SAMMANFATTNING. Energieffektivisering av bussar och busstrafik Möjligheter och erfarenheter från andra

Transkript

1 SAMMANFATTNING Energieffektivisering av bussar och busstrafik Möjligheter och erfarenheter från andra Analys & Strategi

2 Bakgrund Storstockholms Lokaltrafik (SL) är en politiskt styrd organisation som ansvarar för den offentligt finansierade kollektivtrafiken i Stockholms län, en storstadsregion med c:a 2 miljoner invånare. Två huvudfaktorer bidrar till att SL vidareutvecklar sitt arbete med energieffektivisering i busstrafiken. Den första faktorn är svensk lagstiftning baserad på EUdirektivet 2009/33/EG om främjande av rena och energieffektiva vägfordon. Den andra faktorn är att Stockholms Läns Landsting ägaren till SL antog ett nytt miljöpolitiskt program år I programmet fastställs ett mål om att energianvändningen i landstinget ska ha minskat med 10 % år 2016 jämfört med år Baserat på faktorerna nämnda ovan har WSP:s uppdrag haft två syften: Förbereda tillämpningen av den nya lagen vid upphandlingar av busstrafik Utreda möjligheter att sänka energiförbrukningen i bussar och busstrafik Olika möjligheter att sänka energiförbrukningen i bussar och busstrafik har sammanställts, där respektive åtgärds teoretiska potential anges i procent. WSP Analys & Strategi kommer i fortsatta studier att analysera den faktiska potentialen för SL:s bussar och busstrafik. Teoretisk och faktisk potential Vid analyser av energibesparingspotential måste man skilja mellan teoretisk och teknisk potential, där den teoretiska potentialen generellt sett är högre än den tekniska. Skälet är att det finns en rad faktorer som begränsar möjligheterna att uppnå den teoretiska potentialen, som tidshorisont, företagskultur, politiska förutsättningar och kostnader etc. För att analysera potentialen för energieffektiviseringar i SL:s bussar och busstrafik har därför följande process använts: 2

3 Mått på energiförbrukning Energiförbrukning kan mätas på olika sätt. I fastigheter mäts t.ex. förbrukningen i kwh per kvadratmeter. I persontransporter mäts energianvändningen i kwh per fordonskilometer eller kwh per personkilometer. Eftersom bussar och andra fordon drivs med olika former av drivmedel så får man räkna om drivmedelsförbrukningen till energiförbrukning. Jämförelser av åtgärder för energieffektivisering Det är inte okomplicerat att jämföra energiförbrukningen hos bussar. Ett problem är att energiförbrukningen varierar starkt utifrån vilken typ av trafik som bussen går i. Om den går i tät stadstrafik, gles stadstrafik eller förortstrafik. Höjdskillnader på linjen. Antal retardationer och accelerationer som bussen måste göra. Antal resenärer, utrustning och inredning i bussen. Genom att låta bussarna som ska jämföras genomgå tester i testcykler kan man minska dessa jämförelseproblem. Resultaten från tester i testcykler kan dock skilja sig ganska mycket från den faktiska förbrukningen i trafik. Ett annat problem är att det förekommer att busstillverkare vid testkörningarna av fordonets vikt minskar vikten genom att ta bort inredning och utrustning i bussarna. För att jämförelserna ska vara rättvisande så ska de ha samma inredning och utrustning. Energieffektiviseringspotentialen för olika åtgärder redovisas i tabellen nedan. Observera att enheterna i några fall skiljer sig åt i tabellen. I de flesta fall beskrivs potentialen i procent. I några fall har det inte varit möjligt att kvantifiera potentialen i procent, då har kwh använts istället. I ett par fall redovisas potentialen för energieffektivisering på sikt (utvecklingspotential) istället för potentialen energieffektivisering. 3

4 Åtgärd Fordonsåtgärder Teoretisk potential Kommentar Hybridbuss 20 35,5 % Potentialen tillverkarnas olika hybridmodeller varierar mellan 20 och 35,5 %. Finns i trafik. Laddhybridbuss 60 % Volvo ska börja testköra en laddhybridbuss i Göteborg under slutet av 2012 Batteridrivna bussar % Avser bussar i testtrafik. Inga av de undersökta bussarna finns ännu i produktion för reguljär trafik Trådbuss % Finns i trafik Lättviktsmaterial 22 % Uppgiften avser förbrukning i stadstrafik med VDL Ambassador SB200 Hybridbuss byggd av lättviktsmaterial 39,5 % Avser förbrukning i tät stadstrafik med hybridbussen Volvo 7900 som är byggd i lättviktsmaterial. Börjar levereras för trafik i juni Dubbelledbussar +14 % / -18 % Räknat per fordonskilometer så leder användning av dubbelledbussar till en ökning av energiförbrukningen med 14 %. Om många reser med bussen medför dubbelledsbussen en minskning av energiförbrukning. Om man jämför en 18 m ledbuss och en 24 m dubbelledbuss med samma beläggningsgrad (personkilometer/fordonskilometer) så har dubbelledbussen 18 % lägre energiförbrukning. För att dubbelledbussar ska leda till en energibesparing så måste beläggningen i bussarna vara hög. Däck 5-10 % Teoretisk potential vid rätt sorts däck (energieffektiva däck) och rätt lufttryck i däcken Rätt lufttryck i däcken 3-5 % Optimalt val av smörjmedel Aggregat 1-2% % (avser förbrukning) Observera att siffrorna avses förbrukning och inte energibesparingspotential. Luftkonditionering, servostyrning, nigning, dörröppning står för % av energiförbrukningen, eller ännu mer vid varma sommardagar. Förbrukningen går att sänka om t.ex. inte luftkonditionering eller nigning används eller genom att utveckla effektivare teknik. 4

5 Teknisk kondition Vikt Effektivare motorer Diesel Etanol Har inte gått att kvantifiera Har inte gått att kvantifiera 0,5 % per år. 10 % (Utvecklingspotential) 10 % (Utvecklingspotential) Gas + 30 % Föraråtgärder Utbildning i Ecodriving och annan utbildning % (Utvecklingspotential) Ett gammalt fordon förbrukar mer energi än ett nytt. Högre vikt på bussen medför högre energiförbrukning. Motorerna blir i snitt 0,5 % effektivare varje år. Dieselmotorer bedöms kunna effektiveras med 10 % på sikt. Observera att detta är utvecklingspotential. Etanolmotorer bedöms kunna effektiveras med 10 % på sikt. Observera att detta är en utvecklingspotential. Gasmotorer förbrukar i genomsnitt omkring 30 procent mer energi än motsvarande dieselmotorer. Utvecklingspotentialen bedöms till % % Den maximala potentialen när det gäller utbildning i sparsam körning och förarstöd kan inte summeras till 40 % Den totala potentialen för dessa två åtgärder ligger snarare på 20 % Förarstöd % Se föregående kommentar. Trafikplaneringsåtgärder Jämnare körning och minskat antal stopp Snabbare av- och påstigning 16 % Uppgiften bygger på att genomsnittshastigheten i stadstrafik genom färre stopp och jämnare körning (färre retardationer och accelerationer) kan ökas från km/h. Viktigt att notera är att färre retardationer samtidigt leder till att energiförbrukningen i hybridbussar ökar genom att bromsenergin tas tillvara i hybridbussar kwh/år för linje 4 i Stockholm Effektivare linjesträckning Har inte gått att kvantifiera Uträtning av busslinjer kan ge en minskning av den totala linjelängden med 17 % samtidigt som kapaciteten, frekvensen och resandet ökar. Eftersom antalet turer ökar samtidigt som linjelängden har minskat har det inte gått att kvantifiera den teoretiska potentialen för denna åtgärd. 5

6 Minskad tomtrafik utanför tidtabell 7 milj. kwh för varje procentenhet som tomtrafiken minskas i SLtrafiken Andelen tomtrafik utanför tidtabell är 13 %. Det innebär att 91 miljoner kwh förbrukades utanför tidtabell. För varje procentenhet som tomtrafiken minskas kan energiförbrukningen minskas med ca 7 miljoner kwh. Optimering av storlekarna på bussarna i förhållande till efterfrågan Minska skillnaderna mellan hög- och lågtrafik Öka beläggningsgraden Nedläggning av bussturer med få resenärer Sänkning av hastigheten vid höga farter 34 % Fordonsparken är anpassad till behoven av kapacitet i högtrafik, vilket ofta innebär att man kör med stora bussar i lågtrafik. Genom att använda minsta möjliga busstorlek används i förhållande till efterfrågan kan förbrukningen minska med 34 %. Har inte gått att kvantifiera Beror på hur mycket beläggningsgraden ökas Beror på vilka linjer som läggs ned och vilken beläggningsgrad som de har 0,098 kwh/fordonskm Genom att jämna ut skillnaderna mellan hög- och lågtrafik kan mindre bussar användas i högtrafik och om stora bussar även används i lågtrafik, vilket är vanligt, kan energiförlusten vid användning av för stora bussar minskas. Genom högre beläggningsgrad delas energiförbrukningen av fler resenärer, vilket gör att energiförbrukningen per personkilometer sjunker. När en buss har låg beläggningsgrad blir resan mindre energieffektiv, eftersom bussens utsläpp delas upp på färre resenärer. En sänkning av hastigheten från 100 km/h till 90 km/h minskar förbrukningen med 0,098 kwh/fordonskm. Högsta tilllåtna hastighet för buss i Sverige är dock 90 km/h. Figur 1 Tabell över möjliga energieffektiviseringsåtgärder samt åtgärdernas potential i procent. Störst teoretisk potential Vilka åtgärder har då den största teoretiska potentialen att sänka energiförbrukningen? Som diagrammet nedan visar så har trådbussar och hybridbussar (gärna byggda av lättviktsmaterial) den största teoretiska potentialen om man bara jämför procentsatserna för minskad energianvändning per fordonskilometer, men det finns en risk med att bara jämföra energieffektiviseringspotentialen i procent. 6

7 20,0% 10,0% 0,0% -10,0% -20,0% -30,0% -40,0% Hybridbuss Trådbuss Lättviktsmaterial Hybridbuss av lättviktsmaterial Dubbelledbussar Däck Rätt lufttryck i däcken Optimalt val av smörjmedel Utb. sparsam körning Förarstöd Jämnare körning och minskat antal stopp Optimering av storlekarna på bussarna -50,0% -60,0% -70,0% Figur 2 Teoretisk potential för energieffektivisering per fordonskilometer för åtgärder som är möjliga att genomföra utan teknisk utveckling. Observera att några möjliga åtgärder har utelämnats eftersom potentialen inte hade beräknats i procent När man bara anger potentialen i procent så framstår en fordonsåtgärd och en åtgärd som berör förarnas beteende eller trafikplaneringsåtgärder som lika stora. Men fordonsåtgärder, som t.ex. trafik med hybridbussar eller bussar byggda av lättviktsmaterial, kan bara sättas in som en del av en upphandling. Trafikplaneringsoch föraråtgärder kan däremot vidtas för en regional kollektivtrafikmyndighets hela bussflotta. I diagrammet nedan har för jämförbarhetens skull den teoretiska potentialen för energieffektivisering räknats om till GWh för en tänkt upphandling av 200 bussar. Förar- och trafikplaneringsåtgärderna omfattar däremot SL:s hela bussflotta, vilket för SL:s del är 2050 bussar (år 2010). 7

8 Hybridbuss Trådbuss Lättviktsmaterial Hybridbuss av lättviktsmaterial Dubbelledbussar Däck Rätt lufttryck i däcken Optimalt val av smörjmedel Utb. sparsam körning Förarstöd Jämnare körning och minskat antal stopp Optimering av storlekarna på bussarna Figur 3 Teoretisk potential för energieffektivisering i GWh för åtgärder som är möjliga att genomföra utan teknisk utveckling. 1 Observera att potentialen har räknats om till GWh, dvs. miljoner kwh och att några möjliga åtgärder har utelämnats även i denna tabell. Diagrammet ska inte tolkas exakt eftersom det bygger på flera antaganden, men det ger en tydlig indikation om att den största teoretiska potentialen för energieffektivisering finns i att genomföra förar- och trafikplaneringsåtgärder. Optimering av storleken på bussarna ger störst energibesparing, men även Utbildning i sparsam körning, förarstöd för sparsam körning, däckåtgärder och jämnare körning och minskat antal stopp ger betydligt större energibesparing än investeringar i ny fordonsteknik. Däremot är investeringar i energieffektiva bussar en viktig del av den nya lagen. Som Energimyndigheten konstaterat behövs det mer forskning när det gäller optimering av vagnstorlek utifrån passagerarbelastning, energibehov och kostnader. 1 Vid beräkningen har antagits att all busstrafik i dag bedrivs med dieselbussar som förbrukar 5 liter per mil och att en tänkt upphandling omfattar 200 bussar. Eftersom SL:s hela bussflotta är på 2050 bussar har antalet fordonskilometer inom SL:s busstrafik räknats om till andelen mellan 200 och 2050 bussar. 8

9 Det finns brist på forskning och annan litteratur om energieffektivisering genom kapacitetsoptimering, trots att den forskning som finns på området pekar mot att potentialen, åtminstone i vissa fall, kan vara mycket stor. Ny lag Den 1 juli 2011 trädde lag (2011:846) om miljökrav vid upphandling av bilar och vissa kollektivtrafiktjänster i kraft, baserad på EU-direktivet 2009/33/EG om främjande av rena och energieffektiva vägfordon. Lagen innebär att en upphandlande myndighet vid upphandling av fordon eller kollektivtrafiktjänster måste beakta den energi- och miljöpåverkan som är kopplad till driften under fordonets hela användningstid. Reglerna gäller bl.a. vid upphandling av bussar och vid offentlig upphandling av persontransporttjänster som tillhandahålls av kollektivtrafikföretag inom ramen för ett avtal om allmän trafikplikt. För att uppfylla de nya kraven måste den upphandlande myndigheten använda sig av en av följande två metoder: 1. Ange miljökraven som teknisk specifikation. Den upphandlande myndigheten kommer att anta det anbud som har lägst pris eller det anbud som är det ekonomiskt mest fördelaktiga. 2. Ange miljökraven som ett tilldelningskriterium. Den upphandlande myndigheten kommer att anta det anbud som är det ekonomiskt mest fördelaktiga. I båda fallen ska följande miljöaspekter beaktas för fordonets hela livslängd när det gäller energianvändning, koldioxidutsläpp samt utsläpp av kväveoxider, partiklar och icke-metankolväten. I Sverige har den nya lagstiftningen har, enligt fakta som erhållits i denna studie, hittills åtminstone tillämpats av Västtrafik, Göteborgs Spårvägar och Luleå Lokaltrafik samt i Finland av Helsingfors kollektivtrafikhuvudman HRT. Erfarenheter från andra Transport for London På kort sikt satsar Transport for London på dieselhybridbussar i sitt miljöprogram. Utvärderingar visar att dessa dieselhybridbussar har minskat energiförbrukningen med 34 procent. Den nya dubbeldäckarhybriden som togs i bruk år 2012 är dubbelt så bränsleeffektiv jämfört med en "vanlig" dieselbuss. På längre sikt finns planer på att uppgradera flottan med bränslecellsbussar (med vätgas som energibärare). 9

10 Bränslecellstekniken utvecklas snabbt, bränsleeffektiviteten har förbättrats från 20 kg vätgas/100 km från år 2004 till 9 kg/100 km i dagsläget. VTT VTT (Technical Research Centre of Finland) har länge drivit projekt inom energieffektivisering av stadsbusstrafik. Organisationen har utvecklat metoder för att bedöma verklig energiförbrukning och skapat en databas som lagrar information om bussmodellers utsläpps- och energiprestanda. VTT:s databas används av HRT, Helsingfors kollektivtrafikhuvudman, för att jämföra anbud genom poängsättning vid upphandling av kollektivtrafik. Kuala Lumpur Bus Rapid Transit är ett särskilt bussystem med egna körfält, hög turtäthet, påstigning i alla dörrar samt längre hållplatsavstånd för att få upp medelhastigheten. För förhållandena i Kuala Lumpur kan en övergång till ett BRT-system ge en total energibesparing för alla fordon på sträckan på upp till 40 %. Våra beräkningar tyder på en energibesparingspotential på ca 12 % med en ökning av medelhastigheten med 7 km/h denna ökning av medelhastigheten motsvarar skillnaden mellan busstrafikens hastighet i Stockholms innerstad och i Nantes BRT-system. EMT Madrid EMT, som är huvudansvarig för kollektivtrafiken i Madrid, deltar i flera projekt för energieffektivisering. Bland annat har naturgashybrider köpts in år 2012, som dock inte utvärderats ur energihänseende ännu. 10