Viestiketju: Junaliikenteen energiatehokkuus

Alunperin kirjoittanut Mikko Lahti

Expressbus.fi-sivustolta löytyy skannattuna (ja alleviivattuna) Kauppalehdessä 12.5.2009 julkaistu mielipidekirjoitus, jossa kirjoittajat toteavat mm:
...
Kertokaa viisaammat, ovatko jutun väitteet totta, vai onko tähän joku koira haudattuna?

Sanoisin nyt vaikka niin, että tämä on yhdenlainen kiertopalkinto tai urbaanilegenda. Kaikki kunnia kirjoittajien työlle. Laskutoimitukset ovat oikein lasketut, mutta vähän väärästä asiasta.

Kun katsotaan toteutuneita asioita, kuten sitä, miten paljon on kulutettu energiaa ihmisten liikkumiseen autolla, bussilla tai junalla, ihminen on päässyt liikkumaan junalla kaikkein vähimmällä energialla ja autolla kaikkein suurimmalla energiamäärällä. Näin huolimatta siitä, että juna painaa paljon ja siellä kulkee melkein aina tyhjiäkin istuimia. Syy tähän on, että keskimääräinen auton kuormitus on hieman päälle yksi henkilöä. Keskimäärin 1,2 henkilöä vastaa 24 %:n käyttösuhdetta. Joukkoliikenteessä vastaava suhde Helsingissä on 20 % mutta Helsingin junaliikenteessä 40 %.

Kaukojunaliikenteen käyttösuhdetta minulla ei tässä ole enkä jaksa nyt kaivaa. Jutun kirjoittajat esittävät luvuksi 112 henkilöä per juna. Jos juna olisi vaikkapa Pendolino, käyttösuhde olisi 40 %. Jutussa on esitetty, että junat ovat 9 vaunun pituisia ja niissä on 540 paikkaa, mikä on höpöhöpöä. Junan idea kun on, että vaunuja pannaan tarpeen mukaan. Jos porukka mahtuu kahteen vaunuun, ei junaan panna yhdeksää vaunua.

Auto painaa keskimäärin 1500 kg ja Pendolino painaa 328 tonnia. Massa on autossa 1250 kg/hlö ja Pendossa 2930 kg/hlö, jos otetaan kirjoittajien 112 henkilöä. Junassa on massaa enemmän, koska junalta vaaditaan sellaista turvallisuutta, että ihmiset pysyvät junan sisällä ehjinä silloinkin kun jotain sattuu. Kun autot törmäilevät, niissä ei tavallisesti pysy ehjänä. Mutta massastaan huolimatta juna pärjää autolle, koska junassa on teräspyörä ja kisko kun autossa on kumi ja asfaltti. Maantienopeuksilla auto kuluttaa monta kertaa niin paljon energiaa liikevastuksensa voittamiseen kuin juna, siis kuljetettua henkilökilometriä kohden. Vaikka massa on 2,5-kertainen, mutta kun vierintävastus ja ilmanvastus yhteensä ovat paljon vähemmän.

Energian kulutusta on tilastoitu, ja siitä saadaan tietoa kokemusperäisestä todellisuudesta. Jos ”oikein” laskettu laskelma näyttää jotain muuta, täytyy ymmärtää, onko virhe todellisuudessa vai laskelmassa. Pikaluvulla tuosta laskelmasta löytyy seuraavat virheet: auton matkustajamäärä on liian suuri ja junan koko on liian suuri. Muita laskelmien perusteita ei ole esitetty, joten niiden virheistä ei ole tietoa. Mutta nuokin riittävät todellisesta havainnosta poikkeavan tuloksen saamiseksi. Joten laskelma ei todista havaittua todellisuutta virheeksi ja sopivasti valikoiduin lähtötiedoin laskettua teoriaa oikeaksi. Eli ei todellisuus laskemalla muutu.

Tämä kiertopalkinto kiersi Moottori-lehdessä vuonna 2008. Kommentoin asiaa silloin, kommenttini löytyy Kaupunkiliikenne-net -sivuiltani.

Antero

Ei ensi lukemalta vaikuttanut siltä, että dieselin primäärikustannuksia oltaisiin eritelty. Olen laittanut muistiin, että yhden bensiinilitran jalostamiseen maaperän raakaöljyesiintymästä pumpulle tarvitaan nykyisin kuusi bensiinilitraa energiaa. Saman suhteen oletan pätevän myös diesel-laatuun.

Verkkovirran polttoaineiden toimituksiin tuskin kuluu samaa kokoluokkaa, onhan suuren voimalaitoksen polttoaine järjestään vähemmän jalostettua ja mahdollista kerätä lähempää helpoista esiintymistä (=kivihiili, puujohdannaiset). Tai energiatiheydeltään luokkaa, jota ei polttomoottori voi turvallisesti käyttää (=ydinvoima). Lisäksi voidaan käyttää vesi-, tuuli- ja aurinkovoimaa.

Fakta on, että junan liikuttaminen kysyy jouleja. Kysymys ei ole se, kuinka monta joulea menee mihinkin matkaan. Kysymys on, miten paljon maksaa toimittaa riittävä määrä jouleja milläkin tavalla? Sähköverkosta suurvoimaloissa, bensalla autossa?

En tiedä, mitä tuossa lehdessä on sanottu vihreästä sähköstä, mutta se on totta, että kun VR mainostaa käyttävänsä pelkästään uusiutuvien energiavarojen avulla tuotettua sähköä, se harrastaa yhdensorttista viherpesua. Suomessa sähköverkon kulutuspiikkeihin vastataan viime kädessä hiililauhdevoimalla, eli kun kulutus ylittää ydin- ja vesivoiman (ja näiden tuonnin) sekä sähkön ja lämmön yhteistuotannon, jossain käynnistyy hiililauhdevoimala. Kulutuspiikin aiheuttamiseen osallistuvat junat siinä kuin muutkin sähkön kuluttajat. VR on ostanut vihersähköä, mutta käytännössä se tarkoittaa ainoastaan sitä, että piikin hetkellä hiilisähkö myydään laskennallisesti jollekin muulle taholle. Suomen sähköntuotanto ei kokonaisuutena tästä viherry yhtään ja hiiltä palaa saman verran. VR taitaa koko maan kulutuksen mittakaavassa olla niin pieni tekijä, että sen voi laskennallisesti helpostikin palvella nykyisillä uusiutuvilla. Voimayhtiöt eivät sen takia tuuli- ja aurinkovoimaloita tms. pystyttele, ja vesivoimakapasiteetti on Suomessa jo rakennettu (plusmiinus Vuotos).

Hmikon kommentti on vihreän sähkön osalta virheellinen. Vihreän sähkön tuotanto tietysti perustuu siihen, onko sillä kysyntää. Uusiutuvat energialähteet kuten biomassa, biokaasu, tuulivoima ja erilaiset lämmönvaihtimet ovat jo kehitysvaiheessa, jossa useat niistä ovat täysin hintakilpailukykyisiä fossiilisten polttoaineiden kanssa, jolloin niiden tuotantoa voidaan lisätä kysynnän lisääntyessä. Läheskään kaikkea potentiaalia ei ole hyödynnetty. Lämmön ja sähkön kysyntäpiikkeihin voidaan vastata myös polttamalla varastoitavia uusiutuvia polttoaineita. Sähköntuotannosta keskustellessa pitää tietysti muistaa myös lämmöntuotanto, koska sähkön ja lämmöntuotantoa pitää toki tarkastella kokonaisuutena, vaikkain joissakin tapauksissa niitä on syytä eriyttääkin.

Yhtä lailla pitää olla esillä energiansäästö.

Vesivoiman osalta on tietysti totta, että lukuun ottamatta muutamaa sellaista koskea, jotka on jo padottu muuta kuin vesivoiman tuotantoa varten (Turun Halistenkoski tulee ensimmäisenä mieleen), vesivoiman tuotantoa ei oleellisesti voi kasvattaa muuten kuin toimintaa teknisesti tehostamalla.

Vuotoshan ei ole mahdollinen vesilain ja Natura 2000 ohjelman vuoksi. Suomi voi toteuttaa Vuotoksen vain jos eroaa EU:sta.

Alunperin kirjoittanut Mikko Lahti

Kertokaa viisaammat, ovatko jutun väitteet totta, vai onko tähän joku koira haudattuna? Olen aina olettanut, että junaliikenne on suuremman kuljetuskapasiteettinsa ansiosta energiatehokkaampaa kuin bussiliikenne. (Se, että "vihreä" ja ei-vihreä sähkö virtaavat verkossa sekoittuneena ei mikään suuri paljastus ole.)

Junan etu muihin pitkän matkan liikennemuotoihin verrattuna on se että se ei tarvitse öljyä, ja se voi joskus osoittautua korvaamattomaksi eduksi.

Junien energiatehokkuutta syö se että tyhjäkäyntiä syntyy kun osalla vuoroista ja yhteysväleistä kysyntä on laimeaa ja siksi että tyhjiä junarunkoja täytyy siirrellä ratapihoilla. Junaliikene sitoo myös paljon henkilökuntaa ja henkilökunnakin on päästävä jollain tavalla töihin, ja valitettavasti omalla autolla kulkeminen on lisääntynyt ilmaisesta matkustusoikeudesta huolimatta.

Bussi- ja lentoliikenteessä on vähemmän tyhjäkäyntiä koska suurimpia toimijoita ja kaupunkien liikennelaitoksia lukunossamatta ovat yksityisomisteisia yrityksiä ja euro toimii konsulttina. Lentoliikenne sitoo muuten kyllä paljon henkilökuntaaa joten sillä on samat ongelmat henkilökunnban liikumisen osalta kuin junaliikenteellä. Lentolikenteen rahtivolyymitkin ovat pienet rautatie ja maantieliikenteeseen verrattuna, eli käytännössä lentokoneet kuljettavat vain matkustajia.

Laivaliikenteessä on tyhjäkäyntiä keskellä viikkoa koska matkustus kohdistuu lomakausiin ja viikonloppuihin. Rahdin kuljettamisen osuus laivoilla on sensijaan niin suurta että se kompensoi.

Yksityisautoilusta on tullut energiatehokkaampaa viime vuosina mutta se on johtanut siihen, että kun autoilu on halventunut, autoila ajetaan vain enemmän tai sitten ostetaan isompia autoja kuin mitä talous todella tarvitsee. Autojen liikuttaminen taloudellisesti muulla kuin öljypohjaisilla tuotteilla on sekin melko mahdotonta vielä.

Jos "upsalan ekonomit" saisivat päättää Suomen liikennepaletista niin luultavasti rautatiet pistettäisiin ruullalle ja pitkän matkan matkustuksesta vastaisivat lentokoneet, bussit ja henkilöautot, ja pitkän matkan raskaiden tavaroiden kuljettamisesta maantiejunat, eli rekat joihin on kytketty 2 tai 3 perävaunua, jollaisia on Australiassa ja Venäjälläkin ymmärtääkseni. Ainoa rautatie joka jätettäisiin olisi luultavasti ne jotka nyt palvelevat Helsingin lähiliikennettä, ja metro ja mahdollisesti Sköldvik- Vainikala mutta vain tavaraliikenteelle.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut vompatti

Artikkelissa väitettiin myös, että vetureissa tarvitaan paljon massaa, koska kitkakerroin on pieni.

Massaa junan tai muun kuorman vetämiseenhän tarvitaan vain ylämäkiä varten. Tasaisella maalla alempi kitkakerroin on aina sillä kuormalla myös. Siksi junaradoissa tätä on kompensoitu tasoittamalla ratoja niin pitkälle kuin mahdollista. (Toisaalta pieni kitkakerroin kompensoituu takaisin alamäessä paremmaksi energiatehokkuudeksi.) Oikeampi vastaus on siis, että pieni kitkakerroin tekee investoinneista kalliimpia.

Alunperin kirjoittanut vompatti

Kitkakerroin on siis pieni, mutta haittaa siitä ei näytä olevan.

Ehkäpä sitä "haittaa" on minimoitu sillä, että vetureissa on jo joitakin vuosikymmeniä suosittu ratkaisua, jossa kaikki akselit vetävät. Vastaavat rekan nupit ovat huomattavasti harvinaisempia.

Alunperin kirjoittanut 339-DF

Minkäs verran kaukoliikenteen bussit noin keskimäärin kuluttavat dieseliä per 100 km? Ja minkä verran kuluttaa VR:n kiskobussi? Kokoluokka on sama, tuosta saisi mielenkiintoista vertailutietoa.

Kaukoliikenteen bussi kuluttanee 25–30 L/100 km. Dm12 kuluttaa 60 L/100 km. Molemmissa on suunnilleen sama istumapaikkamäärä. Vaan Dm12:een mahtuu toinen mokoma seisovia matkustajia.

Mutta Dm12 onkin huonoin mahdollinen esimerkki raideliikenteestä. Rakenteellisesti Dm12 on ikivanha ja vanhanakin tyhmä. Dm7 on paljon fiksumpi, vaikka onkin jo 60 vuotta vanha. Mutta 4-akseliset moottorivaunut eivät ole ylipäätään järkevä konsepti. Tavallisesti junat ovat pidempiä, jotta saadaan sitä skaalaetua. Niin henkilö- kuin energiakuluihinkin.

Antero

Alunperin kirjoittanut Antero Alku

....Junan idea kun on, että vaunuja pannaan tarpeen mukaan. Jos porukka mahtuu kahteen vaunuun, ei junaan panna yhdeksää vaunua...

Mielenkiintoinen aihe. Tarkoitit varmaan tarpeen mukaan molempiin suuntiin? Tarkoitan tällä sitä, että esim iltajuna pohjoiseen saattaa olla puolityhjä, eikä tarvetta olisi kuin 2:lle vaunulle. Kuitenkin seuraavana aamuna samojen vaunujen tullessa etelän suuntaan, tarve saattaakin olla 10 vaunua. Suomen junaliikenne on varsin usein sen tyyppistä, että vaunukierron takia on "pakko" ajaa juna 10-20% täyttöasteella toiseen suuntaan. Toinen vaihtoehto on tietysti ajaa kokonaan ilman matkustajia pelkkiä vaunusiirtoja, joka heikentäisi hyötysuhdetta entisestään. Pienen käyttöasteen junat pitäisi ajatella enemmänkin vaunujen siirtokuljetuksena, joka samalla palvelee satunnaisia matkustajia. Edellyttäen tietenkin, että toiseen suuntaan ajetaan täytenä.

Johtunee siitä, että Helsinki/Tampere on Suomen pääkeskukset, niihin suuntautuu menoliikenne, ja paluuliikenne niistä poispäin. Helsinki tietenkin vielä korostetummin tässä asemassa.

Alunperin kirjoittanut Murzu

Suomen junaliikenne on varsin usein sen tyyppistä, että vaunukierron takia on "pakko" ajaa juna 10-20% täyttöasteella toiseen suuntaan. Toinen vaihtoehto on tietysti ajaa kokonaan ilman matkustajia pelkkiä vaunusiirtoja, joka heikentäisi hyötysuhdetta entisestään. Pienen käyttöasteen junat pitäisi ajatella enemmänkin vaunujen siirtokuljetuksena, joka samalla palvelee satunnaisia matkustajia. Edellyttäen tietenkin, että toiseen suuntaan ajetaan täytenä.

VR on jo vuosikymmenet ratkaissut ongelman niin että pisimmät junat lähtevät Helsingistä poispäin klo 1600-1800 paikkeilla ja ne pitkät rungot palaavat maakunista aamun ensimäisillä lähdöillä. Myöhemmin illalla lähtee Helsingistä vähän lyhyempiä junia jotka palaavat maakunnista puolenpäivän aikoihin. Helsingistä on ajettu yleeänsä myös pitkiä junia aamulla n klo 0700 ja ne ovat palanneet myöhään illalla maakunnista. Viikonloput on tasapainoitettu niin että osa vaunustoista viettää perjantain ja sunnuntain välisen ajan muualla kuin Helsingissä.

Muutoksia on saattanut tulla pendolinojen käyttöönoton jälkeen koska niitä ei yleensä raaskita säilyttää tyhjän panttina kaukana Helsingistä.

Joka tapauksessa tyhjien vaunujen ajattaminen on ongelma joka koskettaa junaliikennettä yleismaailmallisesti. Jos jotain lohtua siitä on, niin lentoliikene kärsii samoista ongelmista ainakin suurissa lentoyhtiöissä joila on paljon kaukoreittejä. Vaikka en ole lentänyt hirveän usein niin olen joskus joutunut lentämään lähes tyhjässä koneessa.

t. Rainer

Alunperin kirjoittanut R.Silfverberg

Joka tapauksessa tyhjien vaunujen ajattaminen on ongelma joka koskettaa junaliikennettä yleismaailmallisesti. Jos jotain lohtua siitä on, niin lentoliikene kärsii samoista ongelmista ainakin suurissa lentoyhtiöissä joila on paljon kaukoreittejä. Vaikka en ole lentänyt hirveän usein niin olen joskus joutunut lentämään lähes tyhjässä koneessa.

Eiköhän tuo ongelma ole myös linja-autoliikenteessä kuin myös voisin kuvitella olevan myös muussakin kiskoliikenteessä kuin vain junissa. Kysyntä tahtoo olla yleensä aika-ja paikka(suunta) sidonnaista.

Alunperin kirjoittanut Admiral Observer

Eiköhän tuo ongelma ole myös linja-autoliikenteessä kuin myös voisin kuvitella olevan myös muussakin kiskoliikenteessä kuin vain junissa. Kysyntä tahtoo olla yleensä aika-ja paikka(suunta) sidonnaista.

Juu. Jos kysyntä suunnittain on esim. 70-30 niin toiseen suuntaan ajetaan puolityhjiä liikennevälineitä, ja täysin riippumatta siitä ovatko ne junia, busseja vai takseja.