Ympäristöystävällisen. kaupunkiliikenteen. kehittäminen Helsingissä, linja-autot Petri Saari HKL

Transkriptio

1 Ympäristöystävällisen kaupunkiliikenteen kehittäminen Helsingissä, linja-autot Petri Saari HKL

2 Miten bussiliikenteen päästöjä vähennetään Helsingissä nyt ja tulevaisuudessa. Ympäristöystävällinen käyttövoima joukkoliikenteessä Sähkökäyttöinen raideliikenne Esityksessä keskitytään tällä kertaa vain bussitekniikkaan. 1. Dieselmoottorien tekniikan kehittyminen 2. Biodiesel 3. Maa- ja biokaasu 4. Hybridibussit 5. Johdinautot

3 Bussien päästöt eri moottoritekniikoilla ja polttoaineilla. Diesel EEV (VTT ) CNG EEV (VTT ) NOx 5,9 g/km NOx 3,2 g/km PM 0,06 g/km PM 0,007 g/km CO g/km CO g/km Luvut perustuvat VTT:n mittauksiin Braunschweigh ajosyklillä. EEV-diesel on tällä hetkellä puhtain markkinoilla oleva dieselbussi. Huomioitavaa: -telibussin päästöt ovat noin % suuremmat kuin 2-aks. EEV -hybriditeknologia nostaa kaluston hintaa, samoin maa/biokaasuteknologia -biopolttoaineet (NExBTL ja muut) ovat kalliimpia kuin fossiilinen polttoaine -kaluston painoa keventämällä on myös mahdollista vähentää energiankulutusta jopa 20% HelenSähkön myymä sähkö jakaantui eri energialähteiden kesken seuraavasti. Fossiiliset 19%, Ydinvoima 22%, Uusiutuva 59% Sähkön ominaispäästö Hiilidioksidi103g/kWh -tiukemmat Euro 6 luokan vaatimukset tulevat voimaan 12 / (-80% Nox, -50% PM / EEV)

4 2.2 Päästöpisteytys (kalustopisteet max. 15,2) Nox - 7,0 g/kwh = Euro 2 0 pist. - 5,0 g/kwh = Euro 3 0,50 pist. 0 pistettä? - 3,5 g/kwh = Euro 4 1,00 pist. - 2,0 g/kwh = Euro 5 1,50 pist. PM - 0,15 g/kwh = Euro 2 0 pist. - 0,10/0,16 g/kwh = Euro 3 0,50 pist. 0 pistettä? - 0,05/0,08 g/kwh (ESC/ETC) 1,25 pist. - 0,02/0,03 g/kwh = Euro 4/5 2,75 pist. EEV, kaikki päästökomponentit 6,00 pist. Melu - 77 db(a) 0,75 pist db(a) 1,50 pist.

5 Nox g/kwh PM g/kwh CO g/kwh THC g/kwh NMHC g/kwh Päästötaso Voimassa vuodesta Testisykli Euro ECE R-49 14,4 * 11,2 2,40 Euro ECE R-49 8,0 0,35 4,5 1,10 Euro ECE R-49 7,0 0,15 4,0 1,10 Euro ESC+ELR 5,0 0,10 2,1 0,66 0,78 ETC 0,16 5,45 Euro ESC+ELR 3,5 0,02 1,5 0,46 0,55 ETC 0,03 4,0 Euro ESC+ELR 2,0 0,02 1,5 0,46 0,55 ETC 0,03 4,0 EEV ESC+ELR 2,0 0,02 1,5 0,25 0,40 ETC 0,02 3,0 Päästökomponenttien enimmäismäärät eri Euro-luokissa.

6 HKL:n tilaaman bussiliikenteen CO2 päästöt 2008 Päästötaso Euro 0 bussien määrä (kpl) bussien osuus (%) bussien ajosuorite (milj.km/v) CO2 / g/km* CO2 / tonnia Euro 1 0 0% 0, ,00 Euro % 13, ,63 Euro % 9, ,32 Euro % 1, ,87 Euro 5 EEV 50 10% 3, ,31 EX-kaasucng 59 12% 4, ,67 32,1774 YHTEENSÄ % 32, ,80 CO2 1219,48g / km

7 Tulevaisuudessa HKL kilpailuttamisessa käytettävän laatupisteytyksen lisätään myös CO2 päästöpisteet. PM and CO2 emissions over the Braunschweig city bus -cycle PM g/km 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 Light weight buses 1100 g/km Target for 2-axle city buses with load of 3000 kg CNG Euro2 CNG Euro3 CNG EEV Diesel Euro 2 Diesel Euro 4 Diesel Euro 5 Diesel EEV + CRT Light weight buses 0,10 3-axle 0,05 0, CO2 g/km (for diesels by fuel consumption)

8 1. Dieselmoottorien tekniikan kehittyminen NOx päästökertymät euro-päästöluokittain 1400 kaupunkibussia NOx-kertymä kg Euro 6 EEV Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro Lähtötaso 1/3 Euro 2, 1/3 Euro 3, 1/6 Euro 4, 5 ja EEV kutakin Kaksi vuotta / +200 EEV autoa ja -200 Euro 2 autoa Viisi vuotta / +300 EEV Kymmenen vuotta / +300 autoa, +200 Euro 6 autoa, EEV autoa, +700 Euro Euro 2 autoa ja -33 autoa, -467 Euro 2 autoa, Euro 3 autoa -466 Euro 3 autoa ja -67 Euro 4 autoa

9 PM päästökertymät euro-päästöluokittain 1400 kaupunkibussia PM-kertymä kg Euro 6 EEV Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro Lähtötaso 1/3 Euro 2, 1/3 Euro 3, 1/6 Euro 4, 5 ja EEV kutakin Kaksi vuotta / +200 EEV autoa ja -200 Euro 2 autoa Viisi vuotta / +300 EEV autoa, +200 Euro 6 autoa, -467 Euro 2 autoa ja -33 Euro 3 autoa Kymmenen vuotta / +300 EEV autoa, +700 Euro 6 autoa, -467 Euro 2 autoa, -466 Euro 3 autoa ja -67 Euro 4 autoa

10 2. BIODIESEL NExBTL-dieselin kenttäkokeessa mukana nyt noin 300 kaupunkibussia Vuosina suoritettiin runsaasti alustadynamometri-mittauksia NExBTL-seosten päästövaikutuksien selvittämiseksi Päästöjen seuranta aloitettiin 22 kaupunkibussilla 100% NExBTL polttoainetta käytettäessä ongelmalliset typen oksidi (NOx) - päästöt laskivat keskimäärin 10% ja partikkeli (PM) päästöt 30% Partikkelikatalysaattorien ja NExBTL:n yhteisvaikutuksesta partikkeleita voidaan alentaa jopa yli 50% Seurantamittausten alkumittaukset on tehty, päästöjen kehittymistä seurataan vuosittaisilla mittauksilla Vuosina 2009 ja 2010 tehtävillä seurantamittauksilla varmistetaan polttoaineen toimivuus pitkäaikaisessa käytössä 10

11 100 % NExBTL:n päästövähenemien toteutuminen (VTT) Vähentää hiukkaspäästöjä -30 % NOx päästöjä -10 % Vähentää välittömästi vanhemman (käytössä n.10v) bussikaluston lähipäästöjä. Voidaan käyttää nykyisissä jakelujärjestelmissä.

12 3. Biokaasu Liikennekäyttö on mahdollista joko suoraan biokaasulaitokselta tai maakaasuverkon kautta verkoston vaikutusalueella Isoilta biokaasulaitoksilta kaasu tulee ohjata liikennekäyttöön, jossa koko tuotettu kaasuvolyymi saadaan hyödynnettyä energiatehokkaasti ja ympärivuotisesti *On huomioitava, että RES-direktiivin mukaisesti mm. jätteestä tuotetun uusiutuvan polttoaineen osuus saadaan laskea tuplana -> esim. Ämmässuon 20milj.kuutiota tarkoittaa n.0,4% koko Suomen liikennepolttoaineista eli tämän kaasun osuus olisi jo 4% uusiutuvan polttoaineen tavoitteesta (2020:10%) ja tuplana laskettuna siis 8%. Eli pelkästään Ämmässuon kaatopaikkakaasun avulla voitaisiin kattaa 8% Suomen uusiutuvien polttoaineiden tavoitteesta liikennekäytössä

13 Maa- ja biokaasu Ämmässuo 60milj.kuutiota raakakaasua / vuosi. jalostettua biokaasua siitä tulisi n.20milj.kuutiota/vuosi 500 bussia / vuosi Nastolan ensimmäinen (1/4) biovakka tuottaa n. 2milj.kuutiota biokaasua / vuosi bussia / vuosi Viikin jätevedenpuhdistamon potentiaali n. 6milj.kuutiota biokaasua / vuosi 150 bussia / vuosi

14 Maakaasusta biokaasubussiksi 2011

15 4. Hybridi hype 25% USA Kanada, uudet hankittavat bussit oltava hybridibusseja Lontoossa uudet hankittavat bussit oltava kaikki hybridibusseja Saksassa maksetaan ns. kannustus rahaa / hybridibussi. Hybridibussin laskettu payback 5 7 vuotta. (polttoainesäästöt / jarrut )

16 Hybridibussit TOIMENPITEET HKL yhteistyössä liikennöitsijöiden kanssa käynnistää pilotin muutamien hybridibussien liikennöinnistä Pilotista saatavien päästöjä, kustannuksia ja käytettävyyttä koskevien kokemusten perusteella päätetään jatkotoimenpiteistä. Volvon hybridibussit ovat ns. rinnakkaishybridi busseja, jossa molempia voimalähteitä dieseliä sekä sähköä voidaan käyttää itsenäisesti.

17 Hybridibussi narikkatorilla

18

19 Energy flow e.g. when leaving a bus stop: Battery drives electric wheel drives and auxiliaries Energy flow in the Citaro BlueTec -Hybrid

20

21

22 5. Syitä johdinauton uuteen tulemiseen Ympäristönäkökulmien merkityksen nousu Halu vähentää öljyriippuvuutta Kaupungeilla halu tehdä keskustoistaan miellyttäviä niin asukkaille kuin turisteille Kaluston hinnan muuttuminen edullisemmaksi Kehittyneen akkutekniikan luomat uudet mahdollisuudet Yleinen kiinnostuksen kasvu sähköllä kulkeviin ajoneuvoihin

23

24 Apuvoimatekniikka Apuvoimatekniikka kehittyy kovaa vauhtia Sujuvan liikkumisen varmistamiseksi johdinautossa oltava vähintään pieni dieselmoottori, joka mahdollistaa lyhyet johdottomat siirtymät Kehittynyt akku- ja superkondensaattoritekniikka mahdollistaa pidempiaikaisen johdottaman liikkumisen Rooma 3 km ilman johtimia akuston voimalla Shanghai, pysäkeillä aisat nostettaan ylös ajolankoihin, jolloin ladataan superkondensaattorit, muuten kulku ilman johtimia Akkutekniikan kehittymistä on suositeltavaa seurata

25 2-nivelinen johdinauto Zurich

26

27 Yhteenveto Hyödynnetään parhaita käytettävissä olevia ja hyötyihin nähden kustannustehokkaita ratkaisuja Tuetaan ja osallistutaan tuotekehitykseen, joka tähtää ympäristön kannalta entistä parempien ratkaisujen kehittämiseen tuotantokäyttöön soveltuviksi Lyhyellä (muutaman vuoden) aikajänteellä: sähkökäyttöisen raideliikenteen kehittäminen/laajentaminen dieselmoottoritekniikan kehitys maa- ja biokaasun käytön lisääminen toisen sukupolven biopolttoaineiden hyödyntäminen hybridibussien kokeilu ja mahdollinen laajempi käyttöönotto BRT.. Pitemmällä aikajänteellä mahdollisesti johdinautot, polttokenno hybridit, sähköbussit

28 Kiitos

29 index_25_sound_v_02engl.exe

30 Johdinauto ver. bussiin Melu - liikkuessa vain vähäistä ajokohinaa ja pysäkeillä sekä liikenteessä pysähtyneenä lähes meluton. Päästöt - paikallispäästöt nolla, kaupunkiympäristössä ihmiset eivät altistu saasteille Johdinauto on kaupunkiympäristön kannalta myönteiseksi koettu liikenneväline (monin osin raitiovaunun kaltainen). kaupunkikuvallinen etu Elinkaarikustannuksiltaan dieselbussi 0,8 verrattuna johdinautoon Infrastruktuurikustannukset vähäiset. Kalusto standarsoitunut, suuret valmistussarjat. Kilpailukykyiset hinnat Tekniikka kehittynyt, hybridit, euro 6, biokaasut..

31 KIITOS!

32 HKL ja YTV OPTIBIO-tutkimuspartnereina sitoutuvat omalta osaltaan viemään tutkimushankkeen loppuun asti suunnitellusti. Hankkeen keskeyttäminen vaikeuttaisi myöhempää uusien biopolttoainelaatujen käyttöönottoa merkittävästi. Seurannalla varmistetaan toisaalta polttoaineiden toimivuus kaikissa mahdollisissa tilanteissa ja ajoneuvotyypeissä ja toisaalta päästövähenemien toteutuminen. Synteesikaasuteknologiaan perustuvat biopolttoaineet kaupallistunevat noin 5 vuoden aikajänteellä. NExBTL kokeilulla luodaan jo nyt valmiuksia ottaa käyttöön tulevaisuuden polttoainelaadut niin jakelujärjestelmien kuin loppukäytön osalta, raaka-ainesta riippumatta. Tulevaisuudessa monipuolisempi raaka-ainepohja: Levät, mikrobit, ei syötävät kasviöljyt, hakkuutähteet

33 Kalustopisteytys kilpailuttaessa ohjaa kaluston hankintaa. Seisomapaikat; 2 Varusteet; 2,3 ; 0 Bussityyppi; 0,75 Päästöt; 4 CO2; 2 Istuinpaikat; 2,6 Melu; 1,5

34 Ajosuoritejakauma euro-päästöluokittain Ajosuoritekertymö km Euro 6 EEV Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro 2 0 Lähtötaso 1/3 Euro 2, 1/3 Euro 3, 1/6 Euro 4, 5 ja EEV kutakin Kaksi vuotta / +200 EEV autoa ja -200 Euro 2 autoa Viisi vuotta / +300 EEV Kymmenen vuotta / +300 autoa, +200 Euro 6 EEV autoa, +700 Euro 6 autoa, -467 Euro 2 autoa autoa, -467 Euro 2 autoa, ja -33 Euro 3 autoa -466 Euro 3 autoa ja -67 Euro 4 autoa

35 Periaatekuva VTT:llä käytössä olevasta alustadynamometristä ja siihen liittyvästä laitteistosta, jolla päästöjä mitataan.