Simulaatiot osoittavat, että joukkoliikenteen sähköistäminen on tulevaisuutta | VTT
Simulaatiot osoittavat, että joukkoliikenteen sähköistäminen on tulevaisuutta
Sähköbussien vallankumous on tuloillaan, mutta kaluston valintaan ja infrastruktuuriin liittyviä kysymyksiä on paljon. HSL käytti VTT:n Smart eFleet -työkalupakkia kunnianhimoisten päästötavoitteidensa saavuttamiseen ja kaluston sähköistämiseen. Lopputuloksena on optimoitu, ympäristöystävällinen, kustannustehokas ja luotettava kalusto.
Ajoneuvojen ja reittien puolueeton arviointi
Kustannustehokkaampi suunnittelu ja toteutus
Julkisen liikenteen päästöjen leikkaaminen
Helsingin seudun liikenne (HSL) -kuntayhtymä vastaa joukkoliikenteen järjestämisestä pääkaupunkiseudun kuntien alueella. HSL:n kuljetuspalveluissa tehdään vuosittain yli 370 miljoonaa matkaa, joten uuden kaluston hankinta on tärkeä julkinen investointi.
HSL:n kunnianhimoinen suunnitelma on vähentää typpioksidi-, pienhiukkas- ja hiilipäästöjään 90 %:a vuoteen 2025 mennessä (vuoden 2010 tasoon verrattuna). Tähän tarvitaan rohkeita ja innovatiivisia toimia, joten vuonna 2012 HSL aloitti VTT:n kanssa yhteistyön ratkaistakseen sähköbussien laajamittaiseen käyttöönottoon liittyvät haasteet.
Latausinfrastruktuuri edellyttää suunnittelua
Sähköbussit ovat tehokas tapa vähentää päästöjä ja torjua ilmastonmuutosta. Pitkäaikaisessa käytössä niiden kokonaiskustannukset ovat lisäksi pienemmät kuin perinteisillä dieselbusseilla. Ne vaativat kuitenkin myös uutta infrastruktuuria.
Sähköbussien lataus on otettava huomioon reittien ja aikataulujen suunnittelussa, sillä puutteellisesti suunniteltu lataus kasvattaa käyttökustannuksia ja lisää toiminnan epävarmuutta.
Dieselbusseja tankataan yleensä vain öisin, sillä niiden polttoaine riittää koko päivän ajoon. Sähköbussien akkuja puolestaan täytyy ladata päivän aikana. Käytännössä liikennöitsijöiden on valittava kahden bussi- ja akkutyypin välillä:
hitaasti latautuvat akut vaativat päivän aikana yhden pitkän latauksen varikolla
pikaladattavia akkuja ladataan nopeasti pysäkillä jokaisen matkan päätteeksi.
Lisäksi Suomessa kaiken laitteiston on kestettävä talviolosuhteita. Väärät päätökset bussien ja akkujen valinnassa sekä reittien suunnittelussa aiheuttavat huomattavia kustannuksia.
Yli puolet bussien käyttökustannuksista muodostuu henkilöstökustannuksista, joten käytössä on vältettävä tarpeettomia siirtoajoja latausasemalle. Toisaalta taas bussikaluston sähköistäminen vaatii latausinfrastruktuurin rakentamista ja sijoittelua, mistä muodostuu lisäkustannuksia.
Tilanne on vaikeaa tasapainottaa niin, että latausasemia on riittävästi – jotta vältetään pitkät siirtoajot latausasemalle – mutta kustannuksia ei kuitenkaan kasvateta tarpeettomasti rakentamalla tarpeetonta infrastruktuuria.
Sähköistäminen on pitkäkestoinen prosessi, joka toteutetaan yleensä asteittain. Aluksi sähkökalustoa on vähän, joten on tärkeää selvittää, millä reiteillä sähköistämisestä on eniten hyötyä.
Simulaatiot ovat avainasemassa kaluston organisoinnissa
HSL vastasi näihin haasteisiin hyödyntämällä VTT:n Smart eFleet -työkalupakkia, joka tukee julkisen liikenteen suunnittelua ja organisointia.
Smart eFleet yhdistää VTT:n tutkimustiedon sekä maantieteelliset toimintaympäristöt, ajoneuvojen ominaisuudet sekä infrastruktuurin vaikutukset, jotta joukkoliikennejärjestelmää voidaan analysoida.
Simulaatioilla työkalu tarjoaa tarkkaa tietoa
kaluston ja latausinfrastruktuurin sijoittelusta ja mitoituksesta
eri bussi- ja akkutyyppien ominaisuuksista, luotettavuudesta ja vaikutuksista
sääolosuhteiden ja maaston vaikutuksista käyttöön
reiteistä, joita sähköistäminen hyödyttää eniten
VTT:llä on asiantuntemusta akkukemiasta ja monista muista osa-alueista, joista on hyötyä kaluston sähköistämisessä.
Reijo Mäkinen, Hankejohtaja, HSL
Kaluston optimointi vähentää kustannuksia ja päästöjä
HSL:llä on ollut sähköbusseja kaupallisessa käytössä vuoden 2019 syksystä lähtien, ja VTT:n Smart eFleetin simulaatiot ovat osoittautuneet käytössä paikkansapitäviksi.
VTT:n Smart eFleet -työkalupakki tekee kaluston sähköistämisen suunnittelusta läpinäkyvää. VTT on riippumaton toimija, jonka omat testauslaitokset ja -ohjelmistot takaavat luotettavat tulokset.
Simulaatiot ovat olleet HSL:n tukena oikean kaluston valinnassa valituille reiteille. Optimoitu sähkökalusto tulee halvemmaksi kuin dieselkalusto, ja tällä hetkellä säästöpotentiaalin arvioidaan olevan jopa 0,10 euroa kilometriä kohden.
Työkalupakki on parantanut HSL:n kaluston energiatehokkuutta huomattavasti samalla päästöjä vähentäen. HSL etenee täten päästötavoitettansa kohti ja kannustaa myös energiayhtiöitä lisäämään ympäristövastuullista dieselin tuotantoa kilpailemaan sähköratkaisujen kanssa.
Sähköbussien reitit ja infrastruktuuri suunnitellaan huolellisesti, mikä mahdollistaa paremman toimintavarmuuden ja pienemmät henkilöstökustannukset.
Riippumaton pitkäaikainen kumppani
HSL ja sen edeltäjät ovat tehneet yhteistyötä VTT:n kanssa jo vuosikymmenten ajan.
Kumppanina VTT on ehdottoman luotettava. Työskenneltäessä ajoneuvovalmistajien kanssa on tärkeää käyttää myös riippumatonta kumppania kaluston arvioinnissa. VTT:llä on laaja-alaista osaamista, ja se suhtautuu avoimesti julkisen liikenteen jatkuvaan muutokseen. Ilman VTT:tä hanke olisi kestänyt paljon kauemmin ja olisimme tehneet sen aikana enemmän virheitä.
Tulevaisuudessa VTT ja HSL pyrkivät tarjoamaan sähköbussien latausasemat myös laajempaan käyttöön. Tämä laajentaisi kaluston sähköistämisen ympäristövaikutusta entisestään.