Joukkoliikenteen käyttövoimavaihtoehdot

Transkriptio

1 Joukkoliikenteen käyttövoimavaihtoehdot

2 Miksi uusia käyttövoimia? Ilmastomuutoksen hillinnän sekä päästöjen vähentämistavoitteiden vuoksi on ollut tarve tutkia joukkoliikenteen eri käyttövoimavaihtoehtoja. Valtakunnalliset ja kansainväliset tavoitteet: Valtioneuvosto asettanut tavoitteeksi liikenteen kasvihuonepäästöjen vähentämisen 50 prosentilla vuodesta 2005 vuoteen 2030 Hallitusohjelmassa on asetettu valtakunnalliseksi tavoitteeksi hiilineutraalius vuonna Pariisin ilmastosopimus Puhtaiden ja energiatehokkaiden ajoneuvojen direktiivin muutos (CVD) on tullut voimaan Direktiivi on annettu ja julkaistu EU:n virallisessa lehdessä CVD edellyttää, että jatkossa vähitellen suurempi osa on sähköisiä ajoneuvoja tai uusiutuvalla energialla liikennöiviä ajoneuvoja. Kansallisesta täytäntöönpanosta, kuten työnjaosta toimivaltaisten viranomaisten kesken ei ole tietoa. Kaupungit ovat asettaneet omia tavoitteitaan päästöjen vähentämisestä ja esimerkiksi hiilineutraaliuden saavuttamisesta. Esimerkiksi Lahdessa tavoitteena on olla hiilineutraali 2025 ja vuonna 2030 bussiliikenne hoidetaan uusiutuvalla dieselillä, biokaasulla tai sähköllä. Lahden tavoitteena on olla hiilineutraali vuoteen 2025 mennessä, mikä tarkoittaa kasvihuonekaasupäästöjen (CO 2 -ekvivalentti) vähentämistä 80 prosentilla vuoden 1990 tasoon verrattuna. WSP on tehnyt vuosina käyttövoimaselvityksiä Kuopioon, Ouluun, Jyväskylään, Hämeenlinnaan ja Lahteen. 2

3 Päästöt ovat jo vähentyneet, mutta lisävähennyksiä tavoitellaan Lahti-Nastolan maantieteellisen alueen tuotantoperusteiset päästöt 1990 ja 2017, arvio vuodelle 2021 ja tavoite 2025 Kuva: Scania Dieselbussien typpioksidi- ja pienhiukkaspäästöt ovat vähentyneet huomattavasti autokannan uudistuttua Euro 6 -päästöluokkaan. Myös CO 2 -päästöt ovat pienentyneet, mutta eivät yhtä paljoa kuin No x - ja PM-päästöt. Kuva: Lahden kestävän energian ja ilmastonmuutoksen toimenpidesuunnitelma vuoteen 2030, Lahti, SECAP , Eira Rosberg 3

4 EU:n puhtaiden ja energiatehokkaiden ajoneuvojen direktiivi (CVD) Puhtaiden ja energiatehokkaiden tieliikenteen moottoriajoneuvojen edistämisestä annetun direktiivin muutos (CVD) EU 2019/1161 on tullut voimaan CVD:tä sovelletaan 24 kk kuluttua sen hyväksymisestä eli alkaen tehtävissä hankintasopimuksissa. Tärkeimpiä tavoitteita on hiilidioksidipäästöjen (CO 2 ) väheneminen sekä ilman epäpuhtauksien (typenoksidit NO x ja pienhiukkaset PM) ja melusaasteen väheneminen. CVD:ssä todetaan, että joukkoliikenteen kehittäminen on tärkeää puhtaiden ajoneuvojen edistämisen ohella. Joukkoliikenteen kehittäminen on keino vähentää liikenneruuhkia ja siten myös parantaa ilmanlaatua ja vähentää päästöjä. Joukkoliikenteen kehittämistä puhtaiden ajoneuvojen edistämisen ohella on korostettu EU-komission antamassa tiedonannossa Eurooppa liikkeellä Puhdas, kilpailukykyinen ja verkotettu liikenne ja liikkuvuus kaikille sosiaalisesti oikeudenmukaisella tavalla. CVD:ssä katsotaan myös, että kiertotalouden periaatteet edellyttävät lisäksi tuotteiden käyttöiän pidentämistä. Sen vuoksi, mikäli ajoneuvot täyttävät jälkiasentamisen myötä puhtaille ja päästöttömille ajoneuvoille asetetut vaatimukset, olisi nämä otettava huomioon hankintojen vähimmäistavoitteiden saavuttamisessa. Direktiivi koskee vain kaupunkiliikenteen linja-autoja. CVD:hen lasketaan mukaan ja erikseen tehtyjen hankintasopimusten kokonaisautomäärät kokonaisautomäärästä 41 % puhtaita ajoneuvoja. Tästä vähintään puolet sähköbusseja ja enintään puolet uusiutuvaa dieseliä tai biokaasua kokonaisautomäärästä 59 % puhtaita ajoneuvoja. Tästä vähintään puolet sähköbusseja ja enintään puolet uusiutuvaa dieseliä tai biokaasua. LVM on käynnistänyt kansallisen lain laatimisen direktiivin pohjalta. Direktiivissä on myös erilliset vaatimukset linja-autoa pienemmille kevyille ajoneuvoille, joita käytetään mm. koulukuljetuksissa. Kevyistä ajoneuvoista 38,5 % tulee puhtaita ( CO 2 -päästö enintään 50 g/km, tehtävissä hankintasopimuksissa 0 g/km. 4

5 Tavoitteet: HSL, Tukholma (SL), Oslo (Ruter) Tukholma, SL Biokaasu Etanoli Hybridi Sähkö Plug-inhybridi HSL Sähkö Biodiesel Diesel Hybridi Sähkö Hybridi Biokaasu Diesel Biodiesel Oslo, Ruter 5

6 Uusiutuva biodiesel Uusiutuva biodiesel (HVO) soveltuu kaikkiin dieselbusseihin Valmistetaan kasvi- ja puupohjaisesta selluloosasta sekä jätteistä ja ruoantähteistä. Puolet CVD:ssä mainituista päästöttömistä autoista on käytännössä sähköbusseja, biodiesel hyväksytään CVD:ssä toiseen puolikkaaseen. Näistä koostuu yhteensä 41 %/59 % kansallinen tavoite. Tuottajia mm. Suomessa Neste ja UPM (BioVerno) sekä Ruotsissa St1 ja Preem. Suomessa tuotteina Neste MY ja Teboilin Green+ Hiilidioksidipäästöt (well-to-wheel) ovat noin % pienemmät kuin fossiilisen dieselin. Hinta noin % kalliimpi kuin fossiilisen dieselin. Haasteeksi on esitetty tuotannon rajallisuus ja hinnan kohoaminen, mikäli uusiutuvaan dieseliin siirrytään merkittävässä määrin. Todennäköisesti kuitenkin kysynnän kasvaessa jakelijoiden määrä ja tuotanto kasvavat, mikä alentaa hintariskiä. Uusiutuvalla dieselillä liikennöidään Hyvinkään, Porin ja Seinäjoen paikallisliikenne. HSL:n ympäristöbonus -kilpailutuksen myötä merkittävä osa HSL:n liikenteestä liikennöidään uusiutuvalla dieselillä. 6

7 Maakaasu ja biokaasu Kaasuajoneuvot voivat käyttää maaja biokaasua molemmat metaania Henkilöautot ja paikallisliikenteen bussit käyttävät paineistettua maakaasua (CNG) tai biokaasua (CBG) Raskas liikenne käyttää nesteytettyä maa- (LNG) tai biokaasua (LBG) Kaasubusseja Euroopassa Ruotsissa Suomessa 32 kaasubussia, vuosina liikenteeseen 16 uutta kaasubussia, joista Vaasaan 12 Energiankulutus 0,35 kg/km 0,25 0,38 eur/km Operointisäde noin km Riippuu kaasusäiliöiden koosta Valmistetaan 2-akselisina busseina sekä teli- ja nivelbusseina 7

8 Biokaasu tuottaminen ja päästöt Biokaasu on uusiutuva energianlähde: biojätteiden ja jätevedenpuhdistamon lietteiden mädätyksessä muodostuu raakabiokaasua, joka jalostetaan liikennepolttoaineeksi Biokaasun hiilidioksidipäästöt ovat tuotannon ja liikennöinnin osalta noin 90 % pienemmät kuin dieselpolttoaineella Biokaasubussit eivät ole paikallispäästöttömiä. Dieselbusseihin verrattuna niiden paikallispäästöt ovat suurin piirtein samalla tasolla. Biokaasun käyttö busseissa korvaa fossiilisia polttoaineita sekä vähentää muilta sektoreilta aiheutuvia metaanipäästöjä. Suomen maakaasu- ja biokaasumarkkinat muuttuvat vuoden 2020 alusta, kun nykyinen Gasumin kaasun runkoverkosto ja kaasun tuotanto erotetaan erillisiksi yhtiöiksi. Lahden Kujalassa sijaitseva Labio on Suomen suurin biokaasun tuotanto- ja jalostuslaitos, jossa tuotetaan jätteistä kotimaista, uusiutuvaa biokaasua. Laitos tuottaa jopa 50 GWh biokaasua vuodessa, mikä vastaa noin 130 kaupunkiliikenteen bussin vuotuista kulutusta. 8

9 Kaasu kustannukset ja tankkaus Keskeisimmät kustannuksiin vaikuttavat tekijät: Liittyminen kaasuputkiverkostoon ja tankkausaseman kustannus 1,0 1,3 milj. riippuen rakennetaanko pikatankkausaseman lisäksi hidastankkauspaikkoja Kaasubussikaluston kustannus noin /bussi (vrt. diesel) Huoltokustannus noin +10 % (vrt. diesel) Biokaasun energiakustannus noin % verrattuna fossiiliseen dieseliin Kaasun hinnassa on selvää mittakaavaetua. Pienillä määrillä kaasua voidaan ostaa julkiselta tankkausasemalta, mikä voi aiheuttaa siirtoajojen vuoksi lisäkustannuksia. Varsinkin kaasuputkiverkkoon liityttäessä on saatavissa selvää mittakaavaetua liikenteen kasvaessa. Pikatankkaus päivän aikana tarvittaessa min kaasun tankkausasemalla Hidastankkaus yön aikana noin min/bussi varikolla tankkausaikaan ei kulu kuljettajan työaikaa 9

10 Sähkö hyödyt ja päästöt Täyssähköbussien suurimmat hyödyt ovat Pienet energiakustannukset (- 70 % dieseliin verrattuna) Lähipäästöttömyys Käyttäjäystävällisyys Hiljaisuus, pehmeämpi kiihdytys ja jarrutus Täyssähkön hiilidioksidipäästöt ovat noin 90 % pienemmät kuin dieselillä (Suomen keskimääräinen sähkön tuotantotapa) sisältäen energiantuotannon ja bussiliikenteen käytön aikaiset päästöt Sähköbussin hyötyjä on osin saavutettavissa hybridi- ja ladattavalla hybridikalustolla Hybridibussin CO 2 -päästöt alenevat vain 25 % ja ladattavan hybridikaluston päästöt 50 % dieseliin verrattuna Päästöt alenevat enemmän uusiutuvaa biodieseliä käytettäessä Ladattavat hybridit ovat yhtä kalliita kuin sähköbussit ja niitä valmistaa vain yksi kalustovalmistaja, Volvo 10

11 Sähkö energiankulutus ja yleisyys Suomessa 58 sähköbussia (Espoo, Helsinki, Pori, Tampere, Turku) Pohjoismaissa lähes 500 sähköbussia Kiinassa sähköbussia Energiankulutus 0,8 1,4 kwh/km ilman lämmitystä 0,08 0,12 eur/km, kun kulutus 1,0 kwh/km (-75 % vrt. diesel) Lämmityksen kanssa kulutus noin 0,8 1,9 kwh/km Kovimmilla pakkasilla tarve polttoainekäyttöiseen lisälämmittimiin Operointisäde km Akkukapasiteetti voidaan mitoittaa tapauskohtaisesti 11

12 Sähkö kustannukset ja lataaminen Keskeisimmät kustannuksiin vaikuttavat tekijät Pikalatauslaitteet noin /kpl ja hidaslatauslaitteisto liittymineen alk Tämän jälkeen saman varikon hidaslatauspaikat noin /kpl (hinta ei kasva lineaarisesti) Sähköbussikaluston kustannus noin + 75 % (vrt. diesel) Energiakustannus noin -70 % (vrt. diesel) Lataus päätepysäkeillä suuritehoinen (> 300 kw) automaattinen pikalataus 5 min/20 km Lataus varikolla yön aikana pienitehoinen (20 50 kw) hidaslataus (2 12 h) 12

13 Sähköbussien yleisyys Euroopassa yli sähköbussia Suomessa Pilotoitu HSL-alueella 12 bussilla, Tampereella 4 bussilla ja Turussa 6 bussilla. Porissa pienkalustosähköbussi. HSL-alueella aloittanut 37 uutta sähköbussia 8/2019 1/2020 Ruotsissa 245 sähköbussia Norjassa 174 sähköbussia Sähköbussien määrät Pohjoismaissa 2019 Sähköbussien määrät Pohjoismaissa 2019 Lähde: Movia , Zero Emission Conference 13

14 CO 2 -päästöt suhteessa dieselbussiliikenteeseen (well-to-wheel -päästöt) Päästöt suhteessa dieselbussiliikenteeseen 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % % (uusiutuva diesel) -90 % (biokaasu ja täyssähkö) -25 % -50 % well-to-wheel päästöt (karkea arvio) 14

15 Eri käyttövoimille parhaiten sopivat vyöhykkeet Biokaasulla voidaan liikennöidä etäämmälle (> 20 km/sivu) linjoilla, joilla on melko paljon liikennettä. Biokaasulla liikennöinnille ei ole rajoitteita harvan tankkausasemaverkoston lisäksi. Uusiutuvalla biodieselillä voidaan alentaa päästöjä koko alueella. Sähköbussit soveltuvat parhaiten keskustaan, jossa linjat ovat lyhyitä (< 10 km/sivu) ja on eniten hyötyä lähipäästöttömyydestä Sähköbussit voivat liikennöidä myös etäämmälle (10-20 km/sivu) kaupunkialueella. Samalla alueella myös biokaasulla liikennöinnistä on hyötyä. 15

16 Vaikutukset hankintoihin alkaen tehtävissä hankintasopimuksissa osassa kohteissa vaaditaan sähköbusseja sekä sähkö-/ kaasu- tai uusiutuvalla dieselillä käytettäviä busseja siten, että direktiivin vähimmäismäärät täyttyvät koko toimivaltaisen viranomaisen alueella kaupunkiliikenteen kalustossa, mihin direktiiviä sovelletaan. Hankitun sähkön haluttaessa uusiutuvalla energialla tuotettua. Muun kaluston osalta liikenteen kilpailuttamiseksi on kaksi vaihtoehtoa: VE 1 Uusiutuvan dieselin käytöstä ja sähköbusseista annetaan lisäpisteitä eli käytetään nykyistä kilpailuttamistapaa VE 2 Päästökatto, jonka alittamisesta maksetaan bonusta Molemmissa vaihtoehdoissa: Sopimuskausi ja kaluston keski-ikä: Sopimuskausi 7 v + 3 v optio Sopimuskausi pidempi kohteissa, joissa vaaditaan sähköbusseja 10 v + 3 v optio Kaluston keski-ikävaatimus 8,0 vuotta (sähköbussien osalta keskiikävaatimus 10 vuotta) Kalustovaatimuksena 2-aks (HSL A1), teli- tai nivelbussit 16

17 Vaikutukset liikennöintikustannuksiin 10 bussia, tarkasteluaika 10 vuotta Päätepysäkkilatausta käyttäviä sähköbusseja varten oletuksena on kahden (2) latausaseman rakentamistarve * Infra Kalusto Energian hinta (+alv) Energia Huolto Akkujen vaihto Infran ylläpito Diesel ,0 eur/l 0,330 0,20 0,05 0,00 0, % 0 % Uusiutuva biodiesel ,1 eur/l 0,363 0,20 0,06 0,00 0, % 1 % Biokaasu, Gasum ,79 eur/kg 0,300 0,22 0,02 0,00 0, % 0 % Biokaasu, Gasum + Suomen kaasuenergia Sähkö (päätepysäkkilataus) * ks. raportti 0,388 0,22 0,03 0,00 0, % 4 % * ks. raportti 0,117 0,20 0,06 0,02 0, % 2 % Sähkö (varikkolataus) * ks. raportti 0,083 0,20 0,05 0,07 0, % 2 % Hybridi ,0 eur/l 0,250 0,25 0,05 0,00 0, % 2 % Ladattava hybridi (päätepysäkkilataus) nusten Investointikustannukset ( ) 1,0 eur/l ja 0, eur/kwh Käyttökustannukset ( /km) Vuosi- kustannuk- set ( /v) Kustan- nousu (%) Lisälämmitys Kustannusten nousu ilman infraa (%) 0,188 0,25 0,06 0,02 0, % 7 % 30 bussia, tarkasteluaika 10 vuotta Päätepysäkkilatausta käyttäviä sähköbusseja varten oletuksena on kuuden (6) latausaseman rakentamistarve Kustannusten nousu (%) Investointikustannukset Käyttökustannukset ( /km) Vuosi- Infra Kalusto Energian hinta (+alv) Energia Huolto Lisälämmitys Akkujen vaihto Infran ylläpito kustannuk- set ( /v) Diesel ,0 eur/l 0,330 0,20 0,05 0,00 0, % Biodiesel ,1 eur/l 0,363 0,20 0,06 0,00 0, % Biokaasu, Gasum ,79 eur/kg 0,300 0,25 0,02 0,00 0, % Biokaasu, Gasum * ks. raportti 0,241 0,22 0,02 0,00 0, % Suomen kaasuenergia Sähkö (päätepysäkkilataus) * ks. raportti 0,100 0,20 0,03 0,02 0, % Sähkö (varikkolataus) * ks. raportti 0,092 0,20 0,03 0,07 0, % Hybridi ,0 eur/l 0,250 0,25 0,05 0,00 0, % Ladattava hybridi (päätepysäkkilataus) eur/l ja 0,07 eur/k 0,177 0,25 0,04 0,02 0, %

18 Etenemispolku tehtävät hankintasopimukset: EU:n puhtaita ja energiatehokkaita hankintoja koskevan direktiivin (CVD) mukaisesti vuosina tehtävissä hankintasopimuksissa vähintään 20,5 % busseista on sähköbusseja ja 20,5 % busseista joko sähkö-, biokaasu- ja uusiutuvalla dieselillä liikennöitäviä busseja. Koska varsinkin sähköbussiliikennettä kilpailutettaessa on suositeltavaa tehdä hankintasopimus noin vuotta ennen liikenteen alkua, käytännössä direktiiviä sovelletaan tehtäviä hankintasopimuksia, joissa liikenne alkaa kesällä Direktiivin vaatimuksia painotetaan siten, että sähkö-, biokaasu- ja uusiutuvalla dieselillä liikennöitäviä busseja vaaditaan vain osassa kohteissa. Muun kaluston osalta annetaan linjakilometrien suhteessa lisäpisteitä. Uusiutuvasta dieselistä ja biokaasusta annetaan 3 lisäpistettä ja sähköstä 8 lisäpistettä. Sähkön suurempaa pistemäärää puoltavat myös lähipäästöttömyys ja alhaisempi melutaso. Sopimuskausi on 7 v v optio. Sopimuskausi on 10 v v kohteissa, joissa vaaditaan sähköbusseja. Vuosina tehtävät hankintasopimukset CVD edellyttää, että hankintasopimuksissa vähintään 29,5 % busseista on sähköbusseja ja 29,5 % busseista joko sähkö-, biokaasu- ja uusiutuvalla dieselillä liikennöitäviä busseja. Etenemispolkua tarkennetaan tarvittaessa uusilla tiedoilla. Kilpailuttamisvaiheessa on tärkeää käydä riittävää markkinavuoropuhelua liikennöitsijöiden kanssa. 18