Grondvervoer op de rails, vergelijking emissies weg- en gecombineerd weg-rail vervoer

VK 6401.303 ISSN: LVV rapport 0920-0592

Grondvervoer op de rails,

vergelijking emissies weg- en

gecombineerd weg-rail vervoer

Juni 1993 A.J. van Binsbergen en Th.J.H. Schoemaker

I

I

I

I

I 1 \

N

y

[2e expl.]

T U Delft

Technische Universiteit Delft

F a c u l t e i t d e r C i v i e l e T e c h n i e k Vakgroep Verkeer

S^o bri

Document vakgroep Verkeer Technische Universiteit Delft

1. Rapportnummer VK 6401.303 2. Titel rapport

Grondvervoer op de rails,

vergelijking emissies weg- en gecombineerd weg-rail vervoer

3. Schrijvers

A.J. van Binsbergen Th.J.H. Schoemaker 4. Uitvoerend instituut

TU-Delft, Vakgroep Verkeer 5. Opdrachtgever 'Provincie Overijssel 6. ISSN-nummer LVV-rapport 0920-0592 7. Thema Goederenvervoer 8. Onderzoeksproject Milieuaspecten goederenvervoer 9. Cat^orie rapport Vakpublicatie 10. Datum publikatie juni 1993 11. Samenvatting

In de gemeente Hengelo is in januari 1992 een bodemsaneringsproject gestart op het terrein van de voormalige gasfabriek. Bij het vervoer van de grond is het Afzet Container Transport Systeem ingezet, een vorm van gecombineerd weg-rail vervoer waarbij horizon-tale overslag plaatsvindt. Doel van de inzet van acts-vervoer in plaats van het traditionele wegvervoer, is de emissie van onder meer broeikas-effect versterkende en verzurende stoffen te verminderen.

Doel van het onderzoek is te achterhalen hoe groot de emissiereducties in dit geval zijn en of de emissiereducties die in dit project gehaald worden ook elders gehaald kunnen worden.

Bij de berekening van de emissiereductie is uitgegaan van de emissie die veroorzaakt wordt bij het vervoerproces van het onderzochte project en de emissie die veroorzaakt zou worden bij de denkbeeldige situatie dat alleen wegvervoer toegepast zou worden. Uit metingen, gegeven waarden, verbruiksformules en emissiecoëfficiënten zijn het brandstof-verbruik en de veroorzaakte emissies voor beide vervoervarianten berekend. Daarbij is onder meer rekening gehouden met overslag-emissies, emissies veroorzaakt door stationair draaiende motoren en met de verschillen tussen beladen en onbeladen ritten.

Uit de berekeningen blijkt dat door de inzet van het acts-systeem ongeveer 38% (bijna 560 ton) van de COj-emissie en 80% (24 ton) van de NO,-emissie kon worden vermeden. Het rekenmodel dat is gebruikt voor de berekening van de emissies en emissievoordelen kan ook voor andere situaties worden gebruikt. Daardoor is het mogelijk meer algemene conclusies te trekken. Zo blijkt dat al boven afstanden van ongeveer 45 kilometer (enkele rijafstand), gecombineerd weg-railvervoer schoner kan zijn dan alleen wegvervoer, hoewel deze minimale afstand wei afhankelijk is van het soort overslag en de benodigde voor- en natransportafstanden over de weg.

12. Begeleidingscommissie

F. Cheung, J. Hoekwater, H. de Jager, A. Komen, M. Kroon, J. Willemsen 13. Praktijkcontacten HWZ ACIS Nederland B.V. Nederlandse Spoorwegen 14. Bgbehorende rapporten 15. Aantal biz. 77 16. Prys

f40,-prijs incl. alle kosten

3ibltotho-i4

na Universiteit Dsl't ; Jteii der Civiele Techniek

(BezoeKadres Stevinweg 1) 3o(>'-i

er

INHOUDSOPGAVE

1 Inleiding 7

1.1 Achtergrond onderzoek 7 1.2 Probleem- en doelstelling 7 1.3 Randvoorwaarden en uitgangspunten 8

1.4 Onderdelen van het onderzoek 8

1.5 Terminologie 8

Project grondsanering Hengelo r-rhnscne Unwersiteü '^*j^" ^

2.1 Bodemsanering .^".^ '^^^e^ der Civiele TecnmeK 2.2 Giündtiansport ^ °"'("Bezo8Kadres Stevinweg 1^ 2.3 Betrokkenen bij project postbus 5048

2.4 Organisatie x 2600 GA DEUFT 9 9 9 9 10 Procesanalyse 15 3.1 Activiteiten 15 3.2 Ingezet materieel voor het vervoerproces 19

Berekenen van emissies 21 4.1 Emissies vrachtauto's 21

4.2 Emissies spoorwegen 27 4.3 Andere emissiebroimen 30

Berekeningsresultaten 31

5.1 Uitkomsten berekeningen 'vol heen, vol terug' 31 5.2 Verschillen in emissies bij 'leeg vervoer' 36

5.3 Totale emissie 37

Generalisering 39

6.1 Verschillende soorten vervoer 38 6.2 Afleiden vergelijkingen truckvervoer 39 6.3 Afleiden vergelijkingen acts-vervoer 41

6.4 Combineren vergelijkingen 42 6.5 Bepaling break-even punt 45 6.6 Toepassingsgebied acts-vervoer 47

Conclusies en aanbevelingen S3

7.1 Reductie van emissies 53

7.2 Generalisering 54 7.3 Organisatorische voor- en nadelen van inzet

acts-systeem bij grondsanering 54 7.4 Andere externe effecten: geluids- en trillinghinder 55

7.5 Aanbevelingen voor nader onderzoek 56

Bijlagen

1: begrippenlijst 2: effecten van emissies 3a: rekenblad 'metingen'

3b: rekenblad 'beladen heen en leeg terug' 3c: rekenblad 'beladen heen, beladen terug' 3d: rekenblad 'leeg heen, beladen terug'

4: overzicht emissies beladen en niet-beladen ritten 5a: bepaling break-even punt (Methode 1)

5b: bepaling toepassingsgebied acts-vervoer (Methode 2) 6: overzicht vrachtvoertuigen

Voorwoord

In dit rapport wordt verslag gedaan naar een onderzoek naar de emissiereductie die kan worden bereikt indien gecombineerd weg-rail vervoer (in dit geval middels het Afzet Container Transport Systeem) wordt ingezet in plaats van alleen wegvervoer. Deze studie is gebaseerd op een grondsaneringsproject in Hengelo (Overijssel) waarbij acts-vervoer is toegepast.

Opdrachtgever voor deze studie is de provincie Overijssel. De studie is behalve door deze provincie mede gefinancierd door het ministerie van VROM, het ministerie van Verkeer en Waterstaat, Hollandsche Wegenbouw Zanen (HWZ), Afzet Container Transport Service Nederland B.V. (ACTS Nederland) en Service Centrum Grondreiniging (SCG). In de begeleidingsgroep hadden zitting de heren F. Cheung (V&W), J. Hoekwater (ACTS), H. de Jager (Provincie Overijssel), A. Komen (HWZ), M. Kroon (VROM), J. Willemsen (SCG). We willen hen danken voor de medewerking bij het verrichten van dit onderzoek.

Bij dezen willen we daarnaast de personen bedanken die ons van praktijkgegevens hebben voorzien, waarbij wij in het bijzonder de heren Moolhuyzen en Velthuis (beiden HWZ) willen noemen.

Tenslotte willen we de heer Rijkeboer (IW-TNO) bedanken voor zijn medewerking bij het schatten van het verbruik van vrachtvoertuigen.

A.J. van Binsbergen Th.J.H. Schoemaker Delft, april 1993

1 INLEIDING

1.1 Achtei^ond onderzoek

Toenemende aandacht voor de leefbaarheid leidt tot grote aandacht voor methoden om de milieuverontreiniging veroorzaakt door het vervoersysteem af te remmen.

Methoden om luchtverontreinigende emissies terug te brengen zijn globaal terug te voeren op drie typen:

- verbeteren van de motortechniek zodat verbranding schoner verloopt, hetgeen leidt tot een lagere uitstoot van bepaalde stoffen;

- het vervoeren van goederen met andere vervoerwijzen die, per tonkilometer, minder vervuilende stoffen uitstoten;

- het op een andere wijze organiseren van het vervoer, zodat goederen minder vaak en/of over kortere afstanden vervoerd kunnen worden.

Deze studie heeft betrekking op het vervoergedeelte van het bodemsanering-project op het terrein van de voormalige gasfabriek te Hengelo. Bij dat project is als proef de grond met een gecombineerd weg-rail vervoer systeem, het Afzet Container Transport Systeem (ACTS), vervoerd van en naar de plaats van reiniging in Utrecht: er is in dit proefproject dus gekozen voor de tweede methode om emissies te reduceren.

1.2 Probleem- en doelstelling

De emissies die het wegvervoer veroorzaakt zijn, per tonkilometer, meestal hoger dan de emissies die het spoorvervoer met zich meebrengt. Om die reden zal vervoer waarbij mede gebruik gemaakt wordt van spoorwegen over het algemeen milieuvriendelijker zijn dan waar sprake is van wegvervoer. In het ondeizochte geval is er sprake van gecombi-neerd vervoer: tussen de plaats van sanering en de plaats van grondreiniging worden zowel wegvoertuigen als treinen gebruikt en vindt er overslag plaats. Door het noodzake-lijke voor- en natransport en de overslag zullen de milieuvoordelen minder groot kunnen zijn.

Het bovenstaande leidt tot de volgende probleemstelling:

- welke milieuvoordelen biedt het vervoer van vervuilde grond met een gecombineerd weg-raü vervoersysteem?

- onder welke voorwaarden is het vervoer van verontreinigde grond met gecombineerd weg-rail vervoer gunstiger dan de 'traditionele' vervoerwijzen en onder welke omstandigheden is dit systeem juist ongunstiger.

Uit deze probleemstelling volgen de volgende doelstellingen:

- kwantificeren milieu-effecten (toegespitst op CO2 en NO^ uitstoot-reductie) indien gecombineerd weg-rail vervoer wordt ingezet in plaats van traditionele vervoerwijzen; - aangeven onder welke voorwaarden gecombineerd weg-rail vervoer milieu-technische

voordelen biedt en onder welke omstandigheden het systeem nadelen oplevert;

- opzetten rekenmodel waarmee effecten op de uitstoot van emissies kunnen worden berekend.

1.3 Randvoorwaarden en uitgangspunten

Bij de bepaling van de emissie-reductie wordt in eerste aanleg gelet op emissies, met name CO2 en NO^. Aspecten als economische- en logistieke effecten komen zijdelings en daar waar nodig aan de orde. Bij dit onderzoek wordt uitgegaan van bestaande gegevens: er is geen empirisch onderzoek gedaan naar specifieke emissies van voertuigen. Wel is getracht aan de hand van praktijkcijfers (brandstofverbruik, procestijden) de werkelijkheid zoveel mogelijk te benaderen.

1.4 Onderdelen van onderzoek

Het onderzoek bestaat uit drie onderdelen, te weten: verkenning, metingen en analyse.

verkenning

In principe is uit de literatuur af te leiden hoe het ACTS-systeem werkt. Echter: de praktijk zal vaak afwijken van de theorie. In de verkenning wordt onderzociit hoe het (vervoer)proces in elkaar steekt, welke vervoenniddelen en equipment worden gebniikt. metingen

Met behulp van metingen en opgegeven waarden, die vooral betrekking hebben op gegevens over brandstofverbruik en op tijdwaamemingen, wordt het vervoerproces gekwantificeerd. Uit deze metingen zijn in een later stadium de emissies af te leiden.

analyse

Aan de hand van de verkregen gegevens en het te ontwikkelen model wordt het proces geanalyseerd en worden de emissiewaarden berekend. Deze praktijkgegevens worden gebruikt om het model zodanig aan te passen dat dit ook voor andere situaties toepasbaar is.

Bovendien wordt vastgesteld waar de grenzen van de mogelijkheden voor deze vorm van gecombineerd vervoer liggen als alleen gekeken wordt naar milieu-aspecten (i.e. emis-sies).

1.5 Terminologie

In bijlage 1 is een lijst opgenomen met termen die in deze rapportage gebruikt worden. In

deze rapportage worden steeds twee vervoersystemen met elkaar vergeleken; de hiervoor gebruikte termen zijn dus van groot belang. Bij het ene vervoersysteem is sprake van gecombineerd vervoer waarbij gebruik gemaakt wordt van voor- en natransport over de weg en hoofdtransport via de rail en waarbij horizontale overslag plaatsvindt. Dit gecombineerde vervoersysteem wordt aangeduid als 'acts-vervoer'. Bij het andere vervoersysteem vindt alleen wegvervoer plaats. Dit vervoersysteem wordt aangeduid als

'truckvervoer'. Daar waar sprake is van specifieke kenmerken van het Afzet Container Transport Systeem of het bedrijf ACTS Nederland B.V. wordt de afkorting ACTS in hoofdletters geschreven.

2 PRO.TECT GRONDSANERING HENGELO

2.1 Bodemsanering

In Hengelo wordt in het kader van de Interimwet bodemsanering de

bodemverontreini-ging, veroorzaakt door de voormalige gasfabriek, gesaneerd. Nadat uitgebreid bodemon-derzoek is uitgevoerd (nader en saneringsonbodemon-derzoek), is een saneringsplan opgesteld, waarin onderscheid wordt gemaakt tussen de grondsanering door middel van ontgraving en de grondwatersanering door middel van onttrekking en zuivering.

De grondsanering waar het onderhavige onderzoek betrekking op heeft is gestart rond januari 1992. Nadat de ontgraving is aangevuld, zal een grondwatersanering uitgevoerd

worden.

Zoals bij vele andere terreinen van voormalige gasfabrieken, is de grond in sterke mate verontreinigd. Op sommige plaatsen moet de grond tot op 7 meter onder maaiveldniveau worden afgegraven. Totaal wordt 44.000 ton vervuilde grond ontgraven waarvan 36.000 ton wordt gereinigd en weer wordt teruggebracht; de overige grond wordt elders gestort. Het hele project neemt ongeveer een jaar in beslag. Het ontgraven geschiedt met behulp van twee graafmachines, waarbij 'horizontaal' transport over de plaats van ontgraving plaatsvindt met een shovel. Omdat de grond niet overal in dezelfde mate is verontreinigd, is de locatie in verschillende secties verdeeld die gescheiden worden behandeld.

2.2 Grondtransport

De ontgraven grond wordt eerst verzameld in enkele depots op het terrein waarna de grond in ACTS-containers wordt geladen en naar de gereedstaande trein wordt gereden. Verder transport vindt plaats met de trein, die in Utrecht gelost wordt. In Utrecht worden de containers met vrachtauto's naar Ecotechtiiek gebracht, waar de grond door verhitting (thermisch) wordt gereinigd. Een groot gedeelte van de grond wordt daarna op dezelfde wijze naar Hengelo teruggetransporteerd. Eenmaal in Hengelo aangekomen wordt de trein gelost en wordt de met gereinigde grond beladen container met een vrachtauto naar de plaats van ontgraving gebracht waar de container wordt gelost (kippen). Op het terrein worden depots met gereinigde grond aangehouden.

2.3 Betrokkenen by project

Opdrachtgever voor het project is de provincie Overijssel. De opdracht is aangenomen door HWZ die behalve het ontgraven (en het later terugbrengen van de grond op de locatie) ook het vervoer tussen de locatie van ontgraving en de trein voor zijn rekening neemt. Service Centrum Grondreiniging (SCG) heeft de reiniging van de grond uitbesteed aan Ecotechniek.

Het vervoer van de containers tot bij Ecotechniek vindt plaats onder verantwoordelijkheid van ACTS Nederland. Daartoe heeft ACTS een overeenkomst gesloten met de Nederland-se Spoorwegen voor het spoorvervoer en BFI voor het vervoer over de weg tusNederland-sen plaats van lossing en van reiniging in Utrecht.

In het onderstaande schema is aangegeven welke organisaties en bedrijven bij het project betrokken zijn: opdrachtgever (saneerder) Provincie Overijssel civiele werk HWZ

reiniging grond (organisatie) Service Centrum

Grondreiniging (SCG)

reiniging grond (uitvoering) Ecotechniek

financiering

Gemeente Hragelo Ministerie van VROM

vervoer (organisatie) HWZ ACTS Nederland vervoer (uitvoering) ACTS Nederland Nederlandse Spoorwegen BH HW7.

figuur 2.3: organisatiestructuur grondsanering Hengelo

2.4 Organisatie

organisatie grondsaneringsproces bü inzet wegvervoer

Het ontgraven van verontreinigde grond is geen continuproces. De te ontgraven percelen bevatten meestal hoeveelheden grond met verschillende vervuilingsgraden. Om de kosten van grondsanering te drukken, moeten relatief schone partijen goed gescheiden blijven van meer verontreinigde partijen, zodat gerichte behandeling (reiniging) mogelijk is. Na onderzoek van de te saneren locatie wordt een ontgravingsplanning opgesteld. Aan de hand hiervan wordt met de ontgraving begonnen. Tussentijdse meting van de vervuilings-graad van de grond leidt er regelmatig toe dat de planning wordt aangepast.

Bij het opstellen van het ontgravingsplan zijn in de eerste plaats de te ontgraven hoeveel-heden grond maatgevend. Daarnaast wordt meestal getracht de ontgravingsmaterieel zo efficiënt mogelijk in te zetten: dit materieel is relatief duur in exploitatie. Meestal wordt er daarom naar gestreefd deze apparatuur full-time of in ieder geval in aaneengesloten perioden in te zetten, waarbij andere voertuigen tijdig voor de afvoer (en later aanvoer) van de grond moeten zorgen.

inzet van trucks

Indien trailers of kipper-motorwagens ingezet worden, is het meestal mogelijk het graafmaterieel zo optimaal mogelijk in te zetten, mits er voldoende opstelcapaciteit is voor de voertuigen. Een trailer of kipper kan nadat hij geladen (of gelost) is, meteen wegrijden. Er is geen logistieke noodzaak om te wachten, hoewel chauffeurs in de praktijk, zeker op langere afstanden, nog wel eens in groepen plegen te rijden. Ook indien er gekozen wordt voor de inzet van een beperkt aantal trailers kan een betrekkelijk hoge efficiency bereikt worden doordat de kraan een aaneengesloten tijd werkzaam is. Gedurende de resttijd zou de kraan elders kunnen worden ingezet, maar in de praktijk blijkt dit nogal omslachtig te zijn. De kraan kan echter wel worden uitgeschakeld. Een groot voordeel van het gebruik van wegvoertuigen is dat wegvoertuigen zeer flexibel inzetbaar zijn. Dit komt omdat er veel voertuigen zijn (veel vervoeraanbod). Het 'bij-huren' of afbestellen van trailers (per dagdeel) is betrekkelijk eenvoudig, zodat trucks naar behoefte ingezet kunnen worden. Voor de verwerker van de grond kan deze 'flexibiliteit' minder gunstig uitpakken omdat er steeds wisselende hoeveelheden grond worden aangeboden. Door bij de plaats van reiniging buffervoorraden aan te houden zijn de fluctuaties in aanbod op te vangen. De capaciteit van trailers is (inclusief de gemiddel-de overbelading) ongeveer 35 ton.

organisatie grondsaneringsproces by inzet acts-vervoer

In theorie is het mogelijk om bij gebruikmaking van acts-vervoer systeem eenzelfde ontgravingsplanning aan te houden als gebruikt wordt indien wegvervoer wordt toegepast. Het wezenlijke verschil zou zijn dat de tmcks niet naar de plaats van reiniging rijden, maar naar een trein. Daar worden de containers overgezet en de truck kan weer terug. Als de trein vol is vertrekt deze, maar de plaats wordt meteen ingenomen door een trein met lege containers.

Er zijn echter nog twee factoren waar rekening mee gehouden moet worden bij het vervoer met een gecombineerd weg-rail systeem. In de eerste plaats mogen de gebruikte containers minder zwaar beladen worden (15 ton) dan trailers of kippers (35 ton), waardoor er bij eenzelfde hoeveelheid grond meer voertuigbewegingen nodig zijn.

Verder moeten de containers overgezet worden, hetgeen extra tijd kost.

Het relatief beperkte toegestane tonnage voor containers wordt ondermeer veroorzaakt door de toegestane aslast van de gebruikte treinwagens, waar 3 containers op geplaatst kunnen worden.

In de praktijk zal de (vooraf) geplande treinlengte en het maximaal aantal treinen per dag maatgevend zijn voor het vervoerproces, want plotselinge extra hoeveelheden grond zullen niet direct kunnen worden vervoerd. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat er relatief weinig containers op afroep beschikbaar zijn en doordat treinen niet op willekeuri-ge momenten kuimen aankomen of vertrekken. Deze 'inflexibiliteit' wordt opwillekeuri-gevanwillekeuri-gen door aan de ontgravingskant van de vervoerketen een depot aan te leggen.

tenigdiaaien frame

wegrijdoi

kenmerkende verschillen en consequenties

Indien voor het vervoer van te reinigen en/of reeds gereinigde grond gebruik gemaakt wordt van het ACTS-systeem vergt dat meer organisatie en, vooralsnog, ook meer tijd en kosten. Omdat treinen moeten passen in een dienstregeling die vooraf gemaakt wordt, is het vervoer met treinen minder flexibel dan het vervoer met trailers. Indien de afvoer niet constant is kunnen problemen ontstaan. Deze kunnen worden ondervangen door:

- extra lange treinen in te zetten die vaak gedeeltelijk leeg rondrijden, maar waardoor er in geval van extra vervoervraag toch voldoende vervoercapaciteit (aanbod) is;

- het aanhouden van buffervoorraden op de plaats van ontgraving.

De eerste mogelijkheid leidt tot veel leegrijden, hetgeen uit kostenoogpunt, maar ook uit mUieu-oogpunt niet erg voordelig is. Ook de tweede mogelijkheid kost geld, want de grond moet een keer extra verplaatst worden, hetgeen bovendien leidt tot het vervluchti-gen van sommige stoffen. Bovendien zal niet op alle locaties voldoende plaats zijn voor het aanhouden van depots.

Bij het onderzochte project is er wel voldoende ruimte en is gekozen voor een oplossing met een dqwt.

De hierboven geschetste situatie leidt ertoe dat er bij gecombineerd weg-rail vervoer: - relatief veel voertuigbewegingen nodig zijn: 35/15 keer zoveel als bij traditioneel

vervoer, waarbij echter wel minder zware voertuigen worden ingezet;

- de kraanwagen niet full-time kan worden ingezet; kraan is slechts ongeveer 1/3 van de tijd effectief in gebruik;

- de shovel voor ongeveer een kwart van de beschikbare tijd wordt ingezet voor het uitdraaien van ACTS-containers;

- sprake is van een relatief inflexibel vervoersysteem omdat vooraf afspraken gemaakt moeten worden over de treinlengte en het aantal treinen per dag ('instelcapaciteit') Dit alles leidt onder meer tot:

- een hogere materieelinzet dan strikt noodzakelijk;

- een relatief grote tijd dat materieel werkloos staat (idling); - een langere projectduur;

- relatief veel gedwongen 'leegloop' bij personeel op de plaats van sanering.

De indirecte gevolgen hiervan zijn dat het project meer tijd in beslag neemt en (dus) duurder wordt. Verder zal de emissie-reductie minder groot zijn dan theoretisch denkbaar is. Voordeel van gecombineerd weg-rail vervoer is dat de aan- en afvoer bij en van de grondreiniger constanter is, zodat het reinigingsproces goed op de aanvoer kan worden afgestemd. Een depot bij de plaats van reiniging zou dan niet noodzakelijk zijn.

^v"

reinigen truck

^._-laden retonrgrond

UTRECHT

lossen truck

zeil afnemen

afdekken track

wegtransport

wegtransport

afdekken en afspoelen

truck

laden track

zeil afnemen

lossen retourgrond

":^ HENGELO

3 PROCESANALYSE 3.1 Activiteiten

Het totale project kan worden gescheiden in drie delen:

- het ontgraven (inclusief horizontaal transport grond, bemonsteren, aanleggen depots); - het vervoer (verontreinigde grond heen, gereinigde grond terug);

- het terugbrengen van de grond in het terrein, egaliseren.

Deze activiteiten kuimen min of meer los van elkaar plaatsvinden, maar voordat er grond vervoerd kan worden zullen er uiteraard depots aangelegd moeten zijn.

truckvervoer

In de onderstaande tabel zijn de verschillende componenten van het vervoer over de weg

weergegeven. Daarbij wordt onder 'vol' verstaan een beladen rit en onder 'leeg' een onbeladen rit. Onder 'heen' wordt verstaan de rit van Hengelo naar Utrecht en onder 'temg' de rit van Utrecht naar Hengelo. Bij een rit die aangemerkt wordt met 'vol heen' wordt verontreinigde grond vervoerd, bij een rit 'vol terug' gereinigde grond.

Componenten vervoerproces truckvervoer activiteit

laden grond afdekken (zeil)

wegvervoer -* Utrecht zeil afnemen

lossen grond (kippen) reinigen tmck

laden gereinigde retourgrond afdekken truck

wegvervoer -• Hengelo zeil afnemen

lossen retourgrond (kippen)

totaal totaal totaal belasting motor nullast nullast hoog belast nullast laag belast nullast nullast nullast hoog belast nullast laag belast nullast laag belast hoog belast vol heen leeg terug 4 min. 6 min. 2 uur 2 min. 2 min. 10 min. 2 uur 22 min. 2 min. 4 uur vol heen vol terug 4 min. 6 min. 2 uur 2 min. 2 min. 10 min. 4 min. 6 min. 2 uur 2 min. 2 min. 34 min. 4 min. 4 uur leeg heen vol terug 2 uur 4 min. 6 min. 2 uur 2 min. 2 min. 12 min. 2 min. 4 uur [bron: HWZ] Procesanalyse 15

x ^ . , reinigen bak / / ' " ^ UTRECHT

lossen grond laden retourgrond

\

afzeilen afdekken bak

rijden rijden

wisselen afzetbak

/ \

(rangeren) (rangeren)

rijden trein rijden

(rangeren) (rangeren)

wisselen afzetbak

rijden rijden

A truck

afdekken en afspoelen afzeilen

\ . /

laden (vervuilde) grond lossen grond HENGELO

N.

De graafmachine kan in een bepaalde aaneengesloten periode praktisch continu bezig zijn met het laden van de trucks. In de restperiode kan de kraan worden uitgeschakeld. Bij de berekeningen die betrekking hebben op het truckvervoer speelt de kraan daarom geen rol. De shovel kan voor normale werkzaamheden worden ingezet, maar zal incidenteel worden gebruikt voor het eventuele lostrekken van trucks of trailers die in het zand zijn vastgelo-pen. Bij de berekeningen met betrekking tot het vervoeiproces, speelt de shovel bij truckvervoer geen rol.

acts-vervoer

Het vervoerproces bij het acts-vervoer zoals dat in Hengelo wordt toegepast, kan onder-verdeeld worden in drie deelprocessen:

- het vervoer over de weg van en naar station Hengelo; - het vervoer met de trein tussen Hengelo en Utrecht; - het vervoer tussen station Utrecht en Ecotechniek.

vervoer deelproces 1 (Hengelo)

De componenten waaruit deelproces 1, het vervoer over de weg van en naar station Hengelo, is opgebouwd, zijn in onderstaande tabel weergegeven.

Componenten deelproces 1 acts-vervoer (truck in Hengelo)

activiteit

opladen vervuilde grond afdekken container naar station rijden container op trein zetten nieuwe container opladen naar locatie rijden

zeil van container halen losmaken vergrendeling,

lossen gereinigde grond

totaal totaal totaal belasting motor nullast nullast hoog belast laag belast laag belast hoog belast nullast nullast laag belast nullast laag belast hoog belast vol heen leeg terug 3 min. 3 min. 2 min. Vh min. V/l min. 2 min. 6 min. 3 min. 4 min. vol heen vol terug 3 min. 3 min. 2 min. IV2 min. V/2 min. 2 min. 3 min. 3 min. 2 min. 12 min. 5 min. 4 min. leeg heen vol terug 2 min. V/2 min. V/l min. 2 min. 3 min. 3 min. 2 min. 6 min. 5 min. 4 min. [bron: HWZ] Procesanalyse 17

Tijdens het laden en lossen van een container op/van een wagon moet de motor iets extra kracht leveren (t.o.v. stationair draaien) en draait dus laagbelast.

Het lossen van de containers kost meer tijd dan het lossen van trailers omdat de kleppen eerst ontgrendeld moeten worden wat bij de toegepaste containers wel eens wat problemen oplevert. Ook ongeladen containers worden op- en afgezet, dit vanwege de noodzakelijke positionering (het weer op de juiste plaats terugbrengen van lege containers).

vervoer deelproces 2 (Hengelo-Utrecht v.v.)

Deelproces 2, het railvervoer tussen Hengelo en Utrecht, bestaat uit de componenten die in onderstaande tabel zijn weergegeven.

Componenten deelproces 2 acts-vervoer (railvervoer tussen Hengelo en Utrecht) activiteit rangeren Hengelo vervoer Hengelo-Utrecht rangeren Utrecht vervoer Utrecht-Hengelo tractie diesel-elektrisch elektrisch diesel-elektrisch elektrisch tijdsduur 40 min. 3 h 53 min. 60 min. 3 h 43 min. [bron: ACTS]

De eigenlijke rijtijd is veel geringer omdat de trein tijdens het hoofdtransport enige tijd stilstaat. Aangenomen wordt dat het verbmik dan verwaarloosbaar is.

vervoer deelproces 3 (Utrecht)

De componenten van deelproces 3, het vervoer tussen station Utrecht en de plaats van reiniging, zijn in onderstaande tabel weergegeven.

Componenten deelproces 3 acts-vervoer (truck in Utrecht)

activiteit

ophalen container

naar plaats van reiniging rijden

zeil van container nemen ontgrendelen klep

lossen container schoonmaken container laden retourgrond afdekken container naar station rijden

container op trein afzetten

totaal totaal totaal belasting motor laag belast hoog belast laag belast nullast laag belast nullast nullast nullast hoog belast laag belast nullast laag belast hoog belast vol heen leeg terug V/l min. 10 min. 3 min. 3 min. 2 min. 10 min. 10 min. V/l min. 16 min. 5 min. 20 min. vol heen vol terug V/l min. 10 min. 3 min. 3 min. 2 min. 10 min. 3 min. 3 min. 10 min. V/l min. 22 min. 5 min. 20 min. leeg heen vol terug V/2 min. 10 min. 3 min. 3 min. 10 min. V/2 min. 6 min. 3 min. 20 min. [bron: HWZ,ACTS]

3.2 Ingezet materieel voor het vervoerproces

Wat betreft het acts-vervoer is de materieelinzet zoals hieronder beschreven ontleend aan de praktijksituatie in Hengelo. Wat betreft het truckvervoer is de materieelinzet ontleend aan gegevens van HWZ (ervaringsgegevens).

truckvervoer

Indien voor dit project gebruik zou worden gemaakt van alleen het wegvervoer, zou de materieelinzet ongeveer neerkomen op:

- shovel (normaal ingezet voor horizontaal transport grond, in noodgevallen ook in te zetten voor het lostrekken van vastgelopen trucks en trucks);

- graafmachine voor laden trucks; - trucks of trailer-trekker combinaties.

Het laden en afdekken van trucks duurt ongeveer 10 minuten, zodat er per dag maximaal 48 trucks geladen kunnen worden, want alleen voor het laden en afdekken van de trucks is een kraan noodzakelijk. Omdat de omlooptijd ongeveer 4 uur bedraagt, zullen er 24 trucks ingezet kunnen worden. Het vervoer van grond zal niet continu plaatsvinden, maar in blokken: in de tijd tussen de transporten worden op het terrein voorraden (depots) aangelegd.

acts-vervoer

De beperkte beschikbare treinlengte en het beperkte aantal treinen per dag alsmede de relatief beperkte opstelruimte op het werkterrein maakt het voor dit specifieke geval moeilijk zoveel vrachtauto's in te zetten dat de graafmachine continu bezig is. Deze omstandigheden leidden tot de keuze om in Hengelo slechts één vrachtauto in te zetten. Dit heeft echter tot gevolg dat de graafmachine discontinu werkt (zie ook procesanalyse). Om tijdwinst te boeken worden de draaiframes waarop de acts-containers op de wagons zijn geschoven, niet door de vrachtauto zelf, maar door een shovel uitgedraaid en na laden/lossen weer teruggedraaid. De shovel wordt voor ongeveer een kwart van de werktijd ingezet voor het draaien van de draaiframes.

Samengevat: bij het project worden voor het vervoer ingezet:

- shovel (kwart van de tijd ingezet voor uitdraaien frames en andere werkzaamheden verband houdende met het transport);

- graafmachine (helft tijd: 'idling', wachtend op terugkeer vrachtauto); - vrachtauto, ingezet tussen ontgravingslocatie en station Hengelo; - trein (wagens, lokomotief);

- vrachtauto tussen station Utrecht en Ecotechniek

(de vrachtauto's in Utrecht draaien de frames zelf uit).

Met de NS is vooraf overeengekomen dat per dag 33 bakken kunnen worden aangeboden. De omlooptijd bedraagt ongeveer een kwartier. Dit leidt ertoe dat er slechts één vracht-auto ingezet behoeft te worden die dan de hele dag werk heeft.

4 BEREKENEN VAN EMISSIES

Er wordt bij het bepalen van de emissie-reducties gerekend met het verschil in emissies tussen:

truckvervoer

- vrachtauto voor vervoer tussen plaats van ontgraving en plaats van reiniging. acts-vervoer

- vrachtauto voor vervoer tussen plaats van ontgraving en plaats van lossing container;

- vrachtauto voor vervoer tussen plaats van lossing container en plaats van reiniging; - spoorvervoer tussen plaats van lading en lossing container;

- eventueel benodigd handlingequipment (of als zodanig gebruikt materieel).

In deze beschouwing blijft het materieel voor het laden van grond buiten beschouwing. Wel zal gekeken worden naar de extra emissie die veroorzaakt wordt door (noodzakelijk) minder doelmatig werken. In figuur 4.1 is schematisch weergegeven hoe de berekening verloopt.

4.1 Emissies vrachtauto's

Bij de berekening van de emissies van vrachtauto's wordt eerst het verbruik bepaald en wordt daarna door vermenigvuldiging met emissiecoëfficiënten de emissie bepaald.

verbruik rijdende vrachtauto's

Voor het berekenen van het emissies van vrachtauto's op de weg wordt gebruik gemaakt van een brandstofverbruiksformule. Hiemit komt het verbmik in kilogrammen per verreden kilometer. Dit verbruik wordt berekend voor trajecten binnen en buiten stedelijke gebieden, waarbij verschillende gemiddelde snelheden worden gerealiseerd. Verder wordt er bij het toepassen van deze verbmiksformule onderscheid gemaakt naar het gewicht van de vrachtauto's.

emissies vrachtauto's

Met behulp van emissiecoëfficiënten, die verschillend zijn voor verschillende snelheids-en gewichtsklasssnelheids-en, kunnsnelheids-en uit de verbmikscijfers de emissiewaardsnelheids-en wordsnelheids-en bereksnelheids-end. Voor de voertuigen die bij dit specifieke project zijn ingezet zijn geen meetgegevens beschikbaar, zodat temggegrepen is op generieke gegevens (waardoor een ruimere toepasbaarheid van uitkomsten ook mogelijk wordt).

Omdat slechts één gegevensbron (NEA) zowel voor het railvervoer als voor het vrachtver-voer onderling vergelijkbare emissie-waarden kon verstrekken, is deze bron als uitgangs-punt genomen*.

* emissiecoëfficiënten worden ook in enkele andere grote onderzoeken toegepast.

gecombineerd vervoer

traditioneel vervoer

trucks

brandstofverbruik

(rijden)

brandstofverbruik

(stationair

draaien)

^:ij

I factoren

equipment

brandstofverbruik

(aandeel gwrv)

spoorwegen

hoofdtransport

afstand

emissie-factoren

emissie-v ^ ' ^ ^factoren

afstand

rangeren

verbruik

emissie-factoren

EMISSIE

GECOIVIBINEERD

VERVOER

trucks/trailers

brandstofverbruik

(rijden)

brandstofverbruik

(stationair

draaien)

emissie-factoren

EMISSIE

TRADITIONEEL

VERVOER

verschil in emissies

figuur 4.1: berekening van emissies uitgaande van gegeven en berekend brandstojverbruik en afstandgegevens

brandstofverbruik trucks (rijden)

Voor de berekening van het brandstofverbmik wordt gebruik gemaakt van een verbruiks-formule die is afgeleid door Rijkeboer:

brandstojverbruik [kg/km] =

B = R . { bM + bi.A.{—+J—) + è..(l-J:L).M + ^ ' ' V 1000 * 100

b^.{—-\).Mf, + b„. — }

Met als variabelen:

B = brandstofverbmik (in gram per kilometer);

M = massa op de weg (in tonnen): eigen gewicht voertuig plus belading; Mf, = bruto massa (in tonnen): eigen gewicht voertuig plus laadvermogen; A = frontaal oppervlak;

V = snelheid (in kilometer per uur).

b^ = coëfficiënt voor rolweerstand bi = coëfficiënt voor luchtweerstand

bg = coëfficiënt voor interne verliezen motor b)^ = coëfficiënt voor kinetische energie voertuig b^ = coëfficiënt voor kinetische energie roterende delen R = rendementsfactor '86*1 5,25 1,75 55,5 11,8 0,32 1,00 project*^ 7,875 2,625 66,6 11,8 0,32 1,10

waarden coëfficiënten gebaseerd op voertuigenpark 1986) gecorrigeerde waarden voor onderhavige project (zie hieronder)

correctie zware voertuigen

De bovengenoemde coëfficiënten voor het voertuigenpark '86 zijn bepaald aan de hand van een gemiddeld wagenpark. Voor de in dit project gebruikte voertuigen zullen de verbmikscijfers hoger liggen, vanwege:

- hogere rolweerstand door grof-profiel banden (coëfficiënt tot 50% groter);

- hogere luchtweerstand vanwege vormgeving laadbak en slechte aansluiting cabine-laadbak (coëfficiënt tot 50% groter);

- hogere weerstand door interne transmissieverliezen, vanwege het feit dat er meestal meerdere assen aangedreven worden (coëfficiënt tot 20% groter);

- lager motorrendement (brandstofverbmik tot 10% hoger).

Uiteraard gaat het hier om betrekkelijk grove schattingen, die per voertuig en per situatie (bijv. wel of niet over rijplaten rijden) kunnen verschillen [bron schattingen: Rijkeboer]

waarde variabelen bij acts-vervoer

Voor ACTS-tmcks is uitgegaan van:

M = 18.5 ton (beladen heen, leeg temg v.v.) of 26 ton (beladen heen, beladen temg); Af^ = 26 ton;

A = 8,6 m^

V = variabel

Af, de massa op de weg, is de som van:

- het eigen gewicht van het voertuig: ± 9 ton voor een 6x4 tmck; - het gewicht van de container: ± 2 ton;

- de belading: op de heenweg 15 ton, op de temgweg onbeladen, dus gemiddeld 7,5 ton.

A4, het bmto gewicht van de tmck, is bepaald uitgaande van een beladen rit, de belading is hier dus 15 ton, de overige gegevens zijn gelijk (het laadvermogen is dus feitelijk 15 ton voor de eigenlijke lading + 2 ton voor de container, dus 17 ton).

waarden variabelen bij alleen truck-vervoer

Indien het vervoer alleen met tmcks plaatsvindt, worden grotere voertuigen ingezet. De waarden voor M en Af^ liggen daarom hoger:

M = 32,5 ton (beladen heen en leeg temg v.v.) of

50 ton (beladen heen, beladen temg)

M^ = 50 ton A = 8,6 m^

V = variabel

M en Mf, zijn bij beladen heen en temgritten gelijk. Het laadvermogen is 35 ton, het eigen

gewicht van de voertuigen ±14 ton (gemiddelde van 10x4 en 10x8 tmcks).

brandstofverbruik trucks by stationair en laagbelast draalen

De gegeven cijfers voor het brandstofverbmik zoals opgegeven in de praktijksituatie moeten voldoende indicatie geven voor het gebmik bij stationair draaien van de verschil-lende voertuigen. Bij vrachtauto's kan het verbmik bij stationair draaien worden berekend door van het totale opgegeven brandstofgebmik het verbmik voor het rijden (berekend) af te trekken. Het overgebleven verbmik wordt omgeslagen over het aantal minuten dat de vrachtauto stationair draait.

Er moet bij deze benadering van uitgegaan dat een tmck met een laadvermogen van 35 ton tijdens stationair draaien evenveel verbmikt als een acts-tmck vervoer (zie figuur 4.2).

Uit voorlopige berekeningen blijkt dat het brandstofverbmik dat op deze wijze wordt berekend in vergelijking met metingen die elders zijn verricht, aan de hoge kant ügt. Daarom is gekozen voor een methodiek waarbij uitgegaan is van tijdens tests, bij gelijkwziardige motoren, gemeten waarden.

In de onderstaande tabel zijn deze gemeten waarden opgenomen.

brandstofverbruik bij stationair en laagbelast draaien vermogen motor [kWh] 155 268 295'2 bruto gewicht voertuig [ton] 20 35 50 stationair [g/s]'' 0,25 0,30 0,31 laag belast (10%) [g/s] 1,17 1,85 2,01 [bron: IW-TNO] *' dieselbrandstof

*^ waarden lineair geëxtrapoleerd uit overige waarden

berekenings-uitkomsten

tijd

stationair

per dag

cyclusduur

aantal cycli

per dag

kilometers

per dag

brandstofverbruik

voor rijden

brancistofverbruik

stationair draaien

brandstofverbruik

per tijdeenheid

stationair draaien

metingen

tijd stationair

per cyclus

tijd rijden

per cyclus

lengte

werkdag

(uren)

kilometers

per cyclus

brandstof-verbruik

per dag

figuur 4.2: berekening brandstofverbruik voor stationair draaien, uitgaande van gegeven totale brandstofverbruik (theoretische benadering)

emissiecoëfficiënten trucks

De emissiecoëfficiënten voor dieselbrandstof zijn verschillend voor afstandklassen boven en onder de 45 km/uur en verder voor voertuigen onder en boven de 20 ton (totale massa voertuig).

emissies vrachtauto 's in grammen per kilo brandstof

C02 NO, CO CxHy Aërosolen SO2 < 45 km/uur < 20 ton 3.130 55 28 16 4.3 2 < 45 km/uur, ^20 ton 3.130 50 20 16 4.3 2 ^45 km/uur, ^20 ton 3.130 65 10 8 4.3 2

[bron: NEA, cijfers 1986]

De combinatie 'snelheid <45 km/uur, massa <20 ton' komt in de onderzochte situatie niet voor.

De waarden voor snelheden onder de 45 km per uur zijn ook gebmikt bij het bepalen van de emissies bij stationair draaien.

4.2 Emissies spoorwegen

De emissies die (indirect) door het goederenvervoer over het spoor worden veroorzaakt zijn niet eenduidig te bepalen. Omdat de emissies niet direct gemeten (kunnen) worden, moeten de emissies altijd berekend worden. Complicerende factoren bij het bepalen van de emissies van het goederenvervoer over het spoor zijn:

- er moet een verdeling gemaakt worden voor energie gebmikt voor het personenver-voer en voor het goederenverpersonenver-voer;

- er moet binnen het goederenvervoer een onderscheid gemaakt worden tussen elektri-sche en diesel tractie;

- inzet van nieuw materieel (lokomotieven) heeft een nog onbekende invloed op emissie waarden.

Daarbij komt nog dat de elektrische energie moet worden vertaald in primaire energie of diesel-equivalenten om een vergelijking mogelijk te maken. Daarbij moet rekening gehouden worden met opwekkings- en transportverliezen en met de samenstelling van het park van elektriciteitscentrales.

Door uit te gaan van het totale energieverbmik door de spoorwegen (diesel en elektra) en deze energieconsumptie toe te delen aan personen- en goederenvervoer is een schatting te

maken van de energieconsumptie per wagenkilometer. Deze methode wordt zowel door NEA als door de NS en NEI gebmikt. Deze laatste twee organisaties maken geen onderscheid tussen beladen en onbeladen wagens. In dit onderzoek worden cijfers van NEA gebmikt, waar dit onderscheid wel gemaakt wordt.

energie- en brandstojverbruik per treinwagenkilometer

diesel elektra beladen 0,4862 1,2718 niet beladen 0,236 0,617 kg brandstof/wagenkilometer kWh/wagenkilometer

[bron: NEA, cijfers voor 1986]

Bij de berekening van bovenstaande waarden is uitgegaan van een gemiddelde 'standaard-trein'. Deze trein is samengesteld uit een lokomotief (80 ton) en 25 wagens, met een eigen gewicht van 25 ton. De gemiddelde belading van een wagen is 29,9 ton, dit gemiddelde heeft alleen betrekking op beladen ritten. Bij het vervoer met het acts-systeem wordt er met een andere treinlengte en een andere belading gereden: er moet daarom gerekend worden met aangepaste waarden.

Bovenstaande waarden kunnen temggerekend worden naar energie- of brandstofverbmik per ton (eigen gewicht en eventuele belading) per kilometer: de rekenwaarde voor de massa van een beladen wagen is opgebouwd uit:

- 25 ton eigen gewicht;

- 80/25 ton 'verdeeld' lokomotief-gewicht (25 wagens); - 29,9 ton belading.

Totaal heeft een beladen wagen dus een 'reken-massa' van 58,1 ton. Hiemit is het energie- en brandstofverbmik per tonkilometer te bepalen.

Een acts-trein bestaat uit 11 wagens met totaal 33 containers (al of niet geladen). De rekenwaarde voor de massa van een acts-wagen is opgebouwd uit:

- 25 ton eigen gewicht (inclusief het eigen gewicht van 3 containers); - 80/11 ton 'verdeeld' lokomotief-gewicht (11 wagens);

- 45 ton belading (per wagen, 15 ton per container).

Totaal is de 'reken-massa' voor een beladen acts wagen dus 77,3 ton. Een lege acts-wagen heeft een reken-massa van 32,3 ton.

Uit het bovenstaande volgen de rekenwaarden die in de tabel zijn opgenomen.

energie- en brandstofverbruik per treinwagenkilometer voor acts-vervoer *

diesel elektra per tonkilometer 8,362 gram 21,872 Wh per wagenkilometer (beladen) 0,646 kg 1,690 kWh per wagenkilometer (onbeladen) '^ 0,270 kg 0,706 kWh

trein bestaande uit 11 wagens met een belading van 45 ton elk op basis van verijmik 1986

*^ maar inclusief lege bakken

De emissies worden verondersteld alleen afhankelijk te zijn van het (energie-)verbmik. De onderstaande coëfficiënten zijn daarom niet meer afhankelijk van de lengte van de trein of van de belading van de wagens.

emissies treinen in grammen per kWh elektrische energie en per kilo dieselbrandstof

C02 NO, CO CxH, Aërosolen SO2 gr/kWh 622,6 1,575 0,065 0,023 0,03 1,151 gr/kü 0 3.130,0 35,21 15,09 5,03 3,05 3,23

[bron: NEA, cijfers voor 1986]

Opgemerkt moet worden dat de nieuwe generatie DE-loks andere emissiekarakteristieken heeft, maar hierover zijn geen exacte gegevens bekend. Wel is bekend dat het verbmik lager ligt, maar dat door het hogere rendement de NO,-emissie relatief groter is.

De emissiewaarden voor elektrische energie hebben betrekking op de brandstofmix die in 1986 werd gebmikt in de elektriciteitcentrales.

4.3 Andere emissiebronnen

Er zijn geen emissie-gegevens beschikbaar van graafapparatuur en overslagequipment. Omdat gegevens over het brandstofverbmik bekend zijn, kan met behulp van de gegevens van het NEA met betrekking tot het tmckvervoer toch een benadering voor de veroor-zaakte emissie worden. De emissies die mobiele werktuigen veroorzaken worden daarmee gelijk gesteld aan de emissies die vrachtauto's (per kilogram of liter brandstof) veroorza-ken in de laagste snelheidsklasse.

5 BEREKENINGSRESULTATEN

De berekeningsmethodiek zoals in het vorige hoofdstuk beschreven is uitgewerkt in de bijlagen. Daarin is ook een voorbeeld van een rekenblad opgenomen. In het onderstaande worden de uitkomsten van de berekeningen besproken. Bij de berekeningen is onderscheid gemaakt naar volle- en lege (of beladen en onbeladen) ritten.

5.1 Uitkomsten berekeningen Vol heen, vol terug' truckvervoer

De berekende emissies voor het tmckvervoer zijn in onderstaande tabel weergegeven.

emissies truckvervoer

(gram emissie per vervoerde ton grond per cyclus)

vol heen, vol temg CO2 NO, CO CxH, Aër SO2 rijden in stedelijk gebied 1.030,2 16,5 6,6 5,3 1,4 0,7 rijden op doorgaande wegen 16.917,4 351,3 54,0 43,2 23,2 10,8 stationair * 100,1 1,6 0,64 0,51 0,14 0,06 totaal 18.047,6 369,4 61,3 49,0 24,8 11,5

* incl. laag belast draaien

Het 'rijden buiten de stad' is de belangrijkste veroorzaker van emissies, voor CO2 is het aandeel bijna 94%. Het rijden binnen stedelijk gebied en het stationair draaien is met 5,7% resp. 0,6% veel minder belangrijk.

acts-vervoer

De emissies per vervoerde ton voor het acts-vervoer bedragen:

emissies acts-vervoer

(gram emissie per vervoerde ton grond per cyclus)

vol heen vol temg CO2 NO, CO CxH, Aër SO2 rijden trucks 1.320,2 23,2 11,8 5,1 1,8 0,84 stationair truck 359,3 6,3 3,2 1,4 0,49 0,23 div. bronnen 592,4 10,4 5,3 2,3 0,81 0,38 rijden trein 6.079,8 15,4 0,63 0,22 0,29 11,2 rangeren trein 3.252,3 22,8 8,8 3,6 1,5 4,8 totaal 11.603,9 78,1 29,7 12,5 4,9 17,5

shovel, graafmachine voor zover ingezet voor acts-vervoer, zie hoofdstuk 3)

Wat betreft de CO2 uitstoot is, in absolute zin, de trein de grootste 'vervuiler', maar hier staat tegenover dat de trein ook een grote afstand aflegt.

aandelen CO2- en NO^-emissies van verschillende bronnen

In zowel de 'tmckvervoer' als de 'acts-vervoer' cyclus komen verschillende

emissiebron-nen voor. In de onderstaande tabel zijn de aandelen van deze brormen (per cyclus en per vervoerde ton) voor CO2 en NO, weergegeven.

aandelen in CO2- en NO^-emissie voor verschillende bronnen bij truckvervoer

(vol heen, vol temg)

rijden in stedelijk gebied

rijden buiten bebouwde kom

stationair en laag belast draaien totaal truckvervoer CO2 1.030 16.917 100 18.048 aandeel CO2 5,7% 93,7% 0,6% 100%

No;

aandelen in CO2- en NO^-emissie voor verschillende bronnen bij acts-vervoer

(vol heen, vol temg)

rijden vrachtauto's stationair vrachtauto's equipment

rangeren trein (DE) rijden trein totaal acts-vervoer CO2 1.320 359 592 3.252 6.080 11.604 aandeel CO2 11,4% 3,1% 5,1% 28,0% 52,4% 100% No; 23,2 6,3 10,4 15,4 22,8 78,1 aandeel NO^ 29,7% 8,1% 13,3% 19,7% 29,2% 100% * emissie in gram per vervoerde ton, gerekend over de gehele cyclus

Bij het tmckvervoer liggen de emissie-aandelen van de verschillende emissiebronnen in dezelfde grootte-orde: het gaat hier dan ook steeds om hetzelfde type bron, namelijk dieselmotoren. Bij het acts-vervoer zijn er wel verschillen aan te geven. Iets meer dan de helft van de C02-uitstoot, en dus ook ongeveer de helft van het energiegebmik, komt voor rekening van het rijden met een trein. Wat betreft de NO,-uitstoot leveren het rijden met de vrachtauto en het rijden met de trein een ongeveer evengrote bijdrage (terwijl de afstanden waarover gereden wordt sterk verschillen). Dit verschil wordt veroorzaakt door het verschil in voortbewegingstechniek: elektromotoren versus dieselmotoren.

ACTS-VERVOER

rijden binnen bebouwde kom rijden doorgaande wegen stationair draaien

1: rijden met tmcks 2: stationair tmcks 3: equipment

4: tangeren trein (DE) 5: rijden trein (electra)

CO^-emissie: 11,6 kg per verv. ton COj-emissie: 18,0 kg per verv. ton

figuur 5.1.1: aandelen emissies van verschillende brormen bij truck- en acts-vervoer

V V hoofdtransport rangeren overzetten . / . / •^—voortransport laden afstand

figuur 5.1.2: relatie tussen emissie en afstand (schematisch)

I

i

.a

verschillen in emissies 'vol heen, vol terug' truckvervoer en acts-vervoer

In de onderstaande tabel zijn de verschillen tussen het acts-vervoer, zoals dat in de praktijk heeft plaatsgevonden, en tmckvervoer weergegeven.

vergelijking emissies truckvervoer en acts-vervoer

vol heen, vol temg CO2 NO, CO CxH, Aër SO2 totaal trucks * 18.047,6 369,4 61,3 49,0 24,8 11,5 totaal acts * 11.603,9 78,1 29,7 12,5 4,9 17,5 verschil (absoluut) * 6.443,7 219,3 31,6 36,5 19,9 -6,0 reductie 35,7% 78,9% 51,5% 74,5% 80,2% -52,2%

* gram emissie per vervoerde ton gerekend over een hele cyclus

Het verschil in uitstoot van NO,, aërosolen en C,Hy is het grootst: met het gecombineerd weg-raü vervoer is tot 80% minder uitstoot mogelijk. Voor CO2 en CO liggen de reducties tussen de 36% en 52%. In relatieve zin is er sprake van een grote toename van de S02-uitstoot, in absolute zin is deze toename echter gering.

In figuur 5.1.2 is schematisch weergegeven hoe de totale emissie, in relatie tot de afgelegde afstand, is opgebouwd voor acts-vervoer. In figuur 5.1.3 zijn de berekende emissies als functie van de afstand uitgezet voor acts- en tmckvervoer. Uit de figuur is af te lezen dat er behalve een verschil in emissies ook een duidelijk verschil in afgelegde weg is.

5.2 Verschillen in emissies bij 'leeg vervoer'

Aan het begin van het project wordt gedurende een periode grond afgevoerd, maar is er nog niet voldoende gereinigde grond om ook grond temg te kunnen vervoeren.

Tegen het eind van het project is deze situatie net omgekeerd: er hoeft geen grond meer ontgraven te worden, maar er is nog wel een hoeveelheid retourgrond die temggebracht moet worden. Tenslotte wordt er, over het hele project gerekend, meer grond ontgraven dan er wordt temggebracht. Dit alles houdt in dat er ook lege ritten optreden, waarbij uiteraard ook emissie wordt geproduceerd. Analoog aan het voorgaande (vol heen, vol temg) wordt een gehele cyclus beschouwd, waarbij kan voorkomen:

- vol heen, leeg temg {H ^ U): waarbij verontreinigde grond naar Utrecht wordt gebracht, maar waarbij geen retourgrond beschikbaar is;

- leeg heen, vol temg (/ƒ«-[/): waarbij wel gereinigde grond beschikbaar is, maar waarbij geen verontreinigde grond meer ontgraven wordt.

In de onderstaande tabel worden de emissies en de emissie-reducties veroorzaakt door 'vol heen, vol temg' vergeleken met de cycli waarbij lege ritten betrokken zijn.

verschillen in emissies bij vol en leeg vervoer (indexwaarden en procentuele verschillen)

C02 NO, CO C,H, Aër SO2

emissies per vervoerde ton (bij acts-vervoer) index: H<*U = 100 H^U 142 141 141 141 141 142 H-^U 137 130 126 126 127 140 reductie emissies

(reductie acts-vervoer t.o.v. truckver-voer, in %) H-* U 37,5 79,5 52,9 75,3 80,8 -47,5 H** U 35,7 78,9 51,5 74,5 80,2 -51,7 H^ U 39,3 81,1 57,8 77,9 82,7 -45,7

H -*• U: vol heen, leeg temg H ** U: vol heen, vol temg H «- U: leeg heen, vol temg

Uit de 'indextabel' (2* en 3* kolom) blijkt dat de emissie per vervoerde ton bij 'vol heen en leeg temg' ongeveer 40% groter is dan bij 'vol heen, vol temg'. Dit komt omdat de emissies die veroorzaakt worden door leeg rijden omgeslagen worden over de vervoerde tonnen. Ook bij 'leeg heen, vol temg' is er daarom sprake van een hogere emissie per vervoerde ton.

De verschillen mssen de emissies wordt veroorzaakt door het feit dat er bij 'leeg heen, vol temg' geen containers gereinigd behoeven te worden. Daardoor neemt de tijd dat

tmcks stationair staan te draaien af en het relatieve aandeel van emissies veroorzaakt door railvervoer toe. Daardoor nemen de hoeveelheden emissie van met name CO, C,Hy en Aërosolen relatief minder toe dan die van SO2 en CO2.

Uit de laatste drie kolommen is af te leiden dat ook bij 'leeg-vervoer' aanzienlijke emissie-reducties behaald worden; de te behalen emissiereducties zijn zelfs nog iets groter dan bij alleen 'vol-vervoer'.

5.3 Totale emissie

Er is een globale schatting gemaakt van de totale emissie die bij het vervoergedeelte van het totale project is veroorzaakt. Daarbij is ook een schatting gemaakt van de totale emissie die veroorzaakt zou zijn als alleen tmckvervoer gebmikt zou zijn.

Bij het project wordt 44.000 ton grond ontgraven en wordt 36.000 ton weer temgge-bracht. Bij 26.000 ton wordt grond van Hengelo naar Utrecht vervoerd, zonder dat er lege grond wordt temgvervoerd. Bij 18.000 ton wordt er grond héén en temg vervoerd en bij de overige 18.000 ton wordt er alleen (gereinigde) grond van Utrecht naar Hengelo vervoerd. Dus:

H ^ U: vol heen, leeg temg: 26.000 ton; H *» U: vol heen, vol temg: 18.000 ton; H «- U: leeg heen, vol temg: 18.000 ton; totaal van Hengelo: 44.000 ton; totaal naar Hengelo: 36.000 ton. totale emissie vervoergedeelte project

CO2 NO, CO CxHv Aër SO2

absolute waarden emissies (in tonnen) truck 1.481,7 30,3 5,0 4,0 2,0 0,95 acts 923,0 6,1 2,3 0,96 0,38 1,4 verschil* 558,6 24,2 2,7 3,0 1,7 -0,44 reductie (in %) 37,7 79,9 54,2 76,1 81,4 -46,3 * emissies tmckvervoer - emissies acts-vervoer

Uit de bovenstaande tabel blijkt dat acts-vervoer kan leiden tot aanzienlijke emissie-reducties in vergelijking met tmckvervoer. De emissie-reductie van CO2 bedraagt mim een derde, hetgeen ongeveer zal overeenkomen met de reductie m energiegebmik.

De reductie van CO bedraagt ongeveer de helft en die van NO„ C,Hy en Aërosolen bedragen ongeveer driekwart. Daar staat tegenover dat bij SO2 sprake is van een toename van emissies.

6 GENERALISERING

In dit hoofdstuk worden algemene regels afgeleid, waarmee voor een willekeurige situatie is te bepalen of acts-vervoer wel of niet milieuvriendelijker is dan tmckvervoer.

6.1 Verschillende soorten vervoer

Er wordt uitgegaan van een vergelijking tussen transport met vrachtauto's (alleen) in vergelijking met gecombineerd vervoer.

Tussen plaats van ontgraving en plaats van reiniging of stort kan: - direct transport plaatsvinden (alleen vrachtauto's of alleen trein) - gecombineerd vervoer plaatsvinden.

Binnen het gecombineerde vervoer zijn drie deelvarianten te onderscheiden: - vrachtauto - trein - vrachtauto;

- vrachtauto - trein (stort heeft spoorwegaansluiting)

- trein - vrachtauto (plaats van ontgraving heeft spoorwegaansluiting)

In het algemeen zal het, zeker bij tijdelijke projecten, slechts toeval zijn als bij de plaats van ontgraving een spoorwegaansluiting beschikbaar is. Zeker op de lange termijn is het echter mogelijk dat de bestemming (veeleer plaats van reiniging dan stort overigens) voorzien is van een spoorwegaansluiting. Onder spoorwegaansluiting wordt dan verstaan een mogelijkheid voor het laden of lossen van grond direct in resp. uit een spoorwegwa-gen.

Opgemerkt moet worden dat in sommige gevallen (zoals in het geval van 'Hengelo') overwogen kan worden speciale laad/los voorzieningen te gebmiken zoals bijvooit»eeld een lopende band. Dit type voorzieningen wordt in deze studie buiten beschouwing gelaten. Bij de onderstaande beschouwing wordt ervan uitgegaan dat er bij toepassing van gecombineerd vervoer systemen als het acts-systeem, altijd vervoer over de weg als voor-en/of natransport noodzakelijk is. In het onderstaande wordt voor tmckvervoer (dus vervoer over de weg) gebmik gemaakt van de index 'traditioneel' en voor het acts-vervoer van 'combi', dit om verwarring tegen te gaan: er vindt namelijk ook tmckacts-vervoer plaats binnen het acts-vervoer.

6.2 Afleiden vergely kingen truckvervoer

De emissie (van een bepaalde stof) die gerelateerd is aan het tmckvervoer wordt veroor-zaakt door:

- stationair draaien wegvoertuig bij o.m. laden, lossen en reinigen bak; - rijden wegvoertuig;

- 'idling' draaien laad/losmachine als gevolg van logistieke onvolkomenheden.

Aangenomen wordt dat bij verschillende transportafstanden de tijden dat voertuigen stationair of licht belast staan te draaien gelijk zijn en dus als constante waarden zijn te beschouwen: de duur van het laden, lossen, reinigen e.d. wordt daarmee onafhankelijk verondersteld van de transportafstand.

De emissie die bij dit stationair of licht belast draaien wordt veroorzaakt wordt uitgedmkt in grammen emissie per in een cyclus vervoerde ton grond.

De emissie die tijdens het rijden van de voertuigen wordt geproduceerd is te berekenen door het verbmik van het voertuig te bepalen (bijvoorbeeld met de 'Rijkeboer' formule) en dit verbmik te vermenigvuldigen met emissiecoëfficiënten (bijvoorbeeld de coëffici-ënten uit de NEA-tabel).

Zodoende is de emissie van een bepaalde stof per gereden kilometer per voertuig bekend. Door deze emissiewaarde te delen door de gebmikelijke belading van het voertuig en te vermenigvuldigen met de totale afgelegde weg in een cyclus is de emissie van een stof per cyclus en per vervoerde ton te berekenen.

De emissie van het rijden opgeteld bij de emissie voor stationair draaien geeft de totale emissie van een bepaalde stof per cyclus en per vervoerde ton.

totale emissie truckvervoer

met SEjr^d = totale emissie van een stof in grammen tr^ staat voor: traditioneel ofwel tmckvervoer

^Egq trad = emissic van een stof in grammen, veroorzaakt door equipment;

EEstat,trad — cmissic vau een stof in grammen, veroorzaakt door (semi) stationaire bronnen;

^Erijden.trad — ©missie vau ceu stof in grammen, veroorzaakt door rijden met tmcks;

Alle emissies in grammen per vervoerde ton per cyclus, dus: emissie veroorzaakt bij het vervoer van één ton over een hele cyclus*^.

*' in de onderhavige studie is 2^^^ trad i^lijk gesteld aan 0.

*^ het begrip cyclus omvat zowel een factor afstand (voor het rijden) als een factor tijd (voor het stationair en laag belast draaien) en heeft betrekking op zowel de heen als de temgreis

6.3 Afleiden vergelijkingen acts-vervoer

De emissie (van een bepaalde stof) die gerelateerd is aan acts-vervoer wordt veroorzaakt door:

- equipment benodigd voor uit- en eventueel indraaien frames (of bij andere systemen: voor het overzetten van containers)

- graafmachines voor laden grond;

- stationair of laag belast draaien voertuigmotoren bij af- en opzetten, laden, lossen, reinigen etc.;

- rijden voertuigen;

- rijden treinen (hoofdtransport); - rangeren treinen,

totale emissie acts-vervoer

^•'-'combi ^•'-'combi.eq ' *''^*tat,combi,truck "•" ^•'^ijden.combi.truck ^•'^idling.combi.kraan ^'T'ijden,combi,trein """ ^-^rangeren.combi.trein

met

^combi — totale emissie van een stof in grammen emissie per vervoerde ton grond en per cyclus

go^bi staat voor gecombineerd ofwel acts-vervoer

EEgo^bi,eq — emissie van een stof in grammen, veroorzaakt door equipment, emissie per vervoerde ton grond in een cyclus

^stat,combi,truck = emissie van een stof in grammen, veroorzaakt door (semi) stationaire bronnen (tmcks); emissie per vervoerde ton grond in een cyclus

^diing,combi,kraan = emissic vau ccu stof iu gnuumeu, veroorzaakt door het idling draaien van de kraan (als gevolg van logistieke onvolkomenheden)

^Erijden,combi,truck - emissic vau een stof in grammen, veroorzaakt door rijden met tmcks, emissie per vervoerde ton per cyclus

^^ijden,combi,trein — cmissic vau ccu stof iu grammen, veroorzaakt door rijden met trein, emissie per vervoerde ton per cyclus

2Era„geren,combi,trein ~ emissic vau ccu stof in grammen, veroorzaakt door rangeren met trein, emissies per vervoerde ton per cyclus

Indien alle afstand-gegevens over het vervoer bekend zijn, is door toepassing van bovenstaande formules, of door toepassing van meer nauwkeurige relaties waarbij ook rekening gehouden wordt met verschillende snelheden, direct te bepalen of de totale emissie met gecombineerd vervoer hoger of lager is dan met traditioneel vervoer.

6.4 Combineren vergelijkingen

Het is denkbaar dat gecombineerd vervoer en traditioneel vervoer op een bepaalde relatie

evenveel emissie veroorzaken (per vervoerde ton grond, gerekend over een gehele

cyclus).

Het is mogelijk dit break-even punt analytisch af te leiden met bovenstaande vergelijkin-gen, maar daarbij zijn wel enkele vereenvoudigingen noodzakelijk.

break-even punt

Op het break-even punt geldt: ^^rad - ^Egombi

dus:

^*nrad,eq '*' ^'^stat,trad,truck "^ ^-^^ijden,trad .truck ""

^•"^combi.eq "' "•'^stat,combi,truck "*" ^•'^ijden.combi.truck "*" ^•'^idling,combi,kraan ' •Jijden,combi,trein ' ^•*Tangeren,combi,trein

Uitgaande van constante emissie-waarden voor (semi) stationaire bronnen en equipment, zijn in de bovenstaande vergelijking alleen de afstand-afhankelijke termen variabel.

herschrijven tot afstand-afhankelijke vergelijking

De vergelijking is te vereenvoudigen door links en rechts van het ' = ' teken de constante waarden bij elkaar op te tellen. Verder is verondersteld dat ook de rangeerafstanden onafhankelijk zijn van de hoof dtransportaf stand. De door rangeren veroorzaakte emissie wordt daarom ook gezien als 'constante', de afstand doet bij de bepaling van de totale verplaatsingsafstand niet ter zake.

De vergelijking wordt daardoor vereenvoudigd tot: ^•'^constant.trad "*" •"•'\ijden,trad,truck ~

"•'^constant,combi ' ^•^rijden,combi,truck •" "*^ijden,combi,trein \^) met:

^^constant.trad ~ ^^rad.eq "'" ^*^stat,trad.truck

"*^constant,combi "'^combi,eq "• "•'^stat.combi.truck "*" "•'^idling.combi.kraan "*" "•'^tangeren.combi.trein Voor alle termen waarin 'rijden' voorkomt (alle niet-constante termen dus), geldt:

^••^ijden.mode v •'-'rijden.mode "rijden.mode •'^ijden,mode / ' -Moiode

Waarbij voor de verschillende vervoerwijzen (en ook birmen de verschillende vervoerwij-zen) de factoren Brijden,mode> Erijden.mode ©u L„„de verscWllend kunnen zijn. Deze factoren zijn echter niet afhauikelijk van afstand en zijn dus constant voor de beschouwde vervoer-wijze.

Dit leidt tot de introductie van een set constanten: ^ m o d e "rijden.mode •'bijden.mode ' -^node

Zodat deze vergelijkingen geschreven kunnen worden als: •Jijden,mode v -^rijden.mode ^rijden.mode /

introduceren randvoorwaarde afstand

Bovengenoemde vergelijking (1) heeft te veel variabelen om te kunnen oplossen.

Er moeten dus randvoorwaarden geïntroduceerd worden om tot een oplossing te kunnen komen.

Eén randvoorwaarde kan als volgt afgeleid worden:

Er moet een zekere afstand overbmgd worden om van de plaats van ontgraving naar de plaats van reiniging te komen.

Aannemende dat 'X maal' de kortste afstand gemeten over de weg exact gelijk is aan de kortste afstand bij gebmik making van gecombineerd vervoer, kan worden gesteld dat:

X * D = n -I- n

• ^ •''rijden,trad,truck •'^rijden,combi,truck ^^ *^rijden,combi,trein

De waarde 'X' is onbekend en moet vooraf gekozen worden om het stelsel te kunnen oplossen. X kan gezien worden als een omrijfactor. Indien de kortste afstand over de weg in de praktijk altijd praktisch gelijk is aan de afstand bij gebmik making van gecombi-neerd vervoer, dan kan voor X de waarde 1 ingevuld worden (voor het verdere verloop van het bepalen van de analytische oplossing van het stelsel, doet de waarde X niet ter zake, wel als t.z.t. de oplossing wordt berekend).

oplossen stelsel door introductie begrip 'emissie-budget'

Er zijn nu twee vergelijkingen beschikbaar:

vp -I- D * C > ^'•^constant.trad ' -"^rijden,trad,truck ^trad,truck ^

vp -t-r) * C 4- Ti * P "•"-"constant.combi ^^ -"-^rijden.combi.truck *^combi,truck rijden.combi.trein ^combi.trein en

•^rijden.trad.truck ^ •'-^rijden.combi.truck "" •'-^rijden.combi.trein

Dit stelsel is nog steeds niet oplosbaar, omdat er drie onbekenden zijn (afstand tmck-traditioneel, afstand tmck-combivervoer en afstand trein-combivervoer).

Het is echter mogelijk het gecombineerd vervoer alternatief af te zetten tegen traditioneel vervoer.

Het tmckvervoer wordt daarmee als uitgangspunt genomen: op een bepaalde (eventueel denkbeeldige) relatie wordt voor het tmckvervoer een afstand gemeten (of aangenomen).

D e tenn EE^onstant.trad + Drijden.trad.truck * Ct^ad.truck is dan uit tc rekenen.

Stel de uitkomst op

EEt^ditioneei-Deze emissie vormt het 'emissiebudget': de emissie van het gecombineerde vervoer mag hier in ieder geval niet boven komen, anders is alle moeite voor niets. Het emissiebudget is ook een soort constante, want deze waarde wordt bij een bepaalde berekening als vast verondersteld. Het is daarmee mogelijk om bij de berekening van dit emissie-budget uit te gaan van verschillende snelheden voor de traditionele vervoerwijze.

oplossing stelsel en gevolgen

De oplossing van het stelsel van vergelijkingen (1) en (2) met bekende SEtraditioneei wordt gegeven door:

•''^rijden.combi.truck —

"•^traditioneel ~ ^•'^constant.combi ~ •'^rijden.trad.truck ^"combi.trein

C - c

^-combi.truck ^^combi.trein

en

yjp _ v p . T\ * C

•traditioneel " constant.combi '^'^rijden.trad.truck ^-combi.truck •'•"^rijden .combi .trein

r - c

^combi.trein '-combi.truck

Uit het bovenstaande blijkt dat de verhouding hoofdtransport/overig transport feitelijk slechts afhangt van de constante termen Cgo^bi.truck en C^^bi.trein- l^it is niet verwonder-lijk, want alleen deze termen bepalen (de onderlinge verhouding) in energieverbmik en daarmee emissie.

Het is logisch dat getracht moet worden een zo kort mogelijke voor en natransportafstand te realiseren, vandaar dat het niet verwonderlijk is dat D^yden.combi,truck kleiner op gelijk moet zijn dan/aan een gegeven waarde. Dat D^ijden.combi.trein groter moet zijn dan een bepaalde waarde lijkt op het eerste gezicht missclüen wat vreemd, maar is toch niet onlogisch want:

- de afstand 'plaats van ontgraving' - 'plaats van reiniging' moet minimaal overbmgd worden;

- de emissie die wordt veroorzaakt door voor- en natransport, overslag en rangeren moet worden 'temggewonnen' door voldoend lang traject hoofdtransport met lage emissie. Er is echter ook een bovengrens aan de afstand

Drijden,combi,trein-Stel dat de voor- en natransportafstanden nul zijn, maar dat er wel sprake is van een constante emissie EEconstant,combi- Van het 'emissiebudget' (EEtraditioneei) moet deze constante emissie worden afgetrokken. De overgebleven hoeveelheid emissie mag maximaal door het hoofdtransport worden geproduceerd.