Ympäristöystävällisen kaupunkiliikenteen kehittäminen Helsingissä, linja-autot 16.09.2009 Petri Saari HKL
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
Bussien päästöt eri moottoritekniikoilla ja polttoaineilla. Diesel EEV (VTT 7.5.2009) CNG EEV (VTT 7.5.2009) NOx 5,9 g/km NOx 3,2 g/km PM 0,06 g/km PM 0,007 g/km CO2 1120 g/km CO2 1280 g/km Luvut perustuvat VTT:n mittauksiin Braunschweigh ajosyklillä. EEV-diesel on tällä hetkellä puhtain markkinoilla oleva dieselbussi. Huomioitavaa: -telibussin päästöt ovat noin 16-20 % 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 / 2012. (-80% Nox, -50% PM / EEV)
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. - 75 db(a) 1,50 pist.
Nox g/kwh PM g/kwh CO g/kwh THC g/kwh NMHC g/kwh Päästötaso Voimassa vuodesta Testisykli Euro 0 1988 ECE R-49 14,4 * 11,2 2,40 Euro 1 1992 ECE R-49 8,0 0,35 4,5 1,10 Euro 2 1995 ECE R-49 7,0 0,15 4,0 1,10 Euro 3 2000 ESC+ELR 5,0 0,10 2,1 0,66 0,78 ETC 0,16 5,45 Euro 4 2005 ESC+ELR 3,5 0,02 1,5 0,46 0,55 ETC 0,03 4,0 Euro 5 2008 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.
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% 0,0000 1219 0,00 Euro 2 196 41% 13,3336 1270 16933,63 Euro 3 146 31% 9,9321 1189 11809,32 Euro 4 26 5% 1,7687 1194 2111,87 Euro 5 EEV 50 10% 3,1293 1116 3492,31 EX-kaasucng 59 12% 4,0137 1219 4892,67 32,1774 YHTEENSÄ 498 100% 32,1774 39239,80 CO2 1219,48g / km
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 0,00 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 CO2 g/km (for diesels by fuel consumption)
1. Dieselmoottorien tekniikan kehittyminen 800000 NOx päästökertymät euro-päästöluokittain 1400 kaupunkibussia NOx-kertymä kg 700000 600000 500000 400000 300000 200000 Euro 6 EEV Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro 2 100000 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 autoa, EEV autoa, +700 Euro 6-467 Euro 2 autoa ja -33 autoa, -467 Euro 2 autoa, Euro 3 autoa -466 Euro 3 autoa ja -67 Euro 4 autoa
PM päästökertymät euro-päästöluokittain 1400 kaupunkibussia 14000 PM-kertymä kg 12000 10000 8000 6000 4000 Euro 6 EEV Euro 5 Euro 4 Euro 3 Euro 2 2000 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 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
2. BIODIESEL NExBTL-dieselin kenttäkokeessa mukana nyt noin 300 kaupunkibussia Vuosina 2007-2008 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
100 % NExBTL:n päästövähenemien toteutuminen (VTT) Vähentää hiukkaspäästöjä -30 % NOx päästöjä -10 % Vähentää välittömästi vanhemman (käytössä n.10v) bussikaluston lähipäästöjä. Voidaan käyttää nykyisissä jakelujärjestelmissä.
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
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 2011 50 bussia / vuosi Viikin jätevedenpuhdistamon potentiaali n. 6milj.kuutiota biokaasua / vuosi 150 bussia / vuosi
Maakaasusta biokaasubussiksi 2011
4. Hybridi hype 25% USA Kanada, uudet hankittavat bussit oltava hybridibusseja. 2012 Lontoossa uudet hankittavat bussit oltava kaikki hybridibusseja. 2011 Saksassa maksetaan ns. kannustus rahaa 75000 / hybridibussi. Hybridibussin laskettu payback 5 7 vuotta. (polttoainesäästöt / jarrut )
Hybridibussit TOIMENPITEET HKL yhteistyössä liikennöitsijöiden kanssa käynnistää pilotin muutamien hybridibussien liikennöinnistä 2009. 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.
Hybridibussi narikkatorilla
Energy flow e.g. when leaving a bus stop: Battery drives electric wheel drives and auxiliaries Energy flow in the Citaro BlueTec -Hybrid
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
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
2-nivelinen johdinauto Zurich
Yhteenveto 16.9.2009 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
Kiitos
index_25_sound_v_02engl.exe
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..
KIITOS!
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
Kalustopisteytys kilpailuttaessa ohjaa kaluston hankintaa. Seisomapaikat; 2 Varusteet; 2,3 ; 0 Bussityyppi; 0,75 Päästöt; 4 CO2; 2 Istuinpaikat; 2,6 Melu; 1,5
Ajosuoritejakauma euro-päästöluokittain 90000000 80000000 Ajosuoritekertymö km 70000000 60000000 50000000 40000000 30000000 20000000 10000000 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
Periaatekuva VTT:llä käytössä olevasta alustadynamometristä ja siihen liittyvästä laitteistosta, jolla päästöjä mitataan.