Lyntog Ett paradigmskifte i internasjonal samferdseltenkning Professor Bo-Lennart Nelldal KTH Järnvägsgrupp 2012-05-11 1
KTH Järnvägsgruppen - Systemsyn Säkerhet Lönsamhet Intäkt Konkurrens/ samverkan Effektiva tågsystem Kapacitet Punktlighet Kostnad
Disposition Vad är höghastighetståg? Utvecklingen av höghastighetståg i världen EU:s transportpolitik Höghastighetståg i Norge- vad är realistiskt? Vision för ett framtida skandinaviskt nät 3
Konventionell järnväg och höghastighetståg Järnvägsgruppen Konventionell järnväg Höghastighetsjärnväg Definition Maxhastighet Medelhastighet (snabbtåg) Tågtyper Spårgeometri Gammal eller nybyggd bana för person- och godståg 200-250 km/h med eller utan korglutning Nybyggd bana dimensionerad för snabba persontåg 250-400 km/h utan korglutning 120-180 km/h 200-300 km/h Snabbtåg Lokal- och regionaltåg, Tunga och lätta godståg Måttliga kurvradier Små lutningar Höghastighetståg, snabba regionaltåg, snabbgodståg och ibland godståg Stora kurvradier Stora lutningar Plankorsningar väg - järnväg Förekommer Inga 4
Alstom TGV duplex Hastighetsrekord april 2007: 574,8 km/h Bombardier Zefiro Byggs för 380 km/h i ordinarie trafik 5
Japan serie 500 Frankrike TGV Spanien Talgo 350 6 Tyskland ICE
Olika länder olika nät Järnvägsgruppen Japan Frankrike 210-300km/h dubbelspår 270-350km/h dubbelspår Ändpunktsmarknad Mellanmarknad Heltäckande nät Ändpunktsmarknad Planer för heltäckande nät Kör vidare på gamla banor 7
Olika länder olika nät Järnvägsgruppen Tyskland Spanien 270-330 km/h dubbelspår 300-350km/h dubbelspår Gamla och nya linjer i nätverk Kapacitet Godstrafik på vissa banor Ändpunktsmarknad Mellanmarknader Planer för heltäckande nät 8
Olika länder olika nät Järnvägsgruppen Norge Sverige 330 km/h dubellspår 320 km/h dubbelspår Ändpunktsmarknad Mellanmarknader Gods på gamla banor Ändpunktsmarknad Mellanmarknader Gods på gamla banor 9
Restid tåg marknadsandel tåg-flyg Järnvägsgruppen Source: Nelldal-Troche (2001) Curves with similar forms published by Nelldal-Troche (2001), Transek (2002), Steer Davis Gleave (2006), UIC (2008), Kjørstad-Norheim (2009), Jorritsma (2009), Lundberg (2010)
TGV påverkan på flyg- och bilresande Järnvägsgruppen Utveckling av flygresandet Paris-Lyon 1972-2005 Utveckling av bilresandet Paris-Lyon 1977-1991 -30% Source: Huot 2008 11 Source: Arduin 1994
Kortare restid nya resmöjligheter Nygenererat resande regional utveckling Järnvägsgruppen Regional trips (millions per year) 5 4 3 Effekt av Svealandsbanan Stockholm-Eskilstuna 1h restid Car Estimated regional travel Long-distance express bus 2 1 0 Train 1993 Södermanland county PTA buses 1994 SJ bus 1995 1996 1997 1998 Train The Svealand line 1999 2000 2001 12 Källa:Fröidh KTH 2003
Höghastighetståg har hög punktlighet - eftersom de går på egna banor Höghastighetståget Shinkansen mellan Tokyo och Osaka 11 tåg per timme och riktning och många förbigångar Medelförsening på endast 42 sekunder 2005 Inklusive tyfoner och snöstormar! 13
Utveckling av växthusgaser från transporter i EU prognos 2010-2050 Direct emissions Fuel life cycle emissions Sources: EU forskningsprojekttosca (2011)
Railway Group EUs white paper 2011 Målsättningar för transporter 30 % av vägtransporterna över 300 km bör fram till 2030 flyttas över till järnväg eller sjötransporter Mer än 50 % fram till 2050 med hjälp av effektiva och miljövänliga godskorridorer Fram till 2030 tredubbla nätet för höghastighetståg och upprätthålla ett tätt järnvägsnät i alla medlemsstater Fram till 2050 färdigställa det europeiska nätet för höghastighetståg 2050 bör huvuddelen av persontransporterna på medellånga sträckor ske med tåg KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden 15
Rail market shares in the world Railway Group Freight: Road, rail and inland waterways. Passenger: All modes. Source: EU statistics (2009) KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden
Railway Group Vad innebär detta? För godstransporter med järnväg och lastbil i EU 2010 miljarder tonkilometer 50 % av vägtransporterna i EU är över 300 km och marknadsandelen för lastbil är 75% över 300 km 2050 med mode shift Marknadsandelen för järnväg ökar från 25% till 60 % på avstånd över 300 km Total ökning med lastbil och järnväg ca 50% från 2010 till 2050 Källa: Bearbetning av data från Transtools i TOSCA och på KTH KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden 17
Railway Group Vad innebär detta? För personransporter med bil, tåg och flyg i EU 2010 miljarder personkilometer 55 % av transportarbetet i EU är över 100 km och marknadsandelen för tåg är 12% mellan 100 750 km 2050 med mode shift Marknadsandelen för järnväg ökar från 12% till 60 % på avstånd mellan 100 750 km Total ökning för bil, tåg och flyg ca 60% från 2010 till 2050 Källa: Bearbetning av data från Transtools i TOSCA och på KTH KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden 18
Resultat av förslagen i EU:s vitbok Railway Group Resultat koldioxidutsläpp: Koldioxidutsläppen blir ca 20% lägre med mode shift än baseline 2050 Möjlighet finns att minska koldioxidsutsläppen med ca 35% om lågemitterande elproduktion kan utnyttjas Efterfrågan på järnvägstransporter Persontrafik på järnväg 6-7 ggr så stor som i dag och 4-5 ggr så stor som 2050 baseline Godstrafik på järnväg 3-4 ggr så stor som i dag och 2-3 ggr så stor som 2050 baseline KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden 19
Current plans for high speed rail and freight corridors in EU Railway Group Source: UIC (left) and EU TEN-T (right) KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden
Railway Group 60% Godstransporternas marknadsandel Järnvägens andel av godstrp i vissa länder i Europa Andel av tåg+lastbil+inrikes kanalsjöfart 50% 40% 30% 20% 10% CH SE DE NO EU15 UK 0% 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 KTH Railway Group Center for research and education in Railway technology - Railway development in Sweden 21
Persontransporternas marknadsandel Järnvägsgruppen Järnvägens andel av persontrp i några länder i Europa 18% Andel av tåg+bil+buss+t-bana/spårväg 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% CH FR SE EU15 UK NO 0% 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 22
När är höghastighetsbanor intressanta i Norge? När det finns en stor ändpunktsmarknad med flygkonkurrens och Stora marknader mellan större städer längs banan som kan vidga regionerna Stora godsflöden som möjliggör utveckling av godstransporter på järnväg 23
Strategiska Korridorer Trondheim Bergen Oslo Stavanger Stockholm Kristiansand Gothenburg Copenhagen/Malmö Hamburg 24 Berlin
Trondheim Persontrafik Resandeflöden* Bergen Oslo Stavanger Stockholm 2-3 milj resor/år 3-5 milj resor/år Kristiansand Gothenburg *) Med tåg 2024 enligt höyhastighetsutredningen 2012 Copenhagen/Malmö Hamburg 25 Berlin
Trondheim Godstransporter Godsflöden Med järnväg och lastbil Bergen Haugesund Stavanger Oslo Stockholm 1-2 milj ton 3-4 milj ton Ca 10 milj ton Kristiansand Gothenburg *) Huvudsaklig transporter över 300 km med lastbil och järnväg Copenhagen/Malmö Hamburg 26 Berlin
Utrikestransporter 2006 - Från Sverige mot Danmark och den Västeuropeiska kontinenten 1 lastbil var 15:e sekund 1 godståg var 40:e minut Avser båda riktningarna 1 EU-lastbil medellast 15 ton 1 godståg medellast 600 ton 1 godståg=40 lastbilar 27
Problem och möjligheter Det norska järnvägsnätet är huvudsakligen enkelspårigt med låg reshastighet och kapacitet Persontrafik behöver nya banor för att korta restiderna Godstrafik behöver nya banor för att öka kapaciteten Dubbelspåriga höghastighetsbanor har även kapacitet för godstrafik om inte persontrafiken är alltför tät Svårigheten är att optimera linjesträckningen med hänsyn till lutningar, tunnlar och topphastighet lokala anpassningar kan krävas 28
Olika typer av godståg Järnvägsgruppen Tunga vagnslasttåg huvudskaligen systemtåg med en maxhastighet på 100 km/h t.ex. timmertåg Kombitåg med normal vikt i dag maxhastighet på 100 km/h i morgon 120-160 km/h t.ex. Cargo Nets tåg Höghastighetsgodståg med samma hastighet som persontåg t.ex. TGV Post 29
Godstrafik på höghastighetsbanor Ex: Oslo - Trondheim Oslo Trondheim Infrastruktur Avstånd Tid Medel Maxhast km km/h km/h Nuvarande bana Enkelspår 553 8:15 67 100 Höghastighetsbana Dubbelspår 483 5:15 92 120 Tidtabellsexempel Nuvarande bana Tur 1 Trondheim Avg 19:00 Oslo Ank 3:15 Höghastighetsbana Tur 1 Tur 2 Trondheim Avg 18:00 Ank 0:15 Oslo Ank 23:15 Avg 5:30 30 Källa: KTH beräkningar
Exempel: linje 480 km 300/140 km/h Kapacitet: 1 HST/h och 4 godståg/h på dagen +Godstrafik på natten = mycket hög kapacitet 0 Bara godståg Avstånd [km] 83.5 167 0 30 60 90 120 150 180 Tid [min] 31 Källa: WSP rapport till JBV
Kostnad för att köra godståg på nuvarande banor och höghastighetsbanor Dubbelspår längre tåg Om 25 krävs två lok Längre tåg= färre tåg= ökad kapacitet 32 Källa: KTH kalkyler
Slutsats: Det är möjligt att köra godståg på en höghastighetsbana I Norge körs huvudsakligen kombitåg som är relativt lätta och går att köra i 120 km/h i dag Om inte trafiken är alltför tät går det att köra kombitåg på en dubbelspårig höghastighetsbana på dagen och givetvis på natten Det blir kortare transporttid och man kan köra längre tåg: Kostnaden blir lägre per container Med kortare transporttid vidgas näringslivets marknad t.ex. Trondheim-Danmark övernatt Även om man bygger med 25 stigning går det att köra godståg det gör man dag! 33
Viktigaste faktorer för ekonomisk persontrafik Järnvägsgruppen Kr/personkm Hög beläggningsgrad 1,60 1,40 1,20 1,00 0,60 Hög medelhastighet 0,80 0,50 0,60 0,40 0,60 0,40 0,20 0,30 0,50 0,00 0,20 0,40 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0,10 0,30 Beläggningsgrad 0,00 0,20 Kr/sittplatskm Kr/sittplatskm Effektivt utrymmesutnyttjande 80 900,10 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 0,00 Medelhastighet (km/h) 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 Sittplatser per meter tåglängd
Breda tåg - Ger hög kapacitet till låg kostnad 2,95 m 3,45-3,60 m ICE3 Normal (kontinental) korg Gröna Tåget Bred korg 35
Exempel: Tågsätt med ca 300 sittplatser GTW: Gröna tåget, breda korgar 27 m 107 m GTC: Gröna tåget, kontinental bredd 27 m 133 m X 2000 25 m 165 m 36
Projected GHG emissions for different modes in Europe 2010-2050 160 Passenger transport GHG emissions 2010 2050 Baseline 2050 with low GHG el.prod 120 Freight transport GHG emissions 2010 2050 Baseline 2050 with low GHG el.prod 140 100 120 g / passenger kilometre 100 80 60 40 20 g / tonne kilometre 80 60 40 20 0 Car Rail Airplane 0 Heavy truck Rail Sources: TOSCA (2011); Heavy truck: Institut für Energie- und Umweltforschung (2008)
Strategi för infrastruktur Trondheim Ny bana Dubbelspår 250-350 så långt möjligt P o G Bergen Stavanger Oslo Stockholm Befintlig bana uppgradering till 200-250 km/h Kristiansand Gothenburg Copenhagen/Malmö Med lokala avvikelser i storstadsområden mm Hamburg 38 Berlin
Ökad tillgänglighet Persontrafik Trondheim Resor över dagen Restid <3h Bergen Stavanger Oslo Stockholm Vidgar människans revir Kristiansand Gothenburg Copenhagen/Malmö Hamburg 39 Berlin
Ökad tillgänglighet Godstransporter Trondheim Transporter över natten trptid <12h Bergen Stavanger Oslo Stockholm Vidgar näringslivets marknad Kristiansand Gothenburg Copenhagen/Malmö Hamburg 40 Berlin
Slutsatser Järnvägsgruppen Det norska järnvägsnätet behöver förnyas Det är huvudsakligen enkelspårigt och med låg hastighet och kapacitet Det finns marknad för nya banor i Norge Den sammanlagda person- och godstrafiken i dessa stråk är relativt stor, flyget omfattande och vägnätet är dåligt Dubbelspåriga höghastighetsbanor bäst Medger både snabb persontrafik och kapacitet för godstransporter Byggs för hastigheter på 250-350 km/h Det krävs dock lokala anpassningar av hastigheter och lutningar för att optimera ekonomin Höghastighetståg bidrar till en bättre miljö och är ett långsiktigt hållbart transportsystem Avlastar flyg och väg och är energieffektivt med minimala utsläpp 41
Tack! bo-lennart.nelldal@abe.kth.se Hemsida: www.infra.kth.se/tol/jvg 42