Loppuraportti

Esiselvityshankkeen puitteissa toteutettiin laskelmat metroperustaisen jakelumallin energiankulutuksesta, hiilidioksidipäästöjen säästöpotentiaalista ja kustannuksista. Tulokset ovat toistaiseksi tarkemman jakelumallin puuttuessa laskennallisia arvioita. Laskennassa on tutkittu tieliikennekuljetusten linkittymistä Helsingin ja Espoon metrolinjastoon Roihupellon varikon kautta. Valinta laskennan kohdentamisesta metroon, raitiovaunun sijaan, on tehty kaluston logistisen kapasiteetin perusteella. Erillisen tavararaitiovaunuvuoron tuottama syöttöliikenne vaatisi kokonaan uutta tavaraliikennekalustoa.

Roihupellon metrovarikko on valikoitunut tarkastelujen lähtöpisteeksi sekä pääkaupunkiseudun logistiikkaterminaalien sijainnin että Vuosaaren huoltoraiteen käyttöönottoon liittyvien investointitarpeiden vuoksi. On periaatteessa mahdollista, että lähtöpiste olisi varikon sijaan jollakin idän asemista. Käytännössä tämä kuitenkin edellyttäisi omaa seisontaraidetta, jossa metrojunan päiväaikainen lastaus voisi tapahtua henkilöliikennettä häiritsemättä. Myöskään metrojunan lastaus juuri ennen logistiikkavuoron liikkeellelähtöä ei ole mahdollista tarvittavan lastaamisajan ja operatiivisen aikaikkunan kapeuden vuoksi.

Kustannuslaskennan pohjana on käytetty mallia, jossa erillinen tavarametrovuoro syöttää tavaraa neljään metroasemien yhteydessä olevaan kauppakeskukseen. Välittömien palkkakulujen lisäksi tarkastelussa on ollut mukana myös infraan liittyviä pääomakuluja sekä operointiin liittyviä muita kuluja. Kustannuksista on tuotettu lisäksi HSL:n toimesta metron tavaravuorolle varattuun aikaan perustuva vertailulaskelma.

Energiankulutus - Metro

Energiankulutuslaskennan perusteella on selvää, että metro on kuljetusmuotona raskas. Metrojuna (neljä vaunua) painaa kokonaisuudessaan 120–130 tonnia, mikä väistämättä heijastuu energiankulutukseen. Metron liikennöintisähkön kulutus on 11,2 kWh/km . Sähkökäyttöisten jakelukuorma-autojen käytössä todennettu sähkönkulutus on 1–1,5 kWh/km. Näin ollen metrojunan kulutus vastaa suunnilleen 7–11 jakelukuorma-autoa. On tosin huomioitava, että mahdollisen tavarakäytössä olevan metrojunan kulutus olisi henkilöliikennettä pienempää, koska se ei pysähtyisi kaikilla asemilla.

Oletettavasti tavarametron täysi tavarakapasiteetti (150 rullakollista) ei olennaisesti muuttaisi sähkönkulutusta verrattuna ruuhka-ajan (maksimikapasiteetti 600 henkeä) henkilöliikennejunaan vaan olisi kokonaismassan perusteella jopa pienempi. Muutoinkin massan perusteella arvioitu hyötykapasiteetti suhteessa omamassaan jää metrolla kuorma-autoa heikommaksi, eikä kuljetettavalla massalla ole niin suurta merkitystä kulkuneuvon kokonaismassaan tai energiankulutukseen kuin kuorma-autossa.

150 rullakkoa x 150 kg = 22,5 tonnia vs. 125 tonnia (kuljetusvälineen omamassa) = 18 %

Kuorma-auton kapasiteetti ja massa: 30 rullakkoa x 150 kg = 4.5 tonnia vs. 15 tonnia = 30 %

​Sähköiseen kuorma-autokalustoon verrattaessa metro ei siis ole kovinkaan energiatehokas, sillä metroon mahtuu vain viiden jakelukuorma-autollisen verran tavaraa olettaen, että samaa kalustoa käytettäisiin sekä henkilö- että tavaraliikenteessä. Tilanne tietysti muuttuu, jos metro muutettaisiin pelkästään tavarankuljetuskäyttöön soveltuvaksi.

Lyhyt alla oleva yksinkertaistettu laskelma vertaa sähköenergian kulutusta sekä metrojakelumallissa että sähköisellä kuorma-autolla ajettuna. Laskelmassa käytetty vertailuarvo sähköiselle jakelukuorma-autolle (1,5 kWh/km) perustuu Helsingissä päivittäistavarakaupan palveluksessa käytössä olevien kahden auton pitkän aikavälin kulutustoteumaan (1–1,5 kWh/km). Kulutusero voi siis olla laskelmassa osoitettua suurempikin.

Roihupelto-Espoonlahti + siirtymä Sammalvuoreen, metrokuljetus yht. 32 km

11,2 kWh/km x 32 km = 358,4 kWh

Syöttöliikenne metrovarikolle sähkökäyttöisellä täysperävaunuyhdistelmällä

83,6 km x 1,5 kWh/km = 125,4 kWh eli yhteensä 358,4 + 125,4 = 483,8 kWh

Koko reitin (kts. kappale 12.2.) jakelu sähköisellä jakelukuorma-autolla

258,45 km x 1,5 kWh/km = 387,7 kWh

Ero on sähkökuorma-auton hyväksi 96,1 kWh. Metro + syöttöliikenne varikolle kuluttavat sähköenergiaa toisin sanoen 25 % sähkökuorma-autoperustaista jakelua enemmän.

Energiankulutus - Raitiovaunu

Raitiovaunujen osalta energian kulutusta selvitettiin metroa selvästi suppeammin jakelumalliin liittyneiden kalusto- ja verkostohaasteiden vuoksi. HSL:n ja Traficomin julkaisemista sähkönkulutus- ja ajoneuvosuoritekilometritiedoista kuitenkin laskettiin kilometrikohtainen kilowattituntikulutus raitiovaunulle. Kulutus vaihtelee vuodesta riippuen 5,25–5,69 kWh/km välillä. Ero uuden pikaratikan ilmoitettuun sähkönkulutukseen on (0,57 kWh/km) on jokseenkin kymmenkertainen.

Valitettavasti lukuihin ei päästy Kaupunkiliikenteen selvityksen aikaisen vetäytymisen vuoksi pureutumaan tarkemmin. Eron selvittäminen olisi oleellinen osa mahdollista jatkoselvitystä. Käytännössä pikaratikan ilmoitettu kulutus 0,57 kWh/km tarkoittaisi, että pikaratikka ForCity Smart Artic X54 kuluttaisi vähemmän kuin sähkökäyttöiset jakelukuorma-autot. Raitiovaunun toteutunut kulutus (noin 5,5 kWh/km) taas puolestaan tarkoittaa selvää liikenteen kannattamattomuutta, jos energiankulutusta verrataan sähkökäyttöiseen jakelukuorma-autoon. Valitettavasti toteutuneen liikenteen kulutusdataa ei vielä ole pikaraitiotielinjan uutuuden vuoksi saatavilla.

Pikaratikka 0,57 kWh/km (22 rullakkoa) ---> 26 Wh/km/rullakko

Jakelukuorma-auto 1-1,5 kWh/km (30 rullakkoa) ---> 33–50 Wh/km/rullakko

Raitiovaunu (toteutunut kulutus) 5,5 kWh/km (4-14 rullakkoa) ---> 1375–393 Wh/km/rullakko

Oletettavasti ilmoitettu 0,57 kWh/km on raitiovaunuvalmistajan moottoritehoon perustuva kulutusilmoitus, jossa ei ole huomioitu (ainakaan täysimääräisesti) liikenneolosuhteita kiihdytyksineen ja jarrutuksineen. Oletettavasti myöskään siirto- tai ajolankahäviöitä ei ole huomioitu, eikä liikennöintikulutukseen liittyviä muita kulutuskomponentteja kuten esimerkiksi vaihteiden talviaikaista sulatuslämmitystä. Osa erosta selittynee myös liikennöinnissä olevien Valmet-Strömberg nivelraitiovaunujen vanhalla tekniikalla. Kokonaisuudessaan kulutusero vaatii silti jatkoselvityksiä, jos raitiovaunuperustaisen jakelun mahdollisuuksiin tulevaisuudessa palataan.

Päästöt - Metro

Sähköisen raideliikenteen laskennallinen CO2-päästö on 0 g/km. Metro hyödyntää CO2-päästötöntä ydinvoimalla tuotettua energiaa. Näin ollen lähipäästöjen nollautuminen ei tarkoita CO2-päästölisäystä myöskään energiasektorilla. Päästösäästöarviot on tuotettu laskennallisen ajosuoritevähenemän perusteella käyttäen VTT:n Lipasto-laskentamenetelmän ajoneuvotyyppikohtaisia kertoimia. Tulokset osoittavat vuotuisen päästösäästön olevan käytetystä kalustosta riippuen 9,69–26,76 CO2-tonnia, kun metroperustaisen jakelun vertailukohdaksi otetaan dieselkäyttöisillä ajoneuvoilla suoritettu jakelu.

Lisäksi laskelma osoittaa, että metron tuottama päästösäästö on sitä suurempi, mitä kauemmas länteen Espooseen tavaraa kuljetetaan. Metrojakelumalli ei siis tuota juurikaan päästösäästöjä, mikäli metron päätepiste on Helsingin kantakaupungissa, jossa jakelun haasteet ovat suurimmat. Tämä liittyy kohdassa 1.4. todettuun kaupunkiraideinfran sijoittumiseen Helsingissä. Tarvittava kuljetusmatka sisämaan logistiikkaterminaaleista metrolinjalle vaatii pituudeltaan likipitäen keskusta-alueelle ulottuvaa matkaa, joten metron ja kumipyöräliikenteen yhdistelmä tarkoittaa kokonaiskuljetusmatkan selvää kasvua, ja itäisen kantakaupungin osalta jopa tieliikennekilometrien mahdollista kasvua. Kokonaisuudessaan laskelma osoittaa, että saavutettavissa olevat päästösäästöt ovat kohtuullisen vaatimattomia.

Laskelma perustuu neljälle eri metroasemalle (joista 3 Espoossa ja 1 Helsingissä) tehtyyn jakelutoimitukseen. Oletuksena on käytetty jakelua kerta päivässä, viitenä päivänä viikossa. Esimerkkinä on käytetty toimitusta, jossa toimituksen loppuosoite on metroaseman yhteydessä tai sen läheisyydessä, eikä näin ollen vaadi enää kuljetusta metroasemalta eteenpäin, tai kuljetus voidaan hoitaa päästöttömästi kevyillä kuljetusmuodoilla, kuten esimerkiksi kuormapyörillä tai sähköpakettiautoilla. Laskennassa huomioitiin neljä kalustomodifikaatiota. Huomattavaa on, että yhdellä kalustoyhdistelmällä kokonaispäästöt kasvavat.

Laskelmassa käytettiin seuraavia taustaoletuksia:

• Kokonaistoimitus:yhteensä 150 rlk /yksi täysi metrojuna
• Kapasiteetti30 rlk/jakelukuorma-auto (kuormatila 8 x 2,4 m = 3x10 rlk)
• Kapasiteetti75 rlk/täysperävaunukuljetus (syöttöliikenne varikolle)
• Kapasiteetti8 rlk/pakettiauto (jakeluliikenne vaihtoehdossa 2)
• Jakelukohteetja näihin toimitettavat rullakkomäärät: Kamppi 50, Ainoa 25, Iso omena 50,Lippulaiva 25

Vaihtoehto 1: Kuorma-autojakelu

Lähtöpiste: DB Schenker - Tikkurilantie 147, 01530 Vantaa
Välilastauspiste: Roihupelto metrovarikko - Metrovarikonkuja 6, 00880 Helsinki

A)Ajettuna jakelukuorma-autolla 20,9 km x 2 x 5 = 209 km
B)Ajettuna täysperävaunukalustolla 20,9 km x 2 x 2 = 83,6 km

Metrojakelun korvaamat matkat:

Vaihtoehto 1AJakeluliikenne + Syöttöliikenne jakelukuorma-autolla ajettuna

Vaihtoehto 1BSyöttöliikenne täysperävaunuyhdistelmällä ajettuna

Vaihtoehto 2: Pakettiautojakelu

Lähtöpiste: DB Schenker - Tikkurilantie 147, 01530 Vantaa
Välilastauspiste: Roihupelto metrovarikko - Metrovarikonkuja 6, 00880 Helsinki

A)Ajettuna jakelukuorma-autolla 20,9 km x 2 x 5 = 209 km
B)Ajettuna täysperävaunukalustolla 20,9 km x 2 x 2 = 83,6 km

Metrojakelun korvaamat matkat:

Normaalireitin päästöt per vuosi

Vaihtoehto 2A: Pakettiautojakelu + jakelukuorma-auto syöttöliikenne varikolle

Vaihtoehto 2B: Pakettiautojakelu + täysperävaunu syöttöliikenne varikolle

Alla on vielä yhteen koottuna kaikki yllä lasketut jakeluvaihtoehdot:

Laskennasta tuotettiin myös spekulatiivinen maksimipäästösäästölaskelma pohjautuen oletukseen, että jakeluliikenne olisi mahdollista suorittaa pelkästään metrolla meriteitse Vuosaaren satamaan saapuneen tavaran osalta. Tällöin jakeluliikenteen lisäksi pois jäisivät myös kuljetukset Vuosaaren satamasta logistiikkaterminaalille. Tällöin vuotuinen päästösäästö olisi 72,75 CO2-tonnia. Tähän pääseminen kuitenkin edellyttäisi merkittäviä kalusto- ja infrainvestointeja metron osalta, toimintaprosessimuutoksia koko logistiikkaketjussa ja jakelumalliin soveltuvien asiakkuuksien ja tavaralajien löytämistä.

Vaihtoehto 3: Satamaoptio

Lastaus suoraan satamasta metroon ja kuljetus keskustahubiin sekä Espoon kauppakeskuksiin ja/tai jakeluhubiin

Lähtöpiste: Vuosaari Satama (Satamakaari 18, 00980 Helsinki)
Terminaali: Tikkurilantie 147, 01530 Vantaa - yhteensä 19,3 km

Jakeluliikenne vaihtoehtojen 1 ja 2 mukaisesti + syöttöliikenne satamasta logistiikkaterminaalille

Tulevaisuudessa tilanne voi CO2-päästöjen osalta muuttua liikenteen käyttövoimamuutosten myötä, kun sähkö tai vety valtaavat alaa. Nykytilanteessa kuorma-autokalusto on kuitenkin pitkälti dieselkäyttöistä, ja esimerkiksi jakeluliikenteen latausinfraan liittyvät puutteet muodostavat tällä hetkellä pullonkaulan sähköistymiselle. Päästöt eivät kuitenkaan ole ainoa raskaan liikenteen tuottama haitta. Ajosuoritemäärien vähentäminen on tavoiteltavaa myös esimerkiksi liikenneturvallisuuden, viihtyisyyden ja ruuhkaisuuden vähentämisen kannalta. Näiden ulkoiskustannusten huomioiminen muuttaisi laskelman tuloksia.

Kustannukset

Raideperustainen jakelu tarkoittaa käytännössä yhden toiminnallisen välivaiheen lisäämistä logistiseen ketjuun. Sen sijaan, että lähetys kulkisi suoraan yhdellä kulkumuodolla logistiikkaterminaalista vastaanottajalle, tarvitaan metron lastauksessa ja purussa ylimääräisiä työvaiheita. Tämä luonnollisesti nostaa kustannuksia. Säästöjä voidaan kuitenkin saada toiminnan tehostumisen kautta, sillä metro mahdollistaa suuremman kertatoimituksen. Tällöin sekä korvattavaan kuorma-autokalustoon että kuljettajahenkilöstöön liittyvissä kuluissa voidaan säästää.

HSL:n vuoden 2024 talousarviosuunnitelman mukaan maksettaviksi tulevat metroliikenteen operointikulut ovat 60,9 miljoonaa euroa. Vastaavasti vuoden 2024 liikennöintisuunnitelman mukaan metrojunat tulevat ajamaan 6,58 miljoona kilometriä. Näin ollen operatiivinen kilometrikustannus on 9,26 €. Tämän perusteella laskettuna yhden tavararullakon kuljettaminen metrolinjan päästä toiseen maksaisi 1,98 €. Avoin kysymys kuitenkin on, mitä erillisen normaaliliikennöinnin lisäksi ajettava ylimääräinen tavaravuoro maksaisi. Oletettavasti kustannus olisi merkittävästi mainittuja summia pienempi, sillä myös operatiivinen kustannus pitää sisällään monia kiinteitä esimerkiksi varikkoihin liittyviä kuluja. Pelkkä metronkuljettajan palkkaan perustuva hinta kuljetukselle on ainoastaan 0,24 €/rullakko eli vain reilu 12 % operatiivisista kokonaiskuluista. Energiakulujen lisäämisen jälkeenkin kustannus jää yhä vajaaseen kolmannekseen mainitusta 1,98 eurosta.

Operatiivisten kulujen lisäksi HSL maksaa vuosittain HKL:lle ja Länsimetrolle metroliikenteeseen liittyviä infrakuluja. Vuoden 2024 osalta tämä tulee olemaan noin 147,3 miljoonaa euroa. Jos summa jaetaan edellä kuvatun kaltaisesti logistiselle erillisvuorolle ja edelleen kuljetusyksikölle, saadaan infrakustannukseksi 4,78 €/rullakko. Tämän veloittaminen täysimääräisenä vähentäisi oleellisesti mallin houkuttelevuutta eikä kannustaisi infran tehokkaampaan käyttöön. Periaatteessa kaikki nykyisellä kalustolla ja infralla saatavissa olevat lisätulot keventävät HSL:n maksutaakkaa ja pienentävät välillisesti joukkoliikenteen järjestämisen kustannuksia. Nykyisellään haasteena kuitenkin on, ettei HSL:n perussopimus tunnista raideinfran käyttäjiksi HSL:n lisäksi muita käyttäjiä.

Metroliikenteen kokonaisajosuoritteet HSL:n 2024 liikennöintisuunnitelman mukaan

HSL:n 2024 talousarviosuunnitelman mukaiset metroliikenteen kustannukset
Operointi60,9 milj.€
Infra147,3 milj.€
Yhteensä208,2 milj.€

Kokonaiskustannuksen ja liikennöintisuoritteen osamäärä tarkoittaa alla olevia kilometrikohtaisia kustannuksia, joista voidaan edelleen laskea edellisessä kappaleessa (12.2.) käytetyn jakelumallin mukaisesti sekä kokonaisen logistiikkavuoron että kuljetusyksikön vuorokohtainen toimitushinta.

Metroperustaisen jakelumallin tuottamaan ylimääräiseen kuorman purkamiseen liittyvien henkilöstökulujen määräksi on laskettu 1,6 €/rullakko. Summa perustuu osin oletuksiin, eikä esimerkiksi metrojunan purkamiseen kuluvasta tarkasta ajasta ole tietoa. Muun muassa kuormien sidonta ja kiinnittäminen ovat asioita, joita olisi testattava käytännössä, jotta työhön kuluva aika voitaisiin todentaa. Myös kauppakeskuksissa tapahtuvan yöaikaisen välivarastoinnin ja sisälogistiikan järjestämiseen liittyy selvityksistä huolimatta avoimia kysymyksiä, ja esimerkiksi tilavuokriin liittyviä täsmentymättömiä lisäkustannustekijöitä. Esiselvityksen aikana pidetyissä työpajoissa on kuitenkin luotu reunaehdot logistiikkatoiminnoille ja tunnistettu toimijat ja toimintamallit, joten kululaskelmaa voidaan pitää hyvänä pohjana konseptin jatkokehittämiselle.

Kaikkiaan metrojakelumallille saadaan laskettua ainakin kolme erisuuruista lähtökustannusta:

Jakelumallin mukaan kuhunkin yllä mainittuun lähtökustannukseen lisätään vielä puskurivarastointiin ja cityhubiin liittyvät kulut sekä operatiivisen toiminnan kate. Näiden lisäksi voidaan tarvita vielä esimerkiksi kuljetusten hallintaan ja seurantaan liittyviä järjestelmäintegraatiokustannuksia, mikäli logistiikkaketjusta vastaavia operaattoreita on useampia.

Miten mahdollinen metrojakelumalli tulisi hinnoitella, jotta se olisi kannattava? Avoimia kysymyksiä on monia ja osa niistä liittyy poliittiseen päätöksentekoprosessiin. Kysymykset koskevat laajemmin esimerkiksi HSL:n asemaa ja roolia alueellisessa liikennejärjestelmässä. Selvää on, että välittömät lastaamiseen ja purkuun sekä metron kuljettamiseen liittyvät kulut tulisi sisällyttää metrojakelumallin kokonaiskuluihin. Vähemmän selvää kuitenkin on, miten julkisella rahalla ensisijaisesti henkilöliikennekäyttöön kustannetun infran käytölle määriteltäisiin minimihinta. Vastaukset riippuvat toimijoiden tahtotilasta ja tavoitteista sekä operatiivisesta toteutettavuudesta. Toimintaympäristöllä on myös merkittävä rooli sekä sen negatiivisilla ja positiivisilla kannustimilla.

Alla on HSL:n esiselvityshankkeelle tuottama vaihtoehtoinen kustannuslaskelma, joka osoittaa, että laskennan perusteita muuttamalla myös lopputulos on täysin toinen - ja liiketoimintapotentiaali olematon. Hankkeen sisäinen laskelma on kilometri- ja liikennetoteumaperustainen, HSL:n laskelma puolestaan aikaperustainen, ja infran edelleenvuokrausajatukseen perustuva.

​HSL:n laskelman oletukset:

• koko metrorata ja varikot luovutetaan
• koko kalusto käytettävissä
• ratainfra ja kalusto rahdin käytössä 2h/ d
• muuttuvat ajokustannukset/ juna 2h/ 70km
• käytetty Q1/2024 yksikköhintoja

Lisähuomiot:

• Laskelma ei huomioi kunnossapidon aikaikkunan riittävyyttä vaan olettaa, että rahtiliikenne voidaan sovittaa kunnossapitotoimiin.
• Logistiikkakäyttö kiihdyttää infran ja kaluston kulumista, jolloin yllä olevat kustannukset tulisivat kasvamaan.

Kommentiksi HSL:n tuottamiin laskelmiin voidaan todeta, että koko radan, varikoiden ja koko kaluston varaaminen ei ole välttämätöntä raidejakelumallin toteuttamisen kannalta. Varausajaksi ja muuttuviksi ajokustannuksiksi hankkeen tuottama laskelma olettaa kahden tunnin sijaan puolitoista tuntia ja 32 kilometriä eli ilta-aikaan tavaravuorokäytössä idästä länteen ajanut metro olisi aamusta henkilöliikennekäytössä lännestä itään ilman siirtotarvetta. Viikko-, kuukausi- ja vuosikustannusten perustana on käytetty jakelua viidesti viikossa HSL:n käyttämän seitsemän sijaan. HSL:n laskelman perusteella junakohtainen kuljetusyksikkökustannus muuttuvien kustannusten osalta olisi 1,73€/ rullakko, mikä vastaa melko hyvin hankkeen tuottamaa lukemaa (1,98€). Kaikilla kustannuksilla laskettuna kuljetusyksikkökohtainen kustannus olisi kuitenkin 287,1€/ rullakko/ toimitus.