Onderbouwing effect maatregel van vaste stroomaansluiting op
luchtkwaliteit Schiphol

KEMA rapport van 16 april 2009,
kenmerk 50964127-TOS/ECC 09-4287
“Effect elektrificatie Vliegtuig opstelplaatsen op de
jaargemiddelde concentratie NO2 voor de autonome
situatie 2010”

50964127-TOS/ECC 09-4287
09-04-16 EK/WSc
Notitie aan

:

H. van Grootel

AAS

van

:

E. Kokmeijer

KEMA

kopie

:

H. Erbrink

KEMA

Betreft

:

effect elektrificatie VOP’s op de jaargemiddelde concentratie NO2 voor
de autonome situatie 2010

1

INLEIDING

In het LVB staat dat Schiphol per 1 januari 2010 minimaal 60% van de afhandelingsplaatsen
geëlektrificeerd heeft ter vermindering van het gebruik van de APU’s en GPU’s. Deze
maatregel is door KEMA in de korte termijn studie in 2008 doorgerekend (NLR/KEMA, 2008).
Met deze maatregel zou de extra immissie door toename van de emissies ten gevolge van
de toename van het aantal vliegtuigbewegingen van 437.000 naar 480.000 kunnen worden
gecompenseerd.
De vraag is of het mogelijk is om deze compensatie ook te realiseren door een meer
optimale invulling van het elektrificeren van de vliegtuigopstelplaatsen (VOP’s) waarbij
geoptimaliseerd wordt naar het effect van elektrificatie van de verschillende VOP's op de
luchtkwaliteit (dus vooral grote opstelplaatsen in de buurt van de A4, waar de meeste
overschrijdingspunten liggen).

2

DOELSTELLING

Het doel van het onderzoek is het evalueren en optimaliseren van de elektrificatie van een
deel van de opstelplaatsen naar het effect op het overschrijdingsgebied van NO2
concentraties in 2010 (bij 480.000 vtb).
Het onderzoek moet daarbij antwoord geven op de volgende vragen:
wat is de mate van overschrijding van de NO2 normen in 2010 in de nul-situatie (437.000
vtb en 0% elektrificatie), het referentiealternatief (480.000 vtb en 60% elektrificatie) en de
situatie 480.000 vtb plus optimalisering van de elektrificatie
voor welke opstelplaatsen is het effect van elektrificatie op de mate van overschrijding
het grootst

-2-

50964127-TOS/ECC 09-4287

op welke wijze kan de elektrificatie van opstelplaatsen worden geoptimaliseerd zodanig
dat eenzelfde effect (of beter) wordt bereikt als met 60% elektrificatie van alle
opstelplaatsen
kan met elektrificatie van de opstelplaatsen het effect van de toename van het aantal
vliegtuigbewegingen op de mate van overschrijding worden gecompenseerd.
De laatste vraag is in de korte termijn studie positief beantwoord. Echter de korte termijn
studie is niet meer actueel: als gevolg van de gewijzigde regelgeving én een update van de
GCN waarden is het overschrijdingsgebied zoals berekend voor het referentiealternatief in
de ROP studie (KEMA, 2009) beduidend kleiner dan in de korte termijn studie (NLR/KEMA,
2008). Verbeteringen die door elektrificatie optreden in een gebied dat nu bij toepassing van
het toepasbaarheidsbeginsel valt in een gebied waar niet getoetst hoeft te worden zijn nu
niet meer relevant. Het betreft daarbij gebieden waar geen mensen kunnen komen en dus
geen blootstelling plaatsvindt. Het is daarom nodig om opnieuw vast te stellen of door
elektrificatie van de opstelplaatsen de extra emissie door de toename van het aantal
vliegtuigbewegingen gecompenseerd kan worden.

3

AANPAK

Om antwoord te kunnen geven op de in hoofdstuk 2 genoemde vragen is de volgende
procedure doorlopen.
Uitgegaan is van de berekeningsresultaten van de recente ROP studie (uitgevoerd in het
kader van de bestemmingsplanprocedure) voor het jaar 2010. Deze studie is uitgevoerd
op basis van 480.000 vtb, 60% elektrificatie, de meest recente verkeersgegevens die ook
voor het NSL worden gebruikt en conform de Regeling Beoordeling Luchtkwaliteit 2007.
De totale jaargemiddelde concentratie NO2 op een punt is opgebouwd uit bijdragen van:
GCN, wegverkeer, platformverkeer, vliegverkeer (start, landen taxiën), APU's/GPU's. De
bijdragen van de APU's/GPU's zijn per opstelplaats geregistreerd.
De bijdragen van de GCN achtergrondwaarden (vrijgegeven in maart 2008) worden in de
resultaten vervangen door de bijdragen op basis van de in maart 2009 vrijgegeven
achtergrondwaarden. In beide gevallen is de achtergrond gecorrigeerd voor het luchtvaartverkeer alsmede de dubbeltelling snelwegen.
Op basis van de detailgegevens wordt voor drie situaties de mate van overschrijding
berekend. Dit wordt gedaan door over alle toetspunten waarop de concentratie wordt
overschreden (dat wil zeggen hoger is dan 40,5) de mate van overschrijding (dus de
jaargemiddelde concentratie – 40,5) te sommeren.
De drie beschouwde scenario’s betreffen:

-3-

50964127-TOS/ECC 09-4287

de nul-situatie (437.000 vtb en 0% elektrificatie)
referentiealternatief (480.000 vtb en 60% elektrificatie1)
480.000 vtb en optimalisering van de elektrificatie naar het effect op de luchtkwaliteit.
Om het derde scenario te kunnen berekenen is het nodig om de volgende twee uiterste
scenario’s vast te stellen:
480.000 vtb en 0% elektrificatie
480.000 vtb en 100% elektrificatie1
De verschillende scenario’s worden als volgt bepaald:
berekenen van de geüpdate NO2 concentratie voor de drie situaties op basis van de
bekende deelbijdragen uit de ROP studie (KEMA, 2009) en de recente GCN
achtergrondwaarden
selectie van de toetspunten met een overschrijding uit de serie rekenpunten. De
rekenpunten op afstand minder dan 10 m tot de dichtstbijzijnde wegrand worden
verwijderd en er wordt getoetst aan het toepasbaarheidsbeginsel. Hierna is voor alle
scenario’s een serie overschrijdingspunten bekend (voor de ROP studie is deze
procedure al gevolgd voor het referentiealternatief maar in verband met de nieuwe
GCN waarde moet deze procedure opnieuw worden uitgevoerd)
voor de situatie 480.000 vtb en 0% elektrificatie wordt vervolgens nagegaan wat het
effect van de verschillende opstelplaatsen is op de luchtkwaliteit
overschrijdingspunten. Hierdoor kan de elektrificatie geoptimaliseerd worden

in de

sommatie van de mate van overschrijding in de drie genoemde situaties.

4

BEREKENINGSWIJZE JAARGEMIDDELDE CONCENTRATIE NO2

In dit hoofdstuk is in detail aangegeven op welke wijze de jaargemiddelde concentratie NO2
(C(NO2)) voor de verschillende scenario’s is berekend. Het uitgangspunt voor alle
berekeningen is het resultaat zoals berekend in de ROP studie (KEMA, 2009) voor het
referentie alternatief 2010, 480.000 vtb en 60% elektrificatie. Alle scenario berekeningen
hebben betrekking op het jaar 2010.

1

De emissie als gevolg van de APU/GPU's kan bij volledige elektrificatie met maximaal 90% worden
gereduceerd. De resterende 10% is het gevolg van het starten van de motoren en kan met
elektrificatie niet worden vermeden. Dit betekent dat 60% elektrificatie leidt tot een reductie van de
emissie van de APU/GPU's met 50% en 100% elektrificatie leidt tot een emissiereductie van 90%.

-4-

50964127-TOS/ECC 09-4287

Referentiealternatief (480.000 vtb en 60% elektrificatie)
Dit referentiealternatief is al doorgerekend ten behoeve van de studie in het kader van de
bestemmingsplanprocedure (ROP studie). Alleen de gebruikte GCN achtergrondwaarden
vrijgegeven in maart 2008 zijn vervangen door de meer actuele achtergrondwaarden welke
zijn vrijgegeven in maart 2009:
C(NO2) (ref.alternatief) = C(NO2) (ROP studie, 2010 autonoom) – GCN(2008)+ GCN(2009)
480.000 vtb en 0% elektrificatie
De jaargemiddelde concentratie op elk punt wordt afgeleid van de concentratie uit het
referentiealternatief. Als gevolg van het starten van de motoren zal ook bij 100% elektrificatie
nog 10% emissie resteren, zodat de emissie bij 60% elektrificatie 50% bedraagt. Dit betekent
dat de bijdrage van de APU´s en GPU´s wordt verdubbeld ten opzichte van het
referentiescenario. Voor de berekening van het scenario 480.000 vtb/0% elektrificatie wordt
dus nogmaals de APU/GPU bijdrage uit het referentiealternatief toegevoegd:
C(NO2) (480.000/0% el.)= C(NO2) (ref.alternatief) + APU/GPU(ref. alternatief)

Nul-situatie (437.000 vtb en 0% elektrificatie)
Voor dit scenario is eerst de totale bijdrage ten gevolge van het vliegtuigverkeer in het
scenario 480.000 vtb/0% elektrificatie vastgesteld. Deze bijdrage is de som van de bijdrage
van het vliegverkeer, de taxiënde vliegtuigen, het platformverkeer en de APU/GPU’s. Deze
bijdrage is vervolgens naar rato van het aantal vtb’s verlaagd voor de berekening van de nulsituatie.
C(NO2) (vliegtuigverkeer)= C(NO2) (vliegverkeer) + APU/GPU(480.000/0% el.)+ taxi + platform
C(NO2) (437.000/0% el.)= C(NO2) (480.000/0% el.) – (437/480)* C(NO2) (vliegtuigverkeer)

480.000 vtb en 100% elektrificatie
In het referentiealternatief is de APU/GPU bijdrage gereduceerd naar 50% van de emissie
ten opzichte van geen elektrificatie. Dit betekent dat voor het scenario
480.000 vtb/100% elektrificatie de bijdrage APU/GPU uit het referentiealternatief moet
worden gereduceerd tot 1/5 (na volledige elektrificatie resteert immers nog 10% van de
emissie):

-5-

50964127-TOS/ECC 09-4287

C(NO2) (480.000/100% el.)= C(NO2) (ref.alternatief) – 0,8*APU/GPU(ref. alternatief)

480.000 vtb en optimalisering van de elektrificatie naar het effect op de luchtkwaliteit
Voor de bepaling van de concentratie in dit scenario is eerst over alle overschrijdingspunten
uit het scenario 480.000 vtb/0% elektrificatie de APU/GPU bijdrage per VOP gesommeerd.
Op basis van deze sommatie zijn de VOP’s gesorteerd. Vervolgens kan uitgaande van het
scenario 480.000 vtb/0% elektrificatie de APU/GPU bijdrage van specifieke VOP’s worden
gereduceerd tot de minimale 10%. Dit proces is iteratief uitgevoerd waarbij de VOP’s op
basis van de sortering zijn geëlektrificeerd: eerst de grootste daarna ook de één-na-grootste
et cetera totdat de mate van overschrijding is teruggebracht tot het niveau van de nulsituatie.
Elektrificatie van een specifieke VOP wordt berekend door het aftrekken van 1,8 maal de
APU/GPU bijdrage uit het referentiealternatief (1,8 maal de APU/GPU bijdrage uit het
referentiealternatief is immers 90% van de totale APU/GPU emissie in de situatie zonder
elektrificatie):
C(NO2) (480.000/opt) = C(NO2) (480.000/0% el)– 1,8*APU/GPU(deel VOP’s/ref. alternatief)

5

RESULTATEN

5.1

Resultaten van de verschillende scenario’s

Na het uitvoeren van de in hoofdstuk 4 beschreven berekeningen zijn de overschrijdingspunten geselecteerd. Het aantal overschrijdingspunten is als gevolg van de lagere GCN
waarden beduidend lager dan in de studie in het kader van de bestemmingsplanprocedure.
Zoals te verwachten is, is het aantal overschrijdingspunten in het scenario 480.000 vtb/0%
elektrificatie het grootst (31 punten; zie ook tabel 1). In de andere scenario's is het aantal
overschrijdingspunten lager en zijn er ook geen nieuwe overschrijdingspunten anders dan
deze 31. De analyse naar optimalisatie van de elektrificatie is aan deze 31 punten
uitgevoerd.
Een belangrijke parameter in deze optimalisatie is de mate van overschrijding. Deze is
gedefinieerd als de sommatie van de overschrijding (= jaargemiddelde concentratie 40,5 µg/m3) over alle punten. Op basis van het aantal overschrijdingspunten en de mate van
overschrijding kan het effect van elektrificatie worden geëvalueerd.

-6-

Tabel 1

50964127-TOS/ECC 09-4287

Overzicht van de waarden van de jaargemiddelde concentratie NO2 (2010) over de
31 overschrijdingspunten uit het scenario 480.000 vtb/0%. Gegeven is de minimale, gemiddelde en maximale waarde alsmede het aantal overschrijdingspunten
en de mate van overschrijding. Waarden die lager zijn dan de waarden in de 0situatie zijn groen weergegeven
eenheid

0-situatie
437.000 vtb

ref.alternatief
60% elek.

480.000 vtb
0% elek.

480.000 vtb
100% elek

µg/m

3

40,0

40,0

40,5

38,1

µg/m

3

41,6

41,5

42,0

41,1

µg/m

3

46,9

47,0

47,6

46,4

mate van overschrijding

µg/m

3

36,4

34,0

47,5

28,5

overschrijdingspunten

n

24

23

31

19

minimum
gemiddelde
maximum

Uit de resultaten van tabel 1 blijkt dat 60% elektrificatie in het referentie alternatief (evenals
in de korte termijn studie) afdoende is om de extra immissie door toename van de emissies
ten gevolge van de toename van het aantal vliegtuigbewegingen te compenseren. Het aantal
overschrijdingspunten neemt ten opzichte van de 0-situatie met één af tot 23 en de mate van
overschrijding neemt af van 36,4 µg/m3 naar 34,0 µg/m3. Zonder elektrificatie neemt het
aantal overschrijdingspunten als gevolg van de extra vliegtuigbewegingen toe van 24 naar
31 en de mate van overschrijding van 36,4 µg/m3 naar 47,5 µg/m3. Uit de resultaten van het
scenario met 100% elektrificatie is te zien wat het maximaal te behalen effect is van volledige
elektrificatie: een verdere afname van het aantal overschrijdingspunten naar 19 en afname
van de mate van overschrijding naar 28,5 µg/m3.

5.2

Optimalisatie van de elektrificatie

De ligging van de 31 overschrijdingspunten alsmede de VOP's zijn weergegeven in figuur 1.
De overschrijdingspunten liggen langs de A10 en A4. Bij de A4 liggen de overschrijdingspunten bij de tunnelmonden en tussen de A4 en Rijkerstreek (in deze strook ligt een fietspad).

-7-

50964127-TOS/ECC 09-4287

487000

486000

485000

484000

483000

482000

481000
H

M

G

480000
L

479000

F

478000

477000
108000 109000 110000 111000 112000 113000 114000 115000 116000 117000 118000

Figuur 1

Overzicht van de overschrijdingspunten (scenario 480.000 vtb/0% elektrificatie)
en de ligging van de VOP's (gegroepeerd per taxigroep)

Het effect van de elektrificatie van een VOP op de overschrijdingspunten is afhankelijk van
zowel de omvang van de VOP alsmede de afstand tussen de VOP en de overschrijdingspunten. Aangezien de hoogste overschrijdingen worden berekend ter plaatse van de
tunnelmonden is het te verwachten dat de VOP's in groep H in deze zin het belangrijkst
zullen zijn.
Op basis van de totale bijdrage van de APU/GPU's per VOP over de 31 beschouwde punten
is een sortering gemaakt van de VOP's naar effect op de mate van overschrijding. Hierbij is
de APU/GPU bijdrage uit het scenario van 480.000 vtb/0% elektrificatie gesommeerd. Uit

-8-

50964127-TOS/ECC 09-4287

deze sommatie volgt een gemiddelde volgorde in taxigroepen (in volgorde van afnemend
effect): H, M, L, F en G.
De 5 VOP's van taxigroep F zijn onder te verdelen in een tweetal VOP's vlakbij de A4 en 3
VOP's die verder weg liggen (zie ook figuur 1). De eerste twee (met bijdragen van 0,9 en 0,5
µg/m3) liggen in de rangschikking duidelijk hoger dan de overige drie (gemiddelde bijdrage
van 0,2 µg/m3). Bij taxigroep H is er een driedeling: de drie meest oostelijke VOP's hebben
de laagste bijdrage (circa 0,6 µg/m3), daarna volgen de twee VOP's in het midden met een
bijdrage van circa 0,9 µg/m3 en daarna de zes meest westelijke VOP's met de hoogste
bijdrage variërend van 1,5 tot 6,4 µg/m3. De bijdragen van de VOP's uit taxigroep M is 0,6 tot
0,7 µg/m3 en dus vergelijkbaar met de drie laagste VOP's uit groep H. De bijdragen van
VOP's uit taxigroep G is verwaarloosbaar: 0,01µg/m3. Ook de bijdragen van de VOP's uit
taxigroep L is laag en varieert van 0,24 µg/m3 tot 0,35 µg/m3.
In tabel 2 zijn de resultaten van de optimalisatie weergegeven. Voor de optimalisatie zijn
zeven situaties doorgerekend. Situatie 1 betreft het elektrificeren van de drie hoogste VOP's
uit groep H. Het effect hiervan op de mate van overschrijding is groot: deze neemt af van
47,5 µg/m3 naar 37,1 µg/m3. Met deze maatregel ligt de mate van overschrijding nog wel
boven die van de 0-situatie. Na het elektrificeren van de 5 hoogste VOP's uit groep H
(situatie 2) ligt de mate van overschrijding tussen die van de 0-situatie en het
referentiealternatief in, het aantal punten waarop een overschrijding wordt berekend ligt nog
wel hoger dan in de 0-situatie. Om het aantal overschrijdingspunten terug te brengen naar
het niveau van de 0-situatie is het nodig om de 8 hoogste VOP's uit groep H en 3 uit groep M
te elektrificeren (stiuatie 5). De mate van overschrijding ligt dan ruim lager dan in de 0situatie (31,8 µg/m3 ten opzichte van 36,4 µg/m3). Pas na het elektrificeren van alle VOP's uit
groep H en 3 uit groep M wordt het aantal overschrijdingspunten teruggebracht tot het aantal
in het referentiealternatief (23 punten).

-9-

Tabel 2

50964127-TOS/ECC 09-4287

Resultaten optimalisatie elektrificatie specifieke VOP's. Voor 7 situaties is het
effect van elektrificatie doorgerekend. Waarden die gelijk of lager zijn dan de 0situatie zijn groen weergegeven, waarden die tevens lager zijn dan het
referentiealternatief zijn blauw weergegeven
eenheid

0

1

2

3

4

5

6

7

minimum

µg/m

3

40,0

39,7

39,1

38,8

38,6

38,7

38,6

38,5

gemiddelde

µg/m

3

41,6

41,6

41,5

41,4

41,4

41,4

41,4

41,3

µg/m

3

46,9

47,2

47,1

46,9

46,8

46,8

46,8

46,7

mate van overschrijding

µg/m

3

36,4

37,1

35,3

33,2

32,1

32,2

31,8

30,7

overschrijdingspunten

n

24

28

27

27

26

26

24

23

maximum

0
1

0-situatie 437.000 vtb en 0% elektrificatie
elektrificatie van de 3 meest westelijke VOP's uit groep H (de VOP's met de hoogste

2

bijdragen)
elektrificatie van de 5 VOP's uit groep H met de hoogste bijdragen

3
4

elektrificatie van de 8 VOP's uit groep H met de hoogste bijdragen
elektrificatie van alle VOP's uit groep H

5

elektrificatie van de 8 hoogste VOP's uit groep H plus de 2 hoogste uit groep M

6
7

elektrificatie van de 8 hoogste VOP's uit groep H plus 3 uit groep M
elektrificatie van alle VOP's uit groep H plus 3 uit groep M

Op basis van de optimalisatie kan geconcludeerd worden dat selectieve elektrificatie van de
VOP's een groter effect heeft op de luchtkwaliteit dan een gemiddelde elektrificatie van 60%.
Na elektrificatie van de 5 grootste VOP's uit taxigroep H (5/38= 13% elektrificatie) is de mate
van overschrijding al teruggebracht tot onder het niveau van de 0-situatie. Na elektrificatie
van de 8 hoogste VOP's uit groep H plus 3 uit groep M (29% elektrificatie) is ook het aantal
overschrijdingspunten gelijk aan de 0-situatie. In deze situatie treedt er dus een verbetering
van luchtkwaliteit op, bij een gelijkblijvend aantal overschrijdingspunten.

6

CONCLUSIES

Op basis van de verschillende bronbijdragen zoals bepaald in de studie in het kader van de
bestemmingsplanprocedure (KEMA, 2008) en de nieuwe GCN waarden is de
jaargemiddelde concentratie NO2 bepaald voor het jaar 2010 voor de 0-situatie het
referentiealternatief alsmede verschillende scenario's voor de elektrificatie bij 480.000 vtb.

-10-

50964127-TOS/ECC 09-4287

Op basis van de berekeningen kunnen de volgende conclusies worden getrokken:
- als gevolg van de nieuwe GCN-waarden van maart 2009 neemt het overschrijdingsgebied verder af ten opzichte van de korte termijn studie
- elektrificatie van 60% van alle VOP's is nog steeds een ruim afdoende maatregel om de
extra immissie door toename van de emissies ten gevolge van de toename van het
aantal vliegtuigbewegingen te compenseren
- de bijdrage van de afzonderlijke VOP's aan de luchtkwaliteit en met name de mate van
overschrijding varieert sterk. In het algemeen neemt het effect per taxigroep af in de
volgorde: H, M, L, F en G
- selectieve elektrificatie van de VOP's heeft daardoor een groter effect op de luchtkwaliteit
dan een gemiddelde elektrificatie van 60%:
elektrificatie van de 5 grootste VOP's uit taxigroep H brengt de mate van
overschrijding al terug tot onder het niveau van de 0-situatie
elektrificatie van de 8 hoogste VOP's uit groep H plus 3 uit groep M brengt het aantal
overschrijdingspunten terug tot het niveau van de 0-situatie
deze variant (elektrificatie van de 8 hoogste VOP's uit groep H plus 3 uit groep M)
geeft dan al een verbetering van de luchtkwaliteit te zien ten opzichte van het
nulalternatief. Ook is in die situatie de mate van overschrijding lager dan in het
referentiealternatief.

REFERENTIES
NLR/KEMA, 2008 (A. Hoolhorst, J.J. Erbrink, E. Kokmeijer, R.D.A. Scholten). Luchtkwaliteit
rond luchthaven Schiphol. Verfijningsberekeningen voor MER korte termijn 'Verder werken
aan de toekomst van Schiphol en de regio' Rapport NLR-CR-2008-241.
KEMA, 2008 (E. Kokmeijer, J.J. Erbrink). Luchtkwaliteitsonderzoek Schiphol en omstreken in
het kader van ruimtelijke ontwikkelingsplannen. Rapport KEMA 50863767-TOS/ECC 095234.