Paikallisliikenteen puhtaat käyttövoimat nyt ja tulevaisuudessa

Research output: Book/ReportReport

51 Downloads (Pure)

Abstract

Helsingin Seudun Liikenne HSL tukee kansallisten ja pääkaupunkiseudun liikenteen ilmastotavoitteiden saavuttamista kehit-tämällä joukkoliikennepalveluista päästöttömiä. Vuoteen 2035 mennessä tavoitteena on tarjota joukkoliikennepalvelut täysin päästöttömästi. Tässä raportissa tarkastellaan joukkoliikenteen nollapäästöisiä käyttövoimavaihtoehtoja sähköä ja vetyä ja niiden soveltuvuutta joukkoliikenteen käyttövoimiksi.
Uusista käyttövoimista erityisesti sähkö on tällä hetkellä voimakkaassa kehitysvaiheessa ja monissa kaupungeissa käyttöönottovaiheessa markkinalähtöisesti. Ohjaava lainsäädäntö on kehittynyt teknologian rinnalla voimakkaasti: ajoneuvojen päästörajat, puhtaiden ajoneuvojen hankintadirektiivi ja vaihtoehtoisten käyttövoimien infrastruktuurin direktiivi/asetus edistävät kaikki osaltaan liikenteen vihreää siirtymää.
Voimakas kasvuvaihe sekä vaatii että ruokkii kehitystä useilla rintamilla: teknologia kehittyy ja on monilta osin jo vakiintunutta, uusien ratkaisujen hinnat laskevat siirryttäessä masatuotantoon ja avoimeen markkinaan, uusia liiketoiminta- ja palvelumalleja ja alustoja tarvitaan ja niitä syntyy. Loppukäyttäjät saavat käyttökokemuksia uusista tuotteista, käyttövoimista ja lisäarvoa tuottavista palveluista. Sähköistykselle on keskeistä tarpeenmukaisen latausinfrastruktuurin rakentuminen mahdollistamaan sähköisen kaluston operoinnin. Sähköbussien latausinfrastruktuuria on rakennettu toteutuneiden sähköistyshankkeiden tarpeisiin jo eri puolilla Suomea. Suomen tasolla katsottuna, kaupunkien valmius edetä laajempaan käyttöönottoon ja linja-autoista muihin käyttötapauksiin vaihtelee. Sähkön rinnalla polttokennot ja vety ovat monilla tahoilla aktiivisen tarkastelun kehityksen ja toteutettavuuden arvioinnin kohteena. Euroopan unionin puiteohjelmissa on panostettu merkittävästi polttokennobussien markkinademonstraatioihin. Samalla vetytalouden ja infrastruktuurin rakentumisesta tulevan vuosikymmenen aikana on aktiivista keskustelua. Vetybusseista on kuitenkin toistaiseksi vähän käyttökokemuksia todellisissa olosuhteissa korkean palvelu- ja vaatimustason joukkoliikenteessä.
Työssä tarkastellaan akkusähkö- ja vetypolttokennopohjaisten voimalinjojen vahvuuksia, heikkouksia ja riskejä, sekä voima-linjojen soveltuvuutta erilaisiin paikallisliikenteen liikennetyyppeihin HSL:n alueella lähitulevaisuudessa sekä tehdään arvio pidemmän aikavälin kehityksestä. Työ analysoi uusia voimalinjavaihtoehtoja paikallisliikenteessä ja pyrkii selvittämään nykyhetkessä parhaiten HSL:n tavoitteisiin sopivat ratkaisut ja tulevaisuuden potentiaaliset vaihtoehdot. Voimalinjojen arvioin-nissa hyödynnetään herkkyysanalyysiä, jossa muodostetaan eri skenaarioita kuvaavia käyttötapauksia. Eri voimalinjojen ke-hityksestä ja pidemmän tähtäimen tulevaisuuden potentiaalista tehdään arvioihin pohjautuvat herkkyystarkastelut.
Vertailevan analyysin perusteella voidaan todeta, että tällä hetkellä sähköbussit ovat kokonaisratkaisuna sekä teknologisen että markkinavalmiuden osalta merkittävästi polttokennobusseja edellä. Kaupalliset sähköbussihankinnat toteutuvat markki-nalähtöisesti ja Euroopan tasolla sähköbussien markkinaosuus on kasvava. Samaan aikaan vetybussien ensimmäiset järjes-telmätason kokeiluhankkeet ovat käynnissä pääosin Keski-Euroopassa ja järjestelmätason toimivuus joukkoliikenteen käyttö-voimana on isossa kuvassa todentamatta. Polttokennoteknologian lisäksi keskeinen vaatimus on vetytankkausinfrastruktuurin rakentuminen sekä ylipäätään liikennevedyn saatavuus ja hinta. Suurimmat riskit ja epävarmuudet vety-polttokennojärjes-telmiin liittyvät juuri vedyn ja infrastruktuurin saatavuuteen.
Analyysissä on arvioitu ennakoitua teknologioiden ja markkinan kehitystä seuraavan kymmenen vuoden jaksolla. Sähköbussit näyttäytyvät omistajan kokonaiskustannuksen perusteella edullisimmalta vaihtoehdolta verrattuna sekä dieseliin että vetyyn. Sähkön rajoitteita ovat akkukapasiteetin rajoittama operoitavuus ja ajokantama korkeilla käyttöasteilla, sekä nollapäästöinen lämmönhallinta talvella - näitä voidaan hallita pikalatauksella ja nollapäästöisillä ajomatkan jatkajilla. Vetybussit rinnastuvat tällä hetkellä pitkälti dieseliin ja tulevat vuosikymmenen aikana olemaan kilpailukykyisiä dieselin kanssa, mikäli infrastruktuurin saatavuus ja markkinan kypsyys kehittyvät suotuisasti. Sähköbusseihin verrattuna vetybussit nousevat vaihtoehdoksi pisimmillä linjoilla ja korkeilla käyttöasteilla, jos vetyinfrastruktuurin toteutus osoittautuu helpommaksi kuin pikalatauksen.
Original languageFinnish
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages34
Publication statusPublished - 31 Mar 2022
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Asiakasraportti
NumberVTT-CR-00303-22

Keywords

  • sähköbussi
  • vetybussi
  • akku
  • polttokenno

Cite this