INVITASJON: KLIMA- OG MILJØVENNLIGE BUSSER Program: Rapport om drivstoffteknologi med fokus på løsninger fra 2018 Trondheim, 31.10.2014
2014 Klima- og miljøvennlige busser Sør-Trøndelag fylkeskommune i samarbeid med AtB 31.10.2014
Tittel på prosjektet: Drivstoff til busser Transnova prosjektnummer: 603828 Arkivnummer: 2013-074696 -165 Forfattere: Janne Lønsethagen, STFK Harald Hegle, STFK Eivind Myhr, STFK Martin S. Solli, STFK Asbjørn Rønning, STFK Per Erik Sørås, STFK Frode Einar Krokstad, AtB Sammendrag Målet med prosjektet var å se hvilke drivstoffmuligheter som finnes for Sør-Trøndelag fylkeskommune og AtB fram mot neste anbudsperiode, og hvilken drivstoffteknologi som ser mest lovende ut, både ut fra klima-, miljø og kostnadsvurderinger. Er det teknologier som peker seg ut for spesielle ruter? Samtidig var det et mål å se om båt- eller fergedrivstoff bør ses i sammenheng med valg av bussteknologi. Prosjektet ønsket også å gjøre juridiske vurderinger av å fase inn nytt drivstoff både i gjeldende anbudsperiode, samt hvem som bør stå som innkjøper av drivstoff i framtidige anbudsperioder. Prosjektet har kommet fram til at det er flere teknologier som er attraktive., men at det spesielt er biogass og ladbare hybridbusser som peker seg ut for å nå mål om klima- og miljøvennlig kollektivtrafikk. For å få levert biogass, synes det nødvendig at fylkeskommunen/ AtB står som innkjøper av gassen. I sentrumsnære områder kan ladbare hybridbusser ha de beste egenskapene. Samtidig kan det være fornuftig å gjenbruke eksisterende gassbusser i nye anbud, og åpne for fleksibel utskifting av busser. Det anbefales at man ikke låser seg til en teknologi på bussdepotene. Det ser ikke ut til å være umiddelbare effekter av en samordning med båt/ ferge, men det anbefales at utviklingen av el-ferger med batteri følges videre. Eventuelle avgiftsendringer kan påvirke konklusjonene. i
1 Innledning... 1 1.1 Bakgrunn og mål for prosjektet... 1 1.2 Presentasjon av prosjektet... 1 1.3 Temadag klima- og miljøvennlige busser 26. juni... 2 1.4 Klima, støy og lokal forurensning... 4 2 De ulike teknologiene... 7 2.1 Naturgass... 7 2.2 Biogass... 10 2.3 El-drevne batteribusser... 15 2.4 Hybride løsninger... 18 2.5 Diesel/ biodiesel... 20 2.6 Hydrogen... 23 2.7 Bioetanol... 27 3 Livsløpsanalyse av de ulike teknologiene når det gjelder klima, miljø og økonomi. Kapittel 3.1 og 3.2 er utarbeidet av TØI... 29 3.1 Klima- og miljøvurdering... 29 3.2 Driftskostnader... 33 3.3 Samfunnssikkerhet og brann/eksplosjonsfare... 37 4 Hva gjøres andre steder?... 37 4.1 Bergen... 37 4.2 Gøteborg... 38 4.3 Umeå... 39 4.4 Oslo... 40 5 Ferge muligheter for klima- og miljøvennlig ferge- og drift, stordriftsfordeler sammen med bussdriften?... 40 6 Juridisk vurdering. Kapittelet er basert på notater fra advokatfirmaet Haavind AS... 42 6.1 Gjennomføring av klimamål i eksisterende kontrakter... 42 6.2 Gjennomføring av krav om klimamål i fremtidige kontrakter.... 44 7 Signaler/ midler fra statlig hold... 47 8 Varighet på anbud... 47 ii
9 Drøfting... 48 9.1 Økonomi... 48 9.2 Klima og miljøeffektene... 52 9.3 Lokale utslipp... 53 9.4 Nytt eller brukt materiell... 54 9.5 Juridiske endringer... 55 9.6 Anbudsstrategier... 55 9.7 Driftssikkerhet... 55 9.8 Ferge- og båt... 56 10 Konklusjon/ anbefaling... 56 11 Tillegg til rapport etter justering av avgifter på grunnlag av budsjettforliket i Stortinget for 2015.... 58 12 Referanser... 61 13 Vedlegg... 63 iii
Tabelliste Tabell S.1: Klima- og miljøpåvirkning fra bybusser med ulik teknologi, for 2018.... 32 Tabell S. 2: Estimerte bedriftsøkonomiske kostnader for bybusser med ulik teknologi i 2018. Kostnader pr kjørte kilometer.... 35 Tabell 3: Sammenligning av kostnader med avgifter... 50 Tabell 4: Sammenligning av kostnader med avgifter... 59 Figurliste Figur 1: Utvikling i tillatt utslippsnivå av PM og NOx... 6 Figur 2: Måling av Nitrogenoksider på Torvet... 8 Figur 3: Utslipp i gram CO₂-ekv. pr km for ulike drivstoff... 11 Figur 4: Biogass og naturgass i distribusjonsnettet... 13 Figur 5: Potensiale for biogass i Norge... 15 Figur 6: EUs framtidsutsikter for hydrogenbruk i transportsektoren... 24 Figur 7: Ladbar hybridbuss i Gøteborg... 38 Figur 8: Pantografladning... 39 Diagram S.1: Estimerte bedriftsøkonomiske kostnader for bybusser med ulik teknologi i 2018. Kostnader pr kjørte kilometer.... 36 iv
1 Innledning 1.1 Bakgrunn og mål for prosjektet Transport er en viktig kilde til klimagassutslipp. Til tross for målsetninger om reduserte klimagassutslipp, øker utslippene fra transportsektoren. I følge SSB har utslippene fra transportsektoren økt med 30 % siden 1990. Utslippene på 10,1 millioner tonn CO₂ekvivalenter utgjør 19 % av de samlede klimagassutslippene i Norge. I klimaforliket fra 2012 og Nasjonal Transportplan 2014-2023 er målsetningen at all vekst i persontrafikk i de store byene skal tas med kollektivtrafikk, sykling og gåing. Sør-Trøndelag fylkeskommune (STFK) har satt seg som mål å redusere klimagassutslipp i Trøndelag med 30 % i 2020 sammenlignet med 1991. I Regional Plan for Klima og Energi 2010-2014 legges det opp til at utslipp fra kollektivtransport skal reduseres med 50 % innen 2020. Nasjonalt har Norge forpliktet seg til å ha 10 % fornybarandel i transportsektoren innen 2020, mens i Miljøpakken er målsetning nummer en at CO₂- utslippene i Trondheim fra transport skal reduseres med minst 20 % i 2018 sammenlignet med 2008-nivå. Siden innføringen av Miljøpakken i Trondheim i 2008 har det vært en storstilt satsing på kollektivtilbud i Trondheim. Satsingen har resultert i ca. 30 % vekst i rutetilbudet, ca. 60 % trafikkvekst, nesten 10 % nedgang i biltrafikken, samt nesten 150 % økning i tilskuddsbehovet til kollektivtrafikken i byen. For at økningen i kollektivtrafikk skal innebære en bedring for miljø og klima, er det viktig at driften av kollektivtrafikken også er klima- og miljøvennlig. Per i dag går 214 av Trondheims 281 busser på naturgass, noe som er et godt steg videre med hensyn til lokal luftforurensning og støy sammenlignet med tradisjonelle dieselbusser. Nøyaktige data for utslipp av CO₂ mangler på kommunenivå på grunn av dårlig datagrunnlag, men beregninger viser at CO₂-utslipp fra bussparken kan utgjøre rundt 6 % av utslippene fra veitrafikk i Trondheim. 1.2 Presentasjon av prosjektet Med dette prosjektet ønsker vi å holde oversikten over den raske teknologiutviklingen som skjer innenfor transport- og buss-sektoren. Vi vil undersøke hva som vil være den beste strategien for STFK når det gjelder valg av kjøretøyteknologi på lang sikt, og komme med anbefalinger framover, både når det gjelder bybusser, men også for ferge- og båt. Vi vil i tillegg gjøre juridiske vurderinger på kort og lang sikt rundt hvilket mulighetsrom fylkeskommunen har når det gjelder de enkelte områder, som om STFK skal stå som innkjøper av drivstoff selv, og om det er mulig å skifte drivstoff i løpet av gjeldende anbudsperiode. Vi vil også se på hvilke mulighetsrom som åpnes av nasjonale myndigheter. 1
Det er syv år siden den forrige utredningen angående drivstoff ble gjort for Sør-Trøndelag fylkeskommune, og det er en rivende utvikling på feltet. Dette prosjektet er utført av STFK og AtB i samarbeid, og er støttet av Transnova. I følge AtB utgjorde utslipp fra bybussene i Trondheim i 2013 14.174 tonn CO₂-ekvivalenter. Til tross for overgang til drift på naturgass som slipper ut mindre CO₂ pr energienhet, har stor vekst i passasjerer og rutetilbud ført til at utslippet av klimagasser fra kollektivtrafikken har økt. Utslipp fra båt og ferge er også store. I 2013 var utslipp av CO₂ -ekvivalenter på 7.222 tonn fra gassdrift i ferge. I følge Sør-Trøndelag fylkeskommunes klimaregnskap for 2013 som ble lagt fram i sak 85/14 til Fylkestinget, utgjør utslipp fra kollektivtrafikk 83,7 % av totalt utslipp i STFKs klimaregnskap. Det er klart at det er store reduksjoner å hente i å gjøre kollektivtrafikken mer klimavennlig, samtidig som man flytter passasjerer fra biler med fossilt drivstoff til kollektivtransport. Statistisk sentralbyrå har i september 2014 publisert data for klimagassutslipp på fylkesnivå. Det er publisert data fra 2009 til 2012. Disse er ikke sammenlignbare med tidligere tall, og det er dermed vanskelig å si noe om utslippet nå sammenlignet med 1991. 1.3 Temadag klima- og miljøvennlige busser 26. juni 26. juni arrangerte vi i prosjektet en temadag om klima og miljøvennlige busser, for Sør- Trøndelag fylkeskommune, AtB, Trondheim kommune, Statens vegvesen, Miljøpakken og andre interesserte. Innledere var fra ulike miljøer. Bussleverandørene Scania, Volvo og MAN orienterte om teknologiutvikling, hvilke konsepter de har, og hvilke nyvinninger de ser fram mot 2018. Miljøenheten i Trondheim kommune orienterte om lokale miljøeffekter, støy og luftforurensning. Vi fikk også høre hvilke erfaringer de gjør seg andre steder. Representanter fra Rogaland, Akershus, Umeå og Göteborg fortalte om sine strategier og valg. NHO Transport ga uttrykk for næringens synspunkter, og Rolf Hagman fra Transportøkonomisk institutt hadde en redegjørelse for de ulike trendene framover, og hvilke hensyn som bør tas i Trondheim. Deltakerliste er vedlegg 1. Presentasjoner fra temadagen er lagt ut på hjemmesiden til STFK, http://www.stfk.no/temadag26juni2014. De ulike innlederne hadde forskjellige syn på hvilke valg som må gjøres. Bussprodusentene har ulike strategier. Volvo satser på el og hybride løsninger, mens MAN er leverandør av gassbusser, og mener el ikke er modent for bussmarkedet ennå, spesielt ikke i Norges klimatiske forhold. Scania har utviklet en ny euro6 dieselmotor, som har meget lave utslipp av lokal forurensning. Samtidig skal de lansere en ny euro6 gassmotor, med 40 % virkningsgrad, som er en betydelig økning fra rundt 30 % i dagens motorer. De har også 2
utviklingsprosjekter på andre drivstoff, for eksempel el i linjetrafikk i samarbeid med Siemens. Miljøenheten i Trondheim kommune presenterte lokale miljøeffekter, støy- og luftforurensning. Fra dere synspunkt er det slik at «Hver desibel teller». I dag er ca. 74.000 personer utsatt for utendørs støynivå på over 55 db ved sin bolig. I Miljøpakken er det målsetninger om at antall personer plaget av trafikkstøy i Trondheim skal være redusert med 15 % i 2025 sammenlignet med 2012. For NOx er det gjort store framskritt etter innføring av gassbusser. For partikler, PM₁₀ og PM₂,₅, er det også bedring, blant annet på grunn av forbedret renhold gjennom vinteren 2013/2014, men det gjenstår en del for å komme til det nasjonale målet. Å nå målsetningen vil bli utfordrende om nye foreslåtte krav for partikler blir realisert. Fra Rogaland hadde vi innleder Magnar Bolme fra Lyse Neo. De har satset på utbygging av biogass, og har infrastruktur for dette. de har gjort en utredning i samarbeid med andre i 2011 som viser at biogass har lavere kostnader enn diesel, hvis man ser på både drift og investering, og tar hensyn til både miljøkostnader og økonomiske kostnader (Transnova 2011). I følge Magnar Bolme gir naturgass 6 % mindre utslipp av CO₂ pr. km. sammenlignet med diesel. Akershus redegjorde for sin hydrogenstrategi, EU-prosesser for drivstoffomlegging, samt målet om fossilfri kollektivtransport i Akershus og Oslo innen 2020. Målet om fossilfri drift i 2020 skal nås ved å satse på avfalls-gass, utvikling av hydrogenbuss-flåten, elbusser når dette er kommersielt tilgjengelig, samt en god del på biodiesel. Umeå ble inviterte på grunn av sin satsing på batteribuss med pantograflading. De har en test med flybuss, som kjører fra flyplassen inn til sentrum av byen. I løpet av året skal prosjektet utvides med 8 nye elbusser, hvorav tre leddbusser. De skal ta to bylinjer samt all flybusstrafikk. Dagens bilde er slik at det er noe mer kostbart enn dieselbusser, men de regner med at dieselen blir dyrere over tid. De er også opptatte av støy. I Umeå mener de teknologien er moden for busser i bytrafikk. Västtrafik fra Gøteborg redegjorde for deres satsing. I samarbeid med Volvo tester de ut ladbare hybride løsninger. De er opptatte av å stille krav, og å følge opp kravene, og å ha god dokumentasjon på dette. Gøteborg har mål om at i 2025 skal 95 % av arbeidet utføres med fossilfri energi. I 2013 ble 76 % av personkilometerne utført med fossilfri energi. Når Västtrafik har testet en ladbar hybrid løsning for hybridbusser, har de redusert dieselforbruk med 79 % sammenlignet med standard dieselbuss, og plug-in hybridene har 62 % lavere energiforbruk. 83 % av strekningen går bussen med el-drift. Sjåførene er også positive til de ladbare el-bussene, spesielt det reduserte støynivået og miljøgevinstene. 3
NHO Transport ved Terje Sundfjord var opptatt av bussbransjens vilkår, og mener at det lave prisnivået i dagens anbudskontrakter ikke er levedyktig over tid. NHO mener framtiden er elektrisk, men at det elektriske systemet ikke er modent før 2020-2025. Fram til da bør man bruke dagens materiell lenger, og dieseldrift samt dieselhybriddrift bør være overgangsløsningen. Samtidig mener han at buss i linjer bør gå på el, mens varetransport og lignende kan gå på biogass. Det er også viktig å ta hensyn til produksjon av bussene, kanskje det er like miljøvennlig å benytte noe eldre busser med euro5-teknologi, istedenfor å produsere nye busser. Han poengterte også at fylkene bør samordne sine krav til bussene, med standardisert materiell. Da kan materiellet gjenbrukes, og produksjonen vil være rimeligere. I følge Rolf Hagman fra Transportøkonomisk institutt gjør nye euro6 krav at dieselmotorer nå blir konkurransedyktige på lokale utslipp. Han oppfordret STFK/ AtB til å gjøre valg som gir muligheter, der det viktigste aspektet er at det er en moden driftssikker teknologi. I bedriftsøkonomiske vurderinger vil en dieselbuss med 100 % biodiesel være det mest gunstige av de ulike klimavennlige alternativene. 1.4 Klima, støy og lokal forurensning Det er viktig å skille mellom klima og miljø. Klimaet blir skadet av utslipp av CO₂ og andre klimagasser. For nærmiljøet er det skadelig med utslipp av NOx, svovel og partikler. Det gjelder derfor å finne frem drivstoffer som i første omgang reduserer og til slutt fjerner alle disse utslippene. Klima CO₂ (karbondioksid) er den viktigste menneskeskapte klimagassen. Den dannes ved all forbrenning av karbonholdig materiale og utslippsmengdene avhenger direkte av karboninnholdet i brenselet. Utslippsmengdene kan reduseres ved å skifte til et brensel som inneholder mindre karbon pr energienhet. Metan er den enkleste av hydrokarbonene, og også det karbonholdige brenselet som under ellers like forhold gir minst CO₂-utslipp pr energienhet. Hydrogen og el gir null lokale utslipp, men CO₂-utslippet vil avhenge av hvordan el eller hydrogenet er produsert, og utslipp i samband med produksjon av infrastrukturen og batteri/ brenselsceller. El/hydrogen basert på EU-mix av produsert el vil inneholde en betydelig CO₂ komponent, men basert på fornybar el-kraft som ikke kan forsyne det felles elnettet vil utslippene reduseres kraftig. 1.4.1 Lokal forurensning Utslipp av NOx, partikler og SO₂ kan gi helseskader ved store utslipp. En overgang fra dieselbusser med euro5-motorer til andre teknologier med lave lokale utslipp vil gi forbedret 4
luftkvalitet i byområder, og dermed ha klare helsemessige effekter. Dette sparer samfunnet for store beløp (Svenskt Gastekniskt Center AB) De 214 naturgassbussene vi har i dag, har meget gunstige effekter på lokale utslipp. I følge Miljøenheten i Trondheim kommune, har NO₂-verdiene gått kraftig ned på målepunktene i sentrum, for eksempel på Torvet, etter at gassbussene ble innført for fullt i 2011. Det samme gjelder for Elgeseter gate. 1.4.2 NOx (Nitrogenoksider) Nitrogenoksider (NOx)er en felles betegnelse på dinitrogenoksid (N₂O), nitrogenoksid (NO) og nitrogendioksid (NO₂). NOx dannes ved forbrenningsprosesser ved at oksygenet og nitrogenet i luften reagerer med hverandre under påvirkning av høy temperatur. Ulike NOx - typer har forskjellige virkninger. Hovedtyngden av NOx fra motorer vil normalt være NO₂ og NO. NO inngår ofte i nye reaksjoner og det dannes NO₂ eller ozon. (O₃). Av disse er NO₂ den klart mest problematiske. Den øker faren for luftveissykdommer. I kombinasjon med ikke-metanholdig flyktige hydrokarboner (NMVOC) og sollys medvirker NO₂ også til dannelse av bakkenært ozon og andre fotokjemiske helsefarlige oksidanter. NO₂ bidrar til forurensing (forsuring) av jord og vann og til korrosjonsskader. Oppsummert gir utslipp av NOx følgende skadevirkninger: - regionalt: bidrar til forsuring av jord og vann - bidrar til overgjødsling på land, ferskvann og i kyst- og havområder - bidrar til dannelse av bakkenært ozon - lokalt - øker faren for luftveislidelser - bidrar til vegetasjonsskader - bidrar til partikkeldannelse Utslippene av NOx skal reduseres etter den internasjonale Gøteborgavtalen. (Svenskt Gastekniskt Center AB) 1.4.3 SO 2 (svoveldioksid) Store lokale konsentrasjoner kan medføre helseproblem og gi vegetasjonsskader. Utslippene reduseres primært ved valg av brensel med lavt svovelinnhold (Svenskt Gastekniskt Center AB). 1.4.4 Partikler (sot, støv mm) Partikler refererer til svevestøv, eks. mikropartikler av sot o.l., som frigjøres og går ut i luften. Svevestøvet bidrar til økt fare for luftveisinfeksjoner. Støvet kan også bære med seg både kreftfremkallende stoffer og andre miljøgifter. Det er vanlig å bruke PM10 som indikator for de delene av svevestøvet som har størst helsemessig betydning. Det øvrige svevestøvet - med diameter større enn 10 μm - kan også ha miljømessige konsekvenser, men det antas ikke å ha særlig helsemessig betydning (fordi 5
de større partiklene ikke er inhalerbare). Finfraksjonen (diameter < 2,5 μm) er spesielt alvorlig i helsemessig sammenheng fordi de mindre partiklene ikke bare er inhalerbare, men også er respirable (dvs føres helt ned i nedre luftveier og lungeblærer). Det er uforbrente rester av dieseloljen som danner partiklene. Partikler dannes ikke ved forbrenning av naturgass. Når naturgassbusser likevel har et lite partikkelutslipp, kommer dette fra motorens smøreolje. PM₁₀ er et eksempel på en luftforurensningskomponent som er vurdert som mer helseskadelig enn tidligere antatt. Det er blant annet funnet klare sammenhenger mellom partikkelforurensning og luftveissymptomer. Videre tyder resultater fra forsøk på at eksponering for svevestøv eller nitrogendioksid kan forsterke allergiske reaksjoner samt bidra til utvikling av ny allergi (Folkehelseinstituttet). Alle teknologier vil fortsatt ha utslipp av svevestøv fra hjulslitasje på veien. Defensiv kjørestil og forskjellige dekktyper, med minst mulig piggdekkandel, reduserer utslipp fra veislitasje. Figuren nedenfor viser utviklingen av tillatte grenseverdier for utslippskomponenter på partikler og NOx fra Euro 1 til Euro 6, fra Scania. Figur 1: Utvikling i tillatt utslippsnivå av PM og NOx 1.4.5 Støy Støy fra de ulike drivstofftypene vil primært avhenge av motorteknologien. Gass/biogass vil være noe bedre enn diesel-drift, mens framdrift via elektromotorer, enten de forsynes av strømnettet eller hydrogenprosesser vil være betydelig bedre. Forskjellen mellom 6
teknologiene er tydelige ved saktegående bytrafikk. Ved høyere hastigheter vil andre støykilder overdøve motorstøyutslippene. 2 De ulike teknologiene Nedenfor vil vi gjennomgå de ulike aktuelle teknologiene, før det gjennomføres en livsløpsanalyse med av miljøpåvirkning sammen med kostnader, og de ulike teknologiene drøftes. 2.1 Naturgass Naturgass benyttes på 214 av Trondheims 281 bybusser pr september 2014. Gassen består hovedsakelig av metan, CH4, og er regulert etter normen NS-EN ISO 15403-1:2008. 2.1.1 Driftssikkerhet Gassbusser finnes i dag i stort antall og er gjennomprøvd teknologi og vi har egen driftserfaring siden 2010. Innføring av gass som drivstoff har i enkelte tilfeller gitt noen oppstarts og driftsproblemer. Det har ført til noen driftsavvik, hvor årsaksforholdet har ligget i motortekniske problemer. Bruk og bedre erfaring med materiellet har redusert avviksproblemene. 2.1.2 Klimapåvirkning Naturgass er et samlebegrep for gass som en finner lagret under jordens overflate. Den er dannet for mange millioner år siden ved nedbrytning av organisk materiale uten tilførsel av oksygen. Naturgass som benyttes som drivstoff består i hovedsak av metan, CH4, samt små mengder andre tyngre hydrokarboner, som propan. Naturgass kan benyttes som drivstoff. Sammenlignet med diesel har naturgass størst energiinnhold pr vektenhet. Den mekaniske prosessen i en dieselmotor har hittil vært mer effektiv enn i en gassmotor. Derfor har de to motortypene omtrent samme utslippsprofil (Miljøpakken 2011). Selv om metan ved forbrenning avgir 25 % mindre CO₂ enn tradisjonell bensin og diesel, er det sammenlignet med bensinbiler at man med dagens (2013) teknologi oppnår en redusert klimapåvirkning. TØI forventer noe lavere klimagassutslipp fra naturgass enn dieselforbrenning i busser i 2018. 2.1.3 Støy/lokal forurensning Uforbrente rester av dieseloljen danner partikkelutslipp. Partikler dannes ikke ved forbrenning av naturgass. Når naturgassbusser likevel har et lite partikkelutslipp, kommer dette fra motorens smøreolje. En av de fordelene med CNG og biometan har tradisjonelt vært lavere avgassutslipp av NOx sammenlignet med dieselbiler. Kjøretøy drevet av CNG, biometan, eller en blanding av de to, hadde lavere utslipp av NOx enn eldre bensinbiler uten effektive treveiskatalysatorer. De har 7
også lavere utslipp av NOx enn dieselbiler uten avansert dieselmotorteknologi og NOXrensing. I 2013 og 2014 er forholdet at utslippene av NOx fra nye biler er sterkt avhengig av hvordan og med hvilken hastighet bilene kjøres. CNG og CBG (komprimert biogass) kjøretøy oppnår også meget lave partikkelutslipp. Grunnen til de lave utslippene av PM er at metanmolekylene ved forbrenning i bilmotorer sjelden danner partikler. Overgangen til naturgass har også ført til stor nedgang i lokale utslipp av NOx i Trondheim. Som vist nedenfor, er nedgangen fra toppåret 2008 til 2013 når et gjelder NO₂, fra 46,9 μm/m3 i 2008, til 20,8 μm/m3 i 2013. Det er en nedgang på 44 %, som gassbussene har bidratt til. Figur 2: Måling av Nitrogenoksider på Torvet Gassbusser avgir mindre støy enn dieselbusser på grunn av annen motorteknologi, spesielt ved oppstart fra holdeplass. Utslippene av klimagasser og helseskadelige forurensninger ved produksjonen av både CNG og biogass er mye mindre enn det som foregår ved kjøring. Miljøbelastningen ved produksjonsfasen kan i et livsløpsperspektiv anses som små (i størrelsen 10 %) i et livsløpsperspektiv. 8
2.1.4 Kostnader Naturgass har per i dag relativt lave driftsutgifter i buss. På grunn av store forekomster av skifergass i USA, har gassmarkedet endret seg, og prisene er lavere enn for noen få år siden. (kilde: Statoil). Naturgass er pålagt CO₂-avgift, med 0,67 kr pr Sm3. Derimot er naturgass fritatt for veibruksavgift. For mineraloljebasert diesel utgjør den for 2014 kr. 3,82 pr liter. Veibruksavgiftene for alternative drivstoff er varslet evaluert i 2015. Kostnaden for anskaffelse av naturgassbusser har blitt lavere. Fortsatt koster en gassbuss mer i anskaffelse enn en dieselbuss. I følge bransjen koster en gassbuss i dag 250.000-350.000 kr mer i innkjøp enn en dieselbuss. I Transportøkonomisk institutts (TØIs) anslag for 2018 er det lagt inn 100.000 kr i forskjell. For service og reparasjonsavtaler er merkostnaden i dag mellom 5 20 øre pr. km. Dette er i tråd med TØIs beregninger for 2018. 2.1.5 Effekter for andre grupper Bruk av naturgass i busser kan være med å etablere et marked for annen bruk av naturgass. Etablering av en forsyningskjede for naturgass vil kunne gjøre naturgass tilgjengelig for andre brukergrupper, som for eksempel annen vegtransport, ferjer, skip i fraktefart, supplybåter, og så videre. Også industriell bruk av gass kan bli mer aktuelt. Det er dermed viktig å tenke på tilgjengeligheten for andre brukere under utbygging av infrastruktur. Naturgass kan erstatte fyringsolje som varmekilde i industriprosesser som krever mye varme. Eksempler på dette er blant annet steinull- og glassvattproduksjon. Ved å erstatte fyringsolje med naturgass oppnås betydelige lavere klimagassutslipp og produktene blir også renere og bedre. Innen fiskeforedling, bla sildoljefabrikker, vil konvertering fra olje til gass gi store miljøgevinster. Bruk av naturgass til foredling av malmer og mineraler gir også positive effekter for klimagassutslipp. Eksempelvis vil bruk av naturgass i renseprosesser for jernmalm gi opptil 70 % reduksjon i CO₂-utslipp sammenlignet med konvensjonell bruk av kull som reduksjonsmiddel (kilde: IronMan-prosjektet). En stor fordel med buss basert på naturgass er at naturgass og biogass kan dra felles nytte av infrastruktur og anlegg. Naturgass vil være en viktig «medspiller» for å få biogass ut på markedet, både fordi biogass kan benytte eksisterende infrastruktur og fordi naturgass vil representere en viktig reserveløsning for separate biogassanlegg. På samme måte kan biogass spille en viktig rolle i forhold til naturgass, for eksempel når det gjelder å oppnå kravet til innblanding av biodrivstoff. 2.1.6 Næringsutvikling Etablering av et marked for naturgass som drivstoff for busser kan gi et godt grunnlag for å forsyne ferjer og skip med naturgass som drivstoff. Svoveldirektivet som trer i kraft 1. januar 2015 vil stille strengere krav til svovelinnholdet i skipenes drivstoff. Kravene kan oppfylles ved bruk av naturgass. 9
Naturgass er nødvendig for å kunne etablere en reserveforsyning til biogass. Dette kan være en nødvendig betingelse for å kunne ta i bruk biogass som drivstoff. Naturgass og oppgradert biogass til drivstoffkvalitet kan brukes om hverandre som drivstoff for kjøretøy og fartøy. 2.1.7 Tilgjengelighet Naturgass er i dag tilgjengelig fra flere leverandører. I dag er det Gasnor som leverer naturgass til bussene i Trondheim. Gassen transporteres flytende, som LNG, med tankbil fra Gasnors anlegg på Kollsnes. Andre produsenter av LNG er bl.a. Lyse Neo i Rogaland, og Aga. Den største produsenten av LNG er Statoils anlegg på Melkøya utenfor Hammerfest. Leveranser fra Melkøya kan skje med bil, men her er avstanden en begrensning. I dag er det meste av produksjonskapasiteten til eksisterende LNG-anlegg utnyttet. Økte leveranser av LNG må i dag skje fra LNG terminalen i Zeebrugge i Belgia. 2.2 Biogass Biogass produseres av biologisk materiale, som for eksempel husdyrgjødsel, kloakk, matavfall og trevirke, uten tilførsel av oksygen. Ved å rense gassen får man en gass som i all hovedsak består av metan (CH4), og som er nærmest identisk med naturgass. Biogass kan da benyttes i gassdrevne kjøretøy. I motsetning til naturgass er biogass produsert av fornybare kilder, og regnes dermed som CO₂-nøytral. Biogass har mange klimamessige fordeler. Biogassen inngår i det naturlige kretsløpet, ettersom den fremstilles av restprodukter eller fornybare råvarer fra for eksempel jordbruk. Når gassen forbrennes i bilens motor, gir den ikke netto tilskudd av karbondioksid til atmosfæren. Dette gjør biogass til det mest miljøvennlige drivstoffet i dag. Også andre forbrenningsrester og utslipp av NOx, SOx, partikler og polyaromater blir vesentlig lavere ved gassforbrenning sammenlignet med bensin og diesel. Fylling av biogass kan benytte samme infrastruktur som naturgass (http://www.biogassostfold.org/?p=809). 2.2.1 Driftssikkerhet Oppgradert biogass (tilnærmet ren metangass) kan benyttes på alle dagens gassbusser. Tilbudet av gassbusser er stort, og flere bussprodusenter kan levere gassbusser. Biogass inneholder noe mindre energi enn naturgass, da biogass består av metan, mens naturgass også har innslag av tyngre hydrokarboner. Den anslåtte forskjellen i energiinnhold mellom gassene varierer mellom 3 10 % (anslag fra operatører, Biokraft). Samtidig gjør 10
dette at gassen er renere, og det kan være det gir lavere vedlikeholdskostnader ved bruk i bussene. 2.2.2 Klimapåvirkning 200 Utslipp i gram CO₂-ekvivalenter pr. km for ulike drivstoff. 150 100 50 0 Figur 3: Utslipp i gram CO₂-ekv. pr km for ulike drivstoff Kilde: NGVA Europe (Natural & Biogas Vehicle Association) Som vi ser av figur 3, har 100 % biogass lave utslipp, på grunn av kretsløpet biogassen er en del av. Nye krav om bærekraft i biodrivstoff ble innført i 2014. Myndighetene har satt som krav at 3,5 % av alt drivstoff som omsettes i Norge skal være biodrivstoff. Det fastslås også at i denne måloppnåelsen vil biodrivstoff produsert av lignocellulose, cellulose som ikke er næringsmiddel, samt avfall og rester, kvalifisere for dobbeltelling ved oppfylling av omsetningskravet (http://www.miljodirektoratet.no/documents/publikasjoner/m10/m10.pdf, s. 8). 11
2.2.3 Støy og lokal forurensing Når det gjelder støy og lokal luftforurensning, har biogass de samme egenskaper som naturgass. 2.2.4 Kostnader Biogass kan benytte eksisterende infrastruktur som er tilrettelagt for naturgass. Prisen på renset biogass er så langt vesentlig høyere enn naturgass (50-90 %). Det er grunn til å tro at biogass vil være mer kostbart enn naturgass framover også, da det er en krevende prosess å framstille gassen. Biogass har ingen CO₂-avgift eller veibruksavgift, mens naturgass har CO₂avgift. Dersom det skal bli bedriftsøkonomisk forsvarlig å anvende biogass må enten avgiftssystemet tilpasses, eller man må ha tilgang til prisstøtte. Det skal gjøres en helhetlig gjennomgang av bilavgiftene i forbindelse med revidert nasjonalbudsjett for 2015, og vi vil da se hvilke konsekvenser dette får for biogassens kostnadsbilde sammenlignet med andre drivstoff. det har lenge vært ventet en nasjonal biogass-strategi. Klima- og miljødepartementet lanserte en strategi for biogass i forbindelse med statsbudsjettet for 2015 (http://www.regjeringen.no/pages/38833036/nasjonal_tverrsektoriell_biogasstrategi_1410 08.pdf). I strategien settes det av åtte millioner kroner til bygging av et pilotanlegg for biogass basert på andre råstoffer enn avfall. Samtidig settes det av to millioner kroner på forskning i tilknytning til anlegget. Umiddelbart ser det ikke ut til at dette vil bidra til å gjøre biogass mer tilgjengelig for bybussene i Trondheim, eller at kostandene blir lavere. Eventuelt kan et pilotanlegg være gunstig for Trondheim hvis man får tilgang til biogass laget ved dette pilotanlegget. Prisen for flytende biogass (LBG) er høyere enn komprimert biogass (CBG) på grunn av kostnadene ved nedkjøling. På den annen side vil LBG ha vesentlig lavere transport- og lagringskostnader enn CBG. Hva som er mest optimalt vil avhenge av lokalisering av produksjonssted i forhold til fyllingssted. Dersom biogassanlegget kan etableres i nærheten av bussdepot vil rørtransport av CNG være en mulighet. Rent utslippsmessig vil det også være optimalt å redusere transportavstandene. Naturgass og biogass bruker samme type infrastruktur. Biogass kan fylles inn i allerede etablert gassrør for naturgass og kan transporteres både som trykkgass (CBG) og flytende gass (LBG). Figuren nedenfor viser hvorledes biogass og naturgass føres inn i det samme distribusjonsnettet. 12
Figur 4: Biogass og naturgass i distribusjonsnettet Kilde: Lyse Neo 2.2.5 Effekter for andre grupper Biogass er en knapp ressurs. I sitt grunnlag for tverrsektoriell biogass-strategi, anbefaler Miljødirektoratet at biogass benyttes i flåtetrafikk i by, på grunn av at da får man mindre infrastrukturkostnader enn i andre alternativ, samtidig som man reduserer miljøskadelige utslipp av NOx og partikler fra dieselmotorer (http://www.miljodirektoratet.no/old/klif/publikasjoner/3020/ta3020.pdf). Biogass kan også være interessant for annen tungtransport, og for eksempel Asko, Posten, taxinæringen og Trondheim kommune har vist interesse for å kunne kjøpe biogass. Ved evt oppbygging av infrastruktur for biogass kan det være gunstig å legge til rette for at det kan bygges ut eksterne fyllestasjoner i tilknytning til bussenes fyllestasjoner, for også å gi muligheter til annen flåtedrift. 2.2.6 Næringsutvikling Når det gjelder investeringskostnadene for et biogassanlegg, er det flere faktorer som påvirkerdisse. De viktigste faktorene for investeringskostnadene er knyttet til hvilken type teknologi/anlegg som velges, hvilket råstoff eller kombinasjon av råstoff som skal behandles og kapasiteten på anlegget. Dersom man bare tar hensyn til investeringskostnadene, vil disse variere fra anlegg til anlegg. Inkluderer man derimot drift- og vedlikeholdskostnadene, viser det seg at de totale kostnadene for biogassanlegg er relativt like uavhengig av type anlegg. Generelt vil investeringskostnadene for oppgraderingen for et anlegg med en rågass kapasitet på 300 Nm3/h være i området 12-15 MNOK. Dersom det antas 8000 driftstimer og at rågassen inneholder 65 % metan, tilsvarer det en investeringskostnad på ca 0,06 NOK/kWh oppgradert gass (investeringskostnadene fordelt på 15 år, antas å være levetiden til anlegget). 13
I dag finnes det en fabrikk i Trøndelag som lager biogass. Gassen blir laget fra disse ressursene Mat, våtorganisk avfall Slam privat Slam næring (slakteri både kjøtt og fisk) Fiskeensilasje (ikke langtidskontrakt) Denne fabrikken planlegger med utvidelse av slik at de kan oppgradere gassen. Det er ikke tatt noe beslutning med tanke på om de skal oppgradere gassen til CBG eller LBG. Planleggingen skal skje trinnvis og styrt. I dag produserer de 25 GWh, med kontrakt på våtorganisk avfall fra Trondheim ser de for seg en produksjon av 40 GWh. Dette utgjør om lag 60 % av forbruk i dagens gassbusser. Det er ikke tatt en beslutning på om og når anlegget skal stå ferdig slik at de kan levere biogass. Det er planer om en biogassfabrikk på Skogn. I første omgang er det industriavfall som skal omdannes til biodrivstoff, på sikt håper denne fabrikken å omdanne også skog og skogsavfall til biodrivstoff. Hvis fabrikken blir bygd i løpet av 2014 tidlig 2015 vil de kunne levere 12,5 millioner Nm3 i løpet av 2016 og det er muligheter og planer til å utvide kapasiteten til det dobbelte innen 2020. De to bedriftene har fokus på klima og miljømessige gevinster. Dette kan føre til regional utvikling og næringsutvikling både lokalt og regionalt. Begge bedriftene vil bruke lokale ressurser, og de vil også ha spin-off bedrifter som vil prøve å lage et substitutt til den tradisjonelle kunstgjødselen. Dette vil si at de vil optimalisere bruken av bioresten. 14
2.2.7 Tilgjengelighet Figur 5: Potensiale for biogass i Norge Figuren viser at det teoretiske energipotensialet fra biogassressurser fra avfall/biprodukter er beregnet til å være nærmere 6 TWh/år. Dersom potensialet fra tilgjengelige skogsressurser på ca 20 TWh tas med, vil potensialet komme opp i nesten 26 TWh/år. Selv om råstoff til biogassproduksjon er tilgjengelig, er ikke biogass tilgjengelig i dag i tilstrekkelige mengder til å dekke behovet for bussparken. Mindre anlegg finnes som kan levere noe CBG, men ikke LBG. Det optimale med hensyn til klimagassutslipp er at det etableres produksjonsanlegg i Trøndelag/Midt-Norge. En etablering vil kreve et tidsrom på 1-2 år fra investeringsbeslutning. For å få aktuelle miljøer til å investere må det foreligge beslutning om kjøp av biogass i tilstrekkelige menger og for et optimalt tidsrom. 2.3 El-drevne batteribusser 2.3.1 Modenhet/ driftssikkerhet Eldrift av kjøretøy er godt utprøvd gjennom mer enn 100 år, og er en driftssikker og effektiv fremdriftsmåte. Også bruk av batterier er vel utprøvd, selv om en rask utvikling gjør at en ikke har mange års erfaring med bruk av de nyeste batteriteknologiene. Bruk av elbusser med batteri har likevel per i dag ikke nådd et kommersielt stadium i Europa, men det finnes flere tilbydere som er klare til å ta imot bestilling av elektriske busser, blant annet Solaris. Busser med store batterier har høy vekt, noe mindre innvendig plass og lastekapasitet enn 15