Sähköbussien läpimurto tapahtuu nyt – simulointi paljastaa parhaat ratkaisut

Artikkelit
VTT

Suomessa lähes kaikissa kilpailutuksissa valittiin viime vuonna vähimmäisvaatimuksia enemmän sähköbusseja kaupunkikäyttöön – sähköbussit ovat siis toden teolla lyöneet läpi. Tämä tuo monelle paikkakunnalle haasteen siitä, kuinka uusi kalusto kannattaa ottaa käyttöön. Tampere hyödynsi VTT Smart eFleet -simulointipalvelua sähköistämisen esiselvittelyissä.

Sähköbussien teknologinen kehitys on edennyt viime vuosina suurin harppauksin. Samaan aikaan paineet kaupunkiliikenteen päästövähennyksiin edistävät bussiliikenteen sähköistämistä. Kaupunkibussiliikennettä säätelee EU-direktiivi, johon liittyvä kansallinen sääntely astuu Suomessa voimaan vuoden 2021 aikana.

Direktiivin mukaan vuoden 2025 loppuun mennessä 41 % Suomen uusista bussikalustohankinnoista tulee perustua puhtaaseen käyttövoimaan. Tämä tarkoittaa sähköllä, biokaasulla, biodieselillä tai vedyllä toimivia busseja. Lisäksi direktiivi määrää, että puolet näistä busseista on nollapäästöisiä sähkö- tai polttokennobusseja. 

Odotukset korkealla, optimointi monimutkaista

Sähköbusseilta odotetaan paljon: niiden tulee toimia yhtä luotettavasti kuin dieselbussit mutta vähäpäästöisesti ja energiatehokkaasti. Käyttäjäkokemuksenkin pitäisi parantua. Sähköbussien käyttöönotto edellyttää kustannusten ja suorituskyvyn kattavaa arviointia. Toimijoilla ei kuitenkaan aina ole tietoa siitä, mitä kaikkea arvioinnissa tulisi huomioida.

VTT Smart eFleet -mallinnustyökalu toimii karttana bussiliikenteen sähköistämiseen. Se tuottaa puolueetonta tietoa päätöksenteon tueksi. Palvelun avulla voidaan selvittää kustannustehokkain tapa sähköbussien käyttöönottoon ja samalla huolehtia palvelutason säilymisestä. 
Latausinfran suunnittelu on yksi keskeisiä kysymyksiä. ”Lataustapaan vaikuttavat muun muassa bussien ominaisuudet, käyttö sekä edellytykset akkukapasiteetin ylläpitämiseen bussilinjoilla. Simuloinnin avulla voidaan hahmottaa eri valintojen vaikutuksia. Tavoitteena on vihreä liikenne ja dieselbusseja edullisemmat kokonaiskustannukset”, sanoo tutkija Mikaela Ranta VTT:ltä.

VTT_Mikaela_Ranta_small

VTT Smart eFleet -palvelu tukee joukkoliikenteen sähköistämisen suunnittelua monin tavoin. Se soveltuu työkaluksi strategiseen suunnitteluun ja teknologiakehityksen ennakointiin. Simulointia voidaan hyödyntää myös latausinfrastruktuurin investointien suunnittelussa. Lisäksi se auttaa joukkoliikenteen kilpailuttamisen suunnittelussa ja esimerkiksi sähkö- ja vetybussien kannattavuusvertailussa.

Sähköbussiliikenne laajenee Tampereella

Tampereen seudun joukkoliikenteessä, eli Nyssessä, on meneillään mittava muutos, kun raitiovaunuliikenne käynnistyy kesän aikana. Samalla Tampere ja sen lähikunnat suunnittelevat bussiliikenteen sähköistämistä. Ensimmäiset neljä sähköbussia otettiin alueella käyttöön jo vuonna 2016, mutta nyt edetään kohti laajempaa sähköbussiliikennettä.

Kaupunkibussien sähköistämiseen liittyvissä esiselvityksissä Tampere on hyödyntänyt VTT Smart eFleet -työkalupakkia. Simulointityökalu on antanut suunnittelun tueksi tietoa muun muassa sähköistämiseen liittyvistä teknisistä ratkaisuista ja niiden kustannuksista.

”Mallinsimme palvelun avulla neljä selvästi erilaista bussireittiä. Tarkastelimme, millaisissa tilanteissa pikalataus reitin varrella on järkevin vaihtoehto ja koska akut on parempi ladata varikon latausasemalla reitin ulkopuolella”, sanoo suunnittelupäällikkö Juha-Pekka Häyrynen Nyssen liikennesuunnittelusta.

”Keskeisin havainto oli, että sopivan latausstrategian valintaan ei ole itsestään selviä ratkaisuja. Akkuteknologia on kehittynyt valtavasti, mutta kaikkea liikennettä ei silti kannata ajaa varikkolatauksella. Joillakin linjoilla reitin varrella tapahtuva lataus on edelleen taloudellisesti järkevä vaihtoehto.”

Tampere ei pyrkinyt simulointipalvelulla eri vaihtojen yksityiskohtaiseen vertailuun tai todellisen liikenteen optimointiin, vaan tarkoitus oli löytää isomman kuvan lainalaisuuksia. ”Tällaiseen esisuunnitteluun Smart eFleet on hyödyllinen ja toimiva työkalu. Ilman simulointia meidän olisi ollut hankala varmentua esiselvityksen kohteena olevista asioista”, Häyrynen sanoo.

Käyttövoiman muutos sähkön suuntaan on merkittävä siirtymä kaupunkibussiliikenteessä. ”Liikennöijillä, bussivalmistajilla ja liikenteen tilaajilla on eri valmiudet olla mukana tässä muutoksessa, ja kehitys etenee toimijoilla eri tahtiin. Muutosvaiheessa haasteena on yhteensovittaminen: bussikaluston käyttöikä on noin 15 vuotta, ja käyttövoimamuutos on ratkaistava niin, ettei investointeja menisi hukkaan. Tämän muutoksen pyrimme viemään hallitusti läpi”, Häyrynen lopettaa.

Data auttaa onnistumaan sähköistämisessä

VTT Smart eFleet -palvelussa sähköbussien käyttöönottoa tarkastellaan datan valossa. Pohjatiedoiksi tarvitaan muun muassa bussien reitit ja aikataulu sekä suunniteltu kalusto ja sen tekniset tiedot. Lisäksi voidaan hyödyntää esimerkiksi liikennedataa ruuhka-ajoilta ja tietoja suunnitelluista latauspaikoista. Myös kaupunkitopografia otetaan VTT:n puolelta huomioon.

”VTT voi kerätä suuren osan näistä tiedoista ja esimerkiksi ajoneuvojen tiedot saadaan suoraan valmistajilta. Lisäksi mitä enemmän tietoja asiakas pystyy antamaan, sitä tarkempaa analyysiä pystytään tekemään”, Mikaela Ranta toteaa.

VTT Smart eFleet -työkalun taustalla on vuosikymmenten tutkimus, kokeelliset mittaukset ja tekniset tiedot. Tätä dataa hyödynnetään erilaisten ajoneuvojen, infrastruktuurien ja toimintaympäristöjen analysointiin. Palvelun päämääränä on menestyksekäs bussiliikenteen sähköistäminen sekä teknis-taloudellisesti paras sähköinen joukkoliikennejärjestelmä.
 

Teksti: Silja Eskola

Juttu on ilmestynyt Linja-autoliiton Linja-lehdessä 6/2021.

Jaa
Heikki Rajasalo

Heikki Rajasalo

Solution Sales Lead
Yancho Todorov

Yancho Todorov

Senior Scientist