Innholdx
heading-frise

Effektivisering av tunge kjøretøyer

Tunge kjøretøy bidrar sterkt til utslipp av klimagasser fra vegsektoren. Utviklingen fra 1994 viser at det har vært en utvikling i retning økt utslipp CO2 per vognkm, samtidig som utslippene av CO2 per tonnkm har gått ned. Store dieselmotorer er med 40-45 prosent maksimal virkningsgrad forholdsvis effektive, men det kan forventes noe økning av virkningsgraden ved hjelp av forbedret teknikk for innsprøyting av drivstoff.

Lavere forbruk av drivstoff og reduksjon i utslipp av CO2 i bytrafikk kan oppnås ved hjelp av overgang til fremdrift med kombinasjoner av forbrenningsmotorer og elektriske motorer. Dieselelektriske kjøretøy kan i tillegg i bytrafikk redusere utslippene av helseskadelige avgasser ytterligere. Euro VI teknologi vil kunne redusere de lokale utslippene betraktelig i forhold til tunge dieselkjøretøy med Euro V teknologi. Motorer og nye fremdriftssystemer som er mer energieffektive enn de som er tilgjengelige i dag bør tas i bruk når de blir tilgjengelige og passer for aktuelle bruksområder.

Reduksjon i klimapåvirkning og drivstofforbruk fra langtransport av gods er mulig å oppnå ved bedre utnyttelse av lastebiler, mindre returkjøring uten varer og større lastebiler.

1. Problem og formål

Tunge kjøretøy, definert som kjøretøy med tillatt totalvekt over 3.500 kg, herunder lastebiler, trekkvogner og busser, bidrar sterkt til utslipp av klimagasser fra vegsektoren. Godstransporten alene står for ca 10-11 prosent av Norges CO2 utslipp. I klimaforliket har Stortinget forpliktet seg til å redusere Norges utslipp med 15-17 millioner tonn CO2 innen 2020.

Tunge kjøretøy er også en stor kilde til utslipp av nitrogenoksider og partikler (NOx og PM10). NO2 gir i Norge overskridelser av EUs grenser for lokal luftkvalitet (Samferdselsdepartementet 2014). Godstransporten står for rundt 50 prosent av NO2-utslippene i Norge (Hagman m fl 2011). NOx-utslippet består av NO og NO2. Deler av NO-utslippet omformes til NO2 i byluft i nærvær av ozon.

Formålet med tiltaket er å redusere klimapåvirkningen og avgassutslipp av helseskadelige avgasser fra tunge kjøretøy.

  Figur 1: Lastebiler i kø. Kilde: Aftenposten.

Figur 1: Lastebiler i kø. Kilde: Aftenposten.

Transportøkonomisk institutt har for 2003 – 2008 beregnet transportarbeid per år etter kjøretøyenes lengde. Beregningene viser at det er kjøretøy som er lengre enn 12,5 m som utfører størstedelen av transportarbeidet. Lange biler med høy transportkapasitet og lave utslipp av klimagasser regnet per tonn last har hatt en økning i antall tonnkilometer på nesten 60 prosent (Hovi og Andersen 2010).

Figur 2 viser utviklingen i det totale transportarbeid med lastebil for perioden 1993-2013.

Figur 2: Utvikling i transportarbeid med lastebiler. Kilde: Hovi m fl 2014 og SSBs lastebilundersøkel

Figur 2: Utvikling i transportarbeid med lastebiler. Kilde: Hovi m fl 2014 og SSBs lastebilundersøkelser.

De forventede endringer i utslipp som følge av innfasing av Euro VI-motorer peker i retning av muligheter for store reduksjoner i utslipp av helseskadelige avgasser fra tunge kjøretøy (Hagman m fl 2015). Dette skyldes blant annet at nær to tredeler av trafikkarbeidet med tunge godsbiler utføres av biler som er nyere enn fem år (Hovi og Andersen 2010). Tabell 1 viser utslipp fra motorer med ulike Euro-klasser ved kjøring av motorene i motortestbenk. Utslipp av CO2 er ikke regulert av Euro-kravene når det gjelder motorer for tunge kjøretøy. NO2 utslippet er ikke redusert like mye fra Euro 0 til Euro V som NOx-utslippet fordi NO2 andelen av utslippet har økt (Hagman m fl 2015). Men for tunge dieselkjøretøy er dette problemet til en stor grad løst for Euro VI motoren (Hagman m fl 2015), se også figur 4 (som viser utslipp fra Euro VI vs Euro V).

Tabell 1. Utslippskrav for tunge kjøretøy fordelt på ulike Euroklasser i g/kWh.

Direktiv (registreringsår) NOx PM HC CO CO2
Euro 0 (?1993) 17,0 0,65 1,5 5,6 Ingen
Euro I (1994-1996) 8,0 0,36 1,1 4,5 Ingen
Euro II (1997-2000) 7,0 0,15 1,1 4,0 Ingen
Euro III (2001-2006) 5,0 0,10 0,7 2,1 Ingen
Euro IV (2007-2008) 3,5 0,02 0,5 1,5 Ingen
Euro V (2009 -2014) 2,0 0,02 0,5 1,5 Ingen
Euro VI (2014-) 0,4 0,01 0,13 1,5 Ingen
Endring i krav, Euro 0-VI -98 % -98 % -91 % -73 %  

2. Beskrivelse av tiltaket

Større kjøretøy og bedre logistikk

For å oppnå lavere klimapåvirkning fra langtransport av gods på vei vil det være en fordel om færre kjøretøy med høy transportkapasitet kan erstatte et større antall kjøretøy med lav transportkapasitet. Reduksjon i klimapåvirkning og drivstofforbruk fra langtransport av gods er mulig å oppnå ved bedre utnyttelse av lastebiler, mindre returkjøring uten varer og større lastebiler. Utslippet av CO2 i gram pr tonnkm er avtakende med kjøretøyets størrelse fordi større vogntog har et bedre forhold mellom transportkapasitet og utslipp enn mindre vogntog (Thune-Larsen m. fl. 2009). Ut fra et miljøhensyn bør større vogntog vurderes som et godt tiltak ved fornyelse av vognparken.

I Norge har det fra juni 2008 vært gjennomført en prøveordning med modulvogntog for ordinær godstransport på utvalgte strekninger. Modulvogntog er vogntog med lengde inntil 25,25 m og totalvekt inntil 60 tonn. Målet med prøveordningen som skal vare frem til 2016 er blant annet å finne ut om slike vogntog kan gi en mer effektiv og miljøvennlig godstransport (Eidhammer m fl 2009).

Bedre motorer

For godstransport med jevn hastighet over lange avstander vil tradisjonelle dieselmotorer sannsynlig de nærmeste 10 årene være det mest energiøkonomiske fremdriftsalternativet. Store dieselmotorer er forholdsvis effektive, men transportbedrifter bør være bevisste på den motortekniske utviklingen. Ved fornyelse av tunge kjøretøy bør man velge de kjøretøy og de løsninger som er mest energieffektive. Det kan forventes noe økning av virkningsgraden ved hjelp av forbedret teknikk for innsprøyting av drivstoff.

Nye og mer effektive gassmotorer kan medføre at metan blir et interessant drivstoff ikke bare i storbyer, men muligens også for langtransport. Men det kan bety redusert lastekapasitet fordi lagringstanker for gass tar større volum og vekt, enn tanker for dieseldrivstoff.

Lavere forbruk av drivstoff og reduksjon i utslipp av CO2 i bytrafikk, kan oppnås ved hjelp av overgang til fremdrift med kombinasjoner av forbrenningsmotorer og elektriske motorer (hybrid fremdrift).

3. Supplerende tiltak

Krav fra lokale myndigheter

Lokale myndigheter (fylkeskommuner og kommuner) har anledning til å stille krav til kjøretøy og drivstoffers miljøegenskaper som går utover EU-kravene ved kjøp av tjenester og tildeling av løyver. For eksempel kan myndigheten ved offentlig anbud stille krav til at nye busser og renovasjonsbiler skal ha motorer som tilfredsstiller vedtatte men enda ikke obligatoriske EU-avgasskrav. I praksis kan krav til lave utslipp av PM og NOx ved utlysing av busskontrakter innebære at bybusser må ha effektive partikkelfiltre og katalytisk reduksjon av NOx. For dieselbusser vil det si at bussene må ha Euro VI teknologi.

Tomgangskjøring

Tomgangskjøring er sløsing med energi og gir unødvendige utslipp av klimagasser. I tillegg gir tomgangskjøring generelt høye utslipp av uforbrente drivstoffrester og PM. Utslippene er spesielt store når motoren er kald. Tomgangskjøringen kan føre til problemer med lokalt dårlig luftkvalitet. Dagens regelverk forbyr unødig tomgangskjøring (Samferdselsdepartementet 2005). Lokale kampanjer mot tomgangskjøring kan være effektive og er et tiltak for mer effektiv bruk av drivstoff.

4. Hvor tiltaket er egnet

Fra et bedriftsøkonomisk perspektiv er det en fordel med effektive fremdriftssystemer og reduserte driftsutgifter. Økte investeringskostnader for innkjøp av nye og mer effektive kjøretøy kan være en utfordring. For bybusser ser hybrid teknologi (HEV) ut å bli lønnsom da de høyere investeringskostnadene i løpet av 5 år kan bli kompensert av lavere kostnader til drivstoff. Dieselbusser med hybrid fremdrift er et eksempel på at ny effektiv teknologi som både kan gi klimagevinster og bli lønnsom.

Helseskadelige avgassutslipp fra kjøretøy reduseres automatisk i og med at strengere Euro-krav vil gi renere forbrenningsmotorer ved utskifting og nyanskaffelser. Mer energieffektive fremdriftssystemer vil normalt ikke være i konflikt med utslipp av helseskadelige avgasser og egner seg som et tiltak når det er mulig å gjennomføre det på en økonomisk forsvarlig måte.

5. Bruk av tiltaket – eksempler

I Norge har det fra juni 2008 vært gjennomført en prøveordning med modulvogntog for ordinær godstransport på utvalgte strekninger. Opprinnelig var det meningen at forsøket skulle slutte i juni 2011, men forsøksperioden er utvidet til 2016. Lignende forsøk gjennomføres eller planlegges i andre europeiske land (Eidhammer m fl 2009).

Flere byer i Norge har nå dieselelektriske hybridbusser (HEV). Ruter i Oslo har fem brenselcellebusser i drift, som en del av et demonstrasjonsprosjekt. Prosjektet er til dels finansiert av bevilgninger fra EU. Mer om prosjektet kan leses på Ruters hjemmeside.

6. Miljø- og klimavirkninger

Større kjøretøy og bedre logistikk

Tre mindre trailere for langtransport kan erstattes med to ved å benytte modulvogntog med lengde inntil 25,25 meter på vegnett som er åpent for slik trafikk. Dette kan gi en klimagevinst på 25-30 prosent.

Utviklingen fra 1994 viser at det har vært en utvikling i retning økt utslipp av CO2  per vognkm, samtidig som utslipp per tonnkm har gått ned. Dette skyldes at en økende andel av trafikkarbeidet utføres med større biler.

Gevinstene av forbedret logistikk og redusert tomkjøring er avhengig av hvilket forbedringspotensial som foreligger.

Bedre motorer

Figur 3 viser forskjell i CO2-utslipp i prosent fra busser med eldre motorer i forhold til busser med Euro V motorer under kjøring i tilnærmet virkelig trafikk. Vi ser en sterk reduksjon av CO2-utslipp fra busser med Euro 0 motorer til busser med Euro I motorer. Deretter har reduksjonen i drivstofforbruk vært lav eller til og med økende. Vi ser at busser med Euro IV motorer har lavere utslipp av CO2 enn busser med Euro V motorer i by og fylkeskjøring. Grunnen kan være at systemer for å rense avgassene kan gjøre motorene mindre effektive og derved krever mer energi. Tester av Euro VI motorer viser at disse har et tilnærmet likt utslipp av CO2 som Euro V motorene (Hagman m fl 2015, Weber m fl 2015).

Klimagevinster som resultat av mer energieffektive kjøretøy og dieselmotorer i langtransport vurderes til 10 prosent. Reduserte avgassutslipp av CO2 i langtransport har et potensial på 20 prosent med fremtidige energieffektive gassmotorer med metan som drivstoff.

  Figur 3: Forskjell angitt i prosent i utslipp av CO2 fra busser med Euro 1-4 motorer relativt til busser med Euro 5 motorer (HBEFA 2010).

Figur 3: Forskjell angitt i prosent i utslipp av CO2 fra busser med Euro 1-4 motorer relativt til busser med Euro 5 motorer (HBEFA 2010).

Figur 3 er basert på HBEFA (2010) (Handbook Emission Factors for Road Transport) som er en omfattende trafikk og utslippsmodell for Europa. Et stort antall av ulike bussmodeller er testet og resultatene i HBEFA er deretter aggregert opp til typiske kjøreforhold som bykjøring, regionalkjøring og langdistanse.

Nye Euro krav har betydelig skjerpede grenser for utslipp av NOx og PM fra motorer til tunge kjøretøy. I 2014 ble Euro VI kravene innført, noe som innebærer at kravene til motorer som skal brukes i tunge kjøretøy har blitt skjerpet med 80 prosent for NOx-utslipp og med 50 prosent for partikler i forhold til Euro V som vist i tabell 1. Uten spesielle incentiver vil det ta 10-20 år før hele den eldre vognparken med mer forurensende motorer er utskiftet (Hagman 2002).

Annen motorteknologi

Alternative drivstoffer og ny teknologier for motorer til tunge kjøretøy vil for langtransport lastebiler sannsynlig kun i begrenset omfang bli konkurransedyktig de nærmeste 15 årene (Klimakur 2010). Elektrifisering med batterielektrisk drift (BEV) og bruk av brenselceller i tunge kjøretøy (FCEV) er foreløpig kostbart men kan bli kommersielt tilgjengelig etter 2020.

Bruk av elektrisk fremdrift med elektrisitet lagret i batteri ladet fra nettet og brenselcelleteknologi med hydrogen lagret i kjøretøyet gir en mer energieffektiv transport enn forbrenning av dieseldrivstoff i dieselmotorer. Figur 4 viser klimapåvirkning og utslipp av helseskadelige avgasser fra busser med ulike typer teknologier og drivstoffer relativt til buss med Euro 5 motor og standard norsk dieseldrivstoff. For biodrivstoffene vises klimapåvirkningen (utslipp av CO2) i et livsløpsperspektiv. For biodiesel (RME) har vi antatt 50 prosent klimanøytralitet i et livsløpsperspektiv. For biometan 90 prosent, for bioetanol 70 prosent og for hydrogen/ elektrisitet 100 prosent klimanøytralitet fordi norsk elektrisitet er i hovedsak produsert fra vannkraft. Naturgass og fossile drivstoffer er ikke klimanøytrale og gir i et livsløpsperspektiv større klimapåvirkning enn selve utslippene av CO2 fra avgassrøret.

Busser og kjøretøy med hybrid elektrisk fremdrift (HEV) kan i bytrafikk spare drivstoff og dermed redusere avgassutslippene av CO2 med 30-50 prosent i forhold til en dieselbuss med Euro V teknologi. Kjøretøy med elektrisk energi som lagret i batterier og kjøretøy med brenselceller for bruk av hydrogen som energibærer slipper i trafikken ikke ut noen form for avgasser, se figur 4.

Når det gjelder dieselbusser med Euro VI teknologi, vil de ha tilnærmet likt utslipp av CO2 som en Euro V dieselbuss, men utslippet av NOx og PM er rundt 90 prosent lavere, se figur 4. Dette betyr at Euro VI dieselbusser er vel så miljøvennlig som flere av de andre drivstoffløsningene når det gjelder lokale utslipp (NOx og PM). Når det gjelder utslipp av klimagassen CO2 er det utslippene for drivstoff og kjøretøy i et livsløpsperspektiv som er avgjørende for klimapåvirkningen. 

  Figur 4: Klimapåvirkning CO2, utslipp av NOx og PM med ulike typer drivstoffer

Figur 4: Klimapåvirkning CO2, utslipp av NOxog PM med ulike typer drivstoffer, relativt til busser med Euro V dieselmotor og standard norsk diesel. Med et unntak (Euro VI diesel) har alle bussene vist i figuren motorer med tilnærmet Euro V teknologi. Kilde: Hagman og Akhtar 2011 og Hagman m fl 2015.

7. Andre virkninger

Høyere kostnadene for mer effektive forbrenningsmotorer forventes i stor grad å oppveies av redusert drivstofforbruk. Inntektene til Staten vil bli redusert ved redusert drivstofforbruk og bortfall av skatter og avgifter.

8. Kostnader for tiltaket

Teknisk utvikling av nye tunge kjøretøy dreier seg først og fremst om forbedringer i motoren og tilhørende hjelpesystemer. Mesteparten av kostnadene for dette vil ligge utenfor Norge, hos produsentene. For at forbrenningsmotorene skal klare de strenge Euro VI- kravene, har utviklingskostnadene økt noe.

Bedre logistikk og erstatning av mindre kjøretøy for langtransport med vogntog som har større transportkapasitet vurderes å være et tiltak som kan gjennomføres uten merkostnader. Forutsetningen er at vegnettet er tilpasset de aktuelle kjøretøykombinasjonene.

9. Formelt ansvar

Myndighetene har ansvaret for å implementere Euro-kravene og incentiver for å redusere forurensing fra tungtransport.

Kommunene er lokal forurensningsmyndighet og har et overordnet ansvar for luftkvaliteten. De kan ta i bruk tiltak og virkemidler for at grenseverdiene for lokal luftkvaliteten overholdes.

Fylker og kommuner kan stille krav til kjøretøyers egenskaper når det kjøpes inn kjøretøyer og transporttjenester til bruk i offentlige etater og offentlige virksomheter og til kollektivtransporten.

10. Utfordringer og muligheter

Store dieselmotorer er allerede med 40-45 prosent maksimal virkningsgrad forholdsvis effektive, og det kan ikke forventes vesentlige økning av virkningsgraden frem mot 2020. Virkningsgrader godt over 50 prosent vurderes som urealistisk for forbren­ningsmotorer for tunge kjøretøy (Thune-Larsen m. fl. 2009).

Det er ofte i forbrenningsmotorer et motsetningsforhold mellom dannelse av NOx, effektiv forbrenning og utslipp av CO2. Høy forbrenningstemperatur gir høy virkningsgrad, lave utslipp av CO2 men kan øke dannelse av NOx.

11. Referanser

Colberg, C.A., Tona, B., A.Stahel, W., Meier, M. & Staehelin, J. 2005
Comparision of a road traffic emission model (hbefa) with emissions derived from measurement in the gubrist road tunnel. Switzerland. Atmospheric environment, 39, 4703-4714.

Eidhammer, O., Sørensen, M. og Andersen, J. 2009
Modulvogntog i Norge. Status for prøveordning pr. 1. oktober 2009. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1040/2009.

Hagman, R. 2002
Rene og effektive naturgassmotorer for tunge kjøretøy. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 613/2002.

Hagman, R. og Akhtar, J. 2011
Utslipp fra ulike busser, Powet point presentasjon til Nettbuss, Transportøkonomisk institutt, 2011

Hagman, R., Gjerstad, K. I. og Amundsen, A. H. 2011
NO2-utslipp fra kjøretøyparken i norske storbyer. Utfordninger og muligheter frem mot 2025. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1168/2011.

Hagman, R., Weber, C. og Amundsen, A. H. 2015
Utslipp fra nye kjøretøy – holder de hva de lover? Avgassmålinger Euro 6/VI – status 2015. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1407/2015.

HBEFA 2010
Handbuch für emissionfaktoren des strassenverkhrs (hbefa) (handbook of emission factors for road traffic). Versjon 3.1. Publisert som programvare på CD-ROM. Infras AG, Bern, Tilgjengelig fra: www.hbefa.net.

Hovi, I.B. og Andersen, J. 2010
Utvikling i transportytelser, kapasitetsutnyttelse og miljø for godsbiler. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1063/2010.

Hovi, I. B., Caspersen, E. og Wangsness, P. B. 2014
Godsmarkedets sammensetning og utvikling. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1363/2014.

Klimakur 2010
Tiltak og virkemidler for å nå norske klimamål mot 2020.

Norsk Institutt for Luftforskning 2007
Dramatisk økning i tungtransport gir mer luftforurensing. NILU.

Samferdselsdepartementet

  • 2005: Lavutslippssoner i norske byer – miljørestriksjoner på tunge kjøretøy.
  • 2013: Meld. St. nr 26 (2013-2013) Nasjonal Transportplan 2014-2023.

Statens Vegvesen 2010
Grønn godstrafikk, www.vegvesen.no/Fag/Trafikk/ITS/ITS-prosjekter/Gronn+Godstrafikk (sett januar 2011).

Thune-Larsen, H., Hagman, R., Hovi, I.B. og Eriksen, K.S. 2009
Energieffektivisering og CO2-utslipp for innenlands transport 1994-2050. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1047/2009.

Weber, C., Hagman, R. og Amundsen, A. H. 2015
Utslipp fra kjøretøy med Euro 6/VI-teknologi. Resultater fra måleprogrammet i EMIROAD 2014. Oslo, Transportøkonomisk institutt. TØI rapport 1405/2015.