Abstrakt: Článok sa zaoberá hromadnou osobnou dopravou a jej vplyvom na životné prostredie. Hlavnom témou je navrhnúť výpočet množstva vyprodukovaných škodlivín CO2 v autobusovej doprave pre samostatného cestujúceho. Výsledkom je docieliť aby každá osoba pri zakúpení cestovného dokladu mala informáciu o zaťažení životného prostredia svojou prepravou. Podľa metodiky uvedenej v STN EN 16258 boli vypočítané hodnoty emisií v kg CO2e. Norma zabezpečuje výsledky na úrovni úsekového princípu. Z toho dôvodu ďalšia časť článku sa zaoberá transformáciou úsekového princípu na zákaznícky. Tento princíp má presnejšiu výpovednú hodnotu a zahŕňa aj výmenu cestujúcich vo vozidle. Vstupné údaje pre výpočet a výsledky sú uvedené v tabuľkách.
Kľúčové slová: hromadná osobná doprava, kalkulácia emisií, výstupná deklarácia
JEL: Q53
PROPOSAL FOR THE DECLARATION OF THE QUANTITY OF PRODUCED CO2 POLLUTANTS ON THE TRAVEL DOCUMENT IN BUS TRANSPORT PER ONE PASSENGER
Abstract: The article deals with road public transport and its impact on the environment. The main issue is to propose a calculation of the amount of CO2 generated in bus transport for an individual traveler. The result is that every person, when purchasing a travel document, should have information on the environmental burden of transport. The standard provides results at the level of the segmental principle. For this reason, another part of the article deals with the transformation of the segmental principle into customer principle. This principle has a more accurate verifiable value and includes the exchange of passengers in the vehicle. The input data for the calculation and the results are shown in the tables.
Keywords: public transport, emissions calculation, output declaration
1 Úvod
Environmentálna prijateľnosť prevádzky vozidiel je v súčasnosti významným kritériom kvality dopravných služieb. Čoraz častejšie sa od dopravcov požaduje deklarovanie vplyvu ich činnosti na životné prostredie prostredníctvom vystavovania dokladov obsahujúcich konkrétne množstvá emisií škodlivín z dopravnej prevádzky, najmä emisií oxidu uhličitého (CO2) ako najrozšírenejšieho skleníkového plynu. Rôzne prístupy k výpočtu spotreby energie a produkcie emisií skleníkových plynov z dopravnej prevádzky viedli k potrebe zjednotenia metodiky ich výpočtu. Pri výpočtoch množstva emisií skleníkových plynov norma STN EN 16258 uvažuje s jednotkou CO2e (ekvivalent oxidu uhličitého), keďže oxid uhličitý predstavuje najväčší podiel na produkcii skleníkových plynov. Hodnota CO2e udáva mieru vplyvu jednotlivých skleníkových plynov na globálne otepľovanie použitím prepočtu na množstvo alebo koncentráciu CO2, ktorá by mala obdobné vplyvy.
2 Princípy výpočtu spotreby energie a emisií skleníkových plynov pri dopravných službách
V roku 2012 bola Európskym výborom pre normalizáciu (CEN) schválená európska norma EN 16258 Methodology for calculation and declaration of energy consumption and GHG emissions of transport services (freight and passengers). Norma bola v septembri 2013 prevzatá do slovenského normalizačného systému v slovenskom jazyku pod označením STN EN 16258:2013 s názvom Metodika výpočtu a deklarovania spotreby energie a emisií skleníkových plynov z dopravných služieb (nákladná a osobná doprava). Norma stanovuje metodiku a požiadavky na výpočet a vykazovanie spotreby energie a emisií skleníkových plynov (GHG) z dopravných služieb. Táto norma sa primárne zameriava na spotrebu energie a emisie skleníkových plynov súvisiace s vozidlami (používanými na zemi, vo vode a vo vzduchu) počas prevádzkovej fázy životného cyklu. Avšak pri výpočtoch spotreby energie a emisií súvisiacich s vozidlami sa berie do úvahy aj spotreba energie a emisie súvisiace s energetickými procesmi pri palivách a/alebo elektrine používaných vozidlami (vrátane napríklad výroby a distribúcie pohonných hmôt). To zaisťuje, že norma preberá pri vykonávaní výpočtov prístup „well-to-wheel“ a pri deklarovaní pre používateľov dopravnej služby. Obsah a štruktúra prijaté v tejto norme sa usilujú, aby norma bola široko uplatniteľná v celom odvetví dopravy a prístupná pre rôznorodé skupiny používateľov. [1]
Well-to-Wheel (WtW) je prístup založený na sledovaní spotreby energie a produkcii emisií od samotnej výroby energie až po jej konečnú spotrebu. Pozostáva z dvoch častí:
- Well-to-Tank (WtT) – spotreba energie a produkcia emisií počas výroby energie,
- Tank-to-Wheel (TtW) – spotreba energie a produkcia emisií počas prevádzky vozidla. [1]
Zdroj: [2]
Obr. 1. Životný cyklus vozidla
2.1 Výpočty pre systém prevádzky vozidla (VOS)
Pri výpočte je potrebné poznať prevádzkové charakteristiky vozidiel a dopravných služieb, ako je spotreba pohonných hmôt vozidiel, prepravná vzdialenosť, počet km nenaloženého vozidla, počet cestujúcich, kapacita vozidiel. V prípade, že dopravná služba pozostáva z viacerých úsekov, je potrebné identifikovať systém prevádzky vozidla (Vehicle Operation System – VOS) pre jednotlivé úseky, konkrétne počet a kategórie prevádzkovaných vozidiel vrátane času ich prevádzky.
Výpočet vychádza z identifikácie spotreby vozidla v konkrétnom systéme prevádzky vozidla (VOS).
Prepočet z celkovej spotreby paliva pre VOS na množstvo spotreby energie a emisie skleníkových plynov sa musí vykonávať pomocou týchto vzťahov:
3 Zákaznícky princíp pri deklarovaní produkcie škodlivín v zmysle normy STN EN 16258
Metodika je založená na transformácii úsekového princípu výpočtu produkcie škodlivín na zákaznícky princíp. Prostredníctvom úsekového princípu pri prímestskej autobusovej doprave sa stanoví celková produkcia škodlivín CO2 za celú prepravu. Je potrebné podotknúť, že musí ísť o optimálnu trasu prepravy, ktorá rešpektuje kritériá optimalizácie (najrýchlejšia, najkratšia, najekonomickejšia trasa) a obmedzujúce podmienky pri vykonávaní prepravy (kapacita dopravného prostriedku, časy prevádzky zákazníkov, parametre cestnej infraštruktúry a dopravné obmedzenia na nej a ďalšie). Následne je potrebné stanoviť podiely produkcie škodlivín pre jednotlivých cestujúcich (zákazníkov). Pre tento účel musí byť stanovená vhodná rozvrhová základňa. [4]
Vhodnou rozvrhovou základňou je podiel výkonu realizovaného pre konkrétneho zákazníka, ktorý by bol obslúžený priamou prepravou z depa k nemu na celkovom výkone pre všetkých jednotlivých cestujúcich spolu obslúžených samostatnými jednotlivými prepravami z depa. Vzdialenosť by nemala byť uvažovaná vzdušnou čiarou, ale po existujúcej cestnej infraštruktúre pri rešpektovaní kritérií optimalizácie (najrýchlejšia, najkratšia). Ako výkon sa použije prepravný výkon v jednotkách oskm. Na nasledujúcom obr. 2 je znázornený príklad schémy autobusovej linky, ktorá sa použije pre transformáciu úsekového princípu na zákaznícky spolu s ohľadom na výmenu cestujúcich počas prepravy. Čísla so znakom plus predstavujú cestujúcich, ktorí pristupujú do vozidla, čísla so znakom mínus zase cestujúcich, ktorí vystupujú z vozidla. Hodnoty medzi zastávkami predstavujú cestujúcich prepravujúcich sa vo vozidle.
Zdroj: spracované autorom
Obr. 2 Schéma autobusovej linky pre transformáciu úsekového princípu na zákaznícky spolu s ohľadom na výmenu cestujúcich počas prepravy
4 Modelový postup výpočtu škodlivín CO2
Pri návrhu výpočtu vyprodukovaných škodlivín CO2 z prímestskej autobusovej dopravy bola vytvorená schéma, ktorá predstavuje celý proces spolu s jednotlivými vstupmi. Schéma je znázornená na obr. 3. Prvý krok je na používateľovi, resp. cestujúcom. Ten sa rozhodne odkiaľ a kam chce cestovať. Zvolí si teda začiatočný a koncový bod svojej prepravy. Vzdialenosť medzi týmito dvoma bodmi sa určí cez plánovač trasy alebo z dispečingu daného dopravného podniku.
Ďalší krok je výber vozidla. Tento výber sa môže uskutočniť buď automaticky z vytvorenej databáze, ktorá by obsahovala zoznam vozidiel spolu s ich technickými parametrami. Tento zoznam by obsahoval len tie vozidlá, ktoré sú prevádzkované na vybranej trase. Druhým spôsobom by bolo manuálne nadefinovanie vozidla. Sú vyžadované tieto technické parametre vozidla: výkon motora, emisná trieda, kapacita dopravného prostriedku, priemerný počet cestujúcich V oboch možnostiach voľby je dôležitá predovšetkým ich priemerná spotreba pohonných hmôt. Údaj o priemernej spotrebe paliva vychádza z hodnôt, ktoré boli namerané vo vozidle v minulom časovom období, napr. z predošlého pracovného mesiaca. Priemerná spotreba paliva závisí aj od sezónnosti, iná bude v letných a iná v zimných mesiacoch.
Potom nasleduje samotný výpočet množstva vyprodukovaných škodlivín podľa preddefinovaných vzorcov v STN 16258. Norma hodnotí výsledky z pohľadu úsekového princípu. Keďže sa požaduje aby každý cestujúci samostatne má byť informovaný o množstve vyprodukovaných škodlivín CO2, potom je nutné úsekový princíp transformovať na zákaznícky.
Zostáva celkové množstvo CO2 prepočítať medzi priemerný počet cestujúcich nachádzajúcich sa vo vozidle, pri preprave medzi jednotlivými zastávkami, a zistíme aké množstvo škodlivín CO2 pripadá na jedného cestujúceho. Údaj o priemernom počte cestujúcich vo vozidle vychádza z hodnôt, ktoré boli namerané v dopravnom podniku v minulom časovom období, napr. z predchádzajúceho pracovného dňa alebo týždňa. Podobne ako pri palive aj na priemerný počet cestujúcich vplýva sezónnosť, špička a sedlo, atď.
Ak už poznáme množstvo škodlivín CO2 na jedného cestujúceho v PAD (prímestská autobusová doprava) na danej trase, je vhodné to porovnať s množstvom škodlivín CO2 pripadajúce na jedného cestujúceho v IAD (individuálna automobilová doprava). Na výpočet množstva škodlivín v IAD sú už vytvorené a dostupné viaceré emisné kalkulátory, napr. Carbonfootprint kalkulátor. Výsledkom tohto porovnania sú ušetrené škodliviny CO2 a cestujúci má predstavu, ktorá preprava je environmentálne prijateľnejšia.
V ďalšej kapitole tohto príspevku sú na prípadovej štúdií ukázané aj vypočítané hodnoty.
Zdroj: spracované autorom
Obr. 3 Schéma procesu výpočtu škodlivín CO2 spolu so znázornenými vstupmi
5 Prípadová štúdia
V tejto časti príspevku je podľa navrhovaného modelového postupu vypočítané množstvá škodlivín CO2 pripadajúce na jedného cestujúceho v autobusovej doprave. Prvá časť sa vypočíta z pohľadu úsekového princípu a druhá z pohľadu zákazníckeho.
Tab. 1. Vstupné údaje pre výpočet
Zdroj: spracované autorom
Nasleduje kontrola zadaných údajov, či sú správne vyplnené. Ak nie, opakuje sa krok zadania vstupných údajov. Ak sú správne, nasleduje proces výpočtu kalkulácie spotreby energií a množstva emisií. Výpočet prebieha podľa preddefinovaných vzorcov určených na tieto výpočty energie a emisií, v súlade s postupmi uvedenými v norme STN EN 16258 Metodika výpočtu a deklarovania spotreby energie a emisií skleníkových plynov z dopravných služieb (nákladná a osobná doprava). Výstupom tejto kalkulácie je prvá časť výsledkov, ktorá obsahuje hodnoty o spotrebovanej energií a vyprodukovaných množstvách emisií Ew, Gw, Et, Gt vyjadrených v tonách, resp. v kilogramoch.
Výstupná deklarácia pre osobnú hromadnú dopravu obsahuje nasledujúce informácie. Ide o technické parametre vozidla, prevádzkovú dĺžku linky, priemernú spotrebu paliva a počet prepravovaných cestujúcich. Výsledkom kalkulácie sú opäť štyri výstupné údaje o spotrebe energie a emisií Ew, Gw, Et, Gt, podľa normy STN EN 16258. Tieto výsledky sú následne prepočítané na jedného cestujúceho podľa hodnoty priemerného počtu cestujúcich.
V nasledujúcej tabuľke môžeme vidieť vzor vyhlásenia s informáciami o vozidle, charakteristike trate a konečné výsledky spotreby energie a znečistenia škodlivinami CO2 vyjadrených na jedného cestujúceho v priemere. [2]
Tab. 2. Výstupy kalkulácie škodlivín a spotreby energie pre trasu v hromadnej osobnej doprave (na jedného cestujúceho)
Zdroj: spracované autorom
Hodnoty výslednej kalkulácie Gt a Gw znázorňujú negatívny vplyv prepravy jedného cestujúceho pasažiera v prímestskej autobusovej doprave na životné prostredie. Takýto výsledok kalkulácie podľa normy STN EN 16258 vychádza z pohľadu úsekového princípu. Hodnoty Gt a Gw sú vypočítané všeobecne z celej dĺžky trasy prepravy a nezohľadňujú výmenu cestujúcich počas prepravy v reálnych podmienkach.
Z tohto dôvodu sa navrhuje metodika výpočtu množstva vyprodukovaných škodlivín CO2 z pohľadu zákazníckeho princípu. Takto vypočítané hodnoty majú vyššiu a presnejšiu výpovednú hodnotu, pretože zahŕňajú aj výmenu cestujúcich vo vozidle medzi jednotlivými zastávkami. V tab. 3 sú uvedené modelové dáta na výpočet spolu s rozvrhovou základňou a hodnotami celkového množstva škodlivín CO2. Táto tabuľka priamo nadväzuje na obrázok 2.
Tab. 3. Modelové dáta s rozvrhovou základňou
Zdroj: spracované autorom podľa [4]
Na ukážku výpočtu množstva škodlivín CO2 v prímestskej autobusovej doprave podľa zákazníckeho princípu bolo vybraných 7 zastávok spolu s ich vzdialenosťami od depa. Vzdialenosť bola určená cez softvér GoogleMaps s po existujúcej dopravnej infraštruktúre. Počet prepravených osôb medzi zastávkami je len ilustračný. Čiastkový prepravný výkon sa určil ako násobok vzdialenosti medzi zastávkami a prislúchajúcim počtom osôb. Súčtom čiastkových prepravných výkonov získame hodnotu celkového (368,2 oskm), ktorý poslúži ako základňa pre výpočet percentuálnych podielov.
Následne sú takto vypočítané percentuálne podiely jednotlivých cestujúcich, ktorí cestujú na rovnakú zastávku, vynásobené celkovými hodnotami vyprodukovaných škodlivín CO2 získaných úsekovým princípom, viď. tabuľka 3. Takýmto spôsobom sa transformuje úsekový princíp na zákaznícky, kde každý cestujúci má informáciu, aký ekologický dopad na životné prostredie má preprava jeho osoby v rámci vykonania prímestskej autobusovej dopravy. V tabuľke 4 sú znázornené konečné hodnoty výpočtu podľa zákazníckeho princípu. Stĺpec zvýraznený modrou farbou predstavuje hodnoty, ktoré vypovedajú o tom aké veľké množstvo škodlivín CO2 sa vyprodukuje počas prepravy jedného cestujúceho na konkrétnu zastávku v autobusovej doprave. Ak chce cestujúci cestovať autobusovou dopravou na 4. zastávku, zaťaží životné prostredie 0,234 kgCO2e. Následne táto daná hodnota sa má zverejniť na cestovný doklad po jeho zakúpení.
Tab. 4. Výsledné hodnoty podľa zákazníckeho princípu
Zdroj: spracované autorom
Transformácia úsekového na zákaznícky princíp vychádza z príručky CLECAT-u a navrhovaný výpočet rešpektuje odporúčania tejto príručky.
Taktiež sa ešte porovnával úsek dopravnej služby medzi autobusom a osobným automobilom. Zaznamenávala sa produkcia škodlivín CO2. Dopravná služba je zastúpená trasou od jednej autobusovej stanice po druhú. Dĺžka úseku je 8 km. Technické vlastnosti autobusu zostávajú rovnaké. Počet cestujúcich v autobuse je 36 osôb. Priemerná spotreba autobusu na úseku 8 km je 2,16 litrov. Vybrané osobné vozidlo má tieto parametre: Škoda Octavia II, 1,9 TDI, 77 kW, emisná trieda Euro IV, rok výroby 2006. Jeho priemerná spotreba paliva na tom istom úseku je 0,62 litrov. V osobnom automobile sa nachádzal len vodič. Výpočty hodnôt Gt a Gw prebiehali v súlade STN 16258. Konečné výsledky tohto porovnania sú uvedené v tabuľke 5.
Tab. 5. Porovnanie produkcie škodlivín medzi autobusom a osobným vozidlom pri preprave jedného cestujúceho na rovnakej vzdialenosti 8 km
Zdroj: spracované autorom podľa [6]
Informácie o hodnote Gw v sebe zahŕňajú produkciu priamych i nepriamych škodlivín, preto by táto hodnota bola znázornená na každom cestovnom doklade a cestujúci by mal údaj, že pri jeho preprave sa na danej linke v priemere vyprodukuje 0,19 kgCO2e. Pre osobu cestujúcu v hromadnej osobnej doprave je povzbudivejšie ak na danom cestovnom doklade má napísanú informáciu nie o množstve vyprodukovaných škodlivín, ale o množstve ušetrených škodlivín v porovnaní s individuálnou automobilovou dopravou.
Na obrázku 4 je znázornený návrh cestovného dokladu. Vychádza z koncepcie už existujúcich a vydávaných cestovných dokladov v prímestskej autobusovej doprave v podmienkach Slovenskej republiky. Zvýrazneným zeleným písmom je uvedená hodnota množstva vyprodukovaných škodlivín CO2 pri preprave cestujúceho autobusovou dopravou. Zvýrazneným červeným písmom je uvedená informácia pre cestujúceho o množstve vyprodukovaných škodlivín pri jeho preprave na tej istej trase osobným automobilom. V poslednom riadku sa nachádza hodnota o množstve ušetrených škodlivín CO2e. Táto hodnota sa vypočíta ako rozdiel predošlých hodnôt. Informácie vychádzajú z tab. 5.
Zdroj: spracované autorom
Obr. 4. Vzor návrhu cestovného dokladu s informáciou o vyprodukovaných škodlivinách
6 Záver
Hromadná osobná doprava na Slovensku je menej výhodná a má malý dopyt zo strany cestujúcich. Výhodou osobného automobilu je väčší komfort cestujúcich a vyššia prepravná rýchlosť na požadované miesto. Výsledky modelu ukazujú, že hromadná osobná doprava má jednu veľmi dôležitú výhodu a to, že je ekologickejšia ako osobný automobil. Porovnanie produkcie škodlivín medzi autobusom a osobným vozidlom v tabuľke 5 ukazuje, že prevádzka osobného vozidla na rovnakej prejdenej vzdialenosti ako autobus, má približne 10,6 násobne vyššie hodnoty znečistenia životného prostredia. Daný cestujúci si to neuvedomuje, pretože nemá informáciu o zaťažení environmentu svojou prepravou. Cestovný doklad v prímestskej autobusovej doprave na území Slovenska neobsahuje údaje, ktoré by informovali cestujúceho o veľkosti produkcie škodlivín. Na cestovnom doklade môže byť ukázané, okrem autobusovej aj porovnanie iných možností prepravy ako osobným vozidlom alebo lietadlom. Cestujúci má tak lepší obraz o environmentálnom dopade jednotlivých prepráv. Možno práve aj takéto nápady presvedčia cestujúcich, aby viac využívali služby hromadnej osobnej dopravy a stali sa ekologicky zmýšľajúcimi. Lepšia podpora a presun cestujúcich na hromadnú osobnú dopravu by malo menší negatívny vplyv na environment.
7 Literatúra
- STN EN 16258 Metodika výpočtu a deklarovania spotreby energie a emisií skleníkových plynov z dopravných služieb (nákladná a osobná doprava), 2013
- PETRO, F. Deklarovanie vplyvu dopravných služieb v cestnej doprave na životné prostredie : písomná práca k dizertačnej skúške. Žilina : Žilinská univerzita, 2018. 86 s.
- TNI CEN/TR 14310 Služby nákladnej dopravy. Vyhlasovanie a podávanie správ o environmentálnom správaní v sieťach nákladnej dopravy
- KONEČNÝ, V. – PETRO, F. Zákaznícky princíp pri deklarovaní spotreby energie a produkcie emisií skleníkových plynov z rozvozových úloh v zmysle normy STN EN 16258, In: Železničná doprava a logistika [elektronický zdroj] = Railway transport and logistics : vedecko-odborný časopis o železničnej doprave a preprave, logistike a manažmente. – ISSN 1336-7943. – Roč. 13, č. 1 (2017)
- GNAP, J. – KONEČNÝ, V. – POLIAK, M. Aplikácia informačných systémov v osobnej doprave., DOLIS s.r.o. – vydavateľstvo Bratislava, 2015, ISBN 978-80-970419-4-6
- PETRO, F. – KONEČNÝ, V. Calculation of selected emissions from transport services in road public transport. In 18TH INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE-LOGI 2017 . Ceske Budejovice: MATEC web of conferences, 2017. s. 8. [cit. 2018- 06- 06]. DOI: 10.1051/matecconf/201713400026.
- Guide on Calculating GHG emissions for freight forwarding and logistics services. CLECAT. 2012
Poďakovanie
Príspevok bol vypracovaný s podporou projektu: MŠVVŠ SR VEGA č. 1/0566/18 KONEČNÝ, V.: Výskum vplyvu ponuky a kvality dopravných služieb na konkurencieschopnosť a udržateľnosť dopytu po verejnej osobnej doprave.
Autor:
František PETRO 1
Tituly a pôsobisko autora:
1Ing. František Petro, Žilinská univerzita v Žiline, F PEDAS, Katedra cestnej a mestskej dopravy, Univerzitná 1, 010 26 Žilina, Slovenská republika, E-mail: frantisek.petro@fpedas.uniza.sk
VYTLAČIŤ