Download pdf - Emission calculation

Transcript
Page 1: Emission calculation

CC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transport

Emission  calcula,on  in  road  transport

Per  Olof  Arnäs

1

Page 2: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Some  clarifica,onsHaulage  companies  own  vehicles  that  are  used  by…

…transport  companies  that  service…

…customers  that  own…

…flows  that  are  controlled  by…

…logis,cs  principles

1 2

3 45

Page 3: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

The  customer  pays  for  transport  work.  Measured  in  tonne  x  km.

The  haulier’s  costs  are  driven  by  traffic  work.  Measured  in  vehicle  capacity  x  km  (also  tonne  km).

The  transport  company  wants  to  maximise  the  amount  of  transport  work  and  minimise  the  amount  of  traffic  work

This  mechanism  is  

fundamental  to  all  transport  opera1ons!

tonne  kmCustomer

MAX

The  

Transport  Equa,on

tonne  kmTraffic

Page 4: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Revenues (=increase)

Cost (=decrease)MAX

tonne  kmCustomer

tonne  kmTraffic

Page 5: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

EmissionsCO2  –  Depends  on  fuel

NOx  –  Depends  on  fuel  +  engine

HC  –  Depends  on  fuel  +  engine

CO  –  Depends  on  fuel  +  engine

PM  –  Depends  on  fuel  +  engine

SOx  –  Depends  on  fuel

Page 6: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs 6

How can this be co

rrect???

1  litre  diesel  =  2.4  kg  CO2

Page 7: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

C O O+ = CO O

16  kg 16  kg+ =  44  kg 44/(12+2)=3,16 kg CO2

per kg fuel

H H

12  kg

Wor

k

1  litre  diesel  =  2.4  kg  CO2

How can this be co

rrect???

7

Carbon  dioxide

Page 8: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

1  litre  diesel=  9,77  kWh

To  driveshaT:  4,2  kWh

Heat,  

fric,on

 

etc:  5,

56  kW

h

The  engine  efficiency  is:4,2/9,77  =  0,43  =  43%

8

Page 9: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

g/kWh

g/litre

g/,me  unitt.ex.  g/h

g/km

g/transported  loadt.ex.  g/tonne

g/transport  workt.ex.  g/tonnekm

Cost

Choice of technology

Choice of fuel

Revenue

9

Emission units

Page 10: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Difficult to measure

Easy to measureMAX

tonne  kmCustomer

tonne  kmTraffic

Page 11: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Gram=

Gram*

kWhout*

kWh*

MJ

Litre  fuel=

kWhEngine*

kWhin*

MJ*

LitreCer,fica,on  value.Emissions  in  grams  per  kWh  engine  work

The  engine  efficiencyResult:  Gram  per  kWh  energy  put  into  the  engine

The  engine  efficiencyResult:  Gram  per  kWh  energy  put  into  the  engine

The  engine  efficiencyResult:  Gram  per  kWh  energy  put  into  the  engine

Conversion  to  MJ  (this  is  a  phjysical  constant  =  3,6  MJ/kWh)Result:  Gram  per  MJ  fuel  put  into  engine

Conversion  to  MJ  (this  is  a  phjysical  constant  =  3,6  MJ/kWh)Result:  Gram  per  MJ  fuel  put  into  engine

Conversion  to  MJ  (this  is  a  phjysical  constant  =  3,6  MJ/kWh)Result:  Gram  per  MJ  fuel  put  into  engine

Conversion  to  MJ  (this  is  a  phjysical  constant  =  3,6  MJ/kWh)Result:  Gram  per  MJ  fuel  put  into  engine

Conversion  to  MJ  (this  is  a  phjysical  constant  =  3,6  MJ/kWh)Result:  Gram  per  MJ  fuel  put  into  engine

The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.The  heat  value  of  the  fuel  in  MJ  per  litre.Result:  Gram  per  litre  fuel  put  into  engine.

Engine Engine Fuel

11

The  most  important  formula  -­‐  gram  emissions  per  litre  fuel

Page 12: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Emissions  per  assignment

Gram=

Gram*

Litre*

km*

#  of  assmts.

1me  unit=

Litre*

km*

assignment*

1me  unitBased  on  engine  cer,fica,on  and  efficiency  together  with  the  heat  value  of  the  fuel.

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Distance  driven  during  assignmentResult:  gram  emissions  per  assignmentDistance  driven  during  assignment

Result:  gram  emissions  per  assignmentDistance  driven  during  assignment

Result:  gram  emissions  per  assignmentDistance  driven  during  assignment

Result:  gram  emissions  per  assignmentDistance  driven  during  assignment

Result:  gram  emissions  per  assignment

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Number  of  assignemnt  per  ,me  unit  (e.g.  2  per  week)Result:  gram  per  assignment  and  ,me  unit  (e.g.  per  assignement  and  week)

Engine Fuel Driver Assignment Assignment

12

Page 13: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Emissions  per  tonne  alt.  tonnekm

Gram=

Gram*

Liter*

1* Distance

tonne=

Liter*

km*

last* Distance

Based  on  engine  cer,fica,on  and  efficiency  together  with  the  heat  value  of  the  fuel.

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Fuel  consump,onResult:  gram  emissions  per  km

Transported  amount  (e.g.  15  tonnes)  Can  also  be  calculated  as  max  load  *  fill  rate

Result:  grams  per  tonnekm

Transported  amount  (e.g.  15  tonnes)  Can  also  be  calculated  as  max  load  *  fill  rate

Result:  grams  per  tonnekm

Transported  amount  (e.g.  15  tonnes)  Can  also  be  calculated  as  max  load  *  fill  rate

Result:  grams  per  tonnekm

Transported  amount  (e.g.  15  tonnes)  Can  also  be  calculated  as  max  load  *  fill  rate

Result:  grams  per  tonnekm

Transported  amount  (e.g.  15  tonnes)  Can  also  be  calculated  as  max  load  *  fill  rate

Result:  grams  per  tonnekm

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Distance  drivenResult:  grams  per  transported  amount  (e.g.  gram/tonne)

Engine Fuel DriverAssignment

AssignmentVehicle

13

Page 14: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

FTL and LTL (Full Truck Load and Less than Truck Load)

14Image: Kenth Lumsden, Chalmers

Page 15: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Alloca1on

15

A  truck  transports  cargo  belonging  to  3  customers  in  a  loop

Should  customer  A  pay  for  the  emissions  caused  by  B  and  C?

TerminalA

B C

Page 16: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Line based, example

16

Page 17: Emission calculation

Ins2tu2onen  för  Teknikens  ekonomi  och  organisa2onAvdelningen  för  logis2k  och  transportCC-­‐BY  Per  Olof  Arnäs

Pallets, example

17