Miljöpåverkan från elektriska stadsbussar

Rapport, 2017

Livscykelanalys (LCA) är ett väl beprövat verktyg för att utreda miljöpåverkan hos varor och tjänster. Omfattande forskning med LCA behandlar klimatpåverkan från elektriskt drivna personbilar, men få studier adresserar påverkan av att elektrifiera stadsbussar för kollektivtrafik (Nordelöf et al., 2014), och särskilt saknas kunskap om eldrift i kombination med olika biobaserade bränslen. I denna fallstudie, som utgår från den s.k. ElectriCity-linjen i Göteborg, undersöks hur miljöpåverkan från bussar i stadstrafik förändras vid olika grad av elektrifiering, beroende på hur laddnings-elen produceras och med valet av bränsle. Syftet är att skapa ett kunskapsunderlag för strategisk planering av kollektivtrafik. Studien har genomförts i ett samarbete mellan Miljösystemanalys vid Chalmers, IVL Svenska Miljöinstitutet och Volvo Bussar. Projektet har finansierats av Västra Götalandsregionen. Studien omfattar sju olika drivlinevarianter som är implementerade i samma stadsbussmodell, baserat på Volvos 7900-serie (Volvo Bussar, 2011, 2016a, c, b). Två varianter drivs enbart med förbränningsmotor (en med dieselmotor och en med gasmotor) och en är har helt elektrisk drift. Däremellan finns två steg med ökad elektrifieringsgrad för både diesel- och gasdrivlinan – hybrid och laddningsbar hybrid. Samtliga dieseldrivna bussar har utöver diesel även analyserats för drift med HVO, en typ av syntetisk diesel från bioråvaror, och gasbussalternativen för drift med biogas. Framställningen av laddnings-elen omfattar tre alternativ: lokalt genererad vindkraft, Sveriges och EU:s konsumtionsmix. Studien utgår från år 2017 vid modelleringen av tillverkning, användning och End-of-Life (den fas då fordonet demonteras och delar återvinns). Miljöpåverkansbedömningen redovisas i fem avsnitt: klimatpåverkan, försurning och övergödning, toxicitet, luftföroreningar och resursförbrukning. Materialsammansättningsdata samt uppgifter om förbrukning av el och bränsle har tillhandahållits (uppmätt eller estimerat) av Volvo Bussar AB. Data från Volvos fabriker för tillverkning och visst leverantörsdata har kompletterats med litteraturkartläggningar av produktion och LCA-inventeringsdata från databasen Ecoinvent (Wernet et al., 2016). Passageraruppgifter gäller specifikt för drift på ElectriCity-linjen (linje 55). Resultaten visar att miljöpåverkan för stadsbussar inte entydigt följer graden av elektrifiering, utan att den varierar både mellan och inom miljöpåverkanskategorierna, med laddnings-elen och bränslet som avgörande parametrar. Emellertid, gällande klimatpåverkan så har de helt elektriska bussarna genomgående lägst emissioner om de laddas med lokal vindkrafts-el eller svensk elmix. En ökad grad av elektrifiering ger sjunkande utsläpp för alla bränslen. Om alternativet är att tanka med diesel så står sig slutsatsen även vid laddning med EU:s konsumtionsmix. I stort är mönstret liknande för de miljöpåvekanskategorier som orsakas av andra luftburna emissioner (försurning, övergödning och luftföroreningar). Miljöpåverkanskategorierna toxicitet och resursanvändning skiljer sig däremot mer från resultatet för klimatpåverkan. För toxicitet så ökar hälsopåverkan hos människor något med graden av elektrifiering, som en följd av ökade utsläpp av tungmetaller. För resurser så är resultatet beroende på utvärderingsmetoden – den helt elektriska bussen eller de helt förbränningsmotordrivna alternativen får lägst resursförbrukning eftersom de undviker att kombinera användning av olika men högt skattade metaller. Valet av strategi för att minimera miljöpåverkan beror på hur man prioriterar mellan olika typer av miljöbelastning, vilken laddnings-el som går att upphandla och vilka råvaror som används för att producera biobränslen. Både HVO och biogas har relativt låg påverkan avseende flera miljöproblem, framförallt klimatpåverkan, eftersom avfall nu utgör den huvudsakliga råvaran för deras framställning. Med en ökad efterfrågan finns det risk att en större andel livsmedelsgrödor används och då skulle de resultat som redovisas för biobränslen förskjutas uppåt. Omvänt gäller för laddnings-elen att det fossila innehållet i konsumtionsmixen för EU troligen sjunker pga. ett skifte från kolkraft till naturgas och ökad förnyelsebar energiproduktion (IEA, 2017). Om fokus sätts på klimatet och lokal miljöpåverkan så visar studien att helt elektriska fordon är att föredra i Sverige jämfört med övriga studerade alternativ. Det frigör dessutom HVO och biogas för användning i andra applikationer. I EU i stort, så ger alla grader av elektrifiering lägre utsläpp än att köra konventionella bussar på diesel. Samtidigt visar studien att i EU-länder vars el-produktion har ett fossilt innehåll som är över eller runt EU-snittet, och samtidigt tillgång till biobränslen som baseras på restprodukter och avfall, så är det fördelaktigt att använda hybridbussar utan laddning.