O problema é que o formato subjacente que você está salvando não entende nada além de uma cor de 24 bits por pixel. Se o contêiner ou o formato subjacente atendesse especificamente a escala de cinza de 8 bits (ou formatos de 8 bits em geral), você veria a redução de tamanho esperada.
Como exemplo, você pode salvar uma imagem como .BMP ou PNG. Geralmente, você tem a opção de definir a profundidade de bits para a saída (se você estiver usando Paint.NET, pelo menos) e depois converter para escala de cinza. um benefício.
O JPEG não suporta estritamente menores profundidades de bits, se bem me lembro, eu ficaria surpreso se a maioria dos codificadores de vídeo modernos fizessem 99% de seu uso para fontes de cores.