High Capacity Transport vehicles in long distance transport of forest energy wood

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202006173094
Title: High Capacity Transport vehicles in long distance transport of forest energy wood
Author: Ruokojärvi, Harri
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202006173094
http://hdl.handle.net/10138/316364
Thesis level: master's thesis
Degree program: Metsätieteiden maisteriohjelma
Master's Programme in Forest Sciences
Magisterprogrammet i skogsvetenskaper
Specialisation: Metsien ekologia ja käyttö
Forest Ecology and Management
Skoglig ekologi och resurshushållning
Abstract: Suomen ajoneuvojen lainsäädännössä on ollut viimeisen sadan vuoden aikana huomattavissa kasvava kehityssuunta. Valtioneuvoston asetus 407/2013 nosti ajoneuvojen maksimi kokonaismassan 76 tonniin ja mahdollisti poikkeuslupien hakemisen High Capacity Transport (HCT) ajoneuvoille. HCT-ajoneuvot ovat yli 25.25 metriä pitkiä ja yli 76 tonnin kokonaismassan omaavia ajoneuvoja, joita ei lasketa erikoiskuljetuksiksi. HCT-ajoneuvoja on käytössä Ruotsissa, Uudessa-Seelannissa, Kanadassa, Yhdysvalloissa, Etelä-Afrikassa, Meksikossa ja Australiassa. HCT-ajoneuvojen tutkimus on osoittanut HCT-ajoneuvojen alentavan kuljetuskustannuksia ja päästöjä. HCT-ajoneuvot eivät vaaranna liikenneturvallisuutta, hidasta liikenteen sujuvuutta tai eivät ole merkittävästi epävakaampia kuin normaalit ajoneuvot. Valtioneuvoston asetus 31/2019 nosti ajoneuvojen maksimipituutta 34.5 metriin, maksimi kokonaismassan pysyessä ennallaan. Tämä asetus lisää kuormatilan kokoa, mutta vähentäen maksimi kuorman massaa pidemmillä (yli 25.25 metrin) ajoneuvoyhdistelmillä. Metsätaloudessa, jossa kuljetuksien kuormien massat ovat suuria, eri pyöreän raakapuun puutavaralajien kuljettaminen erikoispitkillä ajoneuvoyhdistelmillä on haastavaa. Tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella HCT-ajoneuvojen käyttöä ja mahdollisuuksia metsäenergiapuun kaukokuljetuksessa. Metsäenergiapuun ollessa kuorman massan suhteen kevyempi, kehystiheyksien ja kuormatilan täyttöasteen ollessa alhaisempia, mutta kuormatilan koon suhteen vaativampi kuin pyöreä raakapuu. Tutkimus toteutettiin simulaatiotutkimuksena. Neljä erilaista HCT-ajoneuvoa ja yksi 25.25 metrin normaali ajoneuvo mallinnettiin. Myös kaksi erilaista hakkuria ja kaksi erilaista metsäenergiapuu lajia mallinnettiin. Mallinnetut HCT-ajoneuvot olivat 28, 30, 32 ja 32 metriä pitkiä, niiden pohjautuessa jo olemassa oleviin HCT-ajoneuvoihin. Normaali ajoneuvo pohjautuu keskiverto 25.25 metriä pitkään yhdistelmään. Ajoneuvojen maksimi kokonaismassan oletettiin olevan 76 tonnia. Hakkurit mallinnettiin terminaali- ja mobiilihakkurina. Jokaiselle ajoneuvolle määriteltiin tuntikustannukset. Metsäenergiapuu mallinnettiin pienläpimittaisena karsittuna rankana ja hakkuutähteinä. Mallinnetut skenaariot jaettiin normaaliin ja kuivaan skenaarioon, metsäenergiapuun kosteusprosentin mukaan. Normaalissa skenaariossa metsäenergiapuun kosteusprosentiksi oletettiin 40 % ja kuivassa skenaariossa 20 %. Molemmissa skenaarioissa metsäenergiapuu kaukokuljetus suoritettiin haketettuna ja hakettamattomana. HCT-ajoneuvojen kääntyvyyttä ja niiden potentiaalista käyttöä metsäautoteillä tarkasteltiin TrailerWIN-ohjelman avulla. HCT-ajoneuvot ja normaali ajoneuvot mallinnettiin TrailerWIN-ohjelmaan ja niiden suoritusta tarkasteltiin 120-asteen käännöstestissä. Ajoneuvojen oletettiin ajavan kaikki akselit alhaalla ja ilman kääntyviä akseleita. Tulokset normaalista skenaariosta osoittavat HCT-ajoneuvojen olevan huonompi vaihtoehto haketetun metsäenergiapuun kuljetuksessa kuin normaali ajoneuvo. HCT-ajoneuvot ovat kustannuksiltaan jopa 1 € kalliimpia per kuljetettu MWh pitkillä kuljetusmatkoilla, kuin normaaliajoneuvo. Tämä johtuu HCT-ajoneuvojen lisääntyneestä omamassasta, jolloin kaikkea kasvanutta kuormatilaa ei päästä hyödyntämään. Hakettamattoman metsäenergiapuun kuljetuksessa HCT-ajoneuvot ovat parempi vaihtoehto kuin normaali ajoneuvo. HCT-ajoneuvot ovat kustannuksiltaan jopa 2 € halvempia per kuljetettu MWh kuin normaali ajoneuvo pitkillä kuljetusmatkoilla. Tämä johtuu hakettamattoman metsäenergiapuun alhaisemmasta kehystiheydestä ja kuormatilan täyttöasteesta. Kuivassa skenaariossa HCT-ajoneuvojen suoritus haketetun metsäenergiapuun kuljetuksessa on parempi. HCT-ajoneuvot ovat kustannuksiltaan jopa 0.5 € halvempia per kuljetettu MWh kuin normaaliajoneuvo. Tämä johtuu kuivan metsäenergiapuun alhaisemmasta kehystiheydestä, jolloin lisääntynyttä kuormatilaa voidaan hyödyntää. Hakettamattoman metsäenergiapuun kuljetuksessa HCT-ajoneuvot ovat parempia kuin normaali ajoneuvo. HCT-ajoneuvojen kustannukset ovat jopa 2 € halvempia per kuljetettu MWh kuin normaalilla ajoneuvolla. Tämä on seurausta kuivan metsäenergiapuun alentuneesta kehystiheydestä. Kääntyvyystestissä, 30 metrin HCT-ajoneuvon ja normaalin ajoneuvon voidaan sanoa läpäisseensä testin. Kääntyvyystestin tuloksia voidaan korkeintaan pitää suuntaa antavina ajoneuvojen käytettävyydestä metsäautoteillä. Kääntyvyyden tärkein aspekti on ajoneuvojen rakenne.During the last 100 years, Finnish legislation on the maximum vehicle dimensions and gross weights has been an upward trend. Government’s decree 407/2013 increased the maximum gross weight of the vehicles up to 76 tonnes and made possible to apply a permit for a High Capacity Transport (HCT) vehicle. HCT-vehicles are over 25.25 meters long and over 76 gross weight vehicles which are not classified as special transports. HCT-vehicles are in use in Sweden, Brazil, New-Zealand, Canada, United States, South-Africa, Mexico and in Australia. Research on HCT-vehicles has proven HCT-vehicles to lower transport costs and emissions. HCT-vehicles do not compro-mise traffic safety, congest the traffic flow or be significantly more unstable than a normal vehicle. Government’s decree 31/2019 increased the maximum length of the vehicles up to 34.5 meters, while the maximum gross weight stayed the same. Thus, increasing the cargo space, but decreasing the maximum payload weight on longer (over 25.25 meters) vehicles. In forestry, where the payload weight is a crucial factor, transportation of different timber assort-ments with an extra-long vehicle is infeasible. The study aimed to inspect the possibilities of utilizing HCT-vehicles in long distance transportation of forest energy wood, due to the payload weights being lower, but a requirement of cargo space being higher than the other timber assortments. The study was conducted as a simulation study. Four different types of HCT-vehicles and one normal 25.25-meter vehicle were simulated. Also, two types of chippers and two different types of forest energy woods were simulated. The simulated HCT-vehicles were: 28-, 30-, 32 and 33-meter long HCT-vehicles, based on pre-existing HCT-vehicles. The normal length vehicle was based on an average vehicle. All of the vehicles maximum gross weight were set to be 76 tonnes. Chippers were simulated as a mobile and as a terminal chipper. Every vehicle had their operating costs calculated. The forest energy wood was simulated as a delimbed stems and harvest residuals. The scenarios were divided into a nor-mal and a dry scenario, according to the energy woods moisture content. The normal scenario had energy woods moisture content to be 40 % and in the dry scenario 20 %. In both scenarios, energy wood is transported as comminuted and un-comminuted energy wood. The maneuverability of the simulated vehicles and their potential usage on forest roads were inspected using TrailerWIN-program. HTC- and the normal vehicle were built in the program and taken into Finnish 120-degree maneuverability test. The vehicles were assumed not to have extra turning axles and all the axles were assumed to be lowered. The results in the normal scenario show when transporting comminuted energy wood, HCT-vehicles are inferior when com-pared to the normal vehicle. HCT-vehicles are up to 1 € more expensive than the normal vehicle per transported MWh. This is due to vehicles reaching their maximum gross weight limit, before filling up the cargo space. When transporting uncomminuted energy HCT-vehicles are superior, when compared to the normal vehicle. HCT-vehicles are up to 2 € cheaper per MWh transported when compared to the normal vehicle on long distances. This is due to uncomminuted’ energy woods lower fill grade, thus filling up the cargo space more efficiently. When transporting comminuted energy wood under the dry scenario, HCT-vehicles perform better. HCT-vehicles are up to 0.5 € less expensive per transported MWh than the normal vehicle on long transport distances. This is due to drier energy woods lower density; the extra cargo space can be utilized more efficiently. When transporting uncomminuted energy wood, HCT-vehicles outperform the normal vehicle. HCT-vehicles are up to 2 € more efficient than the normal vehicle per trans-ported MWh on long transport long distances. In the maneuverability test, the 30-meter HCT-vehicle and the normal vehicle can be argued to pass it. Thou the result can be held only as a guideline as if extra-long vehicles can be operated on forest roads. The most important aspect on maneuverability is the construct of the vehicle.
Subject: High Capacity Transport vehicle
forest energy wood
HCT-vehicle


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
High Capacity T ... of forest energy wood.pdf 3.841Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record