Scientific Report - CEEH

1 Page 1 of 98 Roskilde March 2011 CEEH Scientific Report No 3: Assessment of Health Cost Externalities of Air Pollution at the National Level using the EVA Model System Centre for Energy, Environment and Health Report series ISSN: 1904-7495 page 2 of 98 Colophon Serial title: Centre for Energy, Environment and Health Report series Title: Assessment of Health-Cost Externalities of Air Pollution at the National Level using the EVA Model System. Sub-title: CEEH Scientific Report No 3 Authors: J rgen Brandt1, Jeremy D. Silver1, Jesper H. Christensen1, Mikael S. Andersen2, Jacob H. B nl kke3, Torben Sigsgaard3, Camilla Geels1, Allan Gross1, Ayoe B. Hansen1, Kaj M. Hansen1, Gitte B. Hedegaard1, Eigil Kaas4 and Lise M.

2 Frohn1 1 Aarhus University, National Environmental Research Institute, Department of Atmospheric Envi-ronment, Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde, Denmark. 2 Aarhus University, National Environmental Research Institute, Department of Policy Analysis, Frederiksborgvej 399, 4000 Roskilde, Denmark. 3 Aarhus University, Department of Environmental and Occupational Medicine, School of Public Health, Bartholins All 2, Building 1260, 8000 rhus C, Denmark 4 University of Copenhagen, Planet and Geophysics, Niels Bohr Institute, Juliane Maries Vej 30 2100 K benhavn , Denmark Responsible institution: Aarhus University, National Environmental Research Institute, Depart-ment of Atmospheric Environment Language: English Keywords: Health cost externalities, air pollution, EVA model.

3 Url: Digital ISBN: ISSN: ISSN 1904-7495 Version: Final Website: Copyright: Any use of the content of this Report should be cited as: J. Brandt et al., 2011: Assessment of Health-Cost Externalities of Air Pollution at the National Level using the EVA Model System, CEEH Scientific Report No 3, Centre for Energy, Environ-ment and Health Report series, March 2011, pp. 98. Contact author: J rgen Brandt, Aarhus University, National Environmental Research Institute, Department of Atmospheric Environment, Frederiksborgvej 399, Box 358, DK-4000 Roskilde, Denmark. Phone: +45 46301157, Fax: +45 46301214, Email: page 3 of 98 Content: Danish 4 Summary 7 1. 9 2. The EVA Model 11 Overview of the EVA model.

4 11 The Danish Eulerian Hemispheric 12 The tagging method .. 14 Population 16 Exposure-response functions and monetary values .. 16 Discussion on health effects from 20 3. Definition of scenarios and detailed results .. 22 Definition of overall questions and Results from the individual scenarios using the EVA model system ..25 4. Overall results and 27 Total emissions for all the scenarios .. 28 Health 29 The total health-related cost Externality costs per kg 41 Comparison with results from Clean Air for Europe ..43 Sensitivity to different weighting of particle 5. Overall 47 6. Acknowledgement .. 50 7. 50 Appendix A: Figures including DEHM model results for the different scenarios ..58 Appendix B: Tables including the individual impacts and external cost from the different scenario 83 Appendix C: Definition of the SNAP emission sectors.

5 97 page 4 of 98 Danish Summary Baggrund Luftforurening har signifikante negative effekter p menneskers helbred og velbefindende og dette har v sentlige samfunds konomiske konsekvenser. Vi har udviklet et integreret modelsystem, EVA (Economic Valuation of Air pollution), baseret p den s kaldte impact-pathway metode, med det form l at kunne opg re de helbredsrelaterede omkostninger fra luftforureningen fordelt p de forskellige kilder og emissionssektorer. Den essentielle ide bag EVA-systemet er at bruge state-of-the-art videnskabelige metoder i alle leddene af impact-pathway k den for at kunne underst tte politiske beslutninger med henblik p regulering af emissioner, baseret p den bedst tilg ngelige viden.

6 Impact-pathway k den d kker alle leddene fra udslip af kemiske stoffer fra specifikke kilder, over spredning og kemisk omdannelse i atmosf ren, eksponering af befolkningen, beregning af helbredseffekter, til den konomiske v rdis tning af disse helbredseffekter. Den konomiske v rdis tning af effekter kaldes ogs for indirekte omkostninger eller eksternaliteter. Fx er der direkte omkostninger forbundet med produktionen af elektricitet i form af opf relse af kraftv rker og forbrug af kul. De helbredsrelaterede omkostninger fra luftforureningen fra et kulkraftv rk er ikke en direkte omkostning relateret til produktion og forbrug, og de betegnes derfor som indirekte omkostninger. De kemiske stoffer, som er medtaget EVA-systemet mht.

7 Helbredseffekter er: de prim rt emitterede partikler, PM2,5, de sekund rt dannede partikler: SO42-, NO3- og NH4+, samt gasserne SO2, CO og O3. Det er kun helbredseffekter der for nuv rende er medtaget i EVA-systemet. Milj effekter og effekter p klimaet vil blive medtaget p et senere tidspunkt. Form l Vi pr senterer i denne rapport for f rste gang estimater for de helbredsrelaterede indirekte omkost-ninger p nationalt niveau for hver af de overordnede emissionssektorer i Danmark, baseret p EVA systemet. Hovedform let er at identificere de menneskeskabte aktiviteter og kilder i og omkring Danmark, som giver de st rste bidrag til helbredseffekterne. Vi har derfor foretaget en generel screening af de overordnede emissionssektorer i Danmark, som bidrager til luftforureningen og beregnet de tilh rende helbredseffekter, samt de totale helbredsrelaterede eksterne omkostninger for r 2000 (b de hver sektor for sig og alle sektorerne samlet).

8 R 2000 er valgt som basis r for bereg-ningerne i CEEH, da der i forvejen findes andre sammenlignelige studier for dette r. Emissionssek-torerne er repr senteret ved de 10 overordnede SNAP emissionssektorer (SNAP er en international nomenklatur for kildetyper til luftforurening Selected Nomenclature for Air Pollution). Vi har desuden beregnet de eksterne omkostninger fra den internationale skibstrafik s rskilt, da denne sektor bidrager v sentligt til luftforurening i Danmark. Vi har beregnet resultater for bidraget fra den samlede skibstrafik p den nordlige halvkugle. Speciel opm rksomhed er givet til den internationale skibstrafik i sters en og Nords en, dels p grund af beliggenheden af disse farvande omkring Danmark, dels fordi der i disse omr der er indf rt tiltag for at regulere svovlemissioner fra skibe (det s kaldte SECA-omr de Sulphur Emission Control Area).

9 Derudover har vi vurderet helbredseffekter og tilh rende eksternaliteter fra alle emissioner fra den nordlige halvkugle (inkl. de naturlige emissioner) for at estimere de totale helbredsrelaterede eksterne omkostninger fra de totale luftforureningsniveauer b de i Danmark og i Europa. Disse resultater er sammenlignet med tilsvarende resultater opn et i Clean Air For Europe (CAFE) pro-jektet. B de for den internationale skibstrafik og for de totale luftforureningsniveauer er der bereg-net resultater for rene 2000, 2007, 2011 og 2020. Emissionsopg relserne for 2000, 2007 og 2011 er baseret p data fra EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme). Emissionerne for page 5 of 98 r 2011 er baseret p opg relsen for r 2007, med den forskel at svovlemissionerne fra den interna-tionale skibstrafik i Nords en og sters en i dette r bliver yderligere reguleret.

10 For 2020 er bereg-ningerne baseret p implementering af NEC-II (National Emission Ceilings) direktivet for Europa. Vi konkluderer at luftforurening udg r et seri st problem mht. helbredseffekter og at de relaterede eksterne omkostninger er betragtelige. De eksterne omkostninger kan benyttes til en direkte sam-menligning af bidragene fra de forskellige emissionssektorer mht. effekter p helbred og kan derved bruges som direkte beslutningsst tte for regulering af emissioner. I rapporten er de relative bidrag fra de forskellige overordnede emissionssektorer beregnet for r 2000. De st rre og umiddelbart synlige kilder til luftforurening (fx kraftv rker og vejtrafik) udg r ikke n dvendigvis de mest signifikante problemer relateret til helbredseffekter.