sou · H1B384 · 2013-12-16 00:00:00 — Eftersom det tar att köra en given sträcka vid högre hastighet kommer de då vara inkopplade vilket i figuren gör att förbrukningen minskar med hastigheten. En last på 3,5 kW, utöver framdrift, är inte en ovanlig belastning som leder till en förbrukningsökning med cirka 2 l/vid konstantfart av /h. Att konditionera bilen före start med motor- och kupévärmare samt batteriladdning skulle minska dessa förluster men innebär att bilens bränslebehov ersätts med tillförsel av el utifrån. Äldre undersökningar gjorda av Väg- verket visade att måttliga inkopplingstider av motorvärmare minskade den totala energianvändningen och även sänkte de lokala emission- Energieffektiv framdrift av fordon Moderna bilar har effektivare drivsystem men mer utrustning för klimatreglering och fler övriga elförbrukare. Möjligheterna att minska energianvändningen genom konditionering av bilen behöver undersökas. Ett fordons rörelseenergi är proportionell mot fordonets vikt och kvadraten på hastigheten. Acceleration kräver energitillförsel. Den energimängd som måste tillföras vid acceleration beror på i vilket hastighetsregister accelerationen sker. En hastighetsökning med 1km/h för ett visst fordon i /h kräver dubbelt så mycket energi som samma hastighetsökning i /h. Ett hybridfordon kan lagra rörelseenergi vid inbromsningar och återanvända energin när acceleration behövs. För personbilar gör hybridisering mest nytta i stadstrafik i låg fart men med täta hastig- hetsförändringar. Vid landsvägsfart sker en stor del av hastighets- minskningen med hjälp av luftmotståndet. För tunga fordon med långa årliga körsträckor finns dock stora energibesparingar att hämta med hjälp av hybridisering även i landsvägstrafik. Figur 9.2 Påverkan på koldioxidutsläpp och bränsleförbrukning för hybrid (Prius) respektive konventionell drivlina (Corolla) under olika delar körcykel (TÜV-Nord, 2007a och b) Energieffektiv framdrift av fordon Med ökad hybridisering och elektrifiering blir verkningsgraden mycket jämnare över drivlinans arbetsområde. Med ökad elektri- fiering (hybrider, laddhybrider och elbilar) kommer därför även sänkt hastighet i låga farter att minska utsläpp och energianvänd- ning. Att bedöma effekterna av hastighetssänkningar i tätort med utgångspunkt från dagens fordon och drivlinor ger därför inte en rättvisande bild av åtgärdens långsiktiga påverkan på utsläppen. 9.1.2Indirekta effekter genom förändrad restid Höjda hastighetsgränser och förbättrat vägnät motiveras ofta med att man vill stödja en regional utveckling. Baksidan med detta är att åtgärderna leder till ökad trafik och växande utsläpp. (1998) visar att ändrade hastighetsgränser och förändrade restider för per- sonbil kan påverka: hur ofta resor görs möjligheterna till koordinering med andra individer lokalisering av bostäder och verksamheter Dessa effekter går inte fullständigt att beskriva i modeller. Effekterna kommer olika snabbt. Ändra ruttval kan man göra från till en annan, medan lokaliseringseffekterna kan komma efter relativt . Kortsiktigt kan man räkna med en elasticitet på 0,5 dvs. att halva restidsvinsten utnyttjas till nya eller längre resor, medan man på kan räkna med att hela restidsvinsten utnyttjas till nya resor, dvs. elasticitet 1 (, 1998). Det sistnämnda stämmer också med teorin om restid, dvs. att vi utnyttjar ungefär 70–per dag för resor. Något som dels stämmer sett (1997) men även när man jämför olika länder med varandra. Det är förstås en förenklad teori och den kan bl.a. kriti- seras för att den inte tar in parametrar såsom bränslepris och kör- kostnader (se t.ex. rekyleffekten i kapitel 8). man en elasticitet på 1 är den indirekta effekten av förändrad restid alltid större än den direkta effekten. I tätort innebär det att den indirekta effekten Energieffektiv framdrift av fordon som ger en minskning av utsläppen vid en hastighetssänkning alltid mer än väl kompenserar för den ökning som den direkta effekten ger upphov till. Sammantaget innebär det att det är fördelaktigt från miljösynpunkt att sänka hastigheten i tätort. Detta gäller oavsett gatutyp (se även Figur 9.3). 9.1.3Indirekta effekter av förändrad närmiljö Höga hastigheter innebär höga bullernivåer, luftföroreningshalter och otrygg miljö för gående och cyklister. Lägre hastigheter i staden ger därför ofta en mer attraktiv stad (Nozzi, 2008). Om de oskyddade trafikanterna trängs bort av höga hastigheter får man en negativ spiral där allt fler väljer bilen i stället för att gå eller cykla. Det gäller även de som åker kollektivt, eftersom de i allmänhet måste ta sig till och från hållplatsen till fots. Högre hastighet kräver också större gaturum för bilar eftersom säkerhetsmarginalerna måste till- godoses. Förutsatt att det inte finns några kapacitetsproblem krävs mer än dubbelt så stor yta för biltrafik vid /h som vid /h. De positiva effekterna av låga hastigheter i stadsmiljön måste dock vägas mot behovet av framkomlighet. Sammantaget medverkar sänkta hastigheter i tätort till minskade utsläpp av koldioxidutsläpp och en mer transportsnål, tryggare och attraktivare stad. Väger man samman de indirekta effekterna med de direkta effekterna resulterar en minskning av hastigheten hos en personbil med /h i en minskning av bränsleförbrukningen på 1,5–i stort sett oberoende av hastigheten (se Figur 9.3). Energieffektiv framdrift av fordon Figur 9.3 Effekt av hastighetsminskning /h på energianvändningen för personbil med konventionell drivlina (CEDR, 2013) 9.1.5Kostnader för energieffektivt framförande Åtgärder för mer energieffektiv användning av fordon är i allmän- het privat- och företagsekonomiskt lönsamma även när man tar hän- syn till tidsförluster till följd av lägre hastighet. Reduktion av hastig- heter betyder oftast förutom lägre bränslekostnader också sänkta underhålls- och olyckskostnader, vilket även är en samhällseko- nomisk vinst. Troligen har många åkerier ingen statistik över dessa kostnader, vilket är en förutsättning för att kunna se lönsamheten hos olika åtgärder. Inom ett åkeri betalar sällan den som kör last- bilen bränslenotan. Här kan företagen dock arbeta med olika former av motivationsprogram och belöningssystem för att skapa incita- ment till sparsam körning. Om transportköparna ställde krav på och följde upp att förarna ska vara utbildade i sparsam körning, bättre hastighetshållning etc. skulle detta förmodligen driva på utveck- lingen. Uppbyggnad av kunskap och att få ut teknik på marknaden tar tid, vilket är en ytterligare förklaring till varför transporterna inte alltid utförs energieffektivt. I en del fall saknas tekniska lösningar och prissignaler fattas eller har fel adress. Ett exempel är tåg utan elmätare, vilket gör att el- användningen debiteras enligt en schablon. Användaren vinner då inget på sparsam körning och sannolikheten att han gör det frivilligt utan vinstintresse är relativt liten. Energieffektiv framdrift av fordon Betalningsviljan för energieffektivisering ökar med stigande bränslepriser. Högre oljepriser och skatter ökar innovationskraften och viljan att investera i utbildning och stödjande system för energi- effektiv användning. Sänkta hastigheter är för alla trafikslag ett effektivt sätt att spara bränsle. Sänkta hastigheter kan åstadkommas både genom ökad efter- levnad av hastighetsgränserna och genom sänkta skyltade hastig- heter. Ett nytt hastighetssystem där nuvarande hastighetsgränser sänks med /h utom i glesbygd kan ge en minskning av kol- dioxidutsläppen med 700 000–1 eller en minsk- ning av vägtrafikens utsläpp med 3–(, 2004). Hastighetsöverträdelserna beräknades ge ett merutsläpp på koldioxid vilket motsvarar av väg- trafikens utsläpp (, 2013f). Om man införde ett system i fordonen som helt eliminerade hastighetsöverträdelser skulle man således kunna minska vägtrafikens utsläpp med . Vägtrafikens hastighetsefterlevnad är från utsläppssynpunkt viktigast på landsväg. Men det finns även en potential i lägre hastigheter i tätort, särskilt när körmönstret är ryckigt, till exempel i situationer med många korsningar och samspel med andra fordon och oskyddade trafikanter (, 2012e). Av den ökning av utsläppen som hastighetsöverträdelser skapar står tunga vägfordon för nästan hälften, . Detta är betydligt mer än deras andel av trafikarbetet. Det är därför viktigt att få förarna av tunga fordon att följa hastighetsbestämmelserna. Situationen för dessa fordon har förbättrats något . Med lika stora hastighetsöverträdelser som 2004 skulle merutsläppen av hastighetsöverträdelserna för tunga vägfordon varit i stället för som . Tunga lastbilar med totalvikt över och tunga bussar med totalvikt över är utrustade med hastighetsregulatorer som begränsar topphastigheten (, 2013f). Dessa är enligt nationella föreskrifter (ibid) och EU-direktiv inställda på högst /h för lastbil, även de med släp, trots att högsta tillåtna hastighet för lastbil med släp är /h. Om hastig- hetsregulatorerna ställs ner /h skulle bränsleförbrukningen och koldioxidutsläppen för dessa fordon vid körning på landsväg kunna minska (, 2012j). Energieffektiv framdrift av fordon ningen av hastighetsregulatorn (inte alltid hela vägen /h) har gjorts frivilligt i flera samarbeten mellan åkerier och Trafik- verket, men fortfarande återstår en stor outnyttjad potential. Hastighetsregulatorn har dock bara effekt på vägar som är skyltade /h eller högre. Vid lägre hastighetsgränser behövs i stället mer avancerade system för intelligent stöd för anpassning av hastig- het (). Sådana system ger en varning vid överskridande av aktuell hastighetsbegränsning, alternativt blir det fysiskt är trögare att trycka ned gaspedalen så att hastighetsgränsen överskrids. Regi- strering av hastighetsöverskridande görs också som arbetsgivaren kan ha tillgång till. Erfarenheter har visat att det är svårt att införa dessa system på frivillig väg. hastighetskontroll och auto- matisk hastighetskontroll med kameror kan dock ge ett väsentligt bidrag till att hålla nere hastigheterna. Tekniken finns för system i fordonen som gör det omöjligt att överskrida gällande hastighets- begränsning, svårigheten ligger i att få acceptans för denna typ av förarstöd. 9.3Betydelsen av vägens och underlagets utformning Utöver fordon och förare har även utformningen av vägen betydelse för bränsleförbrukningen. Exempel är hastighetsgräns, linjeföring, korsningsutformning, styrning av trafiksignaler samt drift och under- håll. Här är också viktigt att utöver trafikens energianvändning väga in livscykeln för byggande, drift och underhåll av vägarna. Efter- som huvuddelen av energianvändningen ligger på trafiken kan dock relativt mycket göras vad gäller infrastrukturen innan energianvänd- ningen för denna tar överhand. Vägbeläggningens ojämnhet har betydelse för rullmotståndet. Ojämnheter i texturen (ytfinheten) resulterar i uppvärmning av däck och stötdämpare. Denna energi kommer ursprungligen från bränslet, dvs. Motsvarande gäller för vågighet i vägbeläggningen, som orsakar fjädringsrörelser vilka dämpas av stötdämpare varvid rörelseenergi omvandlas till värme. Ökande ojämnhet och råhet i vägytan kan öka rullmotståndet för personbilar och för lastbil med trailer. I /h motsvarar detta någon enstaka procent ökning av bränsleförbrukningen för personbilar men för last- bil med trailer. (et al., 2012b) Energieffektiv framdrift av fordon 9.3.1Val av beläggning, energieffektiv produktion och metod för beläggning Även om det mesta beläggningsarbetet sker som underhåll gäller slutsatserna även för nybyggnad. Inom beläggningsteknik finns möjligheter till besparingar genom att använda energieffektiva be- läggningsmetoder, öka hållbarheten samt minska transporterna av beläggningsmassor. Trafikmängd och andel tung trafik avgör till stor del vilken metod som är mest lämplig. En metod som kräver liten energiåtgång vid beläggningen men som inte är beständig lämpar sig bäst för små trafikmängder. Åtgärderna handlar om att välja en energieffektiv metod ur ett livscykelperspektiv, det vill säga att und- vika över- och underkvalitet. Med andra ord bör valet av beläggning utgå från den totala energianvändningen i stället för att man bara tar hänsyn till energianvändningen i tillverkningsskedet. Hänsyn måste även tas till energianvändningen för de fordon som använder vägen och hur deras rullmotstånd och därmed bränsleförbrukning påverkas av valet av beläggning. Ett alternativ till konventionell beläggning är att använda cement. En beläggning av cementbetong har jämfört med beläggning av bitumen bättre hållbarhet och lägre rullmotstånd, vilket innebär minskad bränsleförbrukning för trafiken. Skillnaden är tydligast för tunga fordon. Produktion av beläggning av cement har dock, jäm- fört med asfalt, en mycket stor klimatpåverkan. IEA (2012c) gör bedömningen att val av beläggningar med lägre rullmotstånd kan minska fordonens bränsleförbrukning med 2– . Nedan antas att potentialen i är i intervallet 3– . Vid anläggning av väg och järnväg behöver linjedragningens och lutningarnas påverkan på trafikens energianvändning beaktas. Det gäller särskilt för väg eftersom det finns en större potential för att minska klimatpåverkan jämfört med järnväg. Vägar och gators ut- formning (VGU)1 har genomgått en revidering –2012. Det nya dokumentet innehåller stycken om linjeföring, korsningar, cirkulationsplatser och vägutrustning. Det är områden som har bäring på energieffektivitet och klimatpåverkan för såväl drift och under- 1 Publikation som innehåller råd och riktlinjer för hur vägar och gator kan utformas. Energieffektiv framdrift av fordon håll som för vägtrafiken. Eftersom kommunerna använder doku- mentet kan detta ge effekter på mer än bara det statliga vägnätet. 9.4Tekniska hjälpmedel och sparsam körning Utbildning i sparsam körning kan minska bränsleförbrukningen (IEA, 2009). Effekten klingar dock av efter utbildningen om inte motivationsåtgärder och eventuell repetitions- utbildning genomförs. Sparsam körning är nu en del av förarprovet för samtliga be- hörigheter. Det är en viktig åtgärd för att alla ska ha kun- skap om hur man kör energisnålt. Men det är långt kvar tills alla förare har omfattats av utbildningen. För personbil kan det gå snabbare genom smittoeffekter av att föräldrar och andra vuxna ofta är handledare och lär sig av ungdomarna. Långtidseffekten för de godkända eleverna i förarprovet för samtliga behörigheter under ett genomsnittligt år beräknas bli en minskning av koldioxid- utsläppen med /CO2 baserat på en bestående minsk- ning av bränsleförbrukningen , en siffra som baseras på långtidsuppföljningar (, 2003)2. Huvuddelen av detta kom från behörighet B, dvs. Godkända elever för tunga fordon beräknas endast bidra med en årlig besparing med /CO2 för lastbil respektive för buss. Utbildningar i sparsam körning av förare som redan har körkort och som kör mycket ger högre siffror. genomfördes sådana utbildningar i Sverige3 vilka beräknas minska koldioxidutsläppet med För dessa gäller det om- vända jämfört med körkortsutbildningen. Här står tunga fordon för huvuddelen (). Det beror dels på högre genomsnitt- lig körsträcka, dels på högre förbrukning per fordon. Det har visat sig att med olika typer av uppföljningar och motivationsåtgärder kan effekten bibehållas i större grad. Förarstöd och färddatorer är en viktig del i detta. 2Beräkningen utgår från antal utbildade och genomsnittlig årlig körsträcka per behörighet. Bränsleförbrukning för genomsnittliga fordon. Minskningen av sparsam körning antas till för lätta fordon och för tunga fordon. Siffrorna baseras på lång- tidsuppföljning av stickprov. Direkt efter utbildning är effekten större upp till 10–15 pro- cent. Siffrorna kan höjas genom repetition och motivationsåtgärder. 3Inom (). Energieffektiv framdrift av fordon bör sparsam körning, med hjälp av utbildningar och in- byggda system i fordonen, kunna minska vägtrafikens koldioxid- utsläpp med 4–. antogs EU-förordningen 661/2009 med regler om for- don och däck. Krav ställs där på att en växlingsindikator ska finnas i alla nyregistrerade fordon . För nya modeller infördes kravet . En växlingsindikator upp- lyser föraren om vilken växel som är mest ekonomisk från bränsle- synpunkt, ofta genom att den talar om att man ska växla upp eller ner. Detta kommer utgöra ett bra stöd för sparsam körning . tar nu även fram förslag på krav på att färddator ska finnas i alla nya personbilar. Krav på däckstrycks- indikator som hjälper föraren att ha koll på att däcken har rätt tryck gäller för nyregistrering av fordon och för nya modeller . Syftet är både att höja trafik- säkerheten och att minska bränsleförbrukningen. En del åkerier tillämpar olika motivationsprogram för att upp- rätthålla användningen av sparsam körning. System finns i deras fordon för såväl uppföljning av körstilen som stöd för sparsam kör- ning. En del säljare av tunga fordon erbjuder även coachning utifrån de resultat som kan läsas ut från systemen. Det finns ett antal olika förarstöd i fordon som uppmuntrar till sparsam körning och även kan bidra till att behålla effekten av tidigare utbildning. Flera av dessa system inkluderar ruttplanering. Elektronisk ruttplanering har utvecklats för att utöver kortaste distans och tid också ge den bränslesnålaste vägen. Genom kombination med information om trafik från andra fordon och topografi från karta kan ytterligare stöd ges till förare men även till fordonet, som kan optimera driv- linan, främst laddnivån i ett hybridsystem men även t.ex. kylvätske- temperaturer i en konventionell motor. Exempel på mer avancerat förarstöd som ännu är i utvecklingsfasen är system som kan hålla korta avstånd vid körning i kolonn på motorväg och därmed redu- cera luftmotstånd och bränsleförbrukning väsentligt, s.k. platooning4. Platooning innehåller flera olika typer av utmaningar. 4 Platooning innebär att fordonen kör mycket tätt efter varandra i ett fordonståg. Därigenom minskar luftmotståndet. Kräver teknisk lösning så att alla fordon kan bromsa och gasa sam- . Energieffektiv framdrift av fordon handlar om att utveckla regelverk, affärsmodeller och tekniska standarder och utrustning. Ett doktorandprojekt pågår med stöd från och programmet för Fordons- strategisk Forskning och Innovation (FFI), (, 2013). Här är datorbaserat stöd nödvändigt då det inte går att hålla så korta avstånd på ett säkert sätt manuellt. Förarstöd, inklusive sådana som inte helt har implementerats, kan ge besparingar på , beroende på fordonstyp och användning. Den högsta siffran avser stödet för körning i kolonn. Effekterna av förarstöd varierar beroende på hur duktig föraren är på sparsam körning men uppföljning och motivation (t.ex. genom att förarna får ta del av bränslebesparingen) behövs för att bibehålla effekten. 9.5Sammanfattning av potential, kostnader och synergieffekter De viktigaste åtgärderna för energisnål drift av fordon är: Begränsade skyltade hastigheter på landsväg och hastighetsöver- vakning (9.2) Förarutbildning samt hjälpmedel för föraren att framföra for- donet effektivt (9.4) Bättre/slätare vägytor och utformning av vägen (9.3) Tabell 9.1 Potentialer för energibesparingar genom effektivt framförande av fordon i vägtrafik. Potentialerna avser dagsläget men den totala potentialen antas även vara tillämpbar på framtida fordon enligt kapitel 85 Begränsning av hastigheter på landsväg Tekniska hjälpmedel/sparsam körning Totalt i vägtrafik (cirka) 5 Effekterna är inte adderbara. Energieffektiv framdrift av fordon Alla åtgärder som sänker hastigheten medför tidsförluster och där- med kostnader. På plussidan finns inte bara sänkta energikostnader och lägre koldioxidutsläpp. Sänkta hastigheter innebär också påtag- ligt lägre kostnader för fordon och infrastruktur genom minskat slitage samt minskade risker för och konsekvenser av trafikolyckor. Dessutom minskar bullret utefter trafiklederna. Utbildning av förarna i sparsam körning har för flertalet av åkerierna inneburit väsentligt lägre bränslekostnader, olyckskost- nader, service- och reparationskostnader. Lastbilstillverkarna och erbjuder sina kunder utbildningspaket som innefattar sparsam körning. Vinsterna övertrumfar värdet av tids- förlusten. Förarutbildning är en kostnadseffektiv åtgärd som endast har fått begränsad spridning. Tänkbara åtgärder för att öka sprid- ningen är främst bättre information och upphandlingskrav. Åtgärder för slätare vägytor måste vägas mot krav på friktion samt underhållskostnader. Noteras bör att slitaget från en hög andel dubbdäck ger grövre vägytor och högre underhållskostnader. För att uppnå en fossilfri fordonstrafik krävs en kombination av: Samhällsåtgärder som minskar behovet av transporter och premierar användning av energieffektiva transportslag. Effekti- vare fordon och användning av dessa som innebär att mindre energi behövs för att uträtta samma transportarbete. Tillförsel av fossilfri energi till fordonen – i huvudsak elektrifiering och användning av biodrivmedel. Det finns en stor potential att öka produktion och använd- ning av biodrivmedel. , som har väl utvecklade jord- och skogsbruksbaserade näringar, har en utmärkt position att bidra till denna utveckling. Nya tekniker för biodrivmedelsproduktion behöver kom- mersialiseras för att bredda och diversifiera råvarubasen. Utveck- lingen behöver drivas utefter ett flertal parallella spår eftersom bristen på teknikmognad inte gör det möjligt att bedöma vilket eller vilka teknikspår som är mest lämpliga. Angå- ende växthusgasprestanda bör varje produktionskedja för bio- drivmedel bedömas för sig och grunden för det är lagd i och med EU:s system för hållbarhetskriterier. Det finns en inhemsk råvarupotential som kan ge en ökning av drivmedelsproduktionen av uppskattningsvis 25–biodrivmedel till 2030 (om ett biodrivmedelsutbyte på kan erhållas.) Den slutliga potentialen är en kombi- nation av möjligheterna att få fram biodrivmedel med acceptabel hållbarhetsprestanda till rimliga kostnader och att ha ett distri- butionssystem och en fordonspark som kan använda biodriv- medlen. Vilka styrmedel som införs har stor betydelse för denna utveckling. En åtgärd med stor potential att minska växthusgasutsläppen från transportsektorn är att ersätta fossila bränslen med biodrivmedel. Stora insatser görs inom forskning och utveckling inom området. finns stora utmaningar som måste hanteras. I ett omställningsperspektiv där biodrivmedel utnyttjas i i betydligt större omfattning än finns två huvudfrågor. Den första är att öka utnyttjandet av de hållbara biodrivmedel som är tillgängliga, den andra är att få fram ny teknik som kan utnyttja rå- varor som cellulosa, lignin eller lignocellulosa och särskilt sådant material i form av avfall och restprodukter I detta kapitel görs en genomgång av möjligheterna och ut- maningarna med ökad användning av biodrivmedel. Huvudsyftet är att ge en faktabakgrund till potential för utnyttjande av biodriv- medel presenterad i kapitel 13 och de styrmedel för att realisera en del av denna som presenteras i kapitel 14. Ett viktigt underlag är rapporten av dagens och framtidens hållbara driv- medel (et al., 2013), framtagen på utredningens upp- drag. Energianvändning i flygtrafik, sjöfart och arbetsmaskiner beskrivs i kapitel 12. I kapitel 2 beskrivs de styrmedel som påverkat utvecklingen . 10.1Nuläge i för användning av biodrivmedel I var andelen biodrivmedel i vägtransportsektorn , vilket motsvarar (, 2013a). Andelen beräknas här som användningen av biodrivmedel dividerat med användningen av biodrivmedel, naturgas, bensin och dieselolja. Enligt Energimyndighetens preliminära beräkningar upp- går andelen förnybar energi enligt förnybartdirektivets beräknings- metod till för . I denna beräkning ingår även förnybar el till bantrafik samt dubbelräkning av biodrivmedel som producerats av vissa avfalls- och restprodukter. I Figur 10.1 kan utvecklingen ses . Figur 10.1 Biodrivmedelsanvändning i vägtransportsektorn i , procentuell andel. (, 2013a).