Miljöpåverkan och effektivitet i transportsystem

Miljöpåverkan och effektivitet i transportsystem Sebastian Bäckström IVL Svenska Miljöinstitutet Ett Vinnovafinansierat projekt tillsammans med 1

Projektets syfte Att fram ett labb -verktyg som kommer att användas för att i scenariestudier analysera olika transportsystem. Kunskapen skall användas för att rent praktiskt förbättra transportsystems miljöprestanda Verktyget beräknar Miljödata Externa kostnader Transportkostnader Verktyget Emissionsberäkningar Externa kostnader för emissioner och bränsle Externa kostnader för buller, trängsel, olyckor mm Logistikkostnader Värdering av leverenstid Värdering av försening Osäkerheter analyseras i alla beräkningar Infrastrukturen tas med CO 2 emissioner/kostnader 2

Verktyget forts Väg, järnväg, flyg, sjöfart Olika emissionsklasser för dieselmotorer Externa kostnader, beroende av befolkningstäthet Externa kostnader för olika tider (antal exponerade personer) Tomtransporter/ positioneringar Lager Automatisk beräkning av maxlast för olika transportslag Lagerföringskostnad Utmaningar De externa kostnaderna beror av plats kan vara svårt att få information om verklig rutt. Användbarhet vs precision i verktyget Olika värderingsvärden av miljöeffekter t. ex växthusgaser Vad kan internaliseras? CO 2 -skatt, trängselavgift, försäkringar etc. Infrastruktur miljöpåverkan och kostnader samt internaliseringsgrad LOGISTIKASPEKTER Leverenstid hur värderar man det Leverenssäkerhet 3

Total logistic cost = T + P + W+ I + S + A + C T Transport P Packaging W Warehousing I Inventory carrying S Service deficiency A Administration C Customs Kostnader för godstransport Interna kostnader fordon, bränsle, löner Externa kostnader Sjukvård, trängsel, växthuseffekt, infrastruktur... 4

The impact pathway of the emissions Data input transport Rutt Godsets vikt Huvudsakligt transportsätt Antaganden Körd sträcka Körtid Fordonstyp Fyllnadsgrad Antal körda km i tätort/landsbygd Kombinerade transportsätt (t.ex. bilväg inkluderar färja, flyg inkluderar biltransport) 5

Datakällor Emissionsberäkningar följer NTM principer, utökat med osäkerhetsberäkningar med data från ett JRC projekt Externa kostnader för klimatpåverkan från Handbook of external costs (EU-rapport från 2008) Externa kostnader för emissioner enligt EPS 1, osäkerhetsanalys genom att studera andra källor Externa kostnader för övriga externaliteter från Handbook of external costs LCA infrastruktur från IVL projekt med data från trafikverken 1) EPS Metod för att vikta olika miljöeffekter Beräkningsexempel Transport av avfall från Italien till Norrköping/Linköping Inmatning av data för transporten OBS: Data visas endast för att illusterera kalkylfunktioner! 6

mer inmatning av data för transporten OBS: Data visas endast för att illusterera kalkylfunktioner! Data för data kostnadsanalys OBS: Data visas endast för att illusterera kalkylfunktioner! 7

Indata Sträcka, fordon, last, fyllnadsgrad Information om var (land/stad) och när (natt/dag/rusningstrafik) Logistikkostnader, tid Hjälpfunktioner för datainmatning 8

Inställningar för kalkylen 350 000 CO2 (fossil) Emissions from actual transport(s) LBIL IT-SE FARTYG IT-SE Mean Uncertainty Mean UncertaintyUnit Fuel Consumption 92 617 9 636 79 374 5 270 kg CO2 fossil 291 739 30 374 250 022 16 573 kg CO2 renewable 0 0 0 0 kg N2O 16 2 13 2 kg CH4 0 0 2 0 kg Total GHG (CO2 eq.) 296 421 30 866 253 870 16 833 kg NOx 799 105 5 419 422 kg CO 442 49 203 21 kg HC 8 2 125 13 kg PM 6 1 319 85 kg SO2 1 0 1 535 107 kg Primary Energy 4 011 422 417 779 3 251 258 215 650 MJ OBS: Data visas endast för att illusterera kalkylfunktioner! kg 300 000 250 000 200 000 150 000 100 000 kg 50 000 0 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Infrastructure Transport LBIL IT-SE FARTYG IT-SE NOx LBIL IT-SE FARTYG IT-SE 9

LBIL IT-SE FARTYG IT-SE Mean Uncertainty Mean Uncertainty Unit Transportation Costs 3 054 123 2 498 102 Euro Congestion Fee 0 0 0 0 Euro Packaging costs 0 0 0 0 Euro Warehousing Costs 0 0 0 0 Euro Warehousing TD Costs 0 0 0 0 Euro Inventory carrying Costs 0 0 0 0 Euro Cost of Loss 0 0 0 0 Euro Value of Earlier Delivery 0 0 0 0 Euro Delay Costs 11 16 18 26 Euro Administration Costs 300 12 300 12 Euro Customs 0 0 0 0 Euro Noise 9 588 1 779 0 0 Euro Congestion 2 715 772 0 0 Euro Accidents 16 044 4 594 0 0 Euro Up/down Stream 11 075 1 933 2 993 1 181 Euro Nature 528 198 0 0 Euro Soil and water 2 644 292 0 0 Euro Fossil fuel 10 782 2 493 18 017 4 504 Euro CO2 fossil 27 610 6 464 46 624 11 761 Euro CO2 renewable 0 0 0 0 Euro N2O 446 113 710 212 Euro CH4 0 0 9 3 Euro Total GHG 27 994 6 296 47 440 11 848 Euro NOx 2 436 401 32 427 4 475 Euro CO 142 16 128 14 Euro HC 13 3 382 56 Euro PM 319 72 16 969 4 741 Euro SO2 2 1 6 988 881 Euro Heat/Electricity 0 0 0 0 Euro OBS: Data visas endast för att illusterera kalkylfunktioner! Alternative 1 Alternative 2 Cost Uncertainty Cost Uncertainty Euro ±Euro Euro ±Euro Logistic costs Transportation Costs 883 575 38 525 865 141 38 332 Infrastructure Construction and maintanance Cost (not internalised part) 0 0 0 0 Euro Totals emission costs - infrastructure 1 091 1 200 0 0 Euro Sum Infrastructure Costs 1 091 1 200 0 0 Euro Sum Packaging Logistic Costs costs 0 3 365 0 125 20 815 105 Euro 0 Sum External Costs 84 345 11 876 125 248 16 194 Euro Warehousing Costs 40 652 4 067 40 717 4 014 Sum Total 88 800 12 123 128 063 16 194 Euro Euro Euro 4 000 3 000 2 000 1 000 0 150 000 100 000 50 000 Euro 0 Logistic Costs LBIL IT-SE External Costs 200 000 150 000 100 000 50 000 Warehousing TD Costs 0 0 0 0 Inventory carrying Costs 2 901 90 2 904 90 Cost of Loss 0 0 0 0 Value of Earlier Delivery 0 0 0 0 Delay Cost 5 716 230 5 008 206 Total Service Costs 5 716 230 5 008 206 Administration Costs 0 0 0 0 Customs 0 0 0 0 External Costs Noise 11 613 816 10 138 716 Congestion 22 504 2 987 19 639 2 621 Accidents 28 559 4 670 24 907 4 064 Up/down Stream 41 754 3 498 36 289 3 019 Nature 5 112 849 4 411 721 Soil and water 10 179 120 8 852 103 Fossil fuel 25 297 4 376 25 918 4 501 CO2 Exempel 65 760 13 330 66 125 13 480 CO 453 9 453 9 NOx från verklig 9 357 739 9 243 735 N2O 513 6 446 5 VOC verksamhet 42 3 42 3 CH4 1 0 1 0 PM 1 091 83 1 106 83 SO2 2 0 2 0 Sum Logistic Costs 932 844 38 693 913 769 38 707 Sum External Costs 222 237 15 595 207 573 15 485 Sum Total 1 155 081 42 030 1 121 342 42 280 Time Time Uncertainty Time Uncertainty h ±h h ±h 267 2 267 2 Skillnad < osäkerhet 34 < 42 0 LBIL IT-SE Total Costs LBIL IT-SE FARTYG IT-SE FARTYG IT-SE FARTYG IT-SE Alternative 1 Alternative 2 Cost Uncertainty Cost Uncertainty Euro ±Euro Euro ±Euro Logistic costs Transportation Costs 883 575 38 525 865 141 38 332 Packaging costs 0 0 0 0 Warehousing Costs 40 652 4 067 40 717 4 014 Warehousing TD Costs 0 0 0 0 Inventory carrying Costs 2 901 90 2 904 90 Cost of Loss 0 0 0 0 Value of Earlier Delivery 0 0 0 0 Delay Cost 5 716 230 5 008 206 Total Service Costs 5 716 230 5 008 206 Administration Costs 0 0 0 0 Customs 0 0 0 0 External Costs Noise 11 613 816 10 138 716 Congestion 22 504 2 987 19 639 2 621 Accidents 28 559 4 670 24 907 4 064 Up/down Stream 41 754 3 498 36 289 3 019 Nature 5 112 849 4 411 721 Soil and water 10 179 120 8 852 103 Fossil fuel 25 297 4 376 25 918 4 501 CO2 65 760 13 330 66 125 13 480 CO 453 9 453 9 NOx 9 357 739 9 243 735 N2O 513 6 446 5 VOC 42 3 42 3 CH4 1 0 1 0 PM 1 091 83 1 106 83 SO2 2 0 2 0 Sum Logistic Costs 932 844 38 693 913 769 38 707 Sum External Costs 222 237 15 595 207 573 15 485 Sum Total 1 155 081 42 030 1 121 342 42 280 Time Time Uncertainty Time Uncertainty h ±h h ±h 267 2 267 2 10

Beräkningarna görs med hänsyn till osäkerheter Monte Carlo metoden EF Maxlast Emission EF (g/tonkm) * S (km) * last (ton)= emission emission * extern kostnad ( /kg) = extern kostnad Extern kostnad per kg Kostnad Med verktygets hjälp har en rad fallstudier genomförts SCA the purchasing process SCA - relocation analysis ABB Luvata - material supply to a project ABB distribution to Germany Noise conceptual case for silent lorries Test of the TrExTool at an external company Findus export and import flows 11

Impressions of the usefulness of the tool Very useful and works well Easy to understand and use Comparisons between different cases, a strenght Presentation of graphs apprecicated What have we learned? Difficult but not impossible to gain a total picture of costs and impact: Data availability Value of ;me Infrastructure What has been internalized by taxes etc Long- term impact Applica;on: Comparing different types of impact (cost, service, environment) Preparing internalisa;on Forecas;ng Control and assessment 12

What have we learned availability of data key informant - transport provider not all informa;on required to calculate the external costs is available: type of vehicle used and load factor, both crucial, omen lacking what type of Euro class used may be know on average, however not which type of vehicle that was used for a specific shipment. weight/volume of the transported goods, length and route of the transport is only partly available. to obtain necessary data for all transports, an informa;on system where transport providers can fill in informa;on would be preferable. Use of the tool Before transport Strategic planning and analysis, e.g. loca;on of produc;on, distribu;on centres Analysis of restructuring of transport systems Tac;cal purchasing of transport services, different transport scenarios can be tested in order to find: the most cost efficient solu;on, the most preferable transport provider. AMer transport Follow up and report on logis;cs cost, external costs and environmental performance in different projects Handling uncertain;es important to present uncertain;es of the results in the model, risk- based decision making. cost- benefit analyses requires considering uncertain;es 13

Frågor? Diskussion Hur kan verktyget användas i ert arbete med upphandling/inköp/avrop av avfallsinsamling och transporter? Tack! Sebastian Bäckström Forskare/Expert Miljöanpassade transportsystem Sebastian.backstrom@ivl.se IVL Svenska Miljöinstitutet IVL Swedish Environmental Research Institute Box 5302, SE-40014 Göteborg Besöksadress: Aschebergsgatan 44 (hpl. Kapellplatsen) Direct: +46-31-725 62 44 Telephone: +46-31-725 62 00 Website: www.ivl.se 14

Availability of data (example from ABB case) Type of cost calculation environmental impact Known (partly) Some assumptions made Weight and volume, Combinations of main mode of modes, type of transport, vehicle, O/D distance, load factor, actual route, distance, distance driven in urban/rural areas, transport time, Transport costs, actual value of goods value of goods, after value adding packaging costs, activities warehousing costs, total administration costs logistics cost Invoiced transport costs, Missing data Load factor, vehicles used, fraction of transport that take place in urban versus rural areas Transport costs when included in product price CO 2 external costs varies significantly Table 1 Descriptive statistics to estimate damage costs ( /kg CO 2 )* based on results from different studies in Tol (2008) Year of publication (?) <1996 1996-2001 >2001 Mean 0.027 0.020 0.018 Median 0.004 0.009 0.005 Standard deviation 0.070 0.028 0.052 Min-max 0.00 0.32 0.0 0.15-0.001 0.458 Number of observations 21 73 117 15

Distribution - External Costs # 80 70 60 50 40 30 20 10 0 183 295 222 237 Euro 294 294 Total Costs 1 400 000 1 200 000 1 000 000 Euro 800 000 600 000 400 000 200 000 0 Sum Logistic Costs Sum External Costs Sum Total Data input logistikkostnader Transportkostnader (delvis) Varuvärde (delvis) Paketeringskostnader (Västerås) Lagerkostnader (Västerås) Administrationskostnader (ackumulerat över projektet) Antaganden: Varuvärde efter förädling i Västerås Data som saknas: Transportkostnaderna där det ingår i priset, eller vid avsaknad av faktura. 16

Exempel: Fallstudie tyst lastbil Transport i tätort med bullerbegränsningar. Tyst lastbil antas kunna köras på natten. Två fall jämförs: 1. Vanlig lastbil 14-20 ton Euro 4, dagtid, 50% i rusningstrafik. Transporttid 4-5 timmar. 2. Tystare modell 14-20 ton, Euro 4. Transport på natten. Externa kostnaden för buller antas minska 90% (från 10dB minskning och data från Handbook). Transporttid 3-3,5 timmar. Transportkostnaden är satt till 300 i båda fallen. Vi har satt godsmängden till 5 ton med ett värde på 5000 och en kostnad för försening till 50 per timma. Fyllnadsgrad 50% och sträcka 200 km i stad med > 500 000 invånare. Alternative 1 Alternative 2 Cost Uncertainty Cost Uncertainty Euro ±Euro Euro ±Euro Logistic costs Transportation Costs 199.77 34.26 198.37 34.73 Packaging costs 0.00 0.00 0.00 0.00 Warehousing Costs 0.00 0.00 0.00 0.00 Warehousing TD Costs 0.00 0.00 0.00 0.00 Inventory carrying Costs 0.13 0.01 0.09 0.00 Cost of Loss 0.00 0.00 0.00 0.00 Value of Earlier Delivery 0.00 0.00 0.00 0.00 Delay Cost 9.67 0.46 4.70 0.23 Total Service Costs 9.67 0.46 4.70 0.23 Administration Costs 0.00 0.00 0.00 0.00 Customs 0.00 0.00 0.00 0.00 External Costs Noise 14.39 3.42 2.64 0.61 Congestion 48.70 16.02 0.00 0.00 Accidents 11.35 4.43 11.39 4.41 Up/down Stream 5.97 1.32 6.03 1.34 Nature 0.00 0.00 0.00 0.00 Soil and water 1.39 0.08 1.40 0.08 Fossil fuel 3.04 1.49 2.98 1.44 CO2 7.79 4.37 7.62 4.19 CO 0.07 0.00 0.07 0.00 NOx 2.13 0.47 2.12 0.47 N2O 0.05 0.00 0.05 0.00 VOC 0.01 0.00 0.01 0.00 CH4 0.00 0.00 0.00 0.00 PM 0.56 0.31 0.56 0.32 SO2 0.00 0.00 0.00 0.00 Sum Logistic Costs 209.56 34.38 203.16 34.79 Sum External Costs 95.45 18.08 34.87 6.47 Sum Total 305.01 39.86 238.03 35.87 Time Time Uncertainty Time Uncertainty h ±h h ±h 4.50 0.29 3.25 0.14 17

Exempel: ABB Luvata Uppgradering av ett valsverk i Finspång Ca 50 leveranser till Västerås och Finspång 18

Logistic costs External Costs Mean Uncertainty Unit Transportation Costs 2 996 0 Euro Congestion Fee 0 0 Euro Packaging costs 304 0 Euro Warehousing Costs 0 0 Euro Warehousing TD Costs 0 0 Euro Inventory carrying Costs 24 0 Euro Cost of Loss 0 0 Euro Value of Earlier Delivery 0 0 Euro Delay Costs 0 0 Euro Total Service Costs 0 0 Euro Administration Costs 4 230 710 Euro Customs 0 0 Euro Noise 35 5 Euro Congestion 75 21 Euro Accidents 50 28 Euro Up/down Stream 120 23 Euro Nature 18 6 Euro Soil and water 30 0 Euro Fosil fuel 92 37 Euro CO2 fosil -145 108 Euro CO2 renewable 0 0 Euro N2O 2 1 Euro CH4 0 0 Euro Total GHG -137 102 Euro NOx 47 7 Euro CO 1 0 Euro HC 0 0 Euro PM 10 2 Euro SO2 0 0 Euro PE 1 0 Euro Infrastructure Construction and maintanance Cost (not internalised part) 30 0 Euro Totals emission costs - infrastructure 14 14 Euro Sum Infrastructure Costs 43 14 Euro Sum Logistic Costs 7 553 710 Euro Sum External Costs 335 122 Euro Sum Total 7 931 717 Euro Total Costs Euro 10 000 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Sum Infrastructure Costs Sum Logistic Costs Sum External Costs Sum Total 19

Infrastruktur utmaningar för projektet Miljöpåverkan varierar mellan olika typer av vägar/ järnvägar/flygplatser Kostnader och internaliseringsgrad varierar Allokering gods/persontransporter Tidsperspektiv (nu 60 år) Emissioner från arbetsmaskiner ändras med tiden Sjödata saknas Ambitionsnivå i projektet? Typdata miljöpåverkan Möjlighet att föra in kostnader Verktyget skall kunna vara en bas vid analys av infrastruktur Infrastruktur Kostnader för konstruktion och underhåll Miljöpåverkan Förslag på värden för endast CO2-emissioner Beräkningar LCA för väg, järnväg, flygplats (sjö saknas)..\projekt\vinnova logistik\infrastruktur\sammanställning Transporter.xlsx 20

Väg CO 2 -emissioner från konstruktion och underhåll för 1 km landsväg för 60 år enl LCA modell:1,1 10 9 g Årsmedeldygntrafik 5000, andel lastbilar 10% (uppskattat från Trafikverkets data) Allokering efter vikt (20 ton lastbil, 2 ton personbil) Över 60 * 365 dygn Ger 53 g CO 2 per lastbilskm Externa kostnader pss som avgasemissioner Järnväg CO 2 -emissioner från konstruktion och underhåll för 1 km järnväg för 60 år enl LCA modell:1,8 10 9 g Energi för hela 2010 enl Trafikanalys: persontåg 1235 GWh, godståg 948 GWh. Rälslängd 11149 km. Allokering gods/passagerare efter energi Över 60 år samt energi fördelat över rälslängd Ger 152 g CO 2 per kwh Externa kostnader pss som avgasemissioner 21

Flyg LCA modellen ger 31 g CO 2 per LTO och kg gods Reports ABB case study report ABB master thesis SCA Personal Care case study report The total logistics cost concept report Noise report TrExTool Manual Final report (coming) Papers A tool for calculating external costs and efficiency of freight transport systems (LCM) A total cost tool for internalising logistics and environmental externalities (LRN) Influence of context on the purchasing process for freight transport services (IPSERA) 22