Vilken är den optimala hastigheten?

Oskar Fröidh, KTH oskar.froidh@abe.kth.se

Transportforum session 21 9 Januari 2013

Snabbtåg eller höghastighetståg

Vad är snabbtåg och höghastighetståg?

Europeisk norm (TSD) Trad. svensk benämning

Persontåg Sth 200-250 km/h I regel med korglutning för kurviga banor

Höghastighetståg klass 2 (max 249 km/h)

Snabbtåg

Sth 250 km/h eller mer I regel utan korglutning

Höghastighetståg klass 1

Höghastighetståg

Sth: Största tillåtna hastighet Höghastighetståg kan köra på konventionell bana (men med lägre hastighet än korglutande snabbtåg), och snabbtåg kan köra på höghastighetsbana

Egenskaper hos banan

Konventionell järnväg Höghastighetsjärnväg Definition och trafik

Uppgraderad eller nybyggd bana för person- och godståg

Nybyggd bana dimensionerad för snabba persontåg

Benämning enligt TSD (EU-norm)

Höghastighetsjärnväg kategori 2 (och 3)

Höghastighetsjärnväg kategori 1

Maxhastighet 200-250 km/h med eller utan korglutning

250-400 km/h utan korglutning

Medelhastighet (snabbaste tåg) 120-180 km/h 200-250 km/h

Tågtyper Snabbtåg, regionaltåg, lokaltåg

Tunga och lätta godståg

Höghastighetståg, snabba regionaltåg

Snabbgodståg

Bangeometri Måttliga kurvradier Små lutningar

Stora kurvradier Stora lutningar

Plankorsningar väg/järnväg

Förekommer (upp till 200 km/h) Inga

Bangeometriska skillnader (nya banor) Beroende av hastighet och godstrafik

R (320 km/h): 8209 m R (250 km/h): 4943 m

Lutningar Vertikal-radier (Rv)

Horisontal-radier (R)

Rv (320 km/h): 30.000 m

Rek. minsta projekteringsvärden enligt BVS 1586.41 ”Banöverbyggnad – spårgeometri” (Trafikverket 2012). Vid svåra passager, eller uppgradering av bana, kan man nöja sig med mindre radier men på bekostnad av hastighet, komfort och/eller underhållskostnad

Rv (250 km/h): 23.000 m

När är höghastighetsbanor intressanta i Sverige?

•När det finns en stor ändpunktsmarknad med flygkonkurrens och

• Stora marknader mellan större städer längs banan och

• En omfattande godstågstrafik så att det finns behov av att separera person- och godstrafik.

I annat fall kan upprustade banor eller nya länkar med blandad gods- och persontrafik vara mer ekonomiskt.

Nya stambanor som kan bli del i ett framtida hög-hastighetsnät (Götalandsbanan och Europabanan) Regeringens proposition 2012/13:25

Järnväg, med blandad trafik eller endast persontrafikJärnväg, endast godstrafikTågfärjeledSödra stambananOstlänken+Mölnlycke-BollebygdEv. framtida höghastighetsbana

Oskar Fröidh, 2012

Stockholm

KöpenhamnLund

Linköping

Norrköping

Göteborg

Hässleholm

Halmstad

Värnamo

Hallsberg

Örebro

Mjölby

Tranås

Skövde

Falköping

Karlskrona

Kalmar

Kristianstad

Karlstad

Malmö

Varberg

Trelleborg

Katrineholm

Alvesta Växjö

Vetlanda

Emmaboda

Hultsfred

Västervik

Oskarshamn

Visby

Eslöv

Simrishamn

Ystad

Falkenberg

Klippan

Ängelholm

Motala

NyköpingOxelösund

Nynäshamn

Söder-tälje

Herrljunga

Alingsås

Kungsbacka

Mariestad

Lidköping

GnestaFlen

Vagn-härad

Vaggeryd

LaholmBåstad

Kastrup

Älmhult

Olofström

Finspång

LaxåJärna

Ljungby

Markaryd

Köpenhamn

Ostlänken (Järna–Linköping, 155 km) • Kortare restider och ökad turtäthet i

korridoren Stockholm–Söderman-land–Östergötland

• Skavsta flygplats får spåranslutning • Ca 30 miljarder kr (bedömt 2012) • Järnvägsutredning klar 2010

Etapp Mölnlycke–Bollebygd (25 km) • Kortare restider och ökad turtäthet

Göteborg–Borås • Landvetters flygplats får

spåranslutning • Ca 5 miljarder kr (bedömt 2012) • Järnvägsutredning klar 2007

Höghastighetsbanor Stockholm–Göteborg och Stockholm–Malmö–Köpenhamn Effekter för samhället och tågtrafiken

• Ökar tågresandet 150 % (upprustade stambanor 60 %) jmf bas 2020 1

• Kommer att svara för 45 % av allt tågresande (personkm) i Sverige • Når 5 miljoner invånare i Sverige

• Väsentliga överflyttningar från flyg- och bilresande • Separering av snabb persontrafik och långsammare tåg. De gamla

stambanorna kan få ökad regional persontrafik och flera godståg

• Tjänsteresande och arbetspendling ökar, ger näringslivseffekter och ökad matchning på arbetsmarknaderna

• Ökad tillgänglighet, lokaliseringseffekter och regional ekonomi

1 Samvips-prognos ”Höghastighetsbanor i Sverige” (KTH, 2010) / SOU 2009:74

Upprustning av infrastrukturen för hastigheter upp till 250 km/h Exempel med Gröna Tåget

Exempel på åtgärder •Planskilda vägkorsningar •Broar och geoteknik •Spår och kontaktledning •Signalsystem (ERTMS >200

km/h) •Kapacitetsåtgärder

Mycket lönsamt för nyligen ombyggda linjer

• Västkustbanan Göteborg− Malmö−Köpenhamn, 305+41 km

• Ostkustbanan och Botniabanan Stockholm−Umeå, 737 km

• Stockholm-Mälarregionen

Lönsamt att rusta upp, men kapacitetsbegränsningar kvarstår

• Västra stambanan Stockholm− Göteborg, 455 km

• Södra stambanan Stockholm− Malmö−Köpenhamn, 614+41 km

www.gronataget.se

Kapacitetens dimensioner Karaktäristiskt för blandad resp. separerad trafik

Robusthet

Antal tåg

Trafikmönster

Medelhastighet

Blandad trafik

Separerad trafik

Utveckling av dimensionerande hastighet Ny höghastighetsbana vid öppningsåret

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Desi

gn sp

eed

(km

/h)

Year of opening

New high-speed lines

Design speed (km/h)

Linear (Design speed(km/h))

HS2 UK

Tokaido Shin-kansen Japan

Kostnader för investering och underhåll beroende av standard

320 jmf 250 km/h Med tung godstrafik jmf enbart persontrafik

Investeringskostnad Ostlänken: 1-5 %1

Större kurvradier Ev. ballastlöst spår

Ostlänken: 20-40 %1 Mindre lutningar Flera förbigångsspår

Underhållskostnader Högre, dock mindre med ballastlöst spår

Högre

1 Trafikverkets PM (2012) till regeringen. Ny utredning ska genomföras under 2013

Norska höghastighetsutredningen: 330 km/h-standard blir från 4 % billigare2 till 11 % dyrare per km bana än 250 km/h-standard (räknat på Lilleström-Karlstad resp. Ski-Öxnered) 2 Annan sträckning utanför tätbebyggelse istället för genom tätorter

Restider Stockholm–Linköping Exempel (ungefärligt)

Idag (200 km/h)

Ostlänken 250 km/h

Ostlänken 320 km/h

Restidsvinst med 320 jmf 250

1 uppehåll 1:39 (2 uppeh.) 1:06 0:59 7 min

4 uppehåll 2:13 (6 uppeh.) 1:16 1:11 5 min

• Ny bana ger stora restidsvinster (25-60 minuter vid 320 km/h)1 som ger ökad tillgänglighet (ökad arbetspendling, överflyttning från bil)

• 250 km/h ger mindre nyttor (restidsvinst) än 320 km/h

1 Beror på antal uppehåll, tågtyp, detaljutformning av banan, ev. kapacitetstillägg på stambanan

Restider med upprustade stambanor och höghastighetsbanor Möjligt med snabbaste förbindelse

Idag (200 km/h)

Upprustad stambana Upp till 250 km/h

Ny stambana 320 km/h

Stockholm–Göteborg Utan uppehåll 3

2:45 2:30 1 2:00

Stockholm–Malmö 2 uppehåll 3

4:15 3:35 1, 2 2:30

• Kapacitetsproblem vid blandad snabb och långsam tågtrafik på gamla stambanorna ger längre körtider (köproblem)

• Vid eventuell framtida utbyggnad av Götalandsbanan och Europa-banan är restiderna jämfört flyget kritiska

• Mellanmarknaderna (mellan städer i korridoren) betydelsefulla • Direkttåg till orter utanför korridoren (Uppsala, Växjö, Halmstad m.fl.)

1 Ev. kapacitetstillägg (tider med trångt på spåren; 1-10 minuter) tillkommer 2 Med Ostlänken 3 Tåg med flera uppehåll finns också men har längre restider mellan ändpunkterna

Totala trafikeringskostnader Gröna Tågets kostnadsmodell tillämpad på Stockholm–Köpenhamn

14

Höghastighetsbana ger 8 % lägre trafikeringskostnader än snabbtåg på stambanan.1 Effekt av kortare bana och körtid Effektivt utrymmesutnyttjande (bred korg) ger 15 % lägre trafikeringskostnader än tåg med normalbred korg

0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,50

Södra stambanan Höghastighetslinje

Kost

nad

kr/p

lats

km

SJ X 2000 (309 sittpl) GT Wide-4 (300 sittpl)

1 Dagens bana: 655 km, restid 4:30 Höghastighetsbana: 605 km, restid 2:50

Vad är optimal hastighet? Samhällsekonomiskt perspektiv

Kostnader (bana, tåg, trafik)

Nyttor

Hastighet (V)

Kostnader, Nyttor

Optimal hastighet (Vo)

• Marginalkostnaden att bygga för mycket höga hastigheter (320 km/h eller högre) är liten när man ändå bygger ny bana för 250 km/h

• Marginalnyttan är stor

genom kortare restider och ökat tågresande (tidsbudget, överflyttning från andra färdmedel) som ger större samhällseffekter

•Attraktiv tågtrafik förutsätter kortare restider och högre turtäthet

•Många banor kan och bör rustas upp för högre hastigheter med snabbtåg (upp till 250 km/h) 1

• Kapacitetsproblemen ökar dock vid större hastighetsskillnader • Separering av snabba och långsammare tåg ger stort

kapacitetstillskott, mer plats för gods och regional persontrafik •Nya stambanor en möjlig lösning i de största korridorerna,

Stockholm–Göteborg och Stockholm–Malmö–Köpenhamn

1 Gröna Tåget: www.gronataget.se

Nya eller upprustade banor?