Protocol bij het Verdrag van 1979 betreffende grensoverschrijdende luchtverontreiniging over lange afstand, inzake de beheersing van emissies van vluchtige organische stoffen of hun grensoverschrijdende stromen

Verdampingsemissies ontstaan door het ontsnappen van brandstofdamp uit de motoren het brandstofsysteem. Zij worden onderverdeeld in

• a. overdag optredende emissies, die het gevolg zijn van „ademverliezen” van de brandstoftank door verwarming en afkoeling in de loop van de dag,

• b. warmtestuwemissies die worden veroorzaakt door de hitte die door de motor wordt afgegeven nadat hij is afgezet,

• c. verliezen uit het brandstofsysteem tijdens het rijden, en

• d. verliezen tijdens het stilstaan, onder andere door het eventuele gebruik van koolfilters met een open bodem en door sommige in het branstofsysteem gebruikte kunststoffen waarvan wordt beweerd dat zij permeabel zijn, zodat er langzaam benzine door het materiaal trekt.

28

Voor de beheersing van verdampingsemissies van op benzine rijdende voertuigen wordt doorgaans gebruik gemaakt van een bus met actieve kool (en bijbehorende leidingen) en een ontluchtingssysteem om VOS op een gecontroleerde manier in de motor zelf te verbranden.

29

Uit de ervaring die in de Verenigde Staten is opgedaan met de bestaande programma's voor de beheersing van verdampingsemissies blijkt dat de gebruikte systemen niet het gewenste resultaat hebben opgeleverd, met name op dagen dat de omstandigheden voor ozonvorming uiterst gunstig waren. Dit heeft deels te maken met het feit dat gewone benzine veel vluchtiger is dan die welke bij goedkeuringsproeven wordt gebruikt. Een tweede oorzaak was een gebrekkige beproevingsprocedure, die resulteerde in een gebrekkige beheersingstechnologie. In de jaren negentig zal bij het programma voor de beheersing van verdampingsemissies van de Verenigde Staten het accent komen te liggen op brandstoffen met verminderde vluchtigheid voor gebruik in de zomer en op een verbeterde beproevingsprocedure, teneinde de ontwikkeling van geavanceerde systemen voor beheersing van de in punt 27 hierboven genoemde vier emissiebronnen tijdens het gebruik te bevorderen. Voor landen waar de benzine een hoge vluchtigheidsgraad heeft, bestaat de goedkoopste maatregel voor vermindering van de VOS-emissies in vermindering van de vluchtigheid van de gebruikte benzine.

30

In het algemeen moet voor een doeltreffende beheersing van verdampingsemissies gedacht worden aan

• a. aanpassing van de vluchtigheid van de benzine aan de klimaatsomstandigheden en

• b. een passende beproevingsprocedure.

31

In tabel 3 zijn de technologische beheersopties opgesomd, met vermelding van de reductiemogelijkheden en de geraamde kosten; optie B blijkt momenteel de beste beschikbare beheersingstechnologie te zijn. Optie C zal weldra de beste beschikbare technologie worden en zal dan een aanzienlijke verbetering zijn ten opzichte van optie B.

32

De met de beheersing van verdampingsemissies samenhangende brandstofbesparing wordt op minder dan 2% geraamd. Deze besparing is te danken aan de hogere energie-inhoud en de lage Reid-dampdruk (RVP) van de brandstof, alsook aan het feit dat de opgevangen dampen worden verbrand in plaats van te worden afgevoerd.

33

In principe kunnen emissies die vrijkomen tijdens het bijtanken van voertuigen worden opgevangen met behulp van voorzieningen in de benzinestations (stadium II) of door middel van systemen in de voertuigen. De in benzinestations gebruikte technieken zijn reeds volledig operationeel en van de systemen voor inbouw in voertuigen zijn al verschillende prototypen gedemonstreerd. Het vraagstuk van de veiligheid tijdens het gebruik van dampopvangsystemen in voertuigen wordt momenteel bestudeerd. Het kan nuttig zijn tegelijk met dergelijke dampopvangsystemen ook veiligheidsnormen voor het gebruik daarvan te ontwikkelen om te waarborgen dat een veilig ontwerp wordt gemaakt. De maatregelen in stadium II kunnen sneller worden uitgevoerd aangezien alle benzinestations in een bepaald gebied van de nodige apparatuur kunnen worden voorzien. De maatregelen in stadium II zijn van invloed op alle op benzine rijdende voertuigen, terwijl systemen voor inbouw alleen geschikt zijn voor nieuwe voertuigen.

34

Voor verdampingsemissies van motorfietsen en bromfietsen, waarvoor thans in het ECE-gebied geen maatregelen bestaan, kunnen dezelfde algemene beheersingstechnologieën worden toegepast als voor op benzine rijdende auto's.

Tabel 3 Maatregelen ter beheersing en potentieel voor vermindering van verdampingsemissies voor op benzine rijdende personenauto's en lichte vrachtwagens en het rendement daarvan

1

In deze bijlage wordt een overzicht gegeven van de beschikbare informatie en wordt als leidraad voor de te verrichten werkzaamheden aangegeven welke aspecten nog moeten worden uitgewerkt. De inhoud van de bijlage is gebaseerd op informatie over koolwaterstoffen en ozonvorming die voorkomt in twee nota's die zijn opgesteld ten behoeve van de werkgroep Vluchtige organische verbindingen (EB.AIR/WG.4/R.11 en R.13), op de resultaten van verder onderzoek dat met name is uitgevoerd in Oostenrijk, Canada, Duitsland, Nederland, Zweden, het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten van Amerika en het Meteorogical Synthesizing Centre-West (MSCW) van het EMEP, alsook op aanvullende informatie van door de nationale regeringen aangewezen deskundigen.

2

De uiteindelijke doelstelling van de op het POCP gebaseerde benadering is een richtsnoer te verschaffen voor het regionale en nationale beleid ter beheersing van de emissies van vluchtige organische verbindingen (VOS), rekening houdend met het effect van elk VOS-type alsook van de VOS-emissies per sector bij incidentele ozonvorming; dit effect wordt uitgedrukt in het vermogen tot vorming van fetochemische ozon (POCP), dat wordt gedefinieerd als de verandering in de fotochemische ozonproduktie die door een verandering in de emissies van de betrokken VOS wordt veroorzaakt. Het POCP kan worden bepaald aan de hand van rekenmodellen of door middel van laboratoriumproeven. Het geeft diverse aspecten weer van de vorming van oxidantia in een bepaalde tijdsduur o.a. ozonpieken of ozonaccumulatie.

3

Het begrip POCP wordt geïntroduceerd omdat er grote verschillen bestaan in het aandeel van de diverse VOS in de ozonproduktie in een bepaalde tijdsduur. Het aan dit begrip ten grondslag liggende fundamentele kenmerk is dat alle VOS in aanwezigheid van zonlicht en NOx op vergelijkbare wijze ozon produceren, ondanks de sterk uiteenlopende omstandigheden waaronder ozon wordt gevormd.

4

Uit diverse rekenmodellen blijkt dat een aanzienlijke vermindering van de VOS en NOx-emissies (meer dan 50%) noodzakelijk is om een significante ozonvermindering te realiseren. Bovendien lopen de maximale ozonconcentraties op grondniveau bij een vermindering van de VOS-emissies in verhouding minder sterk terug. Dit effect wordt theoretisch aangetoond door berekeningen aan de hand van scenario's. Wanneer de emissies van alle VOS-typen evenredig worden verminderd, dalen de maximale ozonconcentraties (een uurgemiddelde van meer dan 75 ppb) in Europa afhankelijk van het bestaande ozonniveau slechts met 10 a 15% wanneer de massa van de door de mens veroorzaakte VOS-emissies, behalve die van methaan, met 50% daalt. Daarentegen wordt, bij een daling met 50% van de massa van de (qua POCP en massa of reactiviteit) belangrijkste door de mens veroorzaakte VOS-typen behalve methaan, een vermindering van de ozonconcentratie bij pieken in een bepaalde tijdsduur met 20 a 30% verwacht. Dit bevestigt het nut van een benadering op basis van het POCP om de prioriteiten inzake de beheersing van VOS-emissies te bepalen en toont aan dat VOS ten minste in een aantal grote categorieën kunnen worden verdeeld, naar gelang van hun aandeel in de ozonvorming in een bepaalde tijdsduur.

5

Voor de POCP-waarden en reactiviteitsschalen zijn een aantal ramingen berekend, elk op basis van een bepaald scenario (b.v. stijging resp. daling van de emissies, verschillende trajecten van de luchtmassa) en toegespitst op een bepaald aspect (b.v. ozonpieken, geïntegreerde ozonconcentratie, gemiddelde ozonconcentratie). De POCP-waarden en reactiviteitsschalen zijn afhankelijk van chemische mechanismen. De verschillende POCP-ramingen lopen uiteraard uiteen, in sommige gevallen met meer dan een factor 4. De POCP-waarden zijn niet constant, maar variëren in ruimte en tijd. Zo bedraagt de berekende POCP-waarde voor orthoxyleen op het zogenaamd traject „Frankrijk-Zweden" 41 op de eerste en 97 op de vijfde dag. Volgens de berekeningen van het Meteorological Synthesizing Centre-West (MSC-W) van het EMEP varieert het POCP van orthoxyleen bij een Os-concentratie van meer dan 60 ppb tussen 54 en 112 (5 tot 95-percentiel) binnen het EMEP-raster. De variatie van het POCP in tijd en ruimte wordt niet alleen veroorzaakt door de samenstelling van de in de luchtkolom aanwezige hoeveelheid VOS van menselijke oorsprong, maar is ook het resultaat van variaties in de weersomstandigheden. Eigenlijk kan elke reactieve VOS in meerdere of mindere mate bijdragen tot de tijdelijk optredende vorming van fotochemische oxidantia, afhankelijk van de NOx - en VOS-concentraties en de meteorologische parameters. Koolwaterstoffen met een zeer lage reactiviteit, zoals methaan, methanol, ethaan en een aantal gechloreerde koolwaterstoffen leveren een te verwaarlozen bijdrage aan dit proces. Door de weersomstandigheden bepaalde verschillen zijn er ook van dag tot dag en binnen Europa als geheel. De POCP-waarden zijn impliciet afhankelijk van de wijze waarop de emissie-inventarissen worden berekend. Momenteel is er geen uniforme methode of informatie voor geheel Europa beschikbaar. Aan de benadering op basis van het POCP moet duidelijk nog verder worden gewerkt.

6

Natuurlijke isopreen-emissies van loofverliezende bomen, samen met hoofdzakelijk van menselijke bronnen afkomstige stikstofoxiden (NOx), kunnen een aanzienlijke bijdrage leveren aan de vorming van ozon bij warm zomerweer in gebieden met een groot loofbomenareaal.

7

Tabel 1 bevat een overzicht van de verschillende VOS-typen, ingedeeld in drie groepen op basis van hun aandeel in het ontstaan van tijdelijke gevormde pieken in de ozonconcentratie. Voor de indeling in tabel 1 is uitgegaan van de effecten van de VOS-emissies per massaeenheid. Sommige koolwaterstoffen, zoals n-butaan, worden belangrijk omdat de emissie massaal is, terwijl dit op basis van hun OH-reactiviteit wellicht niet het geval zou zijn.

Tabel 1. Indeling van VOS in drie groepen op basis van hun aandeel in tijdelijk optredende ozonvorming

8

In de tabellen 2 en 3 wordt het effect van afzonderlijke VOS weergegeven met ethyleen als referentie (index 100). De opgegeven waarden, namelijk POCP's, kunnen als leidraad dienen voor de evaluatie van het effect van reducties van diverse VOC-emissies.

9

In tabel 2 zijn voor elke hoofdcategorie van emissiebronnen gemiddelde POCP-waarden opgenomen gebaseerd op een centrale POCP-raming voor elk VOS-type in elke categorie van emissiebronnen. Voor deze tabel is gebruik gemaakt van emissie-inventarissen die onafhankelijk van elkaar in het Verenigd Koninkrijk en in Canada zijn opgesteld. Bij veel bronnen, bij voorbeeld motorvoertuigen, verbrandingsinstallaties en een groot aantal industriële processen, bestaan de emissies uit een mengsel van koolwaterstoffen. Maatregelen om specifiek de uit het oogpunt van het POCP als zeer reactief aangemerkte VOS terug te dringen, zijn in de meeste gevallen niet beschikbaar. In de praktijk zullen de meeste verminderingsmaatregelen die wel mogelijk zijn de emissies louter kwantitatief verminderen, ongeacht hun POCP.

10

In tabel 3 worden verschillende wegingsformules voor een geselecteerde reeks VOS-typen vergeleken. Bij het vaststellen van de prioriteiten binnen een nationaal programma voor VOS-beheersing kan aan de hand van bepaalde waarden het accent op specifieke VOS worden gelegd. De eenvoudigste maar minst doeltreffende benadering is voor de vaststelling van prioriteiten uit te gaan van de relatieve massa van de emissies of de relatieve concentratie van de betrokken stof in het milieu.

11

Bij een relatieve weging op basis van de OH-reactiviteit komen een aantal maar lang niet alle belangrijke aspecten van de reacties in de atmosfeer waarbij in aanwezigheid van NOx en zonlicht ozon wordt gevormd, aan bod. De door het SAPRC (State-wide Air Pollution Research Centre) toegepaste wegingen hebben betrekking op de situatie in Californië. Wegens verschillen tussen de kenmerkende omstandigheden waarvan wordt uitgegaan in de modellen voor de regio Los Angeles en die voor Europa, lopen de prognoses voor het gedrag van fotochemische, labiele VOS-typen, zoals aldehyde, sterk uiteen. De aan de hand van fotochemische modellen in Nederland, de Verenigde Staten van Amerika, het Verenigd Koninkrijk, Zweden en door het EMEP (MSC-W) berekende POCP's hebben betrekking op verschillende aspecten van het ozonprobleem in Europa.

12

Een aantal van de minder reactieve oplosmiddelen veroorzaakt andere problemen; zo zijn zij uiterst schadelijk voor de volksgezondheid, moeilijk te hanteren, persistent, en ook op andere hoogten schadelijk voor het milieu (b.v. in de troposfeer of in de stratosfeer). In veel gevallen is de beste beschikbare technologie om de emissie van oplosmiddelen terug te dringen de toepassing van systemen waarbij geen oplosmiddelen worden gebruikt.

13

Betrouwbare inventarisaties van de VOS-emissies zijn onmisbaar voor het uitstippelen van een renderend beleid voor VOS-beheersing, met name wanneer daarvoor het POCP als uitgangspunt wordt genomen. De gegevens inzake de nationale VOS-emissies moeten bijgevolg naar sector worden uitgesplitst, waarbij ten minste de richtsnoeren van het Uitvoerend Orgaan moeten worden gehanteerd. Ook moeten zij zoveel mogelijk worden aangevuld met informatie over de betrokken VOS-typen en de schommelingen van de emissies in de tijd.

Tabel 2. POCP van de verschillende emissiesectoren en hoeveelheid VOS van de verschillende POCP-categorieën in massaprocent

Tabel 3. Vergelijking tussen wegingsformules (ethyleen = 100) voor 85 VOS

• [a]. Reactiecoëfficiënt OH + VOS gedeeld door het molecuulgewicht

• [b]. VOS-concentraties in het milieu op 18 plaatsen in Canada, uitgedrukt in massa

• [c]. Maximale incrementele reactiviteit op basis van scenario's voor Californië; Statewide Air Pollution Research Centre Los Angeles, USA

• [d]. Gemiddeld POCP op basis van drie scenario's en over negen dagen; BRD-Ierland, Frankrijk-Zweden en VK,

• [e]. Variatie in POCP's op basis van drie scenario's en over 11 dagen

• [f]. POCP, berekend voor een enkele bron in Zweden, dat een maximaal verschil in de ozonconcentratie veroorzaakt,

• [g]. POCP voor één enkele bron in Zweden, berekend op basis van het gemiddelde verschil in deze ozonconcentratie over vier dagen,

• [h]. Variatie (5-95 percentiel) in het POCP, berekend voor het EMEP-raster

• [i]. Variatie (20-80 percentiel) in het POCP, berekend voor het LOTOS-raster,

Waarbij

• a. = de verandering in de vorming van fotochemische oxidantia als gevolg van een verandering in een VOS-emissie,

• b. = de geïntegreerde VOS-emissie tot dat tijdstip

• c. = de verandering in de vorming van fotochemische oxidantia als gevolg van een verandering in de ethyleenemissies,

• d. = de geïntegreerde ethyleenemissie tot dat tijdstip.

Het is een waarde die uit een model voor de fotochemische ozon wordt afgeleid door de vorming van fotochemische ozon zonder en in aanwezigheid van een bepaalde koolwaterstof te vergelijken. Het verschil in de ozonconcentratie tussen de twee scenario's geeft het aandeel van die VOS in de ozonvorming weer.

IN WITNESS WHEREOF the undersigned, being duly authorized thereto, have signed the present Protocol.

DONE at Geneva this eighteenth day of November one thousandnine hundred and ninety-one.