KETENANALYSE HESOP ENERGIEBESPAREN LANGS HET SPOOR

Transcriptie

1 KETENANALYSE HESOP ENERGIEBESPAREN LANGS HET SPOOR Reference number Project number N10028 Version 5 Date : Auteurs: Jolt Oostra, Arnold Lagerweij (Alstom Transport BV) ALSTOM Transport B.V. Alle rechten voorbehouden. Niets mag worden verveelvoudigd, opgeslagen, gebruikt of openbaar gemaakt zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van ALSTOM Transport B.V. Page 1/27

2 VERSIEBEHEER Author Version Date Remarks J. Oostra Eerste uitgave J. Oostra Diverse tekstuele aanpassingen J. Oostra Tabel 6 aangepast J. Oostra Diverse, verdubbeling treinstel A.W. Lagerweij G. van Appeldoorn , 2.1, 3.6, 3.7, 4, 5 Herberekening CO2 uitstoot op basis van de conversiefactoren van Mei 2016 Verwerking commentaar vanuit beoordeling onafhankelijk kennisinstituut Bladzijde 2

3 INHOUDSOPGAVE 1 INLEIDING HESOP TM DOELSTELLING LEESWIJZER IDENTIFICEREN VAN PARTNERS BINNEN DE WAARDEKETEN VASTSTELLEN SYSTEEMGRENZEN KETENPARTNERS KWANTIFICEREN VAN DE CO 2 -EMISSIES DATAVERZAMELING KARAKTERISATIEMETHODE UITGANGSPUNTEN PRODUCTIEFASE GEBRUIKERSFASE RESULTATEN CO2-REDUCTIEMOGELIJKHEDEN DISCUSSIE CONCLUSIE BRONVERMELDING BIJLAGE I: DATA UIT SIMAPRO Bladzijde 3

4 1 INLEIDING Alstom Transport is als leverancier van duurzame railoplossingen wereldwijd actief. Met rollend materieel producten zoals metro, tram en trein, en met treinbeveiligingssystemen is Alstom Transport een promotor van duurzaam transport en heeft duurzaamheid in haar bedrijfsvoering verankerd. Daarnaast heeft Alstom verschillende mogelijkheden tot energiebesparing en daarmee reductie van de CO 2 -footprint in de infrastructuur van railtransport. Onze innovatieve, milieuvriendelijke technologieën vormen een benchmark op het gebied van spoortransport. We zetten ons in om de meest energie-efficiënte producten en technologieën met zo laag mogelijk emissie te leveren. Tevens zetten we ons in om onze eigen bedrijfsvoering zo schoon en zuinig mogelijk te maken. Het CO 2 -management systeem van Alstom Transport is sinds 2010 gecertificeerd met een CO 2 -bewust certificaat niveau 4. Onderdeel van deze certificering is het inzicht krijgen in CO 2 -emissies in de waardeketen van het bedrijf en het realiseren van reducties in deze keten door samenwerking met ketenpartners en/of aanpassingen in de producten van Alstom. Dit zijn de zogenaamde scope 3 emissies. Alstom Transport heeft hiervoor destijds twee onderwerpen gekozen: de vermogenselektronica module en de hybride rangeer locomotief. De afgelopen jaren is gewerkt aan het verbeteren van de ketenanalyse hybride locomotief door meer onderzoek te doen en is, volgens de eisen voor de CO 2 -Prestatieladder versie 2.1, onderzoek gedaan naar de zogenaamde Meest Materiële Emissies in scope 3 van het GHG-protocol, welke zijn verwerkt in de Memo Alstom Transport MME. Dit document laat zien dat de gebruiksfase van de producten van Alstom de belangrijkste bijdrage levert aan de scope 3 emissies. Daarbij is de aanvankelijk gekozen ketenanalyse van de vermogenselektronica module vervangen door onderstaande ketenanalyse van HESOP TM, wat staat voor: Harmonic and Energy Saving OPtimizer. 1.1 HESOP TM HESOP is een nieuw product van Alstom, dat langzaam maar zeker op de markt komt. HESOP vult een traditioneel onderstation aan, dat de bovenleidingspanning van rail-infrastructuur vanuit een AC-midden of hoogspanningsnet verzorgt, met de mogelijkheden van terugvoeding van remenergie (de belangrijkste), spanningsstabilisatie enz., wat verderop in dit document toegelicht wordt. Sinds de eerste testen in 2009 in La Rochelle zijn 2 systemen bij RATP (Régie Autonome des Transports Parisiens) in Parijs geïnstalleerd in 2011, waarna op basis van de opgedane ervaringen en ontwikkelingen op het gebied van de vermogenselektronica een grondig herontwerp heeft plaatsgevonden. Hierna zijn een aantal van deze installaties opgedragen aan Alstom, meer specifiek voor de London Underground, waar vooral de thermische vervuiling van de metro tunnels ten gevolge van gedissipeerde remenergie verminderd wordt en voor Milaan, waar CO 2 reductie en reductie van het aantal onderstations de belangrijkste doelen zijn. Daarnaast zijn deze systemen voorzien in 3 aan te leggen lijnen van de metro van Riyad, waar energiebesparing en daarmee CO 2 reductie via HESOP de voornaamste motieven zijn. Om een goede vergelijking van de CO 2 -emissies te maken tussen de situatie van een standaard onderstation en een actieve HESOP-installatie is het noodzakelijk om de extra CO 2 belasting van een HESOP-installatie te vergelijken met Bladzijde 4

5 de energiebesparing en daarmee de CO 2 emissiebesparing, die met het terugvoeden van remenergie gerealiseerd wordt. Fig. 1 ALSTOM HESOP principeschema Tractie energie: Remenergie: rood groen Dit document beschrijft de netto CO 2 -emissies gedurende de levensduur van een HESOP-installatie en het resultaat van de emissieverschillen bij de toepassing van HESOP in vergelijking met een klassiek onderstation*. De CO 2 - reductie is in sterke mate afhankelijk van de plaats van een HESOP-installatie in de infrastructuur, met zijn specifieke spoorgebruik door specifieke voertuigen in een specifieke frequentie. Vanuit de Nederlandse situatie zijn tot op heden geen resultaten bekend, omdat er nog geen HESOP-installaties in gebruik zijn. De vergelijking vindt daarom plaats vanuit een simulatie van de situatie op 1 locatie, die in overleg met ProRail is gekozen. De gekozen locatie is een kruisingsstation waarbij dus sprake is van tegelijk afremmende en optrekkende treinen waarbij optimaal gebruik kan worden gemaakt van de terugvoerende en stabiliserende eigenschappen van de HESOP. De uitgevoerde analyses leidde onder andere tot het inzicht dat HESOP een belangrijke bijdrage levert aan de vermindering van de CO 2 -uitstoot tijdens de levenscyclus van die installatie, doordat het netto energieverbruik door treinen op de betreffende sectie van het spoor (sterk) gereduceerd wordt. Er is echter tot nu toe geen goede informatie beschikbaar over de exacte CO 2 -uitstoot van HESOP en de mogelijkheden om deze terug te dringen. Alstom Transport heeft daarom besloten om zich in te spannen om het inzicht in CO 2 -emissies te verbeteren. Na de productverbetering van biedt de configuratie van HESOP uitzicht op een stabiele CO 2 -berekening. *Energie aan het AC-net terugvoeden een via een klassiek onderstation is mogelijk met een toegevoegde inverter, ter grootte van een onderstation dat de tractie energie aanvoert. Bladzijde 5

6 1.2 DOELSTELLING De doelstelling van deze ketenanalyse is het verhogen van het inzicht in de CO 2 -uitstoot binnen de waardeketen van Alstom Transport. Met deze kennis kan vervolgens worden gewerkt aan het reduceren van CO 2 -emissies binnen de keten. De doelgroep van deze ketenanalyse bestaat uit Alstom Transport alsmede sectorgenoten die vanuit hun vergelijkbare activiteiten ook vergelijkbare CO 2 -emissies veroorzaken binnen de keten. 1.3 LEESWIJZER Volgens het GHG-protocol dient een ketenanalyse de volgende stappen te doorlopen [GHG, 2004]: Beschrijving van de waardeketen Bepalen van relevante scope 3 emissie categorieën Identificeren van de partners binnen de waardeketen Kwantificeren van de scope 3 emissies Stap 1 en 2 zijn beschreven in de Memo MME en worden niet verder behandeld in dit document. Stappen 3 en 4 zijn hieronder terug te vinden. Bladzijde 6

7 2 IDENTIFICEREN VAN PARTNERS BINNEN DE WAARDEKETEN Ten eerste worden de systeemgrenzen vastgesteld om duidelijk te maken welke processen wel en niet meegenomen worden binnen de analyse. Hierna worden de activiteiten en de partners geïdentificeerd. 2.1 VASTSTELLEN SYSTEEMGRENZEN De HESOP installatie wordt in de ketenanalyse vergeleken met een regulier onderstation. In een vergelijkende LCA is het van belang de verschillen tussen de twee producten te identificeren en te wegen. De onderdelen van de twee producten die van gelijke orde van grote zijn kunnen buiten beschouwing worden gelaten, dit heet stroomlijnen (Brask Klapwijk et al, 2009). Een HESOP installatie kan of een klassiek onderstation vervangen of toegevoegd worden in de infrastructuur, als aanvulling op (een) bestaande onderstation(s), om bij voorbeeld een lokale, zwakke spanningsvoorzieningen te verbeteren, zodat daar meer verkeer of verkeer met een hogere snelheid mogelijk is. Tabel 1 De verschillen tussen een HESOP-station en een klassiek onderstation HESOP IGBT inverter/gelijkrichter Terugvoeden remenergie mogelijk Verbetering rendement door spanningsregeling Klassiek onderstation Thyristor gelijkrichter Geen terugvoeding remenergie Geen spanningsregeling Het verschil in CO 2 -uitstoot tussen de twee systemen tijdens de productie fase wordt voornamelijk bepaald door de complexere besturing en benodigde filtering van de HESOP installatie Tevens is de HESOP-installatie thermisch groter gedimensioneerd, omdat de vermogenselektronica en de transformator effectief hoger belast worden met de doorvoer van tractie- en remenergie, terwijl een klassiek onderstation alleen de tractie energie doorgeeft. Deze twee verschillen tussen de beide systemen vormen daarmee de basis voor het bepalen van het verschil in CO 2 -uitstoot tijdens de grondstofwinning- en productiefase. Fig. 2 geeft de systeemgrenzen weer. De productie van de componenten wordt meegenomen binnen de afbakening. De CO 2 -uitstoot ten gevolge van de transport activiteiten worden niet meegenomen. Na de gebruikersfase worden de producten verwerkt tot afval. Gezien de lange levensduur van de producten is hier nog geen data voor handen. Deze fase valt dan ook buiten de systeemgrenzen. De processen die binnen de gestippelde lijnen vallen worden meegenomen binnen de ketenanalyse. De eventueel te behalen additionele reducties op het rollende materieel, bijvoorbeeld doordat geen remweerstanden meer nodig zijn om de remenergie te op dissiperen, vallen buiten de scope van dit onderzoek. Omdat niet zeker is of deze reductie te realiseren valt bijvoorbeeld omdat het materieel op ook op lijnen die niet met een HESOP zijn uitgerust moet kunnen rijden. Bladzijde 7

8 Winning van grondstoffen Winning van grondstoffen transport transport Productie HESOP-panelen Productie transformator transport transport Assemblage HESOP installatie transport Gebruikersfase transport Afvalverwerking Fig. 2 Afbakening van de ketenanalyse Het doel van deze ketenanalyse is nu als volgt te omschrijven: Het verschil in CO 2 -uitstoot vaststellen die vrijkomt met de productie van een HESOP-installatie in vergelijking met een klassiek onderstation tijdens de toeleveringsketen van de voornaamste onderdelen en tijdens de gebruikersfase, waar energiebesparing optreedt bij de toepassing van de HESOP-installatie en niet bij het klassieke onderstation. 2.2 KETENPARTNERS De ketenpartners van Alstom Transport bestaan uit leveranciers van componenten, gebruikers en tot slot de afvalverwerkers. Een gedeelte van de leveranciers zijn vestigingen van Alstom Transport. De leverancier van componenten heeft toeleveranciers van grondstoffen. Deze zijn onbekend en worden daarom niet in dit onderzoek genoemd. De afvalverwerkers zijn tevens onbekend en worden niet in dit onderzoek benoemd. Bladzijde 8

9 2.2.1 De inverter-panelen en besturing van HESOP De Alstom vestiging in Charleroi produceert de inverter-panelen, het schakel paneel en de besturing van een HESOP installatie. Verschillende onderdelen zijn weer afkomstig uit andere Alstom-vestigingen, bij voorbeeld uit Tarbes en Villeurbanne in Frankrijk De transformator De transformator verzorgt door middel van extra wikkelingen behalve de scheiding tussen het AC-net en het DC-net en de omzetting naar het juiste spanningsniveau tevens de 2-zijdige filterfunctie tussen het AC-hoogspanningsnet en de HESOP-installatie. De transformatoren in standaard onderstations zijn afkomstig van verschillende leveranciers (Potentiële) gebruikers De potentiële gebruikers bestaan uit spoorweg exploitanten, met wie in overleg de optimale locatie bepaald moet worden. HESOP vindt vooral zijn toepassing in situaties, waar verbinding het grotere, doorgaande lijnen ver weg zijn en waar sterk wisselend, maar gelijksoortig bedrijf voorkomt, bij voorbeeld op een enkelspoor sectie, waarbij de treinen uit de twee richtingen bij de wisselplaats gelijktijdig remmen en optrekken. In Nederland is het beheer van het gehele openbare spoor in handen van ProRail, met wie naar een optimale testlocatie gezocht gaat worden. In totaal zijn er sinds eind HESOP-installaties operationeel en sinds juli 2013 meer dan 80 opgedragen, in Londen, Milaan en Riyad. Bladzijde 9

10 3 KWANTIFICEREN VAN DE CO 2 -EMISSIES Nadat de bronnen, karakteristieke methode, afbakening en uitgangspunten zijn beschreven wordt er een kwantitatief overzicht gegeven van de scope 3 emissies in de verschillende ketenprocessen. 3.1 DATAVERZAMELING De data die is gebruikt is afkomstig van de volgende bronnen: Jolt Oostra, Project Manager, voor de informatie over de HESOP installatie Alstom Transport: Presentatie Reversible DC Substation HESOP, 2013 HESOP - STANDARD CUSTOMER PPT_Oct2015_EN_V6_current De aanwezige data is aangevuld d.m.v.: De EcoInvent 2.0 database [EcoInvent] 3.2 KARAKTERISATIEMETHODE Er is waar mogelijk gebruik gemaakt van de CO 2 -uitstoot gegevens uit primaire bronnen. Waar conversie naar CO 2 - emissie nodig was, bijvoorbeeld vanuit het aantal liters verbruikte diesel, zijn de conversiefactoren zoals genoemd op de website [CO2Emissie]. Gegevens afkomstig uit de Ecoinvent database zijn omgerekend naar CO 2 -uitstoot door gebruik te maken van de Greenhouse Gas Protocol v1.00 / CO 2 eq (kg) karakterisatie methode. 3.3 UITGANGSPUNTEN De resultaten worden gegenereerd vanuit een vergelijking tussen een HESOP-installatie en een klassiek onderstation. De basis van deze getallen is een inschatting van de hoeveelheid gebruikte materialen, voor zowel een klassiek onderstation als voor een HESOP-installatie, met weglating van de materialen en infrastructuur, die voor beide toepassingen dezelfde zijn. Deze inschatting is gebaseerd op de binnen Alstom beschikbare kennis van vermogenselektronica in dezelfde orde van grootte van de vermogensklasse als een dergelijk onderstation. Vanuit de ingeschatte massa van de materialen is het mogelijk de CO 2 -uitstoot voor de productie van deze materialen te maken. Vervolgens wordt de hoeveelheid remenergie die teruggewonnen wordt geïnventariseerd, welke een maat is voor de vermindering van de CO2-emissies. 3.4 PRODUCTIEFASE Het grote verschil tussen een klassiek onderstation en een HESOP installatie in termen van de toegepaste hoeveelheid materiaal is de actieve regeling door het HESOP-station. De daarvoor benodigde vermogenselektronica modules voeden niet alleen de treinen in een baanvak, maar voeren ook de remenergie terug. Dit betekent een vergroting van de thermische belasting en daarmee van de benodigde koelinspanning tussen de 20 en 80 %. Verder zijn ten gevolge van het actieve schakelgedrag van een HESOP installatie meer tussenkring-vermogenscondensatoren noodzakelijk. De fabricage van dergelijke condensatoren is verantwoordelijk voor een groot deel van Bladzijde 10

11 de CO 2 -emissies tijdens de productiefase. De extra filtering in de transformator is toegerekend aan de HESOP installatie zelf. In de volgende tabellen is de geschatte CO 2 -emissie van de twee uitvoeringen van dergelijke voedingssystem. Tabel 2 Massa en CO 2 equivalent van een HESOP installatie Geschatte massa Productie Bewerking Transport vanaf leverancier Totaal per component (kg) (kg CO 2 /kg) (kg CO 2 /kg) (kg CO 2 ) (kg CO 2 ) Vermogenscondensatoren IGBT power modules Koeling: verliesvermogen (kw), met Aluminium koellichaam Kasten frame (staal) Schakelaars staal Geleiders/strippen + schakelaars koper Printen/elektronica Spoelen staal Spoelen koper Onvoorzien staal Gewicht hele module CO2 footprint Tabel 3 Massa en CO 2 equivalent van een klassiek onderstation. Geschatte massa Productie Bewerking Transport vanaf leverancier Totaal per component (kg) (kg CO 2 /kg) (kg CO 2 /kg) (kg CO 2 ) (kg CO 2 ) Vermogenscondensatoren Diode- en thyristormodules Koeling: verliesvermogen (kw), met Aluminium koellichaam Kasten frame (staal) Schakelaars staal Geleiders/strippen + schakelaars koper Printen/elektronica Spoelen staal Spoelen koper Onvoorzien staal Gewicht hele module CO2 footprint Bladzijde 11

12 De voor beide toepassingen benodigde transformatoren op zich en verdere behuizingen (gebouw, container o.i.d.) zijn in deze beschouwing weggelaten. 3.5 GEBRUIKERSFASE De toepassing van HESOP als terugvoedend onderstation in het spoor en de potentiele reductie van het energiegebruik laat zich illustreren via de weergave van de energiestromen in figuur 3, dat het resultaat weergeeft van een UITP studie uit 1997, gebaseerd op onderzoek naar 24 metro en 7 tramlijnen: Fig. 3 De energiestromen bij railtoepassingen De rode lijnen geven het vanuit de infra structuur niet te beïnvloeden energie verbruik van het gemiddelde railvoertuig. De blauwe en groene lijn samen omvatten de totale hoeveelheid rem energie, die vrijkomt wanneer een voertuig remt. HESOP maakt het mogelijk tot 99 % van de rem energie, die normaal gesproken verloren gaat, weer aan het hoogspannings AC-net terug te voeden Andere voordelen van HESOP zijn: Optimalisatie van de tractie prestatie van de voertuigen door spanningsstabilisatie o Op een lijn met alleen HESOP-stations worden remweerstanden zelfs geheel overbodig, wat leidt tot gewichtsbesparing en een efficiëntere voertuigindeling. Optimalisatie in de infra structuur: minder onderstations nodig door de actieve spanningsstabilisatie of een hoger aantal voertuigen bij hetzelfde aantal onderstations Verbetering van de kwaliteit van de bovenleiding spanning door een verminderde harmonische inhoud De mogelijkheid de bovenleiding ijsvrij te maken door spanningsverschillen tussen HESOP stations te creëren, zonder de inzet van een voertuig. Meekijken op afstand Dit document beperkt zich tot de mogelijkheden van reductie van het energie gebruik en de reductie in CO 2 -emissie, die daarmee samenhangt. Bladzijde 12

13 Schematisch ziet de vergelijking tussen een klassiek onderstation met terugvoeding-mogelijkheid er in vergelijking met een HESOP-station uit als weergegeven in figuur 4: Klassiek onderstation HESOP TM onderstation High Voltage Circuit Breaker High Voltage Circuit Breaker Transformer Transformer Diodes rectifier IGBT Converter Rail Isolation Disconnector Dc Board Incoming Disconnector Rail DC Board Incoming Disconnector OCL OCL Fig. 4 Vergelijking van de architectuur van een klassiek terugvoedend onderstation met een HESOP installatie Hergebruik van remenergie en de regelgrenzen van een HESOP-installatie zijn in figuur 5 aangegeven, in vergelijking met een klassiek onderstation en terugvoeding naar andere treinen: Fig. 5 Stroom- en spanningsvergelijking van een HESOP-installatie met een klassiek onderstation Bladzijde 13

14 Fig. 6 is een voorbeeld van een opgebouwde HESOP-installatie voor 750 V en een vermogen van 1200 kw DC schakelpaneel Vermogensmodule fase 2 besturing AC filter Vermogensmodule fase 1 Vermogensmodule fase 3 Fig. 6 HESOP-installatie 750 V, 1200 kw Situatieschets van een baanvak Als voorbeeld voor deze ketenanalyse dient het baanvak tussen Ede en Barneveld, de Valleilijn, dat door CONNEXION geëxploiteerd wordt. Het betreft een enkelspoor baanvak, waar nu met een halfuur dienst gereden wordt in 2 richtingen, met een kruising bij Lunteren. Deze kruising in het enkel spoor dwingt de treinen ongeveer gelijktijdig af te remmen en weer op te trekken. Er vindt in ieder geval geen energieoverdracht van de ene op een andere trein plaats, ook al omdat de aansluiting met het hoofdspoor relatief ver weg is. Daarnaast is er ook geen sprake van energiebuffering, zodat de remenergie volledig verloren gaat. Zie onderstaand detail uit de vertrekstaat van Lunteren: Tabel 4 Vertrektijden van station Lunteren Tijd Richting Spoor Reisdetails 12:07 Amersfoort 2 Valleilijn Stoptrein 12:07 Ede-Wageningen 1 Valleilijn Stoptrein 12:37 Amersfoort 2 Valleilijn Stoptrein 12:37 Ede-Wageningen 1 Valleilijn Stoptrein 13:07 Amersfoort 2 Valleilijn Stoptrein Bladzijde 14

15 3.5.2 De trein De dienst wordt uitgevoerd met PROTOS-treinen van Fahrzeugtechnik Dessau, waarvan de elektrische installatie is geleverd door Vossloh-Kiepe, met als voornaamste eigenschappen: Massa 108 ton Maximumsnelheid 160 km/h Dienstsnelheid 140 km/h Passagiers Stroomsysteem V gelijkstroom Vermogen kw (4 x 335 kw) Fig. 7 De PROTOS trein op de Valleilijn. De gegevens van de rit van en naar station Lunteren zijn: Tabel 5 Station Lunteren Rit Afstand Tijd Max. snelheid Ede-Centrum Lunteren 6 km 7 min. 60* kmh Barneveld Lunteren 7,6 km 8 min. 60* kmh *in de berekening gebruikte waardes De toe te passen HESOP-installatie De toepassing van HESOP in deze situatie betreft de uitvoering van een systeem met een nominale spanning van 1500 VDC. Een overzicht van de specificaties van een degelijke unit zijn in onderstaande tabel opgenomen. Tabel 6 Belangrijkste specificaties van een HESOP installatie Het spreekt vanzelf, dat het vermogen van een HESOP installatie op de lokale vermogensbehoefte geprojecteerd wordt. Zie voor een verdere toelichting op de mogelijkheden het hoofdstuk: Discussie. Bladzijde 15

16 3.6 RESULTATEN De energiehuishouding van de inzet van deze trein op dit baanvak is berekend aan de hand van de huidige dienstregeling. De maximaal toegerekende snelheid is 58 km/h. Via simulatie/berekening blijkt dat de hoeveelheid remenergie die bij elke remming per trein vrijkomt, en nu gedissipeerd wordt, tussen de 2,5 en 3 kwh ligt. Het maximale aanzet resp. remvermogen bij de huidige dienstregeling ligt in de orde van grootte van 1000 resp. 900 kw. Met de huidige dienstregeling vinden 444 treinbewegingen plaats in station Lunteren, m.a.w. er komen 444 treinen per week aan, die ook weer vertrekken. De totale hoeveelheid remenergie, die daardoor verloren gaat op deze locatie bedraagt 444 x 52 x (2,5 tot 3) of tussen de en kwh per jaar. Voor een levensduurverwachting van de HESOP installatie van 20 jaar betekent dit een besparing van 1200 tot 1400 MWh. Uitgaande van de conversiefactor voor Grijze stroom en Tank-To-Wheel (TTW: 0,464 kg CO 2 /kwh) levert dit een reductie van de CO 2 -emissie van 536 resp. 643 ton. In de tabel is 600 ton opgenomen. Tabel 7 Overzicht CO 2 -uitstoot van de verschillende fases van de keten Productie onderdelen (ton CO 2 ) Vermindering uitstoot gebruiksfase Totaal 20 jaar (ton CO 2 ) Totaal scope 3 emissies (ton CO 2 ) Klassiek onderstation Totale gebruikersfase HESOP station Totale gebruikersfase Verschil 54,3 89,8 35, ,3-510,2-564,5 In totaal wordt er over de gehele levensduur van het HESOP station 565 ton CO 2 bespaard in de geschetste toepassing. In de toekomstige dienstregeling gaan op deze lijn dubbele treinstellen rijden, met dezelfde frequentie en dezelfde snelheden, waarmee de opstelling de volgende wordt. De hoeveelheid berekende remenergie die bij elke remming per trein vrijkomt en die anders gedissipeerd wordt, ligt tussen de 5 en 6 kwh. Het maximale aanzet resp. remvermogen ligt dan in de orde van grootte van 2000 resp kw. Met de beoogde dienstregeling vinden 444 treinbewegingen plaats in station Lunteren, m.a.w. er komen 444 treinen per week aan, die ook weer vertrekken. De totale hoeveelheid remenergie, die daardoor verloren gaat op deze locatie bedraagt 444 x 52 x (5 tot 6) of tussen de en kwh per jaar. Voor een levensduurverwachting van de HESOP installatie van 20 jaar betekent dit een besparing van 2,4 tot 2,8 MWh of een reductie van de CO 2 -emissie met 1092 resp ton In de tabel: 1200 ton. Bladzijde 16

17 Tabel 8 Overzicht CO 2 -uitstoot bij de toekomstige dienstregeling. Productie onderdelen (ton CO 2 ) Vermindering uitstoot gebruiksfase Totaal 20 jaar (ton CO 2 ) Totaal scope 3 emissies (ton CO 2 ) Klassiek onderstation Totale gebruikersfase HESOP station Totale gebruikersfase Verschil 54,3 89,8 35, ,3-1110,2-1164,5 In totaal wordt er over de gehele levensduur van het HESOP station 1165 ton CO 2 bespaard in de geschetste toepassing. 3.7 CO2-REDUCTIEMOGELIJKHEDEN Product HESOP Uit de resultaten bleek dat over de gehele gebruikersfase gezien de totale besparing in de geschetste toepassing 565 resp ton CO 2 bedraagt in 20 jaar. ProRail heeft ca. 230 onderstations, terwijl het totaal bij de stedelijke vervoerondernemingen in Den Haag, (tram), Amsterdam (metro, tram), Rotterdam (metro, tram), Utrecht (sneltram), en Arnhem (trolleybus) vele tientallen in gebruik zijn. Vertaald naar de situatie in Nederland zouden, om een orde van grootte te bepalen, er alleen bij ProRail 10 % van de onderstations kunnen worden vervangen door een HESOP installatie. Dit leidt tot een minimale potentiële besparing van 0,1 x 230 x 565 ton CO 2 = 13,0 kton CO 2 per 20 jaar bij relatief bescheiden toepassingen als in de geschetste huidige situatie tussen Ede en Barneveld Reductiepotentieel Het reductiepotentieel van de HESOP is hiermee, behoudens de onzekerheden genoemd in hoofdstuk 4, aangegeven. De mate waarin dit in de praktijk gerealiseerd gaat worden is afhankelijk van het aantal HESOP s dat verkocht gaat worden. De HESOP is een van de instrumenten waarmee Alstom de scope 3 reductiedoelstellingen van 20% in 2020 ten opzichte van 2014 in het gebruik van Alstom producten. Bladzijde 17

18 4 DISCUSSIE Er zijn ook in deze versie van de ketenanalyse nog onzekerheden in de gebruikte data. Bovenvermelde gegevens hebben betrekking op de huidige situatie. De toe te passen HESOP-installatie lijkt dan erg groot qua vermogen, terwijl de hoeveelheid energie en daarmee CO 2 die bespaard wordt, beperkt is. De potentiele reducties geven echter een heel ander beeld, wanneer de plannen tot verdubbeling van de frequentie op dit baanvak, die als concept ontwikkeld zijn, worden gerealiseerd. Onderdeel van die plannen is globaal een verdubbeling van de snelheid van de treinen, wat tot een verviervoudiging van de hoeveelheid te dissiperen en met HESOP te besparen, energie resp. vermindering van de CO 2 uitstoot, leidt, tot een orde van grootte van 4 x 565 = 2260 ton CO2 op per 20 jaar, voor alleen deze toepassing. Wanneer daarnaast de frequentie van treinen wordt verdubbeld is de resulterende besparing 2 x 2260 = 4520 ton CO2 per 20 jaar De bronnen van de overige emissiebronnen zijn nog steeds beperkt, en de informatie is in veel gevallen gebaseerd op waardes vanuit de EcoInvent 2.0 database en interviews. De data onzekerheden, oftewel de onzekerheden binnen de gebruikte gegevens van EcoInvent is relatief laag, aangezien de kengetallen binnen de EcoInvent database gebaseerd zijn op relatief betrouwbare literatuur. Echter, in sommige gevallen zijn er noodgedwongen schattingen gemaakt. Aangezien de belangrijkste conclusies gebaseerd zijn op de orde van grootte van de resultaten en niet op zeer specifieke CO 2 -uitstoot gegevens hebben de onzekerheden naar verwachting geen invloed op de conclusies van deze analyse. Met betrekking tot het reductiepotentieel zijn schattingen gemaakt voor het vervangingspotentieel van de onderstations. Dit omdat onbekend was hoeveel onderstations vervangen kunnen worden door HESOP stations, de lokale situaties zijn niet overal duidelijk. Tot slot zijn niet alle processen binnen de keten meegenomen. De afvalverwerking fase viel niet onder het bereik van dit onderzoek. Hier kan een verschil in uitstoot zitten tussen de verwerking van de verschillende onderdelen. In een vervolg onderzoek zou hier inzicht in kunnen worden gegeven. Bladzijde 18

19 5 CONCLUSIE Het doel van dit onderzoek is om meer inzicht te krijgen in de CO 2 -uitstoot die in scope 3 valt. Dit is gedaan door een vergelijking te trekken tussen een klassiek onderstation en een HESOP installatie tijdens de toeleveringsketen van de voornaamste onderdelen en de gebruikersfase. Over de gehele levensduur genomen vermindert een HESOP installatie de CO 2 uitstoot met 600 tot 4520 ton per 20 jaar in vergelijking met klassieke onderstations. De uitstoot van Alstom Transport BV bedroeg ton CO 2 in De gerealiseerde reductie in scope 3 emissies door de productie van 10 of meer HESOP installatie ligt daarmee in de orde grootte van de scope 1 en 2 emissies van een geheel jaar en is daarmee significant te noemen. Door samen met de producent van de HESOP installatie te zoeken naar meer informatie over de uitstoot tijdens de productiefase van een HESOP installatie en te zoeken naar alternatieven kan Alstom Transport de uitstoot ten gevolge van de productie van HESOP installatie mogelijk met 5% verminderen. Bladzijde 19

20 6 BRONVERMELDING [GHG, 2004] The Greenhouse Gas Protocol, A corporate Accounting and Reporting Standard, revised edition. [SKAO, 2015] Handboek CO 2 -prestatieladder, versie 3.0, SKAO, 10 juni 2015, [Simapro, 2008] M. Goedkoop, A. de Schrijver, M. Oele Introduction to LCA with SimaPro 7, Pré Consultants, februari 2008 [Brask-Klapwijk et al] / druk Heruitgave (digitaal boek) R.M. Bras-Klapwijk, R. Heijungs & P. van Mourik Nederlands - Levenscyclusanalyse voor onderzoekers, ontwerpers en beleidsmakers, 2009 [CO2Emissie] Website voor CO 2 emissiefactoren [EcoInvent, 2010] Ecoinvent database, 2010 [Alstom Transport, 2013] PowerPoint presentatie: HESOP_Long_EN Draft Rev 1.pptx [Alstom Transport, 2015] HESOP - STANDARD CUSTOMER PPT_Oct2015_EN_V6_current.pptx Bladzijde 20

21 7 BIJLAGE I: DATA UIT SIMAPRO Figuur 1 CO 2 -uitstoot tijdens de productie van gietijzer. Bladzijde 21

22 Figuur 2: CO 2 -uitstoot tijdens de bewerking van staal Bladzijde 22

23 Figuur 3: CO 2 -uitstoot tijdens de productie van koper Bladzijde 23

24 Figuur 4: CO 2 -uitstoot tijdens de bewerking van koper Bladzijde 24

25 Figuur 5: CO 2 -uitstoot tijdens de productie van aluminium Bladzijde 25

26 Figuur 6: CO 2 -uitstoot tijdens de bewerking van aluminium Bladzijde 26

27 Bladzijde 27