Sähköbussiliikenteen laajentaminen Turun seudulla
Riekki, Sanni (2019)
Riekki, Sanni
2019
Ympäristö- ja energiatekniikan DI-tutkinto-ohjelma
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-11-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201911145943
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201911145943
Tiivistelmä
Työssä tutkitaan sähköbussiliikenteen laajentamismahdollisuuksia Turun seudulla, ja tähän liittyviä teknisiä kysymyksiä, kuten akkujen ja latureiden mitoitusta. Tarkoituksena oli selvittää, mille linjoille sähköbussiliikennettä voitaisiin laajentaa ja millaisilla akku- ja laturiratkaisuilla näillä linjoilla voitaisiin liikennöidä.
Sähköbussit sopivat erityisesti kaupunkiliikenteeseen, jossa reitit ja ajomäärät ovat tarkkaan tiedossa, ja niillä voidaan vähentää liikenteen päästöjä ja parantaa energiatehokkuutta. Niiden etuna on paikallispäästöttömyys ja dieselbusseihin verrattuna pieni energiankulutus, lisäksi ne ovat hiljaisia ja hyötysuhteeltaan tehokkaita. Sähköautoteknologia on laajassa käytössä kuitenkin yhä uutta, ja bussien markkinat muuttuvat jatkuvasti. Sähköbussit ovat toistaiseksi elinkaarikustannuksiltaan dieselbusseja kalliimpia, mutta kehittyvä teknologia ja kilpailu laskevat hintoja.
Turussa liikennöidään tällä hetkellä yhdellä sähköbussilinjalla ja tarkoitus on laajentaa liikennöintiä runkolinjauudistuksen yhteydessä 2021. Potentiaalisia linjoja ovat sellaiset, joilla liikennöinti on riittävän suurta kattamaan investointikustannukset, pituus on sopiva pikalataukselle, joiden aikataulussa on tilaa lataukselle ja jotka liikennöivät Turun sisällä. Tällaisia linjoja ovat tulevan runkolinjaston 3, 4, 5, 5A, 8, 9A, 9B, 10 ja L71. Linjoille on löydettävä sopiva kilpailutusmalli, sillä ei ole olemassa vakiintuneita käytäntöjä esimerkiksi latureiden omistuksen suhteen.
Sähköbussien lataus voidaan suorittaa joko varikolla yön yli tapahtuvana kaapelilatauksena tai päivän aikana päätepysäkeillä suoritettavana virroitinlatauksena. Turussa virroittimilla hoidettavaa pikalatausta voidaan pitää potentiaalisempana vaihtoehtona, sillä päivittäiset ajosuoritteet busseille ovat suuria, jolloin varikkolatauksen akkukapasiteetti ei helposti riitä. Suomen olosuhteissa talven lämmitysvaatimukset nostavat energiankulutusta jopa kaksinkertaiseksi, mikä on merkittävin haaste akkujen ja latureiden mitoituksessa, mikäli kaikki energia halutaan sähköstä.
Paras kombinaatio potentiaalisimmille linjoille muodostuu useista eri akku- ja laturivaihtoehdoista. Näin saadaan taloudellisesti tehokkain ratkaisu, jossa vältytään ylimitoitukselta. Lyhyemmillä linjoilla riittäisi kaikilla 60 kWh akkukapasiteetti, pitkillä kehälinjoilla tarvittaisiin 120 kWh akkuja ja lisäksi kaikilla latauspisteillä käytettäisiin 450 kW pikalatureita. Näillä mitoituksilla voitaisiin liikennöidä ilman merkittäviä muutoksia suunniteltuihin aikatauluihin.
Sähköbussiliikennettä laajennettaessa on otettava huomioon myös esimerkiksi latureiden sijoittamiseen vaikuttuvat tekijät, kuten tarvittavat luvat ja tilantarve. Lisäksi toimitusajat busseille, latureille ja kaikille muille tarvittaville osille ovat varsin pitkiä, joten hankinnat on tehtävä vähintään vuosi ennen liikennöinnin aloittamista.
Sähköbussit sopivat erityisesti kaupunkiliikenteeseen, jossa reitit ja ajomäärät ovat tarkkaan tiedossa, ja niillä voidaan vähentää liikenteen päästöjä ja parantaa energiatehokkuutta. Niiden etuna on paikallispäästöttömyys ja dieselbusseihin verrattuna pieni energiankulutus, lisäksi ne ovat hiljaisia ja hyötysuhteeltaan tehokkaita. Sähköautoteknologia on laajassa käytössä kuitenkin yhä uutta, ja bussien markkinat muuttuvat jatkuvasti. Sähköbussit ovat toistaiseksi elinkaarikustannuksiltaan dieselbusseja kalliimpia, mutta kehittyvä teknologia ja kilpailu laskevat hintoja.
Turussa liikennöidään tällä hetkellä yhdellä sähköbussilinjalla ja tarkoitus on laajentaa liikennöintiä runkolinjauudistuksen yhteydessä 2021. Potentiaalisia linjoja ovat sellaiset, joilla liikennöinti on riittävän suurta kattamaan investointikustannukset, pituus on sopiva pikalataukselle, joiden aikataulussa on tilaa lataukselle ja jotka liikennöivät Turun sisällä. Tällaisia linjoja ovat tulevan runkolinjaston 3, 4, 5, 5A, 8, 9A, 9B, 10 ja L71. Linjoille on löydettävä sopiva kilpailutusmalli, sillä ei ole olemassa vakiintuneita käytäntöjä esimerkiksi latureiden omistuksen suhteen.
Sähköbussien lataus voidaan suorittaa joko varikolla yön yli tapahtuvana kaapelilatauksena tai päivän aikana päätepysäkeillä suoritettavana virroitinlatauksena. Turussa virroittimilla hoidettavaa pikalatausta voidaan pitää potentiaalisempana vaihtoehtona, sillä päivittäiset ajosuoritteet busseille ovat suuria, jolloin varikkolatauksen akkukapasiteetti ei helposti riitä. Suomen olosuhteissa talven lämmitysvaatimukset nostavat energiankulutusta jopa kaksinkertaiseksi, mikä on merkittävin haaste akkujen ja latureiden mitoituksessa, mikäli kaikki energia halutaan sähköstä.
Paras kombinaatio potentiaalisimmille linjoille muodostuu useista eri akku- ja laturivaihtoehdoista. Näin saadaan taloudellisesti tehokkain ratkaisu, jossa vältytään ylimitoitukselta. Lyhyemmillä linjoilla riittäisi kaikilla 60 kWh akkukapasiteetti, pitkillä kehälinjoilla tarvittaisiin 120 kWh akkuja ja lisäksi kaikilla latauspisteillä käytettäisiin 450 kW pikalatureita. Näillä mitoituksilla voitaisiin liikennöidä ilman merkittäviä muutoksia suunniteltuihin aikatauluihin.
Sähköbussiliikennettä laajennettaessa on otettava huomioon myös esimerkiksi latureiden sijoittamiseen vaikuttuvat tekijät, kuten tarvittavat luvat ja tilantarve. Lisäksi toimitusajat busseille, latureille ja kaikille muille tarvittaville osille ovat varsin pitkiä, joten hankinnat on tehtävä vähintään vuosi ennen liikennöinnin aloittamista.