TMALL 0141 Presentation v 1.0 FoI dagen portfölj 1 Ett energieffektivt transportsystem 30 september
Program 09:20 09:30 Inledning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV Energieffektiv planering 09:30-09:50 Branschens energi- och klimatarbete Johnny Kellner,Veidekke, 09:50 10:10 Energibesparingspotential inom järnvägen Mats Berg KTH 10:10 10:20 Klimatkalkyl Hanna Eklöf, TRV 10:20 10:50 Mingel Energieffektivt byggande och underhåll 10:50 11:00 Energieffektiv Tågföring Björn Ållebrand, TRV 11:00 11:10 Top of Rail Matthias Asplund, TRV 11:10 11:20 Energieffektivt driftområde Lina Nordin, Göteborgs Universitet 11:20 11:30 Halkfria vägar Jan Sundberg, JS Innova/Chalmers 11:30 12:30 Lunch 2
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 3
Program Branchens energi-och klimatarbete Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV Johnny Kellner, Veidekke 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 4
Klimatpåverkan och energianvändning vid byggprocessen Samarbetsprojekt mellan Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien och Sveriges Byggindustrier Delrapport från Almedalen juli 2014
Byggande, större klimatbov än personbilarna! Livscykelanalys (LCA) av hela byggprocessen
Medverkande och finansiärer för IVA- och SBUF-projektet Kungliga Vetenskapsakademien
Klimatpåverkan från hela byggprocessen en LCA-analys Källa: IVA, ÅF, KTH och IVL Byggprocessens klimatpåverkan i Sverige uppgår till 10 miljoner ton per år. 4 miljoner ton på husprojekt 6 miljoner ton på anläggning Anläggning svarar för den största andelen klimatpåverkan cirka 60 % och hus för 40 %.
LCA-beräkningarna utförda enligt bokföringsprincipen* = Indirekta effekter hur beslut kan påverka samhällets miljöbelastning. = Direkta effekter av sammansatta produkters LCA. Bild: ÅF och IVL * Beräkningarna har utförts enligt Europeiska standarden EN 15978 enligt bokförings LCA och med programmet Annavitor
LCA-beräkning från ett nytt flerbostadshus Referenshus: Blå Jungfrun i Hökarängen i Stockholm Bild: Svenska Bostäder
Livscykelinformation (LCA) (LCA) byggnad byggnad Produktion 1 Produktion 2 Driftfasen 50 år Rivningsskede Återvinning Uppströms Nedströms Ingår ej i beräkningarna Råmaterial Transport Tillverkning Transport Konstruktions-installation Användning/Drift Underhåll Reparation Utbyte (Bör vara uppströms) Renovering Energianvändning Vattenanvändning Rivning Transport Avfallshantering Sluthantering Återanvändnings-, Återvinnings- & Materialåtervinningspotential Bild: KTH
Flerbostadshus Bild: KTH Progno s Hög= Stockholms fjärrvärme och Nordisk residualelmix Medel = Svensk fjärrvärme med *Exklusive Nordisk elmix hushållsel blir Låg klimatbelastningen = Gävle mer fjärrvärme än med el med dubbelt hög andel så hög uppströms förnybart jämfört med nedströms
Flerbostadshus Garage belastar CO 2 ekv med ca 6,5 ton/lägenhet jämfört med markparkering eller cirka Ii 65 kg CO 2 / A temp *!! Grund scenario garag Garage e * A temp inkluderar BOA, trapphus, förråd och tekniska utrymmen som värms upp till mer än 10 grader Bild: KTH
Flerbostadshus uppströms Processer på byggplatsen Betong Processer utgör cirka 50 procent av materialflödet Bidrag från livscykelfaser till total klimatpåverkan uppströms. Klimatpåverkan från processer på byggarbetsplatsen. Källa: IVA, ÅF, KTH och IVL
Träytterväggar Är detta en optimal lösning ur klimatsynpunkt för hus inom fjärrvärmeområden med en stor andel förnybara bränslen? Kan ett NNE-byggnad * i relation till aktuella Boverkets byggregler (BBR) orsaka större utsläpp av växthusgaser på grund av ökade materialresursuttag jämfört med den lägre energianvändningen?? * NNE-byggnad = Nära nollenergi byggnad 55 kwh/m 2 jämfört med 90 kwh/m 2 A temp Bild: Paroc Vägg i passivhus U-värde: 0,09 W/m 2 K
Anläggningsprojekt Exempel på klimatpåverkan från Botniabanan. Ton CO 2-ekv / km Källa: IVA, ÅF, KTH och IVL
Energianvändning vid vägprojekt MWh/km samt procentuell fördelning. Källa: IVA, ÅF, KTH och IVL
Boverkets Byggregler (BBR) och Plan och Bygglagen (PBL) reglerar enbart det som sker nedströms under husets driftsfas Hållbarhetsfrågorna måste speglas i byggreglerna. Bild: Boverket
Elproduktion i Norden 160g CO 2-e per kwh Nordisk elmix korrigeras med import och export av el till närliggande länder men ej från Källa: IVA, ÅF, KTH och IVL övriga Europa. 327g CO 2-e per kwh Elvolym för Norden i årligt efterskott. Residualmixen består av den el som blir över när all el som spårats med hjälp av ursprungsgarantier räknats bort.
Utsläpp av växthusgaser - Europeisk el på marginalen Europas elnät är sammankopplat. Koldioxiden ser inga nationsgränser. 1) 1 kwh el = 650 gram CO 2 1) Referens: IVL januari 2009. Svensk Energi och Svensk Fjärrvärme, 2011 Elforsk 2007 Illustratör: Hans Sandqvist
Vad kan branschen göra direkt - några exempel: Tillverkning av asfalt vid lägre temperatur - Energiåtgången i asfaltverket blir 20 % lägre - Koldioxidutsläppen minskar med 30 % Återvinning av asfalt - Minskar utsläpp av CO 2 - Minskar energianvändningen Cementtillverkni ng Bidrar med 5 % av de globala CO 2 utsläppen
Vad kan branschen direkt göra - några exempel: Byggbodar Miljövänlig fjärrvärme i stället för el för både byggbodar och byggnadsuppvärmning under produktionstiden. Transporter Skulle alla tunga lastbilstransporter hålla legal hastighet blir besparingen 200 000 ton CO 2 enligt Trafikverket. Slankare betongkonstruktione isoleringsmaterial Väggar med nya rt ex vacuumisolering. LEDbelysning och nattsläcknin g Solteknik
Utbildning av materialens klimatpåverkan nödvändig Inköparnas roll är väsentlig och måste öka Klimat Ledningens medverkan och stöd en väsentlig förutsättning. Inköp måste medverka tidigt i processen. Krav på materialtillverkare måste sättas för att få en förändring.
Regeringsbeslut IV:11 2014-09-04 S2014/6522/PBB Regeringen uppdrar åt Boverket att utreda forsknings- och kunskapsläget angående byggnaders klimatpåverkan utifrån ett livscykelperspektiv. Boverket ska särskilt att ta del av ett antal rapporter som belyser frågan, däribland IVA och Sveriges Byggindustriers rapport Klimatpåverkan från byggprocessen som visade att utsläppen från byggfasen, inklusive materialtillverkning årligen är större än utsläppen från biltrafiken.
Miljöinvesteringar är långsiktiga Syftet med FoU-projektet är att skapa debatt och uppmärksamma vad branschen har rådighet över Vi har ett ansvar för kommande generationer
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Energibesparingspotential inom järnvägen Mats Berg, KTH 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 26
Energibesparingspotential inom järnvägen (Energy savings in rail vehicle operation) Mats Berg KTH Järnvägsgruppen mabe@kth.se www.railwaygroup.kth.se Seminarium om energieffektivt transportsystem Trafikverkets forskningsportfölj 1 Stockholm, 2014-09-30
The transport sector is responsible for (2010): About 25% of the global energy usage About 25% of the global greenhouse gas emissions About 25% of the global energy-based CO 2 emissions (Road 72%, Rail 3%, Aero 11%, Ship 11%) 28
The (specific) energy usage is here only related to the vehicle operation and: Fuel onboard vehicles (combustion engines) Electricity intake from public grid (electric motors) Covers both propulsion and auxiliary&comfort energy Is expressed as kwh/pkm or kwh/tkm 1 litre diesel = 10 kwh, 1 litre petrol = 9 kwh pkm = passenger kilometre, tkm = net tonne kilometre 29
Specific energy usage: Passenger transport pkm = passenger kilometre Average new vehicles in Europe 2009 at mixed operation 30 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific energy usage: Rail passenger transport kwh/pkm 0.25 0.2 0.208 pkm = passenger kilometre 0.15 0.1 0.067 0.100 0.106 0.05 0 High speed electric Regional electric Regional diesel Local city electric Average new rail vehicles in Europe 2009 at mixed operation 31 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific energy usage: Regional electric passenger train (example) Three-car Regina train Length: 80 m Outer width: 3.45 m Seats: 272-293 Tare weight: 165 tonnes Top speed: 180-200 km/h Energy recovery at electrical braking 0.087 kwh/pkm As measured in the Stockholm region. Seat occupancy rate: 0.35 on average 32
Specific energy usage: Freight transport kwh/tkm 0.25 0.2 0.200 tkm = tonne kilometre 0.15 0.1 0.101 0.100 0.05 0.034 0 Electric train Diesel train Diesel truck Diesel ship Average new vehicles in Europe 2009 at mixed operation 33 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific energy usage: Rail freight transport kwh/tkm 0.12 0.1 0.101 0.106 tkm = tonne kilometre 0.08 0.06 0.055 0.04 0.034 0.02 0 Ordinary electric Ordinary diesel Intermodal electric High value electric Average new rail vehicles in Europe 2009 at mixed operation 34 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific CO 2 emission: Passenger transport pkm = passenger kilometre Electricity production: low = 100 gco 2 /kwh high= 600 gco 2 / kwh Average new vehicles in Europe 2009 at mixed operation 35 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific CO 2 emission: Freight transport gco2/tkm 60 50 53 tkm = tonne kilometre 40 30 20 20 27 26 Electricity production: low = 100 gco 2 /kwh high= 600 gco 2 / kwh 10 0 3 Electric train (low) Electric train (high) Diesel train Diesel truck Diesel ship Average new vehicles in Europe 2009 at mixed operation 36 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Specific CO 2 emission: Global development during 2000-2010 Rail passenger transport: -32% in gco 2 /pkm Rail freight transport: -18% in gco 2 /tkm SOURCE: UIC (International Union of Railways) 37 37
Development of specific energy usage: Long-distance electric passenger trains (example) 0.10 8 Max 160 km/h; B=44% 0.07 7 Max 200 km/h; B=55%* 0.046-0.062 250-320 km/h; B=60-65% 0.05 0 0.10 0 kwh/pkm * Since 2004 the seat occupancy rate (B) has been improved for X2000 Japanese Shinkansen is today probably the most energy efficient train in the world: 285 km/h, B=65% => 0.050 kwh/pkm 0.050 kwh/pkm corresponds to 0.05 litre diesel per passenger and 10 km 38 38
EC White Paper 39
EC White Paper (extract, p. 9) 40 40
Estimated trends of specific energy usage (2009-2050) Electric passenger trains in Europe at constant seat occupancy rate 4. Low aerodynamic drag 5. Low mass 3. Energy recovery 2. Space efficiency 1. Eco driving All combined All comb + higher speed 41 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Estimated trends of specific energy usage (2009-2050) Electric freight trains in Europe at constant load factor 5. Low aerodynamic drag 3. Energy recovery 1. Compact freight 4. High efficiency propulsion 2. Eco driving All combined All comb + higher speed 42 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Estimated trends of rail specific energy usage and GHG emissions 2009-2050: A summary Most efficient means of reducing energy usage and GHG (per pkm or tkm): - Eco-driving, space-efficient & compact, energy recovery, low drag - For GHG also: Low-GHG electricity (outside railway sector!) Eco-driving and energy recovery are inexpensive + reduce cost Space-efficiency may reduce passenger willingness to pay by 0-4 %, but will reduce cost by 7-10 % and GHG by 12-15 % Reduced travel time increases willingness to pay by 10-15 % and reduces operational cost (pass + freight), thus contributes to modal shift to rail Energy and GHG reduction of 40-50 % per pkm or tkm is possible with combined means (with electricity mix of 2009) With GHG of European electricity reduced 60-80 % by 2050, => 4-10 gco 2 -eq/pkm or 2-5 gco 2 -eq/tkm GHG = GreenHouse Gases pkm = passenger kilometre tkm = tonne kilometre 43 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
44
Energy usage Rail passenger transport reference trains, L = Locomotive Average new rail vehicles in Europe 2009 at mixed operation 45 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Energy usage Rail freight transport reference trains Average new rail vehicles in Europe 2009 at mixed operation 46 SOURCE: EU project TOSCA (Technology Opportunities and Strategies toward Climate-friendly transport)
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Klimatkalkyl Hanna Eklöf, Trafikverket 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson
Klimatkalkyl Hanna Eklöf Samhälle
Infraproposition 2008 och 2012 Energieffektivare byggande och drift av infrastrukturen I transportsystemets livscykel finns en rad indirekta energi och miljöposter, t.ex. vid byggande, drift och underhåll av infrastrukturen. Energiåtgång och utsläpp i samband med drift och underhåll påverkas också av val som görs i de tidiga planeringsskedena. Energieffektiviseringar vid byggande och drift av infrastrukturen kan därför ge ett väsentligt bidrag till minskade utsläpp av växthusgaser. Beslutsunderlag i åtgärdsplaneringen bör därför omfatta även dessa aspekter. De åtgärder som prioriteras i den fortsatta planeringen ska vara samhällsekonomiskt effektiva, bidra till begränsad klimatpåverkan och optimal användning av transportsystemet samt till att uppfylla de transportpolitiska målen. Regeringens vision är att Sverige ska ha noll i nettoutsläpp av växthusgaser år 2050. På sikt fordras därför minskade utsläpp i hela samhället, inklusive från transportsystemet, vilket bör beaktas i framtida nyinvesteringar. Trafikverket ska alltså styra mot att verksamheten bidrar till minskad klimatpåverkan och detta ska inkludera såväl transportinfrastruktur som trafik. 49 2014-10-08
En av Trafikverkets strategiska utmaningar 2012-2021 ett energieffektivt transportsystem Nedläggning/ ombyggnad Drift och Underhåll Minimera summan av energianvändning och klimatpåverkan under anläggningens livscykel Planläggningsprocess Trafikering Byggskede 50 2014-10-08 5 0
Klimatkalkyl, syfte Möjliggöra bedömning av anläggningens energianvändning och klimatpåverkan i ett livscykelperspektiv. Underlätta arbetet med att minska energianvändning och klimatpåverkan på ett effektivt och konsekvent sätt. Inkludera infrastrukturens klimatbelastning och energianvändning i Trafikverkets beslutsunderlag. 51 2014-10-08
Klimatkalkyl, metod Bygger på LCA metodik (ISO 14040) Kan beräkna energianvändning och klimatpåverkan från väg- och järnvägsprojekt ur ett livscykelperspektiv Kräver ingen extra datainsamling Modellen behöver indata i form av typåtgärder (bygger på befintliga underlag för anläggningskostnadskalkyler) Typåtgärderna multipliceras sedan med schabloner för utsläpp per typåtgärd Schablonerna för utsläpp per typåtgärd finns i modellen och baseras på Resursanvändning vid olika typåtgärder Emissionsfaktorer som anger utsläpp från utvinning, förädling och transport av resurser samt vid användning av bränslen Det går också att ange egna typåtgärder och därmed anpassa modellen bättre till specifika projekt 52 2014-10-08
Resultat för klimatbedömning av NTP 2014-2025 0,7 Utsläpp från materialframställning och byggande av namngivna investeringsobjekt (totalt 3,8 Mton CO2 ekv) Mton koldioxidekvivalenter 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101105109113117121125129133137141 Namngivna investeringsobjekt (sorterade i storleksordning) 53 2014-10-08
54 2014-10-08 Klimatkalkyl ostlänken
http://www.trafikverket.se/klimatkalkyl/ 55 2014-10-08
Mingel Återsamling kl. 10:50 56 2014-10-08
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Energieffektiv tågföring Björn Ållebrand, Trafikverket 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 57 2014-10-08
FOI Energieffektiv tågföring Björn Ållebrand UHaek bjorn.allebrand@trafikverket.se
Energieffektiv tågföring - samarbetsprojekt mellan Hector Rail och Trafikverket Syfte Kartlägga energibesparingspotential genom energieffektiv körning och hjälpa tågoperatörer med energieffektiv körning Ge incitament till att installera energimätare på dragfordon Undersöka hur energieffektiv körning påverkar kraftsystemets förluster Leder till minskad energiförbrukning och är en del i målet om ett hållbart transportsystem Tre delar Uppföljning och jämförelse av godstågskörningar med Hector Rail Studie av energieffektiv körning ur ett systemperspektiv Studie av förluster i banmatningssystemet Sida 59 UHaek / NB 2013-09-18
Energieffektiv tågföring - samarbetsprojekt mellan Hector Rail och Trafikverket Syfte Kartlägga energibesparingspotential genom energieffektiv körning och hjälpa tågoperatörer med energieffektiv körning Ge incitament till att installera energimätare på dragfordon Undersöka hur energieffektiv körning påverkar kraftsystemets förluster Leder till minskad energiförbrukning och är en del i målet om ett hållbart transportsystem Tre delar Uppföljning och jämförelse av godstågskörningar med Hector Rail Studie av energieffektiv körning ur ett systemperspektiv Studie av förluster i banmatningsystemet Sida 60 UHaek / NB 2013-09-18
Energieffektiv tågföring - uppföljning Körningarna Samarbetspartner Hector Rail mindre godsbolag med fokus på energieffektivitet och med energimätare installerade på alla ellok Timmertåg i Mellansverige, lok HR 142 (ca 30 år gammalt lok) 30 körningar (där förarna inte visste om att de följdes upp) jämförs med lika många körningar där förarna uppmanats att köra energieffektivt. Däremellan har de haft arbetsplatsträffar om energieffektiv körning Utvärdering Med Trafikverkets energimätare och tillhörande verktyg för datainsamling Med hänsyn till tåget, körningen (förarna fyller i en blankett där de noterar hur det gick) och omvärldsfaktorer (temperatur, vind etc) Hector Rail planerar att använda resultaten till att utforma enkelt datorstöd till förarna, t.ex. en app för telefonen Sida 61 UHaek / NB 2013-09-18
Resultat av uppföljningen Inga observationer på hur olika körstrategier påverkar energiförbrukningen kunde göras pga bristfälliga data. Tex Vikterna på de lastade vagnarna hade en standardavvikelse på ca ±4,6 ton kring medelvärdet 82,5 ton. Detta kan påverka energiförbrukningen med ca ±5% vilket kan dölja andra faktorers inverkan på förbrukningen. 1. att de nuvarande loken (HR142) byts ut mot lok som kan återmata. 2. sänka hastigheten och därmed luftmotståndet när tågen körs tomma. 3. införa stöd för energieffektiv tågföring Sida 62 UHaek / NB 2013-09-18
Energieffektiv tågföring - Systemperspektiv Jämförande studie ECOdriving fokuserar på energin som fordonet förbrukar men tar inte hänsyn till förlusterna i matande nät En körstil som innehåller mycket återmatande broms kan vara energiekonomiskt ur ett fordonsperspektiv men orsaka högre förluster ur ett nätperspektiv Studien ska titta på energiåtgången sett från matande 3-fas nät till fordonet Begränsat i ett första steg, ger en indikation om behov av vidare arbete Sida 63 UHaek / NB 2013-09-18
Systemperspektiv Utveckling av transportarbete och energiförbrukning 1.2 Per Unit (P.U.) 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 Årtal brtkm tågkm Linear (tågkm ) E/brtkm E/tågkm Linear (E/tågkm ) Sida 64 UHaek / NB 2013-09-18
Systemperspektiv Rapport finns Punktlighet eller rättidighet är viktigt för eco-driving som utnyttjar tidtabellens inbyggda tidsmarginaler för att köra energisnålare. En försening skulle förbruka tidsmarginalen och föraren skulle tvingas till att försöka köra in tid. Detta skulle sannolikt få till följd att energiförbrukningen ökade. I dagens tidtabellsläggning tas inga hänsynstaganden till energiförbrukning. Kapacitet och kortare körtider är viktigare. Autonom eco-driving störs av tågförseningar. I Sverige så är en stor andel resande- och godståg försenade och stör varandra på enkelspår. En ökad punktlighet skulle förbättra situationen och möjliggöra att ett större antal tåg skulle kunna framföras med eco-driving samt minska samhällets kostnader för tågförseningar. Sida 65 UHaek / NB 2013-09-18
Banmatningsförluster Syftet var att studera förlusterna i banmatningsystemet från generering till inmatningspunkt och vidare till tåget, samt att ge förslag på vidare arbete. Speciellt kunna utnyttja energimätarna i omformarstationer och tåg för att kunna få fram uppmätta förluster i kontaktledningarna. En rapport finns skriven. Men förlusterna i kontaktledningarna gick ej att bestämma pga förbimatning i omformarstationer. Utformning av lämplig strategi for mätning av förluster. Sida 66 UHaek / NB 2013-09-18
Tack för uppmärksamheten bjorn.allebrand@trafikverket.se Sida 67 UHaek / NB 2013-09-18
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Top of Rail Matthias Asplund,Trafikverket 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson Sida 68 UHaek / NB 2013-09-18
Top of Rail (ToR) Smörjning på Malmbanan Matthias Asplund UHabv
Agenda Vad är Top of Rail smörjning Bakgrund och syfte Malmbanan Tillvägagångsätt Aktivitet i projektet Preliminära resultat 70 2014-10-08
Vad är ToR smörjning? Friktion ca 0,5 Smörjer rälshuvudet Stationär smörjning FM ger en konstant friktion Friktion mellan 0,25-0,35 Farkantsfriktion 0,05-0,2 Ekologiskt nedbrytbart Ytterräl Rakspår och innerräl ToR Spår 71 2014-10-08
Bakgrund till projektet Internationellt positiva erfarenhet Slitage/skador hjul och räls Långsammare nedbrytning på infrastrukturen Mindre buller Minskning av energiförbrukning Intressenter Delad finansiering av LKAB Luleå Tekniska Universitet med vid utvärderingen JBV, SJ, KTH 72 2014-10-08
Hjul och räl Tunga transporter har ofta Tunga transporter ger utmattningsskador på hjul och räl Skadorna minskar livslängden, komponenter och rullande material Ökar underhållskostnaden Skadorna har ofta en relation till friktionen Kapacitetsbrist på banor 73 2014-10-08
Skador på hjul och räl Hjulskada Rälskada Hjul, malmvagn, LKAB Räl, Malmbanan, Sävast 74 2014-10-08
Syfte med projektet Kartlägga egenskaperna ToR Krafter i spår Ljud/vibrationer Energiförbrukning Livslängd på räl/spår Vinteregenskaper Olika system och smörjmedel Kontamination av ballast Underhållsmässighet och driftsäkerhet Ta fram information för att beräkna på ToR Vilka villkor ska gälla för att ToR ska vara lönsam Titta på underlag för LCC 75 2014-10-08
Malmbanan Mellan Narvik och Boden (Luleå), Ca 500 km Södra omloppet klart 1887, 1888 malmtåget Norra omloppet invigd 1903 Elektrifiering klar 1923 Nordligaste elektrifierade järnväg Axellast på max 30 ton Lok 750 meter, 284 hjulaxlar och 8500 ton Över 1000 malmvagnar 32 st Iore lok www.trafikverket.se 76 2014-10-08
Trafik på Malmbanan Stålpendeln Godståg Persontåg Norrtåg Malmtåg Person tåg SJ www.lokman.se Foto: Gunnar A Kajander www.jarnvagsframjandet.se 77 2014-10-08
Fördelarna med ToR Har effekt på vertikalkrafterna Reducerar laterala krafter med mer än 30% Minskar den dynamiska tillskottet från tåget Har en liten effekt på tågets hastighet Säkerheten ökar med ToR med runt 25% Minskar slitaget på räl med 14-40% Liten påverkan på friktionen av vatten när man använder ToR 78 2014-10-08
Testområden Tornehamn, TOR test 1 Katterjåkk Kiruna Malmbanan Sävast, TOR test 2 Norra Sunderbyn Luleå www.trafikverket.se 79 2014-10-08
Testupplägg Samarbete mellan LKAB, LTU och TRV LKAB utrustningen, TRV mätningar Test på 2 år Två testområden Tornehamn, test 1 Sävast, test 2 Utrustning som testas: LB-Foster, test 1 QHI-Rail (Rovab), test 2 Smörja som testas: Keltrack ER, test 1 Whitmore, test 2 80 2014-10-08
Test 1 Två testområden Tornehamn, test 1 Sävast, test 2 Utrustning som testas: LB-Foster, test 1 QHI-Rail (Rovab), test 2 Smörja som testas: Keltrack ER, test 1 Whitmore, test 2 81 2014-10-08
Test 1 Tornehamn 2014-01-23 1.3 m snödjup, -30 C Två testområden Tornehamn, test 1 Sävast, test 2 Utrustning som testas: LB-Foster, test 1 QHI-Rail (Rovab), test 2 Smörja som testas: Keltrack ER, test 1 Whitmore, test 2 Per Gustafson, LKAB Thomas Nordmark, LKAB Per Gustafson, LKAB 82 2014-10-08
Test 2 Sävast 2014-01-11,12:05 0.5 m Snödjup, -18 C Listerna är täckta av snö Listerna är i rätt position och hela Ingen smörja på listerna Två testområden Tornehamn, test 1 Sävast, test 2 Utrustning som testas: LB-Foster, test 1 QHI-Rail (Rovab), test 2 Smörja som testas: Keltrack ER, test 1 Whitmore, test 2 83 2014-10-08
Friktionsmodifierare Jämförelse mellan.. Smörja som testas: Keltrack ER, test 1 Whitmore, test 2 84 2014-10-08
Tester som utförs (prel. resultat) Accelerometer Microphone Friktionen på spåret Microphone Force sensors Artificial head Krafterna i spår påverkas av ToR Ljudnivåer Höghastighetsfilmning Rälöga för att se ToR 85 2014-10-08
Tack för uppmärksamheten 86 2014-10-08
Referenser Wikipedia, 2014-08-29, http://sv.wikipedia.org/wiki/malmbanan# Zhou, Y. Wang, T & Wang, S. (2013), Field studies of the effect of Top of rail friction modifier on wheel/rail interface of heavy-haul railway, IHHA 2013 New Delhi. Raman D. et al. (2013), Research methodology for evaluating of Top of Rail friction management in Australian Heavy Haul Networks, IHHA 2013 New Delhi. Hossein, Nia, S. et al. (2013) Can simulations help to find the sources of wheel damages? IHHA 2013 New Delhi. 87 2014-10-08
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Energieffektivt driftområde Lina Nordin, Göteborgs Universitet 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 88 2014-10-08
Energieffektivt Driftområde Är vinterdriften energieffektiv? Lina Nordin Doktorand Institutionen för Geovetenskaper Göteborgs Universitet
Är vinterdriften energieffektiv? Samarbete med VTI och Anna Arvidsson Vintermodellen* bränslemodellen (modifierad) * Ja kan ni tänka er den är äntligen färdig :)
Metod Bränslemodellen trafikens energianvändning Ändra väglag Torr barmark, is, snömängd, densitet osv. Ändra hastighet
Metod Är halkbekämpning energieffektiv Skillnad bränsleförbrukning (BF) torr väg isig väg Hur mycket snö krävs för att det ska vara energieffektivt att ploga När överskrider BF för torr vägbana BF för samma hastighet vid olika snömängder?
Resultat Skillnad i bränsleförbrukning vid saltning (liter) ÅDT 3000 16000 Torr väg tunn is/rimfrost 658 3942 Positiv skillnad betyder att det går åt mer energi att köra på torr vägbana än att köra på tunn is
Resultat 20 000 Bränsleförbrukning (liter/mil) 19 000 18 000 17 000 16 000 15 000 14 000 13 000 3.0 cm 2.5 cm 2.0 cm 1.5 cm 1.0 cm 0.5 cm 0.2 cm Velocity DB 12 000 11 000 10 000 Lätt Snö 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 100 km/h 110 km/h 120 km/h 130 km/h Modifierad från Article in press: Nordin, L., Arvidsson, A.K. Are winter road maintenance practices energy efficient? A geographical analysis in terms of traffic energy use. J. Transp. Geogr. (2014)
Resultat 22 000 Bränsleförbrukning (liter/mil) 20 000 18 000 16 000 14 000 12 000 1.0 cm 0.5 cm 0.2 cm Velocity DB 10 000 Tung Snö 60 km/h 70 km/h 80 km/h 90 km/h 100 km/h 110 km/h 120 km/h Modifierad från Article in press: Nordin, L., Arvidsson, A.K. Are winter road maintenance practices energy efficient? A geographical analysis in terms of traffic energy use. J. Transp. Geogr. (2014)
Slutsatser Startkriterier för plogning Klass 1 3 = 1 cm snö effektivt för hastigheter upp till 90 km/h Klass 4 5 = 2 och 3 cm lägre hastigheter (runt 70 km/h) alltid energieffektivt
Slutsatser 70 km/h startkriterie = 2 cm ger 14200 l / driftområde Vid plogning minskar energianvändning till 12000 l. besparing på 2200 l = 15,5 %. 90 km/h startkriterie på 1 cm ger 13200 l Vid plogning 12950 l. besparing på 250 l ( 1,9%) Ändra startkriteriet till 2cm istället 14500 l på 90 km/h väg besparing på 1550 l (10,7%) per driftområde Sänk hastigheten till 70 km/h och startkriteriet till 2 cm besparing på 2500 l (17,2 %)
För mer information Are winter road maintenance practices energy efficient? A geographical analysis in terms of traffic energy use Journal of Transport Geography Email: lina.nordin@gvc.gu.se
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Halkfria vägar Jan Sundberg, JS Innova/Chalmers 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson
Halkfria vägar Solvärme och värmelagring för miljöanpassad halkbekämpning Etapp II Energi- och systemanalys med kostnader Presentation FOI-dagen14-09-30 Jan Sundberg, Chalmers/JS INNOVA 100 2014-10-08
Konceptet Värma utsatta partier för bättre framkomlighet och ökad trafiksäkerhet Många sätt att värma väg, speciellt nära staden, till exempel goda erfarenheter från Göteborgsbacken i Jönköping, RV40 Utmaning att värma väg energieffektivt och miljöanpassat utanför staden Lagrad solvärme i berg Mest generellt En förstudie (1) är genomförd Rapport etapp 2: hösten 2014 Bild Ny Teknik Grafik: Jonas Askergren 101 101 2014-10-08
Många internationella erfarenheter Bro i Berkenthin, Uppvärmning av stålbro med grundvatten Serso- bridge, Schweiz, Solvärme med marklager Cykelvägar Holland, Utredning i två Holländska städer. Grundvatten Göteborgsbacken Jönköping, Uppvärmning med fjärrvärme Broar i Umeå, Fjärrvärme. Btg-slitbana. Ingjutna slingor i slitlagret Trottoar, Amori, Japan Plattform, Tyskland 102 102 2014-10-08
Snöfri eller frostfri? Snöfritt. Vägen skall värmas så att vägytans temperatur överstiger 0 C när behov av halkbekämpning finns Frostfritt. Vägen skall värmas så att vägytans temperatur överstiger daggpunktstemperaturen när vägtemperaturen understiger 0 C. 103 103 2014-10-08
Krav/nyttor vid olika tillämpningar - Exempel Framkomlighet Olycksreducerande Ytterligare aspekt Typisk skala Kommentar Backe X (X) X 1 km Ett körfält Bro X X 0.2 km Alla körfälten Snöfritt Kondensfritt Cykelbana X X X X X Flera km Året runt framkomlighet. Olycksreducerande. Rullgrus undviks Perrong X X X 200 m 104 104 2014-10-08
Tillämpningsexempel Halvors länk Ny länk till Göteborgs hamn. ÅDT 10-20000, 30% tung trafik Ca 1 km, lutning ca 4 % i inledning och avslut Värmebehov har kalkylerats Systemstudie och värmedimensionering Kostnadsberäkningar Samhällsekonomiska vinster, nyttor och kostnader 105 105 2014-10-08
Systemstudie med kostnadsberäkning Fjärrvärme Värmepump Alt 1 Direktkopplad vägvärme mot lagrad värme i berg Alt 2 Bergvärme med värmepump Alt 3 Bergvärme med stöd av fjärrvärme Halvors länk med värmeslingor Borrhål i berg Värmelagring 106 106 2014-10-08
Jämförelse nyckeltal - Frostfritt och Snöfritt Exempel: Direktkopplad vägyta mot värmelager i berg Genomsnittlig kapital och driftkostnad Kr/m 2 och år Beräknad energiförbrukning [kwh/m 2 ] Köpt energi kwh/m 2 Värmefaktor Frostfri 64 13 3,6 3,6 Snöfri 101 77 7,2 10,4 107 107 2014-10-08
Slutsatser Säkerhet och framkomlighet - effektivt mot halka för speciellt utsatta partier Energieffektiv - över 90 % av energiåtgången från gratis solenergi, låg känslighet för energiprisförändringar Samhällsekonomisk lönsam Energi och klimat i samma storleksordning respektive betydligt mindre Miljö eliminerar saltanvändning på utsatta partier Spin-off - kylning av vägen sommartid minskar spårbildning, vågbildning etc från tung trafik 108 108 2014-10-08
Behov av forskning och innovation finns Till exempel Teknisk utformning och materialval för optimerad funktion och rationellt underhåll Styr- och reglerfunktionens samspel med klimat, prognoser och olika egenskaper i vägkroppen Optimering av systemfunktionen för väg tillsammans med värmekälla Beräkningssamband - samhällsekonomiska konsekvenser 109 109 2014-10-08
Rekommendation Trafikverket går vidare med en pilotstudie i liten skala Kan utföras inom ramen för nordiskt eller internationellt samarbete och i samarbete med universitet och högskolor Ett samarbete mellan Chalmers, Bygg och miljö, och Statens Vegvesen pågår, för närvarande två doktorander. Kan kanske bli fler med fler finansiärer. 110 110 2014-10-08
Stort Tack! Jan.sundberg@chalmers.se 111 111 2014-10-08
Lunch Återsamling kl.12:30 112 2014-10-08
Program Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV Magnus Lindberg, Trafikverket Peter Smeds,Trafikverket 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 113 2014-10-08
Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon Gasbilars klimatpåverkan Seminarium Ett energieffektivt transportsystem 2014-09-30 TMALL 0141 Presentation v 1.0 Magnus.Lindgren@trafikverket.se Peter.Smeds@trafikverket.se
Projektet International Energy Agency implementing agreement on Advanced Motor Fuel (IEA AMF) Deltagare Sverige (Trafikverket) Finland Kanada Japan Tyskland DG Energy (via IEA Bioenergy) Budget: 280 000 (varav 630 kkr TrV) Tidplan: 2009-05 till 2014-05 115
Metan Naturgas Biogas Metan ger alltid låga utsläpp av partiklar! 116
Gas i bussar (tändstift) Dieselmotor Tändstiftsmotor λ1 Ƞ: Mycket lägre CO2: Högre Metan: Låg (TWC) NOx: Låg Tändstiftsmotor Lean burn Ƞ: Något lägre CO2: Likartad Metan: Hög NOx: Likartad 117
Diesel till dual fuel gas Portinsprutning Ƞ: Likartad CO2: Högre Metan: Hög NOx: Likartad Direktinsprutning Ƞ: Lägre! CO2: Högre Metan: Högre NOx: Likartad 118
Result Environmental Impact (GHG) Tail pipe CO 2 Tail pipe CO 2 + CH 4 DDF mode Diesel mode 119 Confidential 119
Personbilar och gas Bensin Tändstiftsmotor Ƞ: Likartad CO2: Lägre Metan: Låg NOx: Likartad Diesel Tändstiftsmotor Ƞ: Lägre CO2: Högre Metan: Låg NOx: Lägre 120
121 1. Tanksystemet 2. Avgasröret
En av tre bilar klarade inte gränsvärdet för utsläpp av THC (kolväte) där CH4 (metan) ingår, vid första försöket. Det krävdes upprepade test. En av tre bilar klarade inte det evaporativa (avdunstning) provet med motsvarande gränsvärde för bensin. (Det finns inget gränsvärde för metan) 122
123 Läckan konstateras med mätutrustning.
124
Program ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar Ellen Grumert,VTI 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson 125
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert ITS OCH SAMVERKANDE ITS - SOM STYRMEDEL FÖR ÖKAD ENERGIEFFEKTIVITET Ellen Grumert FoI-dagen 2014-09-30
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Agenda Kort om mig Introduktion till Intelligenta Transport System och samverkande system Variabla hastighetsgränssystem Samverkande variabla hastighetsgränssystem Framtiden...
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Kort om mig Doktorand inom trafikanalys på VTI och Linköpings Universitet Område: ITS och samverkande ITS Trafiksimulering Projekt just nu: Samverkande ITS som styrmedel för ökad energieffektivitet Samarbete mellan VTI, Linköpings Universitet (LiU) och KTH Finansierat av Trafikverket via CTR (Center for Traffic Research)
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert ITS Förfadern till samverkande system 'Intelligent Transport Systems (ITS) means applying Information and communication Technologies (ICT) to the transport sector. ITS can create clear benefits in terms of transport efficiency, sustainability, safety and security, whilst contributing to the EU Internal Market and competitiveness objectives. To take full advantage of the benefits that ICT based systems and applications can bring to the transport sector it is necessary to ensure interoperability among the different systems throughout Europe at least. (European Commission, 2009)
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Samverkande system 'Cooperative systems are ITS systems based on vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-toinfrastructure (V2I) and infrastructure-to-infrastructure (I2I) communications for the exchange of information. Cooperative systems have the potential to further increase the benefits of ITS services and applications.' (European Commission, 2009) Tänk om fordon kunde prata med varandra? Avstånd till fordonet framför Varningar - trafikstockning, körning i fel riktning, halt väglag etc. Samarbete vid filbyte Etc. och om fordon kunde få information om den omgivande miljön Väderförhållanden Rutguidning och omdirigering Varningar trafikstockning, vägarbete, varningar skickade via ett tidigare passerande fordon Information och service betalning, intressanta platser längs vägen (restauranger, hotell, etc.), internet förbindelse, m.m. Etc. Information Information Information Information från central styrning Information
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Motivationen bakom ITS och samverkande system Source: Foto taken by user Fir0002, publiced at www.wikipedia.org (accessed 2014-09-21)
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Vad är ett variabelt hastighetsgränssystem? Engelska: Variable Speed Limit (VSL) systems Sammanlänkade variabla hastighetsskyltar Detektorer som mäter flöde och/eller medelhastighet Beslutsalgoritm baserad på flöde eller medelhastighet, eller både och Source: Foto taken 2010 by Holger Ellgaard, publiced at www.wikipedia.org (accessed 2011-04-13) Source: Description of MTM, Automatic Incident Detection in the Motorway Control System MTM, March 1999
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Idé för ett samverkande variabelt hastighetsgränssystem < n n-1 n-2 n-3 Fördelar: Inga portaler behövs (enhet vid vägen som skickar information till fordon samt detektorer) Mjukare körstil Hänsyn till bilens hastighet, avstånd till framförvarande variabel hastighetsskylt, visad hastighet vid bestämning av rekommenderad hastighet
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Varför ett variabelt hastighetsgränssystem? Förväntningar på ett samverkande VSL system (infrastruktur till fordon kommunikation) Information fås vid en tidigare tidpunkt Kontinuerlig information under hela sträckan baserat på framförvarande variabla hastighet Lägre nivåer av höga accelerationer och inbromsningar för det samverkande VSL systemet Mer harmoniserat flöde för det samverkande VSL systemet Rekommenderad hastighet är baserad på fordonets hastighet, angiven variabel hastighet och avstånd mellan fordon och variabla hastighetsskyltningen Lägre utsläpp av emissioner Lägre bränsleförbrukning
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Utvärdering: Mikroskopisk trafikmodellering av trafikflöden Modellering av individuella fordon Resultat: Ökande flödesharmonisering lägre nivåer av höga accelerationer och inbromsningar Reducerade avgasutsläpp (CO2, NOX, HC) Hur den variabla hastigheten väljs påverkar resultatet!
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Framtiden 1. Mer och mer avancerad teknik för kommunikation mellan fordon och fordon och infrastruktur. 2. Ökat intresse inom forskning, bilindustrin, myndigheter och privatpersoner. 3. Den självkörande bilen automatisering. 4. Energieffektivisering och miljöfrågor är viktiga. 5. Både ITS och samverkande ITS spelar en viktig roll.
2014-09-30 FoI-dagen, Ellen Grumert Tack! Email: ellen.grumert@vti.se
Program Energieffektiva fordon och transporter 12:30 12:40 Förbättrade egenskaper för gasdrivna tunga fordon - Magnus Lindgren,TRV 12:40 12:50 Gasbilars klimatpåverkan Petter Smeds, TRV 12:50 13:00 ITS System som styrmedel för ökad energieffektivitet Ellen Grumert, VTI 13:00 13:20 Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:20 13:50 Fika Framtida forskningsbehov Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, KTH 13:50 14:10 Energieffektivt vägtransportsystem Håkan Johansson, TRV 14:10 14:20 Information om Trafikverkets FoI Lars Nilsson, TRV 14:20-15:05 Trafikverkets forskningsbehov, bolla med kollegor om framtida utmaningar 15:05 15:35 Redovisning Lars Nilsson, Urban Jonsson, TRV 15:35 15:50 Framgångsrik FoI - Sven Hamrefors, Professor i innovationsteknik Mälardalens Högskola. 15:50 16:00 Avslutning Urban Jonsson
Järnväg, energieffektiv trafikering Lars Abrahamsson, Postdoktor, Elektriska Energissystem, KTH
Översikt Bakgrund: Banmatningsforskning (alla inte elare/järnvägare) Varför? Varför viktigt Varför forska Varför specifikt banmatning Problembakgrund På vad? Identifierade behov järnvägen inom elkraftsystem Blandat slutresultat, metod nå resultat, modell Resultat hittills försöka poängtera nyttan TrV/sektorn Aktuellt just nu min banmatningsforskning Framtida forskning (fantasifull begränsat närmast hjärtat) Slut
Banmatningsforskning varför? (1/3) Energieffektivitet med banmatning Järnväg energieffektivaste landbaserade transportmedlet Elmotorer effektivare än förbränningsmotorer Kraftverk effektivare än dieselgeneratorer på lokomotiv Är inte det mesta elektrifierat klart? Ja, men trafiken ökar och bör öka det går effektivisera Befintliga nät ofta gamla Bygga ut nu/snart, eller senarelägga utbyggnad smartare drift av elnätet Visa Svensk teknik möjliggör elektrifiering annorstädes
Banmatningsforskning varför? (2/3) Behöver man forska specifikt på banmatning? Kort JA! =) Längre varför? Lite forskat på (jämfört järnväg/elkraft) Skiljer sig avsevärt från klassiska elnät Beter sig utmanande och annorlunda Kraftigt varierande lastförändringar Återmatning distribuerad generering Spänningar och omriktarlaster fluktuerar kraftigt Lasterna/källorna spänningskänsliga Fortsättning
Banmatningsforskning varför? (3/3) Behöver man forska specifikt på banmatning? Längre varför? Fortsätter Mellanting mellan distributionsnät och transmissionsnät Passar inte in - svårklassificerat, sambanden mellan,, och Mer maskat än distributionsnät ganska radiellt Mellanspänningsnät
Banmatningsforskning problembakgrund, Sverige Grovhugget Stad effektbrist Land spänning
Banmatningsforskning problembakgrund, Stockholmsområdet
Banmatningsforskning på vad? (1/4) Lastflödesanalysbaserat Utbyggnad optimal design (vad/var) Placera omformarstationer Placera energilagring i tunnelbanor eller stambanor? SVC? Nya alternativa nätstrukturer HVDC? -25/+15 kv AT? Optimal drift Lägre förluster (energin närbesläktat övergripande mål) Lastdelning även roterande (automatiskt i M2C) Reaktiv kompensering omriktarstation, även lokomotiv Fortsättning
Banmatningsforskning på vad? (2/4) Lastflödesanalysbaserat Optimal drift Forsätter Spänningsnivåer (nödvändigt delmål) Möjliggöra dragkraft (övergripande mål resultat) Möjliggöra återmatning (energi; övergripande mål resultat) Förluster (energin närbesläktat övergripande mål) Skära i topplasterna (slippa investera) Även kostnad mot nätägare Lagring? Ekonomiskt? Fortsättning
Banmatningsforskning på vad? (3/4) Lastflödesanalysbaserat Optimal drift Skära i topplasterna (slippa investera) Fortsätter Bättre lastdelning ( osynlig tillgång) Koordinering av lasterna (visionärt) Mer komplicerat Toppeffekt minimera summan av lasterna Inte energi individuella tåg (Kräver punktlighet) Fortsättning
Banmatningsforskning på vad? (4/4) Forsätter Kraftsystemsdynamik Existerande problem Effektpendlingar mellan omriktare/omformare (NTNU) DC-länkar i lok (KTH) Låg andel roterande maskiner (LTU) Realisera OPF (Framtiden jag?) Finns så klart mer
Resultat hittills nytta för TrV/sektorn (1/7) Utbyggnad optimal design Var placera omformarstationer (rent tekniskt spänning/effekt) Ingen direkt nytta för sektorn ännu Grundläggander modeller utvecklade (idéer finns) Förenklad modell; artificiell intelligens simuleringsresultat (delmål) Drivkraft för placering Lokal konsumtion Lokal spänningshöjning Var placera energilagring i tunnelbanor (tekniskt) Finns resultat på Metro de Madrid Presentations finns, inte rapport Fortsättning