Notat Til: Jens Falk Jensen Kopi til: JBO, SEL, TOR, JEG Sagsnummer Sagsbehandler VIH Direkte +45 36 13 16 30 Fax - vih@moviatrafik.dk CVR nr: 29 89 65 69 EAN nr: 5798000016798 10. oktober 2016 Notat vedr. potentiale for anvendelse af elbusser i Roskilde Kommune Baggrund Movia har med støtte fra Energistyrelsens forsøgsordning for elbiler fået udarbejdet en analyse af mulighederne for og omkostninger ved anvendelse af natopladte elbusser, lejlighedsvist opladte elbusser samt plug-in dieselhybridbusser på Roskilde Kommunes bybuslinjer (linje 201A og 202A) samt Region Hovedstaden og Region Sjællands linje 123 (Glostrup St. Roskilde St.). Analysen omfatter en udskiftning af alle drifts- og reservebusser fra diesel til eldrevne busser på linjerne. Dette notat sammenfatter hovedkonklusionerne fra analysen. Movia har endvidere analyseret omkostninger for anvendelse af dieselhybridbusser samt miljømæssige effekter ved elektrificering af ovennævnte linjer. Analysen er baseret på, at serviceniveauet for busdriften bibeholdes, således at der ikke sker en reduktion i antallet af busser eller frekvens mellem busafgange. Den eksisterende kontrakt for linje 201A, 202A og 123 kan opsiges med udgangen af 2018. Movia anbefaler, at driften af disse buslinjer omfattes i A16 - Movias udbud af almindelig rutekøresel med driftsstart juli 2019. Movia anbefaler, at den eksisterende kontrakt forlænges frem til juli 2019. Analysens indhold Den tyske konsulentvirksomhed Ebusplan er specialiseret i at analysere potentialet for anvendelse af elbusser i kollektiv trafik. Konsulenten modellerer linjeføringen for en busrute, og kan på baggrund heraf beregne energiforbrug og dermed vurdere behov for batteristørrelse Trafikselskabet Movia Kontrakter, Center for Drift, Operatører og Kunder 1/12
og ladeeffekt. På baggrund af de eksisterende vognløbsplaner 1 har konsulenten vurderet, om det vil være muligt på ruten at anvende: Natopladte elbusser, dvs. busser som alene oplades ved busoperatørens anlæg (primært om natten og evt. i forbindelse med længere ophold i løbet af dagen). Lejlighedsvist opladte elbusser, dvs. elbusser som oplades ved rutens endestation(er) og/eller ved stoppested(er) undervejs på ruten. Plug-in dieselhybridbusser, dvs. busser, som både er udstyret med el- og dieselmotor, og hvor kørebatteriet oplades ved rutens endestation(er) og/eller ved stoppested(er) undervejs på ruten. Plug-in hybridbusser kan køre på ren el i et geografisk afgrænset område (nulemissionsområde). Størrelsen af dette område afhænger batteriet kapacitet. Konsulenten konkluderer, at med de eksisterende vognløbsplaner er det alene muligt at anvende lejlighedsvist opladte elbusser på linje 202A samt plug-in hybridbusser på linje 201A og 202A. Nulemissionsområder for linje 201A, 202A og 123 fremgår af bilag A. Det er omvendt ikke muligt at anvende natopladte elbusser eller lejlighedsvist opladte busser på linje 201A og 123 samt plug-in hybridbusser på linje 123. I forhold til lejlighedsvist opladte og plug-in hybrid busser er udfordringen, at udligningsopholdet (bussens pause ) ved endestationen ikke er tilstrækkeligt langt til den nødvendige opladning af batteriet. I forhold til natopladte elbusser har eksisterende busmodeller ikke en tilstrækkelig rækkevidde til at kunne gennemføre vognløbene. I samarbejde med Movia har konsulenten udarbejdet nye vognløbsplaner for linje 201A, 202A og 123, som muliggør anvendelse af natopladte elbusser, lejlighedsvist opladte elbusser samt plug-in hybridbusser. Konsulenten har bl.a. undersøgt muligheden for at anvende fælles ladeinfrastruktur på Roskilde St. til ladning af hhv. linje 201A og 202A og linje 201A, 202A og 123. Konsulenten har identificeret den økonomisk mest fordelagtige kombination af batteristørrelse og ladeeffekt. På baggrund af disse analyser har konsulenten beregnet de samlede omkostninger for anskaffelse og drift af busser. Konsulenten har endvidere analyseret, hvor opladning mest hensigtsmæssigt finder sted, dimensionering af ladestandernes effekt samt anlægsomkostninger for etablering af ladeinfrastrukturen. Konklusioner 1 Vognløbsplanen angiver bussens linjeføring, der udarbejdes en individuel vognløbsplan for hver bus 2/12
I forhold til elektrificering af linje 201A, 202A og 123 anbefaler konsulenten, at der anvendes lejlighedsvist opladte elbusser, da denne løsning giver mest miljø for pengene. Delt ladeinfrastruktur på Roskilde St. Konsulenten konkluderer, at der ikke er synergier at opnå ved at dele ladeinfrastrukturen på Roskilde St. Konsulenten anbefaler derfor at der ikke etableres fælles ladeinfrastruktur til linje 201A og 202A eller 201A, 202A og 123 ved Roskilde St. Opladning undervejs på ruten Konsulenten og Movia anbefaler, at linje 201A, 202A og 123 ikke oplades undervejs på ruten, idet dette vil betyde længere ophold som følge af ladningen, hvilket vil være til gene for passagerne. Antal af busser De ændrede vognløbsplaner medfører et behov for flere busser, og dermed flere chaufførtimer, hvilket alt andet lige betyder øgede omkostninger. Antallet af busser nødvendig for at gennemføre driften fremgår Tabel 1. Tabel 1. Antal af drifts- og reservebusser Teknologi 201A 202A 123 Dieselbusser 6,5 4,5 13 Natopladt 10 7 15 Lejlighedsvis opladt 8 5 15 Plug-in hybrid 6,5 4,5 15 Hybrid 6,5 4,5 13 Note: Linje 201A og 202A deler i dag én reservebus. Det vil linjerne også gøre ved anvendelse af hybrid- og plug-in hybridbusser. Ladestationer Konsulenten anbefaler, at opladning finder sted på følgende lokaliteter, se Tabel 2. Tabel 2. Placering af ladeinfrastruktur Teknologi 201A 202A 123 Dieselbusser - - - Natopladt Operatørens anlæg Lejlighedsvis opladt Søbredden Trekroner St. Margrethehåb Roskilde St. Glostrup St. 3/12
Plug-in hybrid Trekroner St. Margrethehåb Roskilde St. Glostrup St. Hybrid - - - Note: Lejlighedsvist opladte busser samt plug-in hybridbusser oplades desuden også om natten på operatørens anlæg. Konsulenten anbefaler, at der for lejlighedsvist opladte elbusser på linje 202A alene opstilles én ladestation ved den ene endestation (Margrethehåb). For at sikre systemets robusthed anbefaler Movia, at der opstilles to ladetstaioner ved Margrethehåb, således at der er vil være en ekstra ladestation, som kan benyttes i tilfælde af nedbrud på den ene ladestation. Økonomi Omkostningerne for drift af lejlighedsvist opladte, natopladte, plug-in hybridbusser og hybridbusser er sammenlignet med omkostninger til drift af dieselbusser 2. Konsulenten har udarbejdet beregningsmodeller, som omfatter priser og energiforbrug for eksisterende løsninger i markedet for dieselbusser, lejlighedsvist opladte, natopladte og plug-in hybridbusser. Movia har beregnet priser og omkostninger for hybridbusser baseret på data, som er indhentet fra leverandører af hybridbusmodeller. Nedenfor er angivet omkostningerne for hver teknologi samt tre forskellige scenarier. Det første scenarie angiver meromkostninger ved anvendelse af almindelig diesel for dieselbusser, plug-in hybridbusser og hybridbusser. Det antages, at PSO-tariffen afvikles. 3 Meromkostningerne for de enkelte teknologier fremgår af Tabel 3. Omkostninger for etablering af ladeinfrastruktur ved endestationer er angivet som selvstændige anlægsomkostninger. Omkostninger til etablering af ladestationer ved operatørens garageanlæg samt vedligeholdelsesomkostninger til ladestationer er omfattet af de årlige driftsomkostninger. Tabel 3. Meromkostningerne i 1000 kr. i forhold til drift med dieselbusser, som anvender diesel. Beregnet uden PSO. 201A 202A 123 Teknologi Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Elbus, natopladt - 5.403-3.320-7.863 2 Beregning af omkostning for dieselbusdrift er baseret på anskaffelse af nye dieselbusser. 3 PSO-tariffen har i 2016 i gennemsnit udgjort 21 øre ekskl. moms. 4/12
Elbus, lejlighedsvis 4.589 2.691 4.656 1.247 8.742 6.339 Plug-in dieselhybrid 2.239 2.409 1.916 1.540 7.251 6.418 Dieselhybrid - 594-565 - 1.282 Note: Infrastrukturomkostninger angiver anlægsomkostninger til ladestationer og drift angiver de årlige ekstra driftsomkostninger i forhold til drift med dieselbusser. Det andet scenarie angiver meromkostninger ved anvendelse af syntetisk biodiesel for dieselbusser, plug-in hybridbusser og hybridbusser. Det antages, at PSO-tariffen afvikles. Ved at anvende syntetisk biodiesel er det muligt i bussernes drift at opnå en reduktion i CO2- udledning på 100% i forhold til anvendelse af almindelig diesel. Meromkostningerne for de enkelte teknologier i scenarie 2 fremgår af Tabel 4. Tabel 4. Årlige meromkostningerne i 1000 kr. i forhold til drift med dieselbusser, som anvender syntetisk biodiesel. Beregnet uden PSO. 201A 202A 123 Teknologi Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Elbus, natopladt - 4.603-2.874-6.473 Elbus, lejlighedsvis 4.589 1.837 4.656 773 8.742 4.854 Plug-in dieselhybrid 2.239 2.241 1.916 1.540 7.251 5.820 Dieselhybrid - 473-474 - 1.160 Note: Infrastrukturomkostninger angiver anlægsomkostninger til ladestationer og drift angiver de årlige ekstra driftsomkostninger i forhold til drift med dieselbusser. Det tredje scenarie angiver meromkostninger ved reduktion af en reduktion af elafgiften til elbusser i kollektiv trafik, således at elafgiften ligestilles med afgiften for el til bane (S-tog, metro, letbane, mv.) 4. Som i scenarie 2 anvendes syntetisk biodiesel for dieselbusser, plugin hybridbusser og hybridbusser, og det antages, at PSO-tariffen afvikles, jf. Tabel 5. Tabel 5. Årlige meromkostningerne i 1000 kr. i forhold til drift med dieselbusser, som anvender syntetisk biodiesel. Beregnet uden PSO og reducerede elafgifter. 201A 202A 123 Teknologi Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Infrastruktur Drift Elbus, natopladt - 3.517-2.293-4.470 Elbus, lejlighedsvis 4.589 828 4.656 192 8.742 2.850 Plug-in dieselhybrid 2.239 2.028 1.916 1.427 7.251 5.034 4 Afgiften for el til elbusser i kollektiv trafik er 91 øre/kwh (ekskl. moms), hvor afgiften for el til bane er 0,4 øre/kwh. Det antages i scenarie 3 at omkostningen for el til elbusser i kollektiv trafik reduceres med 90,6 øre/kwh. 5/12
Dieselhybrid - 473-474 - 1.160 Note: Infrastrukturomkostninger angiver anlægsomkostninger til ladestationer og drift angiver de årlige ekstra driftsomkostninger i forhold til drift med dieselbusser. De samlede årlige omkostninger og tilskudsbehovet fremgår af Tabel 6. De samlede omkostninger for drift på linjerne kan også ændres ved drift med dieselbusser i forbindelse med ny kontrakt særligt, hvis der stilles krav om nye busser. De nuværende årlige omkostninger giver dog en god indikation for fremtidig dieselbusdrift, og det samlede årlige tilskudsbehov kan estimeres ved at lægge det nuværende årlige tilskudsbehov sammen med meromkostning ved elektrificering af busdriften. Tabel 6. Samlede omkostninger i 1000 kr. og tilskudsbehov fordelt på buslinje baseret på estimat 2 for 2016. Note. Region Hovedstaden dækker 77,5% af tilskudsbehovet for linje 123 og Region Sjælland 22,5%. Hvor operatørerne har omfattende erfaring med drift med dieselbusser forholder det sig anderledes med elbusser. Af Movias operatører er det alene Arriva, Keolis og Umove, som har erfaringer med drift af elbusser i Danmark. Arriva, Nobina og Keolis, som også har internatioale erfaringer med elbusdrift. Der findes i øjeblikket i Europa begrænsede erfaringer med elbusdrift på hele linjer. Særligt gensalgsværdien af elbusser er usikker, men også forhold omkring bussernes oppetid og eftermarked (reparation og levering af reservedele) er forhold, som øger operatørens risiko. Frem til 2019 forventer Movia, at der sker en betydelig modning af elbusmarkedet, hvor flere etablerede busleverandører markedsfører elbusser, og hvor nye busproducenter vil styrke eftermarked og forbedre bussernes oppetid. Det er dog sandsynligt, at operatørerne vil kræve et risikotillæg for at gennemføre driften med elbusser. Det er ikke muligt for Movia at estimere størrelsen af et sådan risikotillæg. En forlængelse af den garanterede kontraktperiode fra 6 til 8 eller 10 år vil reducere operatørens usikkerhed betydeligt, hvilket vil reducere risikotillægget. Hybridbusser er en kommerciel hyldevare, som ikke vil kræve et risikotillæg. Miljø Støj Elbusser, plug-in hybridbusser og hybridbusser støjer betydeligt mindre end dieselbusser, når de alene anvender elmotorer. Hybridbusser anvender elmotoren ved igangsætning, hvor støjniveauet er det samme som for elbusser. Når hybridbussen når en hastighed på ca. 15 6/12
km/t overgår bussen til dieseldrift. I modsætning til elbusser og plug-in hybridbusser er det ikke muligt at køre alene med hybridbussens elmotor indenfor en nulemissionszone. Støjniveauet for acceleration af en bus med elmotor ligger på ca. 67 db(a). Til sammenligning er almindelig trafikstøj fra gade på ca. 65 db(a). En bus, som anvender en dieselmotor udleder ca. 7 db(a) mere end en bus med elmotor. Ved forbikørsel med 20 km/t udleder en bus med elmotor ca. 8 db(a) mindre støj. Det svarer til at den oplevede støj er mindre end 20%. Der er forskel på det indvendige støjniveau i en elbus. Støjniveauet måles almindeligvis ved jævn fart med 50 km/t. Støjniveauet i moderne elbusser varierer fra ca. 65-70 db(a). Ved kørsel ved 20 km/t er støjniveauet betydeligt lavere, og nogle elbusmodeller opleves helt stille. Figur 1 viser støjniveau for eldrevne busser og dieselbusser. Figur 1. Støjemission ved anvendelse af hhv. diesel- og eldrivlinje Kilde: Volvo, Noise Benefits with Electric Vehicles, Janos Turcsany, præsentation. Lokal luftforurening Elbusser og plug-in hybridbusser, som alene anvender elmotor, udleder ingen lokal luftforurening (NOx og partikler). Det er i analysen forudsat at lejlighedsvis opladte elbusser alene anvender el til kabineopvarmning. Natopladte elbusser anvender til gengæld et dieselfyr til kabineopvarmning. Der er emissioner af lokal luftforurening fra dieselvarmeren. 7/12
Nye dieselbusser og nye plug-in hybridbusser skal overholde Euro VI-normen. Euro VInormen sikrer en meget høj grad af reduktion i udledning af lokal luftforurening. I forhold til Euro I standarden, som blev indført i 1992, er udledningen fra en Euro VI bus reduceret med ca. 95% for NOx og ca. 97% for partikler (jf. udvikling i kravene til Euro-norm). Nye Euro VIbusser anvender også et dieselfyr til kabineopvarmning, idet overskudsvarmen fra dieselmotoren ikke alene kan opvarme kabinen ved lav udetemperatur. Emissioner fra dieselfyret er ikke omfattet af Euro-normen. Plug-in hybrid busser kan både anvende el og diesel til kabineopvarmning. Hybridbusser er reguleret på samme måde som dieselbusser. Udledning af CO2 Der er ingen lokal udledning af CO2 fra elmotorer. Der er således ingen CO2-udledning fra drift af lejlighedsvisopladte elbusser. Natopladte elbusser, plug-in hybridbusser og hybridbusser, som anvender syntetisk biodiesel har ligeledes ingen lokal CO2-emission. Indregnes opstrøms emissioner ved produktion af el, er CO2-udledningen afhængig af betragtningsmåden. Energistyrelsen anbefaler i deres Alternativ Drivmiddel-model, at den langsigtede marginalbetragtning anvendes for el til transport. Forbrug af el til transport er et nyt forbrug, som alt andet lige, stiller krav til en øget elproduktion. Udbygningen af elkraft i Danmark sker med vedvarende energi primært vindkraft. Tanken bag den langsigtede marginal er, at det således er vedvarende energi, som anvendes til at dække forbruget af el i transportsektoren. CO2-udledningen i den langsigtede marginal-betragtningsmåden er tæt ved 0 g CO2/kWh 5. Ifølge denne betragtningsmåde er elbusdrift indregnet opstrømsemissioner tæt ved at være fossilfri. Der kan alternativt anlægges en gennemsnitsbetragtning for CO2-udledningen for el. Energistyrelsen laver en fremskrivning af CO2-udldningen fra el. Fremskrivningen er baseret på de interventioner (politikker primært fra energiforligene), som er politisk vedtaget. Energiforliget fra 2012 rækker frem til 2020. Det er således ikke fastlagt, hvordan Danmark fra 2020 til 2050 skal nå regeringens mål om at Danmark og dermed elsektoren - skal være fossilfri. I 2019, hvor elbusser kan indsættes på linje 201A, 202A og 123 forventes CO2-indholdet i el at være 211 g CO2/kWh 6. Elbusserne forventes at være i drift frem til 2031. Det er således ikke muligt at estimere en gennemsnitlig CO2-udledning for hele driftsperioden. 5 Der er et behov for anvendelse af fossile brændsler til balancering af elnettet, hvilket medfører en meget begrænset CO2-udledning i den langsigtede marginalbetragtning. 6 Samfundsøkonomiske beregningsforudsætninger, tabel 9, Energistyrelsen, 2016. 8/12
Figur 2. Pct. reduktion i CO2-udledning i forhold til drift med dieselbusser, som anvender almindelig diesel, inkl. opstrømsemissioner. Figuren angiver reduktionen i udledning af CO2 omfattende opstrøms emissioner ved produktion og transport af drivmiddel. CO2-udledningen er beregnet på baggrund af Energistyrelsens fremskrivning for gennemsnitlig CO2-indhold i el i 2019. 9/12
Bilag A Nulemissionsområder For linje 201A og 202A har konsulenten undersøgt muligheden for anvendelse af hhv. et stort og lille nulemissionsområde. Det store nulemissionsområde er afgrænset af Østre Ringvej, Ring 2, Holbækvej og Kristiansminde. Stort nulemissionsområde i Roskilde Det lille nulemissionsområde er afgrænset af ring 1. 10/12
Lille nulemissionsområde i Roskilde Konsulenten konkluderede, at der alene vil være muligt at indpasse emissionsfri drift af plug- in hybridbusser indenfor det lille nulemissionsområde. For linje 123 er følgende del af linjeføringen prioriteret med eldrift for plug-in hybridbusser. Fra Roskilde St Brandhøjgårdsvej Høje Taastrup Boulevard Høje Tåstrupvej/Rugvænget Til Østre Ringvej Baldersbrøndegade Høje Taastrup Boulevard Taastrup Hovedga- de/roskildevej Afstand Ca. 2 km Ca. 2 km Ca. 0,6 km Ca. 2 km 11/12
Mjølnersvej Glostrup St. Ca. 1,4 km I alt 8 km 12/12