Puutavaran HCT-yhdistelmien tutkimus

 

Puutavaran HCT-yhdistelmien kokeilut

27.4.2015
Suomessa HCT (High Capacity Transport) -ajoneuvoilla tarkoitetaan nykyisin sallittua suurempia ajoneuvoja eli yli 25,25 metriä pitkiä tai yli 76 tonnia painavia kokonaismassan yhdistelmiä. Raskaiden tavarankuljetusajoneuvojen ja ajoneuvoyhdistelmien suurimpia sallittuja mittoja ja massoja koskeva asetusmuutos tuli voimaan 1.10.2013. Muutos koskee asetusta ajoneuvojen käytöstä tiellä (4.12.1992/1257). Asetuksen perusteluissa esitettiin tarpeelliseksi käynnistää enimmäispainoja tai -mittoja suurempien ajoneuvojen ja yhdistelmien kokeiluja. Liikenteen turvallisuusvirasto Trafi myöntää HCT-kuljetuksille ajoneuvo- ja kuljetusreittikohtaisia poikkeuslupia.

Tällä hetkellä kaksi puutavara-ajoneuvoa on saanut Suomessa HCT-kokeiluluvan. Lisäksi Trafissa on käsiteltävänä puutavarayhdistelmiä koskevia kokeilulupahakemuksia.

Alla käynnissä olevat puutavaran HCT-yhdistelmien kokeilut

Orpe Kuljetus Oy

Orpe Kuljetus Oy sai lokakuussa 2014 kokeiluluvan HCT-ajoneuvoyhdistelmälle, jota käytetään UPM-Kymmene Oy:n Itä-Suomen alueen kuljetuksiin. Ajoneuvoa käytetään UPM:n eri tuotantolaitoksia yhdistävällä reitillä, jolla tehdään eri puulajien vaihtoa tuotantolaitosten välillä. Tutkittavassa HCT-konseptissa ajoneuvokapasiteetin käyttö pyritään maksimoidaan mm. meno-paluukuljetuksia hyödyntämällä. Ensimmäisten kokeilukuukausien ajalla Orpen HCT-ajoneuvon kuljettajat eivät ole havainneet merkittäviä ongelmia tai eroja normaaleihin yhdistelmäajoihin verrattuna. Liikennöinnin sujuvuutta on tarpeen kehittää lähinnä terminaalivaiheissa.

Kuva: Orpe Kuljetus Oy

Lisätietoja: 
Orpe Kuljetus Oy, toimitusjohtaja Seppo Ora, puh. 040 961 7118
UPM-Kymmene Oyj, kehitysasiantuntija Janne Kukkura, puh. 040 548 6305

Ketosen Kuljetus Oy

Ketosen Kuljetus Oy sai maaliskuussa 2015 kokeiluluvan 104-tonniselle HCT-yhdistelmälle. Ajoneuvo tulee liikennöimään Inarista Rovaniemen rautatieterminaaliin ja Kemiin. Kuljetukset käynnistyvät kesän 2015 aikana. Yritys kuljettaa pääosin Metsähallituksen mutta myös Stora Enso Oyj:n ja Metsä Groupin puuta.

Kuva: Scania / Ketosen Kuljetus Oy

Lisätietoja:
Ketosen Kuljetus Oy, toimitusjohtaja Risto Ketonen, puh. 0400 157 747
Metsähallitus, kehittämisasiantuntija Ari Siekkinen, puh. 0400 292 131

Puutavaran HCT-yhdistelmien tutkimus

HCT-ajoneuvojen kokeilulupiin sisältyy tutkimusvelvoite. HCT-kokeilulupien haltijat raportoivat tutkimustuloksistaan Trafille. Tämän sivuston tavoitteena on koota yhteen ja tiedottaa puutavaran HCT-ajoneuvoja koskevista tuoreimmista tutkimustuloksista. Sivustoa päivitetään muutaman kerran vuodessa uusien tutkimusten valmistuttua.

HCT-tutkimusten keskeisenä tavoitteena on tunnistaa ja kehittää turvallisia, ympäristöystävällisiä, tehokkaita ja liikenneinfrastruktuuria vähän rasittavia HCT-ajoneuvoyhdistelmiä. Näin ollen tutkimuksissa on kuljetus- ja lastinantajayritysten kannalta keskeistä verrata HCT-kuljetusten vaikutuksia kuljetuskustannuksiin ja arvioida HCT-ajoneuvojen käytön laajentamista kokeilujakson jälkeen. HCT-ajoneuvoyhdistelmien ulkoiset vaikutukset, siirtymäpotentiaali HCT-kuljetuksiin sekä HCT-logistiikan vaikutukset sekä yritysten että tienpidon kustannuksiin tulevat yhdessä vaikuttamaan HCT-kuljetusten mahdolliseen vakinaistamiseen kokeilujakson jälkeen sekä vakinaistamisen edellyttämiin tieliikenne¬infrastruktuurin investointipäätöksiin.

Alla puutavaran HCT-tutkimuksen teemat

Kuljetustalous

Kotimaisen puutavaran maantiekuljetuskustannukset ovat vuosittain yli 300 miljoonaa euroa (Metsäteho Oy). Ajoneuvon kokonaispainon kasvaessa hyötykuorman suhteellinen osuus painosta nousee. Tällöin kuljetettua tonnia kohti laskettu kuljetuskustannus laskee, mikäli ajoneuvon lastausaste pysyy samana. Metsäteho Oy:n laskelmissa 84- ja 94-tonnisilla yhdistelmillä saavutetaan parinkymmenen prosentin säästö kuljetettua tonnia kohden, kun mahdollisia siirtokuormauksia ei oteta huomioon. Suuret HCT-ajoneuvot eivät useinkaan pysty ajamaan käyttökohteeseen suoraan metsästä, joten käytännössä siirtokuormaus on usein tarpeen. Tämä vähentää HCT-kuljetusten kustannusetua. Terminaalivaiheella voi kuitenkin olla useita logistisia etuja, joiden kustannusvaikutusta ei ole vielä pystytty arvioimaan. Siirtokuormaus voidaan myös korvata täysien ja tyhjien perävaunujen vaihdolla.

Puutavara-ajoneuvon kuljetettua tonnia kohden lasketut kustannukset kuljetusmatkan mukaan (ei sisällä siirtokuormauksia). HCT-yhdistelmien kilpailukyky paranee kuljetusmatkan pidentyessä. Lähde: Venäläinen & Korpilahti, 2015.

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja:
  www.tem.fi/ajankohtaista/
  julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942

Kuljetusvirrat

Vuonna 2013 Suomessa kuljetettiin metsäteollisuuden tehtaille yhteensä 51,8 milj. m3puutavaraa, josta 87 % oli kotimaista ja 13 % tuontipuuta (Metsäteho Oy). Vuonna 2013 Metsäteho Oy:n kuljetustilasto kattoi 81 % puutavaran kotimaan kokonaiskuljetusmäärästä. Lisäksi kiinteitä puupolttoaineita kuljetettiin lämpö- ja voimalaitoksiin ja puun pienpolttoon yhteensä 18,8 milj. m3. Tästä suurin osa on metsähaketta ja metsäteollisuuden sivutuotteena syntyvää kuorta ja purua. (Metsäntutkimuslaitos)

Autokuljetusten osuus tehtaille toimitetusta kotimaisesta ainespuusta on vaihdellut 70–80 %:n välillä. Kotimaisen puutavaran kuorma-autokuljetusten volyymi oli 44,7 milj. m3 ja 4 184 milj. m3km vuonna 2013 (Metsäteho Oy). Kotimainen energiapuu kuljetetaan lähes täysin autoilla keskimääreisesti lyhyen kuljetusmatkan takia. Vuonna 2014 Suomeen tuotiin kuorma-autoilla noin 7 milj. m3 pyöreää puutavaraa sekä noin 8 milj. m3 puuhaketta ja puujätettä (Tullin Uljas-tilastotietokannan tonnimääräiset kuljetusvolyymit on muutettu kuutioiksi kertoimella 1,2).

Suomen metsäteollisuus suunnittelee lähivuosille merkittäviä tuotantolaitosinvestointeja. Lisäksi maassa on useita investointihankkeita energiapuuta käyttäviin voimalaitoksiin sekä metsäteollisuuden sivuvirtoja hyödyntäviin biojalostamoihin. Toteutuessaan investointihankkeet lisäävät puun vuosittaista käyttöä yli 5 miljoonaa kuutiota jo lähivuosina. Vuoteen 2020 mennessä puun vuosittainen käyttö voi kasvaa jopa yli 15 miljoonaa kuutiota. Puun käytön voimakas kasvu asettaa useita haasteita logistiselle järjestelmälle. Kuljetusten merkittävän kasvattamisen haasteena ovat mm. metsäkuljetusalan kuljettajapula ja rautatiekuljetusverkon rajallisuus useilla puunhankinta-alueilla. Puun hankinta-alueiden laajuutta tulee kasvattaa, mikä asettaa uusia tarpeita kuljetusten tehostamiseksi.

Tuodun ja kotimaisen ainespuun vuosittainen käyttö tuotantosuunnittain 2013 ja arvio vuodelle 2020 tiedossa olevien teollisuuden investointisuunnitelmien pohjalta (1 000 m3/v). Arvio sisältää Kemijärvelle ja Kuopioon suunnitellut tehdasinvestoinnit. Lähde: Räsänen lähteessä Venäläinen & Korpilahti, 2015.

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja:
  www.tem.fi/ajankohtaista/
  julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942

HCT-kuljetuskäytävät

HCT-ajoneuvojen hyödyntämiselle on merkittävä potentiaali juuri puutavarakuljetuksissa, jotka ovat keskipainoltaan raskaita. Toisaalta puutavarakuljetuksissa haasteena on HCT-ajoneuvojen kannalta se, että puukuljetusreittien lähtöalueet vaihtelevat paljon ja painottuvat paljon kantavuudeltaan heikolle alemmalle tieverkolle. Puutavaralogistiikan tehokkuudella ja kustannustasolla on merkitystä myös metsäsektorin kansainväliselle kilpailukyvylle. Metsätaloudella ja puutavarakuljetuksilla on tärkeä työllistävä ja taloudellinen vaikutus koko Suomessa, mutta varsinkin maaseutualueilla. Toimivalla puutavaralogistiikalla on mahdollisuus parantaa kotimaisen puun kustannustehokasta hyödyntämistä puun kysynnän kasvaessa merkittävästi uusien teollisuusinvestointien myötä.

Mikäli nykyistä suuremmat HCT-yhdistelmät tullaan pysyvästi sallimaan, suurimpana haasteena tulevat olemaan siltojen painorajoitukset ja tieverkon kantavuus. Tie- ja siltaverkon investointi- ja rahoitustarpeisiin tulee varautua ajoissa, koska elinkeinoelämä ei pysty saavuttamaan riittävää hyötyä yksittäisistä HCT-ajoneuvoista. HCT-ajoneuvoihin perustuva logistiikka tulee vaatimaan myös sen tarpeita vastaavaa terminaali- ja kuormauspaikkaverkostoa.

Rajalliset kuljetusinfrastruktuurin investointi- ja kunnossapidon resurssit edellyttävät tunnistettavien kehittämiskohteiden priorisointia. HCT-kuljetuksissa on olennaista, että niitä voidaan hyödyntää tarpeeksi pitkillä kuljetusreiteillä. Metsäteho Oy:n laatiman esiselvityksen yhteydessä on laadittu alustava ehdotus puutavaran HCT-kuljetuskäytäviksi, joiden infrastruktuurissa tulisi erityisesti ottaa huomioon HCT-kuljetusten erityisominaisuudet.

Alustava ehdotus puutavaran HCT-kuljetuskäytäviksi. Lähde: Venäläinen & Korpilahti, 2015.

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja:
  www.tem.fi/ajankohtaista
  /julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942

Liikenteen turvallisuus ja sujuvuus

HCT-ajoneuvojen liikenneturvallisuuden kannalta keskeistä on tutkia mm. jarrutusmatkoja eri olosuhteissa, kytkentälaitteiden kestävyyttä, ohitustilanteita sekä ajoneuvon stabiliteettia esimerkiksi ohitus- tai väistötilanteissa. HCT-ajoneuvon liikenneturvallisuuteen voi joissakin tilanteissa vaikuttaa myös liikennöinnin sujuvuus (esimerkiksi mäissä, risteyksissä ja liikenneympyröissä).

Oulun yliopisto on tutkinut muun muassa puutavaran HCT-yhdistelmien stabiliteettia ja liikennöinnin sujuvuutta kokeilulupahakemusten yhteydessä sekä simuloimalla että ajoratatutkimuksena. HCT-kokeilulupa myönnetään vain riittävän stabiileiksi havaituille yhdistelmille. Stabiliteettitutkimusta tullaan tekemään myös liikennöiville HCT-puutavarayhdistelmille tämän vuoden aikana. HCT-yhdistelmien liikennöinnin sujuvuudessa ei ole havaittu merkittäviä ongelmia. HCT-kokeilulupia on haettu uusille yhdistelmille, joiden moottoriteho on korkea.

HCT-yhdistelmien jarrutusmatkoja (varsinkin talviolosuhteissa) Oulun yliopisto tulee tutkimaan vuoden 2015 aikana käynnistyvässä tutkimuksessa. Ohitustilanteista on käynnissä Aalto-yliopiston kameratutkimus.

Oulun yliopiston tekemä ISO 3888-1 -standardin mukainen kaksoiskaistanvaihtokokeen ADAMS-mallinnus (60 km/h:n nopeudessa).

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Oulun yliopistossa käynnistyvä tutkimus HCT-puutavarayhdistelmien ajostabiliteetista, rengastusvaihtoehtojen vaikutuksesta yhdistelmän liikkuvuuteen ja hallittavuuteen sekä vetolaitteiden kulumisesta. Lisätietoja: professori Mauri Haataja, Oulun yliopisto, puh. 050 350 2182
• Aalto-yliopiston käynnissä oleva kameratutkimus Liikennevirastolle HCT-ajoneuvojen ohitustilanteista.
• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja.
  www.tem.fi/ajankohtaista/
  julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942 ja professori Mauri Haataja, Oulun yliopisto, puh. 050 350 2182

Polttoaineen kulutus ja päästöt

Yksittäisen ajoneuvon polttoaineen kulutukseen vaikuttavat useat itse ajoneuvosta, lastista, kuljetusreitistä ja ajo-olosuhteista johtuvat tekijät. Lisäksi tulee ottaa huomioon koko logistiikkaketjun muutosten vaikutukset polttoaineen kulutukseen (lastausasteiden kehitys, ajoneuvosuoritteen vähentyminen, erikokoisten ajoneuvojen hyödyntäminen erilaisilla kuljetusreiteillä jne.).

HCT-ajoneuvojen polttoaineen kulutuksen tutkiminen on tärkeää paitsi viranomaisten kannalta (ajoneuvopäästöjen ja niiden ympäristö- ja terveysvaikutusten kannalta) myös yritysten kannalta (polttoainekustannuksilla on suuri osuus ajoneuvojen kokonaiskustannuksista). Ruotsissa tehdyissä ETT-tutkimuksissa on todettu, että vertailtaessa 90 tonnin ETT-ajoneuvoa samalla reitillä kulkevaan 60 tonnin verrokkiajoneuvoon, polttoaineen kulutus kuljetettua tonnia kohden laskee 21 %. Myös Metsäteho Oy:n arvioiden mukaan HCT-yhdistelmät tulevat laskemaan merkittävästi kuljetettua kuutiota kohden laskettua polttoaineen kulutusta. Polttoaineen kulutusta tullaan tutkimaan tarkemmin HCT-kokeiluajoneuvojen osalta.

Kuljetettua kuutiota kohden laskettu polttoaineen kulutus selvästi pienenee puutavarayhdistelmän koon kasvaessa. Ero HCT-ajoneuvojen eduksi kasvaa kuljetusmatkan pidentyessä. Lähde: Venäläinen & Korpilahti, 2015.

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Metsäteho Oy:ssä käynnistyvä tutkimus puutavaran HCT-ajoneuvojen polttoaineen kulutuksesta ja päästöistä. Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942
• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja:
  www.tem.fi/ajankohtaista/
  julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942

Tie- ja siltarasitus

Yhteiskunnalle HCT-kuljetusten suurin kustannusvaikutus seuraa silta- ja tieverkon painorajoituksia vähentävistä investoinneista. Yksittäisen ajoneuvon painon nousu lisää tierasitusta, mutta rasitusvaikutusta voidaan vähentää lisäämällä ajoneuvon akselien ja paripyörien määrää. Mikäli HCT-ajoneuvojen kuormausasteet pysyvät yhtä korkeina kuin pienempienkin ajoneuvojen, liikennöivien ajoneuvojen lukumäärä ja siten tien kokonaisrasite ja siitä seuraavat tiestön huoltokustannukset jopa laskevat. Puutavaran HCT-kokeilulupahakemusten lähtökohtana on ollut pitäytyminen nykyisin sallituissa akseli- ja ajoneuvomassoissa.

Raskaiden ajoneuvojen tie- ja siltarasitukseen liittyen on käynnissä muun muassa Liikenneviraston tutkimuksia. Lisäksi Oulun yliopisto tulee tutkimaan HCT-puutavarayhdistelmien rasitusvaikutuksia tämän vuoden aikana käynnistyvässä tutkimuksessa.

Erilaisten puutavaran ajoneuvoyhdistelmien vaikutus tierasitukseen. Rasitus on laskettu ns. neljännen potenssin säännön avulla. Lähde: Venäläinen & Korpilahti, 2015.

Käynnissä olevia ja valmistuneita tutkimuksia:

• Oulun yliopistossa käynnistyvä tutkimus HCT-puutavarayhdistelmien tie- ja siltarasituksesta. Lisätietoja: professori Mauri Haataja, Oulun yliopisto, puh. 050 350 2182
• Venäläinen, Pirjo & Antti Korpilahti (2015). HCT-ajoneuvoyhdistelmien vaikutus puutavarakuljetusten tehostamisessa. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja:
  www.tem.fi/ajankohtaista/
  julkaisut?C=98033&xmid=5456/
  Lisätietoja: erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942

Linkkejä

Trafi/HCT: www.trafi.fi/tieliikenne/
luvat_ja_hyvaksynnat/hct-rekat
Ruotsin HCT-tutkimus: 
www.skogforsk.se/EnergiEffektivaTransporter/

Lisätietoja puutavaran HCT-tutkimuksesta:
Erikoistutkija Pirjo Venäläinen, Metsäteho Oy, puh. 040 8214 942, pirjo.venalainen(at)metsateho.fi