (Finska Meteorologiska Institutet). Denna inventering baseras på en liknande metod som Shipair. Större skillnader ses vid en jämförelse med de emissioner som används inom EMEP (Environmental Monitoring and Evaluation Programme), där EMEPs emissioner är betydligt högre än de som beräknas med Shipair. Slutligen genomfördes även indirekt verifiering av resultaten från Shipair genom att jämföra resultat från spridningsmodeller med uppmätta halter i omgivningsluft. På grund av ett stort bidrag från andra källor, vilka döljer signalen från sjöfarten, kunde inga mer detaljerade slutsatser dras rörande resultatens kvalitet. Jämförelsen bekräftade endast att de beräknade emissionerna inte är signifikant överskattade.En jämförelse har även gjorts för att undersöka om emissioner för Svensk inrikes sjöfart beräknade utifrån bränslestatistik är rimliga. Resultaten indikerar att utsläppen från inrikes sjöfart beräknade utifrån bränslestatistik kan vara underskattade med ca 50 %.

Abstract [en]

In many countries, shipping is an important contributor to emissions of air pollutants. For sulphur, shipping is nowadays often considered the most important source of emissions. Shipping also emits significant amounts of nitric oxides, particles and volatile organic compounds. From a climate change perspective, shipping is an important source of green house gases, and also contributes significantly to emissions of short lived climate pollutants, such as soot. Emissions to air from shipping have impact on air quality, climate change and acidification. To understand the impact of shipping emissions on the environment, human health and the climate, it is necessary to quantify, map and describe the emissions. Due to lack of data and knowledge, estimates of emissions from shipping have always been very uncertain. One reason to the uncertainties has been difficulties to locate the large number of ships travelling at sea, another reason has been uncertainties regarding emission factors. Since year 2007 AIS (Automatic Identification System) has been a standard for positioning and identification of ships at sea. AIS is complementary to radar and describes location, speed and identity of ships with high precision. This development creates new possibilities to improve information regarding emissions. A system that makes use of data from AIS to estimate emissions from shipping has been developed. The system allows emissions to be calculated for shipping based on the latest knowledge regarding emission factors and makes use of ship specific data as far as possible. The general motivation is to improve the quality of estimations of emissions of air pollutants, green house gases and SLCP (Short Lived Climate Pollutants) as well as to provide a flexible tool to be used for related questions. The system is an integrated part of the Air Quality Management system Airviro. The developed system has been applied for the Baltic Sea. This application of the system is called Shipair. Shipair contains AIS information for the whole Baltic Sea, and the North Sea up to the southern coast of Norway. The AIS information comes from the international AIS database operated by HELCOM. Besides AIS, the Shipair application also makes use of a web service operated by Swedish Maritime Administration to acquire and estimate ship specific parameters needed for emission calculations. The Shipair application of Airviro has been validated by comparing calculated and measured fuel consumption for a small number of ships. The differences between measured and calculated fuel consumption are below 10 % for the individual ships, which is considered well within what could be expected. Comparisons have also been made with results from other ship emission inventories. The results are similar to those of the STEAM2 model published by FMI (Finnish Meteorological Institute), which are based on a similar methodology. Emissions used by from EMEP (Environmental Monitoring and Evaluation Programme) on the other hand can be seen to give significantly higher emissions than both Shipair and STEAM2. Finally, indirect verification has been made by comparing results from dispersion models with concentrations measured in ambient air. Due to a large number of other emission sources that dominate the concentrations in ambient air, these results can confirm that the Shipair calculations are reasonable, but does not provide any closer evaluation of the quality of the results. To investigate if estimates based on fuel statistics, currently used in international reporting of Swedish shipping emissions, are reasonable, a comparison has also been made with estimations based on national fuel statistics. The results indicate that estimations based on the fuel statistics could be underestimating the emissions of CO2 from domestic shipping with approximately 50 %.

Place, publisher, year, edition, pages
SMHI , 2014. , 28 p.
Series
Meteorology, ISSN 0283-7730 ; 153
Identifiers
URN: urn:nbn:se:smhi:diva-2801Local ID: Meteorologi, Rapporter, Serie MeteorologiOAI: oai:DiVA.org:smhi-2801DiVA: diva2:948097
Available from: 2014-12-10 Created: 2016-07-08 Last updated: 2016-07-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1742 kB)45 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1742 kBChecksum SHA-512
0d0944852259b5218c63a4f348d17a1184425f4a233bb6c3f95aa8c7542188556d33194fc8fc37da5fd6b8d3290a9a1f66644b27512bff716a982014599d9b13
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Segersson, David
By organisation
Air quality

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 45 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 11 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
v. 2.27.0
|