Miten työkoneet valjastetaan hiilineutraalin sataman luomiseen?

Ratkaisumallissa etsittiin keinoja työkoneiden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi rahtisatamatoiminnassa käyttäen esimerkkinä Helsingin Vuosaaren satamaa. Keskeisiä teemoja olivat työkoneiden vähähiiliset käyttövoimat, eri toimijoiden vaikutusmahdollisuudet sekä tiekartta työkonetoiminnan päästövähennyksille.

Tämä ratkaisu sopii sinulle, jos…

• olet kiinnostunut työkoneiden hiilidioksidipäästöjen vähennyskeinoista ja -mahdollisuuksista erityisesti rahtisatamien kontekstissa.
• kehität satamatyökoneiden tai satamien vähähiilisyyttä.
• haluat edistää yrityksen tai yritysalueen työkonetoimintaa vähähiilisemmäksi.

Perustietoja

• Sijainti: Itä-Helsinki, Vuosaaren satama
• Aikajänne: 2019–2021
• Toteuttajat: Konseptin toteuttamisesta vastasi Saara Pellikka Helsingin kaupungin ympäristöpalveluista tiiviissä yhteistyössä Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n, Helsingin Satama Oy:n ja seuraavien avainyritysten kanssa: Finnsteve Oy Ab, Steveco Oy, Multi-Link Terminals Ltd Oy, Oy M. Rauanheimo Ab / Oy Adolf Lahti Yxpila Ab, Container-Depot Ltd Oy / Arctic Container Oy, SA-TU Logistics Oy, Nurminen Logistics Oyj, Alfons Håkans, Konecranes Finland, Kalmar / Cargotec, Royal Terberg Group ja Göteborgin satama (referenssikohde).

Yrityshaastattelut nostivat esille tahtotilaa ja kehityskohteita

Helsingin kaupungin ympäristöpalvelut haastatteli Vuosaaren sataman yrityksiä vuodenvaihteessa 2019–2020 kartoittaakseen alueen kehitystarpeita työkoneiden päästövähennyksille. Keskeisenä tuloksena oli, että yritykset haluavat vähentää kalustopäästöjä, mutta uusilta ratkaisuilta edellytetään kustannustehokkuutta ja hyvää operoitavuutta satamaympäristössä. Mahdollisina keinoina tunnistettiin etenkin biopolttoaineet ja työkoneiden sähköistyminen. Haastattelujen pohjalta laadittiin yhteenveto, jossa ehdotettiin mm. seuraavia kehitystoimenpiteitä:

1. Kasvatetaan yritysten ymmärrystä satamatoimintaan soveltuvista uusista käyttövoimista ja päästövähennysratkaisuista (ml. päästö- ja kustannustehokkuus).
2. Kartoitetaan, millaisilla ohjauskeinoilla Helsingin Satama Oy voisi kannustaa alueella toimivia yrityksiä uusien käyttövoimien käyttöön, ja selvitetään infrastruktuurin kapasiteetti sekä muutostarpeet laajan mittakaavan käyttövoimamuutokselle.

Raportti valaisee, miten työkoneiden päästötavoitteet saavutetaan

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n laatimassa selvitystyössä (Selvitys ja tiekartta Vuosaaren sataman työkoneliikenteen päästövähennyksille) haarukoitiin toimia sataman työkoneiden CO₂-päästöjen vähentämiseksi 60 prosentilla vuoteen 2035 mennessä. Työn perusteella vähennystoimet tulisi keskittää lukkeihin ja terminaalitraktoreihin, sillä nämä konetyypit kattoivat arviolta yli kolme neljäsosaa alueen työkonepäästöistä.

Päästötavoitteisiin ei näyttäisi olevan mahdollista yltää joko ilman lukkien jonkinasteista sähköistymistä tai uusiutuvan moottoripolttoöljyn käyttöä. Sähköistäminen osoittautui kustannustehokkaaksi ratkaisuksi paljon energiaa kuluttavissa ja korkean käyttöasteen työkoneissa, kuten lukeissa. Satama-alueen sähköverkko näyttäisi riittävän akkusähköisten lukkien ja terminaalitraktorien operoinnille. Sataman 33 lukin yhtäaikaiseen operointiin tarvittaisiin karkeasti 9 kpl 600 kW tehoista pikalatausasemaa, mikä tarkoittaisi n. 3–5 miljoonan euron investointia.

Helsingin Satama Oy:n kannustinkeinoiksi tunnistettiin mm. uusiutuvan polttoaineen aiheuttaman lisäkustannuksen kompensointi, sähkötyökoneiden käyttöasteeseen perustuvan alennuksen tarjoaminen sekä sähkötyökoneiden ja latausinfran vuokraaminen operaattoreille testikäyttöön. Keskeisenä tuotoksena esitettiin tiekartta päästövähennyksille vuosille 2021–2035.

Työkoneiden hiilitiekartan keskiössä on uusien teknologioiden pilotointi

Vuosaaren sataman työkonelogistiikan hiilitiekartta luo polkua kohti markkinaehtoista vähähiilisten ratkaisujen käyttöä satamassa. Keskeisenä toimena ehdotetaan pilotointihankkeen käynnistämistä, jolla mm. madalletaan satamaoperaattoreiden kynnystä siirtyä täyssähköisiin työkoneisiin sekä ottaa käyttöön uusiutuvaa moottoripolttoöljyä, ja sitä kautta oppia uusien teknologioiden käyttöä ja operointia. Hankkeen aikana pilotoitaisiin operaattoreiden toimesta muutamia kappaleita keskeisimpiä akkusähköisiä työkoneita, kuten lukit ja terminaalitraktorit sekä demonstroitaisiin uusiutuvan moottoripolttoöljyn käyttöä eri ikäluokan työkoneissa. Polku vähähiilisyyteen tapahtuisi kolmessa vaiheessa:

1. Pilotoinnin esisuunnitteluvaihe vuosina 2021–2022
2. Uusien teknologioiden pilotointi vuosina 2022–2027
3. Vaiheittainen siirtymä kohti markkinaehtoista toimintaa 2027–2035

Tiekartan on laatinut Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy osana Vuosaaren sataman työkoneliikenteen päästövähennyksille tehtyä selvitys- ja tiekarttatyötä.

Työkonekannan päästölaskenta haltuun laskentamallin ja koulutusvideon avulla

Excel-pohjaisen laskentamallin avulla voi laskea työkoneiden hiilidioksidipäästöt ja kokonaiskäyttökustannukset sekä vertailla päästövähennysten kustannustehokkuutta eri käyttövoimavaihtoehdoilla (€/tCO₂). Malli huomioi niin työkoneiden suorat laskennalliset päästöt (TTW, tank-to-wheel) kuin elinkaaripäästöt (WTW, well-to-wheel). Malli soveltuu etenkin satamatyökoneita omistaville ahtausyrityksille, mutta sitä voi soveltaa myös muun tyyppiseen työkonekalustoon edellyttäen lähtötietojen lisäämistä. Mallissa on kaksi osaa:

• Geneerinen malli, joka laskee yksittäisen vuoden päästöt ja kustannukset
• Skenaariomalli, joka sisältää geneerisen mallin ja laskee lisäksi päästöille aikasarjan vuosille 2019–2035

Laskentamallin ja perehdytysvideon on tehnyt Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy osana Vuosaaren sataman työkoneliikenteen päästövähennyksille tehtyä selvitys- ja tiekarttatyötä.

Koulutusvideo työkoneiden päästö- ja kustannuslaskentamallin käytöstä:

Tärkeimmät opit

• Satamaympäristö asettaa työkoneiden päästövähennyksille niin omia erityisvaatimuksia kuin mahdollisuuksia.

• Sopivimmat päästövähennysratkaisut löydetään optimoimalla ne muun muassa koneen käyttötarpeen, käytännön toimivuuden kuin päästö- ja kustannustehokkuuden näkökulmasta.

• Pilotointi mahdollistaisi toimivimpien teknologioiden, operointitapojen ja palvelumallien löytämisen satamaympäristöä ajatellen, ja loisi siten polkua kohti uusien vähähiilisten ratkaisujen markkinaehtoista käyttöönottoa.