Fijn Stof afvangen op het Eindhovense Stadhuisplein

Het “Glazen huis”

Inleiding
De gemeente Eindhoven, de TU/e, en de firma’s Air Liquide en ENS Technology gaan gedurende het voorjaar van 2018 een proef doen met het verwijderen van fijn stof uit de lucht, die uit de parkeergarage onder het Eindhovense Stadhuisplein. Voor dit alles is het “Glazen Huis” opgericht.
Uit die afgassen wordt zoveel fijn stof weggehaald, dat de bewerkte lucht schoner wordt dan de overige stadslucht (de achtergrond). Die schonere lucht wordt uitgeblazen en verdunt de vervuiling in een gebied buiten de parkeergarage.
Tenminste, dat laatste is de bedoeling want het is een experiment dat zeker vier maand gaat lopen.
Naast genoemde vier instellingen is er een sturingscommissie met externe deskundigen van het IRAS van de Universiteit van Utrecht, en Grimm Aerosol Technology, die meetapparatuur maakt.

De voorgeschiedenis
Dit verhaal is op deze site eerder aan de orde geweest.
Dat was toen er in oktober 2016 een voorstudie gepubliceerd werd van bouwkunde-professor Blocken, universitair docent Twan van Hooff en student Rob Vervoort.

De voorstudie beperkte zich tot een computersimulatie en een maquette voor in de windtunnel. Voor de simulatie werd gekozen voor apparatuur van de firma ENS uit Cuijk (een Aufero-unit), die daar dus nog fictief werd ingezet.
Er werden drie scenario’s tegenover elkaar gezet: 0 units (de nulmeting), 99 units op 65 parkeergarages, en 594 units op diezelfde 65 parkeergarages.
De voorstudie creëerde mooie gekleurde plaatjes, waarin soms forse concentratiedalingen beloofd werden. Hieronder een plaatje van het gebied rond de Boschdijktunnel, links zonder, rechts met 594 Aufero-units. De jaargemiddelde norm voor PM10 (zie de gekleurde schaal links) is 40 µgr/m3 .

PM10-concentraties nabij Boschdijktunnel met en zonder luchtzuivering

Omdat de provincie de voorstudie betaalde, kwam het onderwerp aan de orde in Provinciale Staten. Zodoende heb ik als fractieondersteuner het verhaal beoordeeld voor de SP-fractie. Kort samengevat mijn mening:

  • Men mag verwachten dat de afdeling Bouwkunde de techniek van de computersimulaties en windtunnelmodellen beheerst. Het behoort tot hun core business. Ik heb hierover dan ook geen twijfel uitgesproken.
  • Ik had wel kritiek op de randvoorwaarden:
  • Er is alleen gerekend aan een heel zeldzaam weertype (1m/sec op 10 m hoogte dus eigenlijk windkracht 0,5 , uit het Zuidoosten, geen neerslag).Men mag verwachten dat bij een dergelijk uitgangspunt het optimale contrast bereikt wordt en de mooiste plaatjes ontstaan.
  • Er is alleen gerekend aan PM10
  • Er was een te lage achtergrondconcentratie ingegeven
  • Er was een handvol vereenvoudigingen aangebracht waar je moeilijk onderuit kon, maar die mogelijk wel enige invloed hadden

Ik vond de uitkomsten, vanwege het gekozen niet-representatieve weertype, onbruikbaar om beleid op te baseren. Immers, een lokale overheid wordt afgerekend op jaargemiddelde concentraties en bij een huilende Noordwester zien de contrasten er ongetwijfeld heel anders uit.

De vragen (dd december 2016) echter werden afgepoeierd door GS en het geheel ging richting gemeente Eindhoven voor het vervolg –  dat dus een jaar later, in de vorm van een Glazen huis, op het Stadhuisplein verrees. De voorstudie was een pilot geworden.
Zie De parkeergarage als longen van de stad? en SP-vragen over studie naar luchtzuivering in Eindhovense parkeergarages- update .

Hoe het werkt

Binnen het Glazen Huis
De communicatie van de gemeente Eindhoven naar de bevolking toe is in de bekende Brainport-ronkende stijl, die wethouder Schreurs goed beheerst. Het is allemaal fantastisch.

Er is ook een briefingsdocument voor de gemeenteraad en dat is beter (maar dat moet je dan ook eerst zoeken). Zie GR-info_Bijlage_3_Longen_van_de_stad_Eindhoven_-_Pilot_Project_Stadhuisplein_Plan_B

De begroting van het hele project staat voor 1,29 miljoen incidenteel, waarvan 0,23 miljoen voor rekening van de gemeente Eindhoven. De rest zit bij ENS en bij Air Liquide. De TU/e werkt mee met mens- en rekenkracht.

Een garage als die op het Stadhuisplein zou voor zichzelf maar 6 Aufero-units nodig hebben, maar omdat men in de pilot ook het effect op de omgeving wil onderzoeken, worden er nu 30 neergezet.

Zo’n unit jaagt er 9000 m3 lucht doorheen. Het reinigingsrendement voor PM10 is ca 70%, voor fijner stof en voor roet ergens rond de 40%.
Aufero-units zijn een soort elektrostaatfilters en kunnen daarom toe met een relatief laag vermogen van 415W per stuk (ongeveer een lichte elektrische boor). Staat zo’n ding een heel jaar aan, dan verbruikt het zo’n 3600kWh, ongeveer het stroomverbruik van een gemiddeld Nederlands huishouden.
Men schat in dat één unit 50 tot 100 gr fijn stof per maand vangt. Als je het narekent (9000m3/h * 20 µgr/m3 * 720h/maand * 0,70), kom je op 90 gr/maand, dus dat zou ongeveer kunnen.

PM10-concentraties in de Eindhovense binnenstad (2015, Atlas Leefomgeving)

Er wordt een uitgebreid meetnetwerk ingericht. Dat gaat de concentraties meten van fijn stof (van 0,3 tot 10 µm diameter, dus van PM0.3 tot PM10), roet (Black Carbon), en zaken als de temperatuur, de windrichting en -snelheid, en de luchtvochtigheid.

Mogelijke meetstations

Er wordt eerst 4 weken gemeten als nulmeting, dan vier weken pauze, en dan drie maand een meting met de apparaten aan.  In de tweede helft van 2018 zal er een wetenschappelijke publicatie komen in een open access-artikel in een vooraanstaand wetenschappelijk tijdschrift.
Dat stelt me wel gerust: de politieke en commerciele belangen zijn groot en het zou niet voor het eerst zijn dat een publiek-privaat onderzoek tot uitkomsten leidt die niet openbaar worden gemaakt “uit concurrentieoverwegingen” of zoiets. Ik  ga het volgen.

Critici
Je hebt twee soorten critici: zij die aan het beleid twijfelen en zij die aan de techniek twijfelen (of beide).

Mijn Vereniging Milieudefensie twijfelt (bij  monde van Anne Knol die hoofdverantwoordelijke is voor het onderwerp en zelf onderzoekster bij het RIVM geweest is) dat de principiele gedachte niet deugt.
De heilige milieudrieëenheid wil dat je eerst bronmaatregelen neemt, dan overdrachtsmaatregelen en dan end of pipe-maatregelen. Je kunt er over twisten of dit een overdrachtsmaatregel is of een end of pipe-maatregel, maar het is in elk geval geen bronbeleid.
Bovendien veroorzaken auto’s meer problemen dan alleen roet en fijn stof. Ze lozen ook CO2 (van belang voor de klimaatdoelen) en NO2 (het gas dat nu juist in Eindhoven voor het soort gedoe zorgt als op de Vestdijk). Daartegen doet het elektrostaatfilter van ENS niets.
En auto’s nemen in de stad veel ruimte in en veroorzaken ongelukken.
Kortom, ongeacht of je stof kunt wegvangen of niet, je wilt toch minder auto’s in het centrum.

Een criticus als Michiel van der Molen, universitair docent luchtkwaliteit in Wageningen, bespreekt vooral de getallen. Hij gelooft niet dat de effecten zo groot zijn als verwacht. “Op één km weg langs het Stadhuisplein wordt per dag 600 tot 700 gr fijn stof uitgestoten” zegt hij in de NRC van 22 dec 2017. “Dat haal je bij lange na niet meer uit de lucht”. ( www.nrc.nl/nieuws/2017/12/22/scepsis-over-proef-om-stadslucht-te-zuiveren-a1585932 ). (Dat getal lijkt me overigens aan de hoge kant bg: bij een parkemissiefactor over 2016 van 0,023gr/km (CBS), en bij 16000 auto’s op de Wal per etmaal, kom ik op ongeveer 370gr per km Wal per etmaal, dus op 11000 gr per km Wal per maand).
Maar of men nu mijn 11000 gr per km Wal per maand neemt, of het bijna twee keer zo hoge getal van Van der Molen, in beide gevallen lijkt het erg veel ten opzichte van de 50 a 100gr per maand die de Aufero per stuk per maand uit de lucht haalt.

In diezelfde NRC doet ook het RIVM erg sceptisch. “In het algemeen is het niet efficient om emissies in een stad te faciliteren en die na verspreiding weer uit de lucht te filteren. Vermindering en/of voorkomen van emissies is veel efficienter” aldus een woordvoerder.

Deelnemende instellingen

Mijn conclusie
Vooralsnog stel ik me ten aanzien van het onderzoek an sich neutraal op. Het is een interessant wetenschappelijk experiment dat vooralsnog vooral het karakter van fundamenteel onderzoek heeft op een belangrijk beleidsterrein. Daar kun je niet tegen zijn.
Welk beleid er straks op moet volgen, dat is een ander verhaal.

Als de conclusies bekend zijn gemaakt, kijk ik wel waar het uiteindelijk om draait: een serieuze techniek om een belangrijk probleem flink te verminderen, of vooral verkoopstrategie van de firma ENS.
Ik heb niets tegen industriepolitiek, als daar het belang van de bevolking bij voorop staat.

In tussentijd blijf ik steun verlenen aan de Milieudefensieacties voor minder en schonere auto’s in de stad.

De parkeergarage als longen van de stad?

Het Eindhovens Dagblad (ED) van 29 oktober 2016 kopte “Parking als long van de stad werkt”. Het blad Cursor van de TU/e vermeldde twee dagen eerder een vergelijkbaar juichverhaal. De grote lijn was dat het afvangen van fijn stof in parkeergarages de lucht daar en stuk schoner kan maken. En, blijkt uit het artikel, ook in de omge-
ving van de garage.

Nu is het de bedoeling dat mijn longen zo weinig mogelijk stof vangen, dus ik vind de gebruikte beeldspraak weinig gelukkig, maar dit terzijde.
Is de bewering, afgezien van de metafoor, waar? Ik heb er het originele onderzoek van Bert Blocken bij te pakken (en van student Rob Vervoort en universitair docent Twan van Hoof), alle van de afdeling Bouwkunde van de TUE.
Het onderzoek is te vinden op http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167610516304536 (open access).

Samenwerking met het bedrijfsleven
De hoofdvraag is of het filteren van afgezogen lucht in de Eindhovense parkeergarages ertoe bijdraagt dat in en rond die garages de lucht schoner wordt. In het onderzoek is samengewerkt met ENS Technologie uit Cuijk ( http://enstechnology.nl/ ). Het onderzoek baseert zich specifiek op de (beweerde) kenmerken van de Aufero van deze firma. Ik zeg overigens geen negatief woord over de ionisatiefilters van ENS. Mijn kennis schiet te kort om een grondig oordeel uit te kunnen spreken, maar meer dan een geïnteresseerde leek zijnde, krijg ik er geen slecht gevoel bij.
Deze samenwerking wordt expliciet in het artikel vermeld en daar, waar de universiteiten tegenwoordig gedwongen worden voor hun onderzoek geld te zoeken bij het bedrijfsleven en dus ook te laten opbrengen, wil ik daar niet bij voorbaat over vallen. Als het onderzoek goed gebeurt, en daar heb ik wat bedenkingen. Er staat niet voor niets een ? in de kop.

Ook de provincie is financier.

 Relevant voor de gezondheid
De vraagstelling is en blijft relevant. De meeste soorten fijn stof zijn gevaarlijk. Auto’s produceren fijn stof uit hun uitlaat, maar ook door slijtage van remmen, banden en asfalt. Als alle auto’s elektrisch zijn, wordt er nog steeds fijn stof geproduceerd, zij het wel een stuk minder.

(Overigens, maar dit tussendoor: er is een heleboel emotionele drukte over tot korrels van ca 2000µm gemalen autobanden op kunstgrasvelden. Die bevatten inderdaad PAK’s en roet, maar ik zie geen logische blootstellingsroute die gedurende 1 a 2 uur per week schade aanricht. Niet voetballen is gevaarlijker dan op kunstgras voetballen.
Als diezelfde autobanden zichzelf tot korrels van 2
µm malen en in de lucht gaan zweven, is die blootstellingsroute er wel.
Het zou de volksgezondheid dienen als de emotie omgekeerd evenredig was met de diameter van de korrels.)

Opzet en uitkomsten van het onderzoek
Het onderzoek bestaat uit CFD-berekeningen (Computational Fluid Dynamics), een gangbare techniek.
Er zijn twee fasen.

Eerst worden er berekeningen losgelaten op schematische wijken met een schaakbordpatroon en drie soorten straten (breedte 2*, gelijk of 0,5* hoogte), waarin een gas producerende puntbron. Die schaakbordwijk wordt in een windtunnel gezet. Je speelt wat met de omstandigheden en kijkt bij welke  aerodynamische kengetallen de berekeningen het beste bij de windtunnelmetingen passen. Die kengetallen neem je mee naar de tweede fase.
In de eerste fase ontstaan soms forse onzekerheidsmarges, die meegenomen worden naar de tweede fase.

In de tweede fase wordt een fijnmazig grid opgezet en daar worden de feitelijk bestaande Eindhovense gebouwen en straten virtueel in gemodelleerd. De kwantitatieve verkeersstromen in al die straten worden toegevoegd (cijfers van de gemeente). De studie gaat uit van normaal stadsverkeer (15 tot 30 km/uur en twee stops per km).
Op die verkeersbewegingen worden standaard emissie-kengetallen losgelaten. De berekening beperkt zich tot PM10 (korreltjes met een diameter onder de 10µm).
De parkeergarages worden ingetekend (de vlaggetjes in het eerste plaatje, in garage M staan alleen fietsen). Op die garages worden NEN-normen losgelaten en realistisch ogende kengetallen voor de autobewegingen.
Vervolgens laat men op dit systeem een Zuidoostenwind los die op 10m hoogte 1 m/sec is.
Als achtergrondconcentratie wordt gekozen die van het RIVM-meetstation in een woonwijk in Veldhoven, zijnde 17,3µgr/m3 . De filtersystemen vissen ook in die achtergrondvervuiling.
Naast bovenstaand nulscenario worden twee andere scenario’s gedefinieerd, nl 99 Aufero’s (goed voor één filter op 65 parkeerplaatsen) en 594 units (zes op elke 65 parkeerplaatsen)
Aan de Aufero’s wordt een filterrendement van 70% en een debiet van 9000m3 /uur toebedeeld

Tenslotte worden een flink aantal vereenvoudigingen aangebracht. Dat kan niet anders. Niet voor niets noemt Blocken zijn onderzoek “preliminary”. Dat is het inderdaad. Onder andere:
*     de rekenwijze is alleen geschikt voor bronnen dicht bij de grond. Schoorstenen doen niet mee.
*     het aantal voertuigbewegingen per etmaal wordt geacht gelijkmatig over 10 uur verspreid te zijn en er wordt alleen bij die 10 uur gerekend. Er is dus niet aan een piek gerekend.
*     Alleen de voertuigbewegingen binnen de getekende twaalfhoek tellen mee, niet die windopwaarts in Stratum buiten het gebied (o.a. de Rondweg in dat gebied)
*     het model is redelijk geschikt voor PM10 en PM2.5 en misschien roet, maar rekent alleen aan PM10, en is ongeschikt voor ultrafijn stof en NO2.
*     nog een aantal technische vereenvoudigingen die hier te ver voeren.

Auto-aantallen per doordeweeks etmaal in het Eindhovense centrum

Het resultaat van dit alles zijn plaatjes die voor de gekozen set van uitgangspunten de verdeling van PM10 in en rond parkeergarages in kaart brengen. Je krijgt dan dit soort plaatjes voor de PM10-verdeling op neushoogte:

PM10-concentraties nabij Boschdijktunnel met en zonder luchtzuivering

Links is het nulscenario, rechts is met 594 filters in werking. Het betreft het gebied rond de Boschdijktunnel. Opgemerkt moet nog worden dat het kleurenspectrum bij 40 ophoudt, maar dat de concentraties tot 50µgr/m3  kunnen doorlopen. Dat blijft dan hetzelfde rood.
Als je hetzelfde plaatje niet in absolute getallen tekent, maar in verschilpercentages, verandert het bovenstaande rechterplaatje in onderstaande twee rechterplaatjes. Die zijn identiek, maar zijn met een meer resp. minder felle kleurschakering ingetekend.

Daling PM10-concentraties in procenten

Bij al deze plaatjes moet bedacht worden dat er grote onzekerheidsmarges aanhangen. Maar de hoofdvraag was of de luchtzuiveringsapparatuur van Ens werkt, en het antwoord daarop is tot op zekere hoogte “ja”. Je mag redelijkerwijs aannemen dat in de breuk
(concentratiesmet/concentratieszonder) de onzekerheden in teller en noemer ongeveer dezelfde kant op werken.

En toch…
En toch staan me een paar dingen niet aan. Dan bedoel ik niet de (technische) vereenvoudigingen, die aangebracht zijn. Die zijn bij een eerste onderzoek onontkoombaar en kunnen desgewenst met vervolgonderzoek verbeterd worden.
Ik vind wel dat de plaatjes een grotere precisie suggereren dan waargemaakt kan worden. Maar ook dat is verder niet schokkend.

Wat mij  op de eerste plaats en vooral niet aanstaat zijn de keuzes. Zoals voor een zeldzaam weertype als vertrekpunt. Het is niet vaak Zuidoosten wind (dus droog), en 1m/sec op 10m hoogte is bijna windstil.
Als het je doel is om de samenleving te dienen, kies je een representatief weertype (bijvoorbeeld zuidwestenwind, windkracht 3 dus ca 5 m/sec). Als het je doel is een verhaal te vertellen dat maximaal contrast levert ten behoeve van de luchtzuiveringsapparatuur van de firma Ens, moet je de gekozen set uitgangspunten kiezen. Ens opent zijn website dan ook heel blij met de resultaten van het TU/e – onderzoek.
Ik denk dat er bij een huilende Noordwesterstorm nog maar weinig contrast tussen de concentraties met en zonder luchtzuiveringsapparatuur zit.

Ten tweede vind ik dat Blocken een te lage achtergrondwaarde hanteert, en dat hij ten onrechte het gebied windopwaarts van de centrale twaalfhoek weglaat. Het laatste komt tot uiting in het eerste.
Het RIVM geeft in zijn grootschalige achtergrondkaart (GCN, zie http://geodata.rivm.nl/gcn/ ) voor het gebied ten Zuidoosten van het Eindhovense centrum voor 2015 waardes van 20 a 21µgr/m3  op een gridcel van 1*1km.
Omdat de gevonden absolute outputwaarden waarschijnlijk ongeveer evenredig zijn met de inputwaarden, zijn dus alle absolute waarden volgens mij ongeveer 1/6 deel hoger als aangegeven.

Detailopname van de virtuele Eindhovense maquette

Het derde kritiekpunt sluit aan op de eerste twee. Wat kun je bestuurlijk met dit onderzoek?
Als privé-persoon verdient het aanbeveling om bij zwakke Zuidoostenwind niet langdurig aan de lijkant van de parkeergarage naast het Beursgebouw te gaan staan (met of zonder luchtzuivering).
De wetgeving t.a.v. PM10 echter gaat uit van jaargemiddeldes over de hele stad. Daarin komen allerlei soorten weertypes voor, maar nou net zeer zwakke Zuidoostenwind het minste van alle. De PM10-concentratie kan op micro-schaal en etmaalgemiddeld spectaculair op en neer schie-
ten met het weer, maar jaargemiddeld zijn de variaties veel  kleiner.
Het Eindhovense centrum (1*1km-pixel) zat in de GCN-kaart jaargemiddeld over 2015 op 23,8µgr/m3 , de Strabrechtse Heide op ongeveer 18,9µgr/m3 . Daarmee heb je de ongeveer de achtergrondextremen in de regio.
In het Eindhovense centrum moet daar vanwege het lokale verkeer ongetwijfeld nog wat bijgeteld worden, maar uit het onderzoek van Blocken kan niet afgeleid worden hoeveel.
De Atlas van de Leefomgeving ( www.atlasleefomgeving.nl/kijken )  gaf over 2013 op sommige plekken langs de Vestdijk piekwaarden van 25 tot 26µgr/m3 , en bij bijvoorbeeld de Boschdijktunnel rond de 24µgr/m3 . De officiele norm is 40µgr/m3.
Het dilemma van een gemeentebestuur is dat bij PM10 dure inspanningen (wat kosten 594 filters?) jaargemiddeld slechts tot een beperkt resultaat leiden en dan vooral in gebieden dicht op een uitlaat van een parkeergarage, terwijl de gemeente ook zonder die dure maatregelen ver onder de norm zit. Het zou wat anders zijn als de norm het WHO-advies zou  volgen, dat voor PM10 op 20µgr/m3 zit. Dan werd het weer sport.
Blocken heeft er met zijn keuze voor luchtzuivering in parkeergarages eigenlijk voor gekozen om onderzoek te doen aan de vervuilingsvorm waar het verkeer er relatief het minste toe doet.

Herkomst van stof in de Nederlandse atmosfeer, gemiddeld over lange tijd en heel Nederland
Herkomst PM2.5 en roet in Nederland en Eindhoven

Onderzoek naar ultrafijn stof en roet zou zinvoller geweest zijn. Medisch zijn die vervuilingssoorten belangrijker en de contrasten binnen de regio zijn groter.

Eindconclusie
Misschien is het zinvol om exploitanten van parkeergarages op termijn te verplichten om hun uitlaatgassen te filteren, maar het onderzoek van Blocken is geen adequate basis voor een zinvolle kosten-baten analyse. Daarvoor is meer nodig.
Het onderzoek bewijst wel dat ionisatiefilters van Ens een technisch effect hebben, maar toont slechts kortstondig en voor betrekkelijk zeldzame weersoorten aan dat het effect zich significant over een groter gebied uitstrekt.