Effektsamband för sjösäkerhet och sjöfartens emissioner till luft

Effektsamband för sjösäkerhet

och sjöfartens emissioner till luft

gachi, Mostpho tos.com VTI rapport 1050 Utgivningsår 2020 vti.se/publikationer Inge Vierth Henrik Sjöstrand

VTI rapport 1050

Effektsamband för sjösäkerhet och

sjöfartens emissioner till luft

Inge Vierth

Henrik Sjöstrand

Författare: Inge Vierth, VTI, http://orcid.org/0000-0001-6401-6536

Henrik Sjöstrand VTI, http://orcid.org/0000-0003-3230-559X

Diarienummer: 2019/0168-7.4 Publikation: VTI rapport 1050 Utgiven av VTI, 2020

Referat

På uppdrag av Trafikverket beskriver VTI metoder för framtagande och tillämpning av effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft inom sjöfarten. Tillgång till data beskrivs också. Utifrån denna genomgång föreslår vi hur dessa effektsamband skulle kunna utvecklas och göras mer tillförlitliga. Vi visar att effektsamband för sjösäkerhet i samhällsekonomiska analyser i Sverige och Norge främst har tagits fram med hjälp av expertbedömningar och olycksstatistik. Då detta tillvägagångssätt är behäftat med stora osäkerheter föreslår vi metoder som beskrivs i forskningen och som kan öka validiteten. En stor fördel jämfört med exempelvis vägtransportområdet, det trafikslag som har de mest utvecklade effektsambanden i Sverige, är att de flesta fartyg har en AIS-sändare (AIS står för Automatic Identification System). Det gör det möjligt att, med hjälp av matematiska modeller, identifiera inträffade tillbud och även beräkna sannolikheten för att en kollision eller grundstötning inträffar. Detta tillvägagångssätt, kombinerat med expertbedömningar, bedömer vi skulle resultera i effektsamband med högre kvalitet och tillförlitlighet.

Effektsambanden avseende emissioner tas fram med hjälp av empiriska värden baserade på mätningar av faktiska utsläpp av olika ämnen. Vi ser ett behov av att förbättra sambanden genom att inkludera detaljer med avseende på använda bränslen (inkl. elektricitet), fartygen och hastigheter m.m. som påverkar emissionerna. Ett konkret förslag är att ta fram ett AIS-baserat system som komplement till godstransportmodellen Samgods. Tanken är att använda detta system som databas och analysverktyg. Vidare anser vi att det är nödvändigt att tillämpa samma principer vid framtagning av effektsamband för emissioner till luft för de olika trafikslagen. Sammantaget tror vi det är möjligt att utveckla effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft som håller samma kvalitet som motsvarande effektsamband för vägtransporter.

Titel: Effektsamband för sjösäkerhet och sjöfartens emissioner till luft

Författare: Inge Vierth (VTI, http://orcid.org/0000-0001-6401-6536)

Henrik Sjöstrand (VTI, http://orcid.org/0000-0003-3230-559X)

Utgivare: VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut

www.vti.se

Serie och nr: VTI rapport 1050

Utgivningsår: 2020

VTI:s diarienr: 2019/0168-7.4

ISSN: 0347–6030

Projektnamn: Effektsamband för sjöfart

Uppdragsgivare: Trafikverket

Nyckelord: Effektsamband, sjösäkerhet, emissioner till luft

Språk: Svenska

Abstract

Commissioned by the Swedish Transport Administration, VTI summarizes cost-benefit analyzes and available research when it comes to impacts of interventions on maritime safety and air emissions. We also suggest ways forward to measure these impacts in a more structured and reliable manner.

We show that analyzes of interventions aimed at improving maritime safety in Sweden and Norway mostly build on expertise within the field and on available data on accidents. This approach, though often well executed, is not considered robust enough, and therefore methods mentioned in available research are proposed that can increase the validity of the estimation of impacts on maritime safety. A considerable advantage that maritime transport has to road transport is the fact that most ships are equipped with an AIS-transponder (AIS stands for Automatic Identification System), making it possible to track ships and with mathematical models find near miss collisions and calculate

probabilities for collisions and groundings. We believe this approach, combined with expertise within the field, would result in higher validity of the estimated impacts of interventions.

The impacts of policies and measures aimed at reducing greenhouse gas emissions and air pollution are derived based on measurements of actual emissions of various substances. We see a need for improving the description of the impacts of interventions on the emissions by including details regarding the fuels (incl. electricity) used, the vessels and speeds etc. One concrete suggestion is to develop an AIS-based system that complements the national freight transport model Samgods. The idea is to use this system as a database and analysis tool. Furthermore, we would like to stress that it is necessary to apply the same principles in the development of “impact interventions” regarding air emissions for different modes of transport. All in all, we believe that it is possible to develop methods for estimating the impacts of interventions regarding maritime safety and emissions to air of the same quality as the corresponding methods for road transport.

Title: Impacts of interventions regarding maritime safety and emissions to

air

Author: Inge Vierth (VTI, http://orcid.org/0000-0001-6401-6536)

Henrik Sjöstrand (VTI, http://orcid.org/0000-0003-3230-559X)

Publisher: Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI)

www.vti.se

Publication No.: VTI rapport 1050

Published: 2020

Reg. No., VTI: 2019/0168-7.4

ISSN: 0347–6030

Project: Effektsamband sjöfart

Commissioned by: Swedish Transport Administration

Keywords: Impacts of interventions, sea traffic safety, air emissions

Language: Swedish

Förord

Denna rapport ger en översikt av metodologisk praxis och tillgång till data för framtagning av effektsamband för sjöfart avseende sjösäkerhet och emissioner till luft. Rapporten redogör också för metodologiska möjligheter och utmaningar och föreslår vilka metoder som kan användas vid skattningarna.

Projektet har genomförts på uppdrag av Trafikverket mars 2019 och juni 2020.

Henrik Sjöstrand, Inge Vierth och Magnus Johansson vid VTI, Henrik Swahn vid HSAB och Inger Beate Hovi samt Daniel Ruben Pinchasik vid Transportøkonomisk institutt i Norge har tagit fram rapporten. Noor Sedehi Zadeh vid VTI har assisterat i datahantering.

Vi vill rikta ett tack till Egil Wright, Joakim Lindvall och Joakim Milton vid Transportstyrelsen, Rikard Hietasaari, Anders Johannesson, Bertil Skoog och Johan Wahlström vid Sjöfartsverket, Abel Tefera och Björn Garberg vid Trafikverket, Joakim Swahn vid M4 Traffic samt Joakim Dahlman vid VTI som har bistått oss i framtagningen av rapporten.

Stockholm, juni 2020

Inge Vierth Projektledare

Kvalitetsgranskning

Extern peer review har genomförts den 31 maj 2020 av Jonas Westin, Umeå universitet. Författarna har genomfört justeringar av slutligt rapportmanus. Forskningschef Jan-Erik Swärdh har därefter granskat och godkänt publikationen för publicering den 9 juni 2020. De slutsatser och

rekommendationer som uttrycks är författarnas egna och speglar inte nödvändigtvis myndigheten VTI:s uppfattning.

Quality review

An external peer review was conducted on 31 May 2020 by Jonas Westin, Umeå University. The authors made adjustments to the final report. Research director Jan-Erik Swärdh has thereafter reviewed and approved the report for publication on 9 June 2020. The conclusions and

recommendations in the report are those of the authors’ and do not necessarily reflect the views of VTI as a government agency.

Innehållsförteckning

2. Riktlinjer och litteratur ...23

2.1. Effektsamband för sjösäkerhet ...23

2.2. Effektsamband för sjöfartens emissioner till luft ...28

3. Effektsamband i Sverige och Norge – genomförda analyser...37

3.1. Sjösäkerhet ...37

3.2. Sjöfartens emissioner till luft ...41

4. Åtgärder och data ...45

4.1. Sjösäkerhet ...45

4.2. Sjöfartens emissioner till luft ...58

4.3. Utveckling av sjöfart mot svensk hamn 2007 till 2018 ...64

5. Möjlig väg framåt ...66

5.1. Effektsamband för sjösäkerhet ...66

5.2. Effektsamband för emissioner till luft...69

5.3. Slutsatser och diskussion ...71

Referenser ...73 Bilaga 1 ...81 Bilaga 2 ...83 Bilaga 3 ...87 Bilaga 4 ...90 Bilaga 5 ...92 Bilaga 6 ...96

Sammanfattning

Effektsamband för sjösäkerhet och sjöfartens emissioner till luft

av Inge Vierth (VTI) och Henrik Sjöstrand (VTI)

Projektets syfte är att ta fram underlag för att utveckla fler och bättre effektsamband för sjöfarten med fokus på sjösäkerhet och sjöfartens emissioner till luft. Med effektsamband avses helt eller delvis kvantifierade samband mellan en åtgärd och denna åtgärds effekter för de aktörer som berörs av åtgärden samt för samhället i stort.

Fokus ligger på godstransporter till sjöss inom svenska myndigheters ansvarsområde. Analysen av effektsamband för sjösäkerhet begränsas främst till säkerhetshöjande åtgärder som kan kopplas till farleder och fokuserar därför främst på kollisioner och grundstötningar. Emissioner avgränsas till växthusgaser och luftföroreningar eftersom Asek-gruppen (Analysmetod och samhällsekonomiska kalkylvärden för transportsektorn) tillhandahåller monetära värderingar för dessa. I ett systerprojekt som pågår parallellt, Sjöfart mot svensk hamn 2007 till 2019 – Förändringar i volym, struktur och

rörelsemönster, analyseras effekter av olika åtgärder på sjöfartens effektivitet och transportkostnader.

Riktlinjer och litteratur

Först redogörs för befintliga riktlinjer i Sverige och Norge och relevant litteratur i arbetet med att kvantifiera effektsambanden. Motsvarande effektsamband för de andra trafikslagen presenteras också och enkla jämförelser genomförs.

Effektsamband för sjösäkerhet berörs inte i Trafikverkets Effektkatalog för trafiksäkerhet. Istället sägs att värderingen får göras med indirekta metoder såsom Pianc-metoden som utgår från rekommenda-tioner om fartygsstorlek kontra farledsbredd och farledsdjup enligt den internationella organisationen

Permanent International Association of Navigation Congresses, Pianc. Metoden bygger mycket

förenklat på att den marginella ökningen av olyckskostnaden vid överskridande av Pianc:s

rekommendationer är lika stor som eller större än motsvarande minskning av transportkostnaden, som då kan ses som en minimiskattning av olyckskostnaden.

Det internationella forskningsläget beskrivs också. En stor fördel jämfört med exempelvis

vägtransportområdet, det trafikslag som har de mest utvecklade effektsambanden i Sverige, är att de flesta fartyg har en AIS-sändare (AIS= Automatic Identification System). Det gör det möjligt att, med hjälp av matematiska modeller som beskrivs i forskningen, identifiera inträffade tillbud och beräkna sannolikheten för att en kollision eller grundstötning inträffar.

Effektsambanden avseende sjöfartens emissioner till luft tas fram med hjälp av empiriska värden baserade på mätningar av faktiska utsläpp av olika ämnen. Trafikverket anger olika emissionsfaktorer för sjöfartens emissioner till luft (uttryckt i gram emissioner per kg bränsle) i Effektkatalogen för miljö och i Asek-rapporten. Emissionsfaktorerna i Asek-rapporten är mer aktuella. Vidare tillämpas och rekommenderas olika beräkningsprinciper för de olika trafikslagen. Detta borde ses över, inte minst mot bakgrund av de politiska målsättningarna att flytta över gods från väg till järnväg och sjöfart är det viktigt att det används enhetliga principer vid framtagningen av effektsamband på motsvarande sätt som Asek använder enhetliga monetära värderingar för de olika trafikslagen.

Effektsamband i Sverige och Norge – genomförda analyser

De vanligaste metoderna i Sverige och Norge för att kvantifiera effektsamband för sjösäkerhet verkar vara att använda olycksstatistik, expertbedömningar och i Sverige Pianc-metoden. Även bayesianska nätverk och mjukvaran IWRAP har använts för att skatta olycksfrekvens och olyckskonsekvens. Flera av analyserna har gjorts i enlighet med International Maritime Organisations (IMO) riktlinjer Formal

som vi anser krävs för att uppnå en hög kvalitet i de kvantifierade effektsambanden. I olycksstatistiken finns stora bortfall och antalet olyckor är relativt få, vilket gör det svårt att kvantifiera effektsamband utifrån den statistiken. Expertbedömningar är ofta en nödvändig del i arbetet med att ta fram

effektsamband, men vi visar exempel på när risken för olyckor har överskattats av experterna. Att endast utgå från olycksstatistik och expertbedömningar riskerar därför att leda till resultat som inte kan anses vara tillförlitliga. Att analyserna görs på olika sätt försvårar jämförelser mellan analyser och det saknas i vissa fall också en värdering av den föreslagna åtgärdens påverkan på sjösäkerheten.

De samhällsekonomiska analyserna i Norge och Sverige avser oftast farledsåtgärder. De flesta norska samhällsekonomiska analyserna inkluderar enbart växthusgaser, två av de 22 inventerade analyserna avser hamnar och inkluderar även luftföroreningar. Även om infrastrukturåtgärder sällan syftar till att minska sjöfartens emissioner till luft visar våra svenska exempel inte försumbara nyttor kopplade till hälso- och miljöeffekter. Med hänsyn till den delvis snabba tekniska utvecklingen av nya fartyg, bränslen och den operativa användningen av fartygen borde känslighetsanalyser rekommenderas för effektsambanden på motsvarande sätt som för transportefterfrågan och monetära värderingar. Vidare skulle det vara värdefullt att redovisa sjöfartens emissioner till luft uppdelat på emissionerna som uppstår under färd (i olika havsområden), i hamn respektive vid lotsning och isbrytning.

Åtgärder och data

Viktiga åtgärder som antas påverka sjösäkerheten handlar om allt från fartygens bemanning till breddning och fördjupning av farleder. När det gäller emissioner till luft används i hög grad IMO:s och EU:s administrativa styrmedel men också ekonomiska styrmedel och infrastrukturåtgärder. Viktiga tillgängliga datakällor som kan användas för att mäta och kvantifiera de beskrivna åtgärderna är för sjösäkerhet bl.a. AIS, Vessel traffic service (VTS) och Transportstyrelsens sjöolyckssystem (SOS). Det framgår att antal rapporterade olyckor inte har minskat under perioden 1985–2019, orsaken kan mycket väl vara att rapporteringen har förbättrats under perioden. Det framgår också att de flesta olyckor och tillbud inträffar i kustnära farvatten och koncentreras särskilt till områdena kring Stockholm, Göteborg och Öresund. Många olyckor och tillbud sker också på de inre vattenvägarna. När det gäller utvecklingen av mängden emissioner till luft är den officiella statistiken en central källa. I både Norge och Sverige har det också tagits fram emissionsberäkningar för sjötransporter med hjälp av aktivitetsbaserade metoder som baseras på AIS-data och andra källor som har potential att användas som analysverktyg.

Möjlig väg framåt

Vi ger förslag på möjliga vägar framåt vid skattning av de aktuella effektsambanden. Då det är nödvändigt att få en uppfattning om vilka tillvägagångssätt som fungerar bra respektive mindre bra och hur de kompletterar varandra, föreslås att flera olika metoder för utveckling av effektsamband för sjösäkerhet prövas. Vi föreslår bland annat en metod som går ut på att, i enlighet med den forskning som beskrivs i rapporten, skapa matematiska modeller för att identifiera inträffade tillbud samt även skatta sannolikheter för olyckor. Metoden använder uppgifter från AIS och kombineras med

expertbedömningar för att säkerställa att modellens resultat är rimliga. Metoden kan kombineras och kompletteras med att använda mjukvaran IWRAP MK II, bayesianska nätverk och Monte Carlo-simuleringar.

När det gäller effektsamband avseende sjöfartens emissioner till luft ser vi ett behov av att förbättra sambanden genom att inkludera detaljer med avseende på bränslen, fartyg och hastigheter som påverkar emissionerna. Ett konkret förslag är att ta fram ett AIS-baserat verktyg som komplement till Samgodsmodellen, som kan användas som databas och analysverktyg. Vidare anser vi det nödvändigt att tillämpa samma principer vid framtagningen av effektsambanden för de olika trafikslagen.

Sammantaget tror vi att det är möjligt att, bland annat med hjälp av uppgifter från AIS, utveckla effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft som håller samma kvalitet som motsvarande effektsamband för vägtransporter.

Summary

Impacts of interventions regarding maritime safety and emissions to air

by Inge Vierth (VTI) and Henrik Sjöstrand (VTI)

The aim of the project is to develop a basis for developing a better understanding of the impacts of different interventions on maritime safety and emissions to air. These impacts are wholly or partly quantified relationships between the interventions and their impacts on the actors concerned by the intervention and the whole society.

Focus is on waterborne freight transport within the responsibilities of Swedish authorities. Regarding maritime safety, the analysis of the impact relationships is generally limited to safety-enhancing measures that can be linked to shipping lanes and therefore mainly focuses on collisions and groundings. Emissions are limited to greenhouse gases and air pollution because the Swedish cost benefit (CBA) recommendations for the transport sector (Asek) provide monetary unit values for these emissions. A sister project, Maritime traffic calling at Swedish ports 2007 to 2019 – Changes in

volume, structure and movement patterns, studies impacts on shipping’s efficiency and transport costs.

Guidelines and literature

First, the guidelines in Sweden and Norway and relevant literature that addresses the quantification of the impacts of interventions are compiled. Similar relationships for the other modes of transport are also presented and simple comparisons are made.

The impacts of interventions for maritime safety are not covered in the Swedish Transport

Administration’s Effect Catalogue for traffic safety. Instead, it is said that the impacts may be assessed using indirect methods such as the Pianc method based on recommendations on ship size versus fairway width and depth according to the international organization Permanent International

Association of Navigation Congresses, Pianc. The method is, in short, based on the fact that the

marginal cost of accidents when exceeding Pianc’s recommendations is equal to or greater than the corresponding reduction in the transport costs, which can then be seen as a minimum estimate of the cost of accidents. The international research situation is also described. A major advantage over, for example, the road transport sector, the mode of transport that has the most developed

recommendations for regarding the impacts of interventions in Sweden, is that most ships have an AIS transmitter (AIS= Automatic Identification System). This makes it possible, using mathematical models described in research, to identify incidents and to calculate the probability of a collision or grounding occurring.

Impacts of interventions regarding shipping’s emissions to air are developed using empirical values based on measurements of actual emissions of different substances. The Swedish Transport

Administration sets out different emission factors for shipping emissions to air (expressed in grams of emissions per kg of fuel) in the Effect Catalogue for environmental issues and in the CBA-guidelines (Asek). The emission factors in the CBA-guidelines are more up to date. Furthermore, different calculation principles are applied and recommended for the different modes of transport. This should be reviewed, not the least in the light of the policy objectives of shifting goods from road to rail and sea it is important to apply uniform principles when assessing the impacts of interventions in the same way as the CBA-guidelines use uniform monetary unit values for the different modes of transport.

Impact relationships in Sweden and Norway – conducted analyses

The most common methods in Sweden and Norway to quantify the impact of interventions on maritime safety seem to be to use accident statistics, expert assessments and in Sweden the Pianc

method. Bayesian networks and the IWRAP software have also been used to estimate the frequency of accidents and their impact. Several of the analyses have been carried out in accordance with the

International Maritime Organization's (IMO) Formal Safety Assessment (FSA) guidelines. The

analyses are often ambitious and well-made but lack the reliability that we believe is necessary to achieve a high quality in the quantified impacts of interventions. Accident statistics have large losses and the number of accidents is relatively low, which makes it difficult to quantify impact relationships based on these statistics. Expert assessments are often necessary when estimating impacts of

interventions, but we show examples of when the risk of accidents has been overestimated by the experts. Therefore, approaches based on accident statistics and expert assessments only have the risk of leading to non-reliable results. The fact that the cost-benefit analyses are carried out in different ways makes comparisons between analyses more difficult and, in some cases, there is no evaluation of the impact of the proposed intervention on maritime safety.

Cost-benefit analyses in Norway and Sweden often refer to measures that improve fairways.

Regarding emissions, most Norwegian cost-benefit analyses include only greenhouse gases; two of the 22 reviewed analyses address ports and include also air pollution. Although infrastructure measures are rarely aimed at reducing shipping emissions, our Swedish examples reveal non negligible benefits linked to health and environmental effects. In view of the partly rapid technological development of new vessels, fuels and the operational use of the vessels, sensitivity analyses should be recommended for the calculation of the impact interventions in the same way as for transport demand and monetary valuations. Furthermore, it would be useful to account for shipping emissions to air divided by emissions generated during the journey (in different sea areas), in ports or related to the use of pilot or ice breaking services.

Actions and data

Interventions that are supposed to affect maritime safety range from ship manning to widening and deepening of fairways. In the case of emissions to air, IMO’s and EU’s administrative policy

instruments are widely used, as well as economic instruments and infrastructure measures. Important available data sources that can be used to measure and quantify the described interventions are, inter alia, for maritime safety: AIS, Vessel traffic service (VTS), Swedish Transport Agency's maritime accident system (SOS). It appears that the number of reported accidents has not decreased in the period 1985-2019, the reason may be that reporting has improved during this period. It is also clear that most accidents and incidents occur in coastal waters and are concentrated in the areas around Stockholm, Gothenburg and the Oresund Sound. Many accidents and incidents also occur on inland waterways.

Concerning the development of the volume of the emissions, official statistics are a key data source. Both in Norway and Sweden, emission calculations for shipping have also been developed using activity-based methods, that have the potential to be used as analytical tools.

Possible way forward

Finally, we propose possible ways forward when estimating the impacts of interventions. For maritime safety, we propose among other things, a method whereby, in accordance with the research described in the report, mathematical models to identify incidents and to estimate probabilities of accidents are created. The methodology uses data from the AIS and is combined with expert assessments to validate the model’s output. The method can be combined and supplemented with the use of the IWRAP MK II software, Bayesian networks and Monte Carlo simulations.

Regarding impacts of interventions for maritime emissions to air, we see a need to improve the existing emission factors etc. by including details about fuels, ships, speed etc. A concrete proposal is to develop an AIS-based tool to complement the Samgods model, which can be used as a database and

analysis tool. We believe it is necessary to apply the same principles in the development of the impacts of intervention for the different modes of transport.

All in all, we believe that it is possible to develop methods for estimating the impacts of interventions regarding maritime safety and emissions to air of the same quality as the corresponding methods for road transport.

1.

Inledning

1.1.

Bakgrund

Sveriges transportpolitiska mål presenteras i propositionen Mål för framtidens resor och transporter (Regeringen, 2009) som antogs av Riksdagen 2009. Det övergripande målet för transportpolitiken är att ”säkerställa en samhällsekonomiskt effektiv och långsiktigt hållbar transportförsörjning för medborgarna och näringslivet i hela landet.” (ibid, p. 2). I propositionen anges två delmål,

tillgänglighet samt hänsynsmålet säkerhet, miljö och hälsa. I tillgänglighetsmålet lyfts det fram att ”transportsystemets utformning, funktion och användning ska medverka till att ge alla en

grundläggande tillgänglighet med god kvalitet och användbarhet samt bidra till utvecklingskraft i hela landet. Transportsystemet ska vara jämställt, dvs. likvärdigt svara mot kvinnors respektive mäns transportbehov.” (ibid, pp. 7-8).

För säkerhetsarbetet gäller fortsatt att ”transportsystemet ska anpassas till att ingen dödas eller skadas allvarligt till följd av trafikolyckor. Antalet dödade och allvarligt skadade till följd av trafikolyckor inom de olika trafikslagen ska fortsatt minska.” (Regeringen, 2009, p. 8).

För hänsynsmålet rörande miljö och hälsa sägs att ”transportsektorn bidrar till att miljökvalitetsmålet

Begränsad klimatpåverkan nås genom en stegvis ökad energieffektivitet i transportsystemet och ett

brutet fossilberoende. År 2030 bör Sverige ha en fordonsflotta som är oberoende av fossila bränslen. Transportsektorn bidrar till att övriga miljökvalitetsmål nås och till minskad ohälsa. Prioritet ges till de miljöpolitiska delmål där transportsystemets utveckling är av stor betydelse för möjligheterna att nå uppsatta mål.” (Regeringen, 2009, p. 53). De nationella miljökvalitetsmålen av intresse för emissioner till luft är, förutom Begränsad klimatpåverkan, också Frisk luft, Bara naturlig försurning och Ingen

övergödning (Trafikverket, 2018a). Till dessa kommer miljökvalitetsnormer på lokal nivå. Dessutom

skall generationsmålet säkerställa att miljöproblem inte lämnas över till kommande generationer eller regioner utanför Sveriges gränser.

Samhället har ett intresse av att, med de transportpolitiska målen som utgångspunkt, få största möjliga nytta av de satsade resurserna inom transportsektorn (Trafikverket, 2018b). Fyrstegsprincipen

tillämpas bland annat av Trafikverket och Sjöfartsverket för att säkerställa att resurser fördelas på rätt sätt, i första hand ska åtgärder beaktas som inte kräver stora investeringar i form av ombyggnation eller nybyggnation av infrastrukturen. Syftet är att säkerställa en god resurshållning och att åtgärder ska bidra till en hållbar samhällsutveckling.

Samhällsekonomiska analyser, som bygger på olika typer av effektsamband, är ett viktigt

beslutsunderlag vid val av åtgärder inom transportsektorn. I en sådan analys är syftet att ta hänsyn till de kostnader och nyttor som en åtgärd medför för samhället som helhet. I Trafikverkets Asek-rapport,

Analysmetod och samhällsekonomiska kalkylvärden för transportsektorn (Trafikverket, 2018c), ingår

en rad styrande dokument som beskriver vilka rekommendationer som gäller för samhällsekonomiska analyser av och åt Trafikverket. För att analyserna ska vara jämförbara mellan olika åtgärder och olika trafikslag bör de baseras på samma grundprinciper och kalkylvärden. Syftet med Asek-rapporten är att skapa förutsättningar för sådana jämförelser.

För sjöfarten saknas standardiserade metoder för att göra samhällsekonomiska analyser. Möjligheten att göra samhällsekonomiska kalkyler för sjöfartsprojekt studeras bland annat i Vierth et al. (2015). I rapporten rekommenderas ett utvecklingsarbete när det gäller bland annat olika åtgärders effekter på

utsläpp till luft och sjösäkerhet.1

1 _{WSP har tagit fram en manual, ”Standardkalkylverktyg för sjöfartsinvesteringar (farledsinvesteringar)”, på}

uppdrag av Trafikverket. Manualen är ännu inte godkänd och det är i dagsläget oklart om manualen kommer godkännas den 15 juni 2020 som en del av ASEK 7 eller senare, Tefera (2020).

Riksrevisionen konstaterar i rapporten om statliga investeringar i allmänna farleder från 2016 att ”de nuvarande riktlinjerna för farledsinvesteringar i Asek för effektsamband, kalkylmetoder och

kalkylvärden är mindre utvecklade för sjöfarten än för väg- och järnvägstransporter. Det beror på att mer forskning och samhällsekonomiska kalkyler har genomförts på väg- och järnvägsområdena, vilket har bidragit till att tydligare praxis har utvecklats för hur kalkylerna ska utföras och vilka kalkylvärden som är rimliga.” (Riksrevisionen, 2016, p. 45).

Sjöfarten konkurrerar om statliga infrastruktursatsningar och det finns därför ett behov av metoder som gör de samhällsekonomiska analyserna inom sjöfarten mer tillförlitliga och jämförbara. Att ta fram tillförlitliga effektsamband är en nödvändig del i den metodutvecklingen.

1.2.

Syfte

En forskningsansökan från VTI som har beviljats av Trafikverket ligger till grund för det projekt som redovisas i denna rapport. Projektets syfte är att inventera och ta fram underlag för att utveckla fler och bättre kvantifierade effektsamband för sjöfarten. Med effektsamband avses ett helt eller delvis

kvantifierat samband mellan en åtgärd och denna åtgärds effekter för de aktörer som berörs av åtgärden samt för samhället i stort.

Enligt projektbeskrivningen delas projektet in i tre delar. Med denna rapport avrapporteras del 1 och del 2. Del 3, som ska redovisa kvantifierade effektsamband för transportpolitiskt prioriterade åtgärder, ingår således inte i denna rapport. De tre delarna i projektet är:

Del 1

1. En översikt av metodologisk praxis för framtagande av effektsamband inom sjöfarten i Sverige och internationellt samt för andra trafikslag i Sverige.

2. Inventering av tillgängliga datakällor och riktlinjer.

Del 2

Identifiering av metodologiska möjligheter och utmaningar, samt förslag på vilken metod som kan användas för skattningar av effektsamband.

Del 3

Kvantifiera effektsamband för svensk sjöfart utifrån resultaten i del 1 och 2.

1.3.

Disposition

Efter att ha beskrivit projektets avgränsning i kapitel 1.4 redogör vi för centrala begrepp i kapitel 1.5. De kapitel som följer är uppdelade mellan effektsamband för sjösäkerhet och effektsamband för sjöfartens emissioner till luft. Vi hoppas att det därför är enkelt att, för den läsare som endast är intresserade av ett av effektsambanden, fokusera på respektive del i varje kapitel. I slutet av varje kapitel följer kortare slutsatser.

I kapitel 2–4 avhandlas del 1 i projektet. I kapitel 2 redogör vi för befintliga riktlinjer och stödjande dokument i arbetet med att kvantifiera effektsambanden. Det internationella forskningsläget, där metoder har tagits fram för att beräkna sannolikheter och konsekvenser för olyckor och för att identifiera inträffade tillbud, beskrivs också. Därpå följer en genomgång av effektsamband avseende trafiksäkerhet och emissioner för andra trafikslag. Riktlinjer och litteratur i en norsk kontext listas i bilaga 1.

I kapitel 3 redovisas genomförda säkerhetsanalyser och samhällsekonomiska i Sverige. Vi bidrar här med vår syn på styrkor och svagheter i analyserna. I bilaga 2 listas analyser som har genomförts i Norge och i bilaga 3 och 4 beskrivs två norska samhällsekonomiska analyser i mer detalj.

Efter att ha visat vilka förutsättningar som finns för att kvantifiera effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft, och hur samhällsekonomiska och andra analyser har genomförts utifrån dessa förutsättningar, börjar kapitel 4 med att lista de åtgärder som kan antas påverka sjösäkerheten och emissioner till luft. Sedan redovisas tillgängliga datakällor som kan användas för att mäta och

kvantifiera de beskrivna åtgärderna. Relevanta analysverktyg berörs också kort. Kapitlet fortsätter med deskriptiv statistik för olyckor och emissioner till luft i syfte att visa på den historiska utvecklingen för de utfall som är relevanta i detta projekt. Kapitlet avslutas med en kort beskrivning av hur sjöfarten mot svensk hamn har utvecklats vad gäller antal anlöp och godsomsättning.

Slutligen ges i kapitel 5 förslag på möjliga vägar framåt för att skatta de aktuella effektsambanden, d.v.s. för att genomföra del 3.

1.4.

Avgränsning

Fokus ligger i rapporten främst på godstransporter (inklusive ro/pax-färjor) inom svenska myndigheters ansvarsområde.

Syftet med denna studie är inte att beräkna faktiska effektsamband, det är något som görs i en eventuell del 3 av projektet utifrån resultaten i detta projekt. Studien är också avgränsad till effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft.

I enlighet med hur projektbeskrivningen är skriven begränsas analysen av effektsamband för

sjösäkerhet främst till säkerhetshöjande åtgärder som kan kopplas till farleder. Det innebär att vi, för effektsamband inom sjösäkerhet, främst berör kollisioner och grundstötningar och de fartygsskador och personskador som dessa ger upphov till. Men även olyckor som beror på annat än farledens beskaffenhet, såsom exempelvis brand, beskrivs i kapitel 4.1.3 Sjöfartsolyckor – deskriptiv statistik. Olyckor vars konsekvenser inte har ett samband med fartygets drift, som till exempel sjukdom eller självmord, inkluderas inte.

När det gäller emissioner så görs avgränsningen till utsläpp till luft för att Asek för närvarande tillhandahåller monetära värderingar för de växthusgaser och luftföroreningar som sjöfarten ger upphov till (Trafikverket, 2018d). Effektsamband för bulleremissioner ingår inte heller i denna rapport.

Enligt Trafikverkets Effektkatalog för miljö (Trafikverket, 2018a) påverkar transportsystemet klimatet

(och de andra miljökvalitetsmålen2_{) på flera olika sätt:}

1. Direkta utsläpp från fordonen genom användning av fossila drivmedel.

2. Utsläpp från produktion och transport av drivmedel (både fossila och biodrivmedel) och el. 3. Utsläpp kopplade till infrastrukturhållningen.

4. Utsläpp kopplade till produktion, service och skrotning av fordon. 5. Utsläpp (förändrat upptag) kopplat till förändrad markanvändning.

I denna rapport ingår första och andra punkten. Den första punkten avser

tank-till-propeller-perspektivet (TTP) och den andra källa-till-propeller-tank-till-propeller-perspektivet (WTP, well to propeller), det vill säga punkten inkluderar utsläppen från hela livscykelperspektivet av bränslet. Sveriges klimatmål

avseende inhemska transporter 2030 baseras på TTP-perspektivet medan Sveriges netto

noll-utsläppsmål 2045 avser samtliga sektorer och därmed WTP-perspektivet.3

Denna rapport avgränsas till specifika effektsamband för sjösäkerhet och sjöfartens emissioner till luft. Den prognosticerade utvecklingen av efterfrågan på sjötransporter som påverkar antalet olyckor och emissionernas omfattning ingår inte.

Monetära värderingar (framtagningen av enhetspriser) ingår inte i detta projekt.

I ett projekt som pågår parallellt med detta, Sjöfart mot svensk hamn 2007 till 2019 – Förändringar i

volym, struktur och rörelsemönster, studeras effekter av olika åtgärder på transporteffektivitet och

transportkostnader inom sjöfarten, se bilaga 6.

1.5.

Centrala begrepp

Innan vi går vidare finns skäl att precisera vissa begrepp.

Samhällsekonomisk analys

En samhällsekonomisk analys är uppbyggd av följande komponenter (Trafikverket, 2012): • Effektsamband (inkl. identifiering och kvantifiering av effekter)

• Värdering • Risk • Väntevärde • Marginalkostnad

Det kan vara värt att förtydliga hur dessa förhåller sig till varandra. Vi använder här sjösäkerhet som exempel och effektsamband beskriver då hur mycket sannolikheten för eller konsekvensen av en olycka förändras vid en viss åtgärd, till exempel en utbyggd farled. Värderingen beskriver den samhällsekonomiska kostnaden för en sjöfartsolycka i monetära termer. Risken är kostnaden (konsekvensen) för olyckan multiplicerat med sannolikheten för att olyckan inträffar och ger ett väntevärde för en olycka. Om en olycka kostar en miljon kronor och inträffar med en sannolikhet på en procent per år blir väntevärdet 10 000 kr per år. Marginalkostnaden är hur mycket risken för en olycka ökar om fartyget seglar en kilometer till. Marginalkostnaden kan i det här sammanhanget, förutsatt att den antas vara lika med genomsnittskostnaden, skattas som risken dividerat med

fartygskilometer. Detta antagande görs i Asek (Trafikverket, 2018c) vid värdering av olyckor på väg.

Effektsamband

Effektsamband är en central del i samhällsekonomiska analyser. Effektsamband inom sjöfarten handlar om hur styrmedel och åtgärder förväntas påverka sjötrafiken och dess fördelning på fartygsstorlekar, framdrivningssätt, hastigheter etc. i ett definierat område samt ytterst hur sådana förändringar förväntas bidra till den trafikpolitiska måluppfyllelsen (Swahn, 2019). Exempelvis emissionsfaktorer och motsvarande ”säkerhetsfaktorer” utgör hjälpmedel för att genomföra effektberäkningar.

3 _{”Senast år 2045 ska Sverige inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären, för att därefter uppnå}

negativa utsläpp. Målet innebär att utsläppen av växthusgaser från svenskt territorium ska vara minst 85 procent lägre år 2045 än utsläppen år 1990. De kvarvarande utsläppen ned till noll kan uppnås genom så kallade

kompletterande åtgärder. För att nå målet får även avskiljning och lagring av koldioxid av fossilt ursprung räknas som en åtgärd där rimliga alternativ saknas”, (Naturvårdsverket, 2020a).

Trafikverket skriver så här om effektsamband:

Åtgärder i transportsystemet syftar till att säkerställa en samhällsekonomiskt effektiv och långsiktigt hållbar transportförsörjning för medborgare och näringsliv i hela landet. I planering av åtgärder som påverkar transportsektorn ska praktiska erfarenheter och kunskaper från forskning och utveckling om sambanden mellan åtgärder och deras konsekvenser för samhället nyttjas. […] Effektsamband för transportsystemet är ett viktigt stöd vid planering, projektering och uppföljning av alla slag av åtgärder inom transportsystemet. Effektsamband används för att analysera effekter av åtgärder, för samhällsekonomiska effektivitetsbedömningar, i samlade effektbedömningar, i

miljöbedömningar, i fördelningsanalyser och vid beräkning av hur uppsatta mål kan nås så kostnadseffektivt som möjligt. (Trafikverket, 2015, p. 3).

Med effektsamband avses i denna rapport ett helt eller delvis kvantifierat samband mellan en åtgärd och denna åtgärds effekter för de aktörer som berörs av åtgärden och för samhället i stort.

Ett effektsamband kan generellt skrivas:

∆𝑚𝑖 = 𝑓(∆𝑥𝑖 , 𝑎)

∆𝑚𝑖 är den förändring i en transportpolitisk målvariabel som förväntas uppkomma till följd av en

åtgärd som förändrar en egenskap 𝑥, under vissa förhållanden som kan beskrivas med en vektor 𝑎.

Anta att ∆𝑚𝑖 betecknar förändringen av sannolikheten för en kollision mellan två fartyg som en följd

av en ombyggnad av farleden i form av ökat farledsdjup och ökad bredd (∆𝑥𝑖). För denna farled gäller

förutsättningar som beskrivs enligt vektorn 𝑎 såsom trafikflöde, lotsplikt m.m.

Kvantifiering av effektsamband

Kvantifiering innebär att kunna sätta siffror på aktuella effektsamband. Kvantifiering innebär inte att den metod som används nödvändigtvis är av kvantitativ art. Kvantifiering av effektsamband kan i princip åstadkommas genom användning av såväl expertbedömningar, simuleringar som ekono-metriska metoder. Kvantifiering innebär inte heller nödvändigtvis att effektsambanden är så pass allmänna att de kan appliceras på åtgärder av samma slag i andra situationer med andra förutsätt-ningar. Ett kvantifierat effektsamband kan vara situationsspecifikt, dock är målet ofta att ta fram effektsamband som är så generaliserbara som möjligt. Detta för att kunna jämföra

samhälls-ekonomiska kostnader och nyttor mellan olika åtgärder. Generella effektsamband kan också antas vara mer kostnadseffektiva.

Fyrstegsprincipen

Fyrstegsprincipen tillämpas av Trafikverket (2018b) för att säkerställa att resurser fördelas på rätt sätt. Målet är att uppnå önskade effekter till minsta möjliga investeringskostnad.

1. Tänk om. Det första steget innebär att först överväga åtgärder som kan påverka behovet av transporter samt valet av transportsätt. Åtgärden kan utgöras av skatter, avgifter och trafikrestriktioner.

2. Optimera. Det andra steget består av åtgärder som ger ett mer effektivt utnyttjande av den befintliga infrastrukturen. En sådan åtgärd kan vara särskilda system för trafikoptimering. 3. Bygg om. Om önskad effekt inte nås genom att tänka om eller optimera kan begränsade

ombyggnationer komma ifråga. Det handlar exempelvis om fördjupning och breddning av farleder.

4. Bygg nytt. Det fjärde steget genomförs om behovet inte kan tillgodoses genom de föregående stegen. Här görs nyinvesteringar eller större ombyggnationer, såsom en ny farledssträckning.

Farled

En farled definieras enligt Transportstyrelsen som ”en sjöväg i inlandsvatten, inomskärs eller nära kusten, anvisad genom sjösäkerhetsanordningar eller utmärkt i sjökort eller i nautisk publikation”. (Transportstyrelsen, 2019, p. 1).

Sjösäkerhet

I det följande definieras säkerhetsnyttor som minskad sannolikhet för och minskade konsekvenser av olyckor.

Sjöfartens emissioner till luft

I sjöfartens emissioner till luft ingår utsläpp av växthusgaser (som bidrar till växthuseffekter) och luftföroreningar (som medför hälso- och miljöeffekter).

Emissionsfaktorer eller -funktioner

Med hjälp av emissionsfaktorer eller -funktioner kvantifieras fysiska samband genom att ange hur olika faktorer påverkar antal gram utsläpp per liter bränsle per fartygskilometer (fartygskm) eller per tonkilometer (tonkm).

Tank-till-propeller-perspektivet4 _{(TTP) avser (direkta) utsläpp från avgasröret medan}

well-till-propeller-perspektivet (WTP) inkluderar utsläppen från hela livscykelperspektivet av bränslet.

2.

Riktlinjer och litteratur

Här redogör vi för riktlinjer och litteratur som berör de aktuella effektsambanden. I kapitlet som följer, Effektsamband i Sverige och Norge – genomförda säkerhetsanalyser och samhällsekonomiska

analyser, beskrivs flera av de analyser som har gjorts med koppling till effektsamband för sjösäkerhet och emissioner till luft.

2.1.

Effektsamband för sjösäkerhet

2.1.1. Sverige

I Trafikverkets Effektkatalog för trafiksäkerhet (Trafikverket, 2018g) berörs inte sjöfarten alls. I Asek 6.1 kapitel 4 (Trafikverket, 2018f) beskrivs kalkylmodellen för infrastrukturinvesteringar för sjöfart. För effektsamband avseende sjösäkerhet sägs att värderingen får göras med indirekta metoder. Pianc-metoden nämns (Pianc står för Permanent International Association of Navigation Congresses och är en internationell organisation som tar fram riktlinjer för en hållbar vattenburen infrastruktur för hamnar och farleder), den innebär att en indirekt värdering görs av sjösäkerhetsnyttor utifrån Pianc:s rekommendationer om fartygsstorlek kontra farledens bredd och djup. För fartyg vars storlek inte överskrider Pianc:s rekommendationer antas den marginella olyckskostnaden vara lika med den marginella transportkostnaden. Metoden förutsätter alltså att rekommendationerna är optimalt satta ur ett samhällsekonomiskt perspektiv. Om större fartyg än vad som rekommenderas av Pianc får trafikera farleden sjunker transportkostnaden, men den marginella olyckskostnadsökningen antas vara lika stor eller större än motsvarande minskning av transportkostnaden. Totalkostnaden i ett samhällsperspektiv blir alltså ofta högre om större fartyg trafikerar farleden. Transportkostnadsskillnaden kan därmed ses som en minimiskattning av olyckskostnaden, och metoden ger en skattning av den minskning av

olyckskostnaden som uppnås genom att i en given farled tillämpa Pianc:s rekommendationer.5

Trafikverket nämner i Asek (ibid) också möjligheten att via lotsavgifter ta fram effektsamband för ökad sjösäkerhet. Om en utbyggd farled resulterar i ökad sjösäkerhet, som i sin tur innebär att lotsplikten försvinner för vissa fartyg, kan besparingen som detta innebär för rederierna vara ett mått på nyttan med ökad sjösäkerhet. Här bör, enligt Trafikverket, en bedömning göras av om

lotsavgifterna motsvarar den verkliga kostnaden för lotstjänster. Om så inte är fallet kan en skattning av de verkliga kostnaderna göras.

Hos Transportstyrelsen pågår ett arbete med att se över lotsplikten och göra den riskbaserad.6 _{Som en}

del i detta arbete görs en kvalitativ och kvantitativ riskvärdering av cirka 200 lotsleder längs den svenska kusten samt i Vänern och Mälaren. Den kvantitativa riskvärderingen grundar sig på totalt femton parametrar för olyckssannolikhet, däribland farledsbredd, antal stora girar, antal kursändringar och om lotsleden täcks av ett VTS-område, samt sju parametrar för olyckskonsekvens såsom närhet till maritimt naturskyddat område och konsekvens vid blockering av farled. Utifrån parametrarna rankas farlederna enligt risk för och konsekvens av olyckor. Den kvalitativa riskvärderingen tar hänsyn till hur olika riskfaktorer kan antas påverka varandra och sammantaget leda till en högre eller lägre olycksrisk jämfört med resultatet i den kvantitativa riskvärderingen. Även fartygstyp och last påverkar riskbedömningen. Exempelvis tillhör ett fartyg den högsta riskkategorin om det är lastat med

mer än 400 m3 _{brännolja i tankar som helt eller delvis endast skyddas av fartygets bordläggning eller}

om det har fler än tolv passagerare ombord. Trafikverkets sjöolyckssystem (SOS) och Safe Sea Net

Sweden används också för att värdera risker i lotslederna.

5 _{Henrik Swahn HSAB, mejl 20 april 2020.}

6 _{Transportstyrelsen informerade om arbetet vid referensgruppsmötet för detta projekt samt för projektet Sjöfart}

mot svensk hamn 2007 till 2019 – Förändringar i volym, struktur och rörelsemönster den 17 april 2020. I juni

2.1.2. Norge

TØI har sammanställt tolv riktlinjer och studier som har genomförts av Finansdepartementet,

Direktoratet før Økonomistyrning, Kystverket, Transportøkonomisk institutt, Vista Analyse och DNV-GL och Menon Economics i Norge sedan 2014, se bilaga 1. Samtliga berör på något sätt sjösäkerhet.

2.1.3. Internationellt

Efter att ha gått igenom litteraturen på området verkar begreppet effektsamband i samhällsekonomiska analyser sakna direkta motsvarigheter i forskningen internationellt. Däremot finns en del forskning som på olika sätt tangerar innebörden i begreppet.

Vi återkommer till flera av de studier som beskrivs nedan när vi ger förslag på möjliga vägar framåt för att kvantifiera effektsamband.

IMO FSA

International Maritime Organisation, (IMO, 2018) tillhandahåller en vägledning, Formal Safety Assessment (FSA), som beskriver hur en samhällsekonomisk säkerhetsanalys kan genomföras inom

sjöfarten. Vägledningen kan användas för att utvärdera effekter av nya regleringar för sjösäkerhet och marina miljöer, och i den sägs att analytiska modeller bör användas för att värdera händelser som är ovanliga och där adekvat statistik saknas. Även expertbedömningar nämns som en viktig komponent i analysen.

Metaanalys som sammanfattar forskningen

I en metaanalys (Lim, et al., 2018) där forskningen på området sammanfattas används begreppet ”riskanalys inom sjöfarten” som till stora delar motsvarar en samhällsekonomisk analys inom

sjösäkerhet. Studien visar att olika typer av simuleringar är den vanligaste metoden för att genomföra riskanalyser inom sjösäkerhet. Enligt författarna kan en anledning vara att historiska data över sjöfartsolyckor inte alltid är tillgänglig i den utsträckning som krävs för att göra robusta statistiska analyser, som är den näst vanligaste metoden.

Skattning av sannolikhet för olyckor

I Zaman et al. (2015) studeras sjöfartsolyckor i Malackasundet, sundet mellan Sumatra och Malaysia som förbinder Bengaliska viken med Sydkinesiska havet. AIS- och GIS-data (geografiskt

informationssystem) används för att skatta sannolikheten för kollisioner, och med matematiska formler som bygger på fartygens kurs, hastighet med mera beräknas antal fartyg som under en viss tidsperiod är på väg rakt emot varandra, som korsar varandras rutter eller som gör en omkörning. Därefter beräknas sannolikheten för kollisioner vid olika tidpunkter på dygnet med varierande trafiktäthet. I Lim et al. (2018) nämns ett flertal studier med liknande ansats.

Faghih-Roohi et al. (2014) gör simuleringar med Monte Carlo-metoden för att skatta olycksrisken. Metoden innebär att utifrån ett begränsat antal observationer göra prognoser för framtida olyckor och tillbud. Metoden ger flera utfall med olika sannolikheter. Utfallen visar dels extremfallen, dels sannolikhetsfördelningen för utfallen där emellan. Simuleringen körs tusentals gånger med skattade sannolikhetsfördelningar för de variabler som ingår i modellen. Syftet med metoden är i den aktuella studien att kunna dra slutsatser om olycksrisken för australiska kommersiella fartyg utifrån få uppgifter om olyckor och tillbud. Författarna menar att fördelarna med metoden är att den kan appliceras på alla typer av olyckor och tillbud i alla typer av farvatten, och att den fungerar även med få observationer.

Identifiera inträffade tillbud

I Zhang et al. (2015) används AIS-data för att identifiera situationer i Östersjön där fartyg varit nära att kollidera med varandra, men där kollision ändå har undvikits. Den metod för att skatta effektsamband för sjösäkerhet som vi föreslår i kapitel 5 Möjlig väg framåt bygger delvis på denna metod. Det finns enligt studien ett samband mellan tillbud och olyckor inom sjöfarten generellt, därför kan metoden användas för att värdera sjösäkerheten. Inom sjöfarten är antalet olyckor ofta relativt få och

olycksstatistiken är sällan helt tillförlitlig eller komplett. Den stora fördelen med tillvägagångssättet är att det resulterar i ett betydligt större dataunderlag att använda för att värdera sjösäkerheten, jämfört med om endast olycksstatistiken används. Metoden liknar till viss del en metod för vägtransporter som kallas konflikttekniken (TCT, Traffic Conflict Technique) med syftet att just beräkna antalet tillbud. Studien fokuserar på att kategorisera tillbuden utifrån allvarlighetsgrad. Kategoriseringen grundar sig på expertbedömningar och resulterar i matematiska formler för att identifiera tillbud genom att utgå från fartygspar och beräkna avstånd, förändring i avstånd som bestäms av fartygens relativa hastighet samt relativ position som bestäms av kursen.

Kollision

Fartyg B

Positiv fas

Fartyg A

Figur 1: Illustration av parametrarna i modellen (Zhang, et al., 2015)

Sannolikheten för en kollision antas öka med minskat avstånd mellan fartygen. Förändring i avstånd beräknas med hjälp av fartygens relativa hastighet, som är ett resultat av fartygens faktiska kurs och hastighet. Fasen syftar på fartygens relativa position gentemot varandra och den bestämmer storleken på kursändringen som krävs för att undvika en kollision. En positiv fas innebär att fartygen närmar sig varandra. Genom att använda AIS-data och analysera ett antal incidenter tas följande ekvation fram där 𝑥 är avstånd, 𝑦 är hastighet och 𝑧 är kurs. VCRO står för ”Vessel Conflict Ranking Operator” där ett högre värde innebär en högre risk för kollision.

𝑉𝐶𝑅𝑂(𝑥, 𝑦, 𝑧) = ((3,87𝑥−1𝑦)(sin 𝑧 + 0,386 sin(2𝑧))

De tillbud som enligt modellen anses vara mest allvarliga analyseras på nytt av experter för att säkerställa att modellen har valt ut rätt fall. Expertbedömningarna visar sig stämma bra överens med modellens val av fall och författarna konstaterar att de framtagna formlerna fungerar som tänkt. En brist i modellen som författarna själva lyfter fram är att det inte tas någon hänsyn till

meteorologiska faktorers (såsom våghöjd eller sikt) inverkan på tillbudens allvarlighetsgrad.

Bayesianska nätverk

Åtgärder genomförs kontinuerligt som kan antas ändra förekomsten av olyckor. Exempelvis har ett antal navigationssystem utvecklats och IMO har introducerat nya krav på fartygs manövrerings-förmåga och minsta bemanning (Pedersen, 2010). Det finns få studier som har kvantifierat dessa

effekter, men Pedersen (2010) ger exempel på hur en sådan kvantifiering skulle kunna gå till. Idén är att använda AIS-data och utgå från fartyg som är på kollisionskurs med varandra. Givet väderför-hållanden är det möjligt att avgöra när ett annat fartyg siktas, antingen visuellt eller med radar. Utifrån den informationen är det möjligt att beräkna hur lång tid fartygen har på sig att upptäcka varandra och undvika en kollision. Sannolikheten för att upptäcka det andra fartyget bestäms bland annat av

tillgängliga navigationssystem och bemanning på bryggan. Genom att använda ett bayesianskt nätverk beräknas hur en åtgärd, såsom krav på AIS, påverkar tiden det tar för befälhavaren att reagera när det föreligger en kollisionsrisk. Ett bayesianskt nätverk är en grafisk modell som består av ett antal variabler med betingade sannolikheter knutna till sig. Med ett sådant nätverk kan sannolikheten för olika utfall beräknas med hänsyn till hur de olika parametrarna, i detta fall åtgärder för att öka sjösäkerheten, påverkar antal olyckor.

I Lim et al. (2018) nämns ett flertal studier med liknande ansats. En av dessa, EfficienSea (2012), analyserar hur olika typer av navigationshjälpmedel påverkar olycksrisken. Programvaran IWRAP MK II används för att skatta sannolikheter för kollisioner och grundstötningar. I IWRAP, som beskrivs mer utförligt i kapitel 4.1.2 Källor och analysverktyg, finns en så kallad orsaksfaktor som är sannolik-heten för att en person inte agerar som han eller hon borde agera i en given situation. Studien nämner att ett tillvägagångssätt är att bestämma orsaksfaktorn utifrån historiska olycksdata. Men då antalet olyckor ofta är ganska få och olycksstatistiken sällan är komplett, används i studien bayesianska nätverk för att skatta orsaksfaktorer. Hänsyn tas till sådant som trafik i området, vindriktning, farledsbredd, om området täcks av VTS och navigationshjälpmedel. I studien testas ansatsen för en given färdväg i Drogden-rännan i Öresund, och resulterar i högre nivåer på orsaksfaktorerna jämfört med de som är angivna som standard i IWRAP MK II.

2.1.4. Effektsamband för trafiksäkerhet, övriga transportslag

I Effektkatalogen för trafiksäkerhet (Trafikverket, 2018g) beskrivs en lång rad åtgärder och deras effekter på trafiksäkerheten inom vägtransportområdet. Åtgärderna omfattar bland annat

vägförbättringar såsom breddning och mittseparering, hastighetsändringar, automatisk trafiksäkerhetskontroll, beläggningsåtgärder, vägbelysning och viltåtgärder.

För att beräkna effektsamband används följande metoder: • Skattningar utifrån empiriska analyser.

• Beräkningar utifrån fysikens lagar om rörelseenergi.

• Med matematiska formler teoretiskt beräkna antal konflikter och konfliktpunkter.

• Beräkningar med den så kallade potensmodellen. Den utgår från att olyckor blir fler och mer allvarliga ju högre de faktiska hastigheterna är. Hastigheten före åtgärden divideras med hastigheten efter åtgärden med en potens som beror på om förändringen avser landsväg eller väg i tätorter.

Modellen och effektsambanden utgår från olyckor rapporterade i Strada, en databas med uppgifter från både Polismyndigheten och sjukvården. Det är bara olyckor med dödlig utgång som dokumenteras på ett heltäckande sätt, mindre allvarliga olyckor såsom avkörningar och andra olyckor vid exempelvis stora snöfall är kraftigt underrapporterade (Trafikverket, 2018g). Dessutom förekommer fel i

rapporteringen. Som vi beskriver i kapitel 4.1.2 Källor och analysverktyg har även olycksstatiken för sjöfarten dessa problem. Något som underlättar vid kvantifiering av effektsamband för vägtrafiken jämfört med sjöfarten är att antalet olyckor är betydligt fler, vilket gör analysen mer robust.

Trafikverket skriver att bilisten många gånger snabbt anpassar sitt körsätt till de nya förhållandena. I den mån farten ökar i samband med att en säkerhetshöjande åtgärd genomförs, kan minskat antal

olyckor uppvägas av mer allvarliga olyckor (Trafikverket, 2018g). Det är för oss okänt om och i så fall i vilken grad motsvarande samband finns inom sjöfarten.

Trafikverket (2017b) använder EVA (Effekter vid väganalyser) för att värdera effekter och beräkna lönsamheten för åtgärder inom vägtransportsystemet. I EVA finns en modell för beräkning av trafiksäkerhetseffekter som värderar åtgärder i antal och typ av olyckor. Det finns också en fristående excelmodell, TS-EVA, som grundar sig på samma effektsamband men med delvis skilda användnings-områden. Bland annat omfattar TS-EVA även kommunala vägar. För korsningsåtgärder och effekter av nytillkommen och överflyttad trafik rekommenderar Trafikverket istället andra verktyg såsom Capcal (en modell för kapacitetsberäkningar av korsningar) eller Sampers/Samkalk (modeller för trafikslagsövergripande analyser av persontransporter).

TS-EVA används i två steg. Steg ett ger normalvärden för den genomsnittliga olycksrisken i en typisk trafikmiljö. I steg två används normalvärdena som utgångspunkt vid beräkning av olyckseffekter. De normalvärden som finns angivna i modellen skiljer sig mellan olika vägtyper och är uppdelade utefter vilka fordonstyper som är inblandade i olyckan. Olyckskonsekvenserna antas förändras över tid på grund av framförallt en bättre fordonspark (Trafikverket, 2018g).

En fördel inom sjöfarten jämfört med vägtransportområdet är att fartyg över en viss storlek måste vara utrustade med en AIS-sändare (se kapitel 4.1.2 Källor och analysverktyg) och att det därför går att få information om enskilda fartygsrörelser. Inom vägtrafiken saknas den typen av detaljerade uppgifter och istället får trafikvolym, hastighet och andra relevanta faktorer uppskattas på olika sätt (så kallad exponeringsdata).

Järnväg

I kapitel 9 Trafiksäkerhet och olyckskostnader i Asek 6.1 (Trafikverket, 2018h) beskrivs den

marginella olyckskostnaden för tågtrafik. Anledningen till att den förändrade olycksrisken redovisas i Asek och inte i Effektkatalogen är att effektsamband för järnväg enligt Trafikverket har en nära koppling till skattningen av marginalkostnaden för olyckor på järnväg, och att marginalkostnaderna redovisas i Asek.

Trafikolyckor med tåg består av plankorsningsolyckor som innefattar olyckor vid järnvägsövergångar med tåg och motorfordon, samt övriga olyckor där tredje person som av olika anledningar befinner sig på spåret skadas eller dödas. Marginalkostnaden för plankorsningsolyckor beroende på korsningstyp används för att värdera den minskade olyckskostnaden som säkrare plankorsningar resulterar i. Marginalkostnaden beräknas som olycksrisk multiplicerat med genomsnittlig olyckskostnad (alltså olyckans konsekvens) som beräknas enligt Asek:s värdering för döda och skadade i trafiken. Olyckskostnaden består av summan av det så kallade humanvärdet (samhällets nyttominskning vid förlust av ett människoliv eller uppoffringen på grund av fysiskt och psykiskt lidande för skadade), materiella kostnader, kostnader för sjukvård, förlust av produktionsvärden samt administration.

Flyg

För luftfart finns i Asek eller Effektkatalogen inga effektsamband relaterade till trafiksäkerhet. Men i Asek (Trafikverket, 2018c) står det att flygtrafiken har vissa likheter med sjötrafiken då en olycka kan innebära en katastrof med extremt höga olyckskostnader i form av såväl mänskligt lidande som materiella skador. Trafikverket menar att risknivåerna inom dessa trafikslag minimeras genom

omfattande regler, säkerhetsutrustning, säkerhetsföreskrifter med mera. Olyckskostnader internaliseras därigenom via ökade kostnader för trafikoperatörer och transportköpare.

Vi anser att jämförelsen mellan luftfart och sjöfart inte är helt rättvisande. Inom sjöfarten har exempelvis VTS-operatörer en rådgivande roll, samtidigt är flygledarens instruktioner till piloter

bindande. Visst finns det många typer av informations-, navigations- och säkerhetssystem även inom

sjöfarten, men reglerna kring dessa är långt ifrån lika strikta som för luftfarten.7

Som Trafikverket (2018c) delvis är inne på är en annan likhet mellan trafikslagen att mycket allvarliga olyckor kan förekomma, men att de förekommer väldigt sällan. Detta är något som bör beaktas när effektsamband för sjöfarten skattas. Vi återkommer till detta i kapitel 5 Möjlig väg framåt.

2.1.5. Slutsatser

Det saknas tydliga riktlinjer i Sverige för hur effektsamband ska beräknas för sjösäkerhet, men arbetet hos Transportstyrelsen där lotsleder riskvärderas tror vi kan komma att vara till stor användning vid utveckling av metoder och riktlinjer. Det har också genomförts många studier som på olika sätt angriper problemet med att olycksstatistiken ofta är bristfällig och att det inträffar relativt få sjöfartsolyckor. Vi återkommer till dessa i kapitel 5 Möjlig väg framåt.

2.2.

Effektsamband för sjöfartens emissioner till luft

2.2.1. Sverige

Som nämns ovan relaterar effektsamband till styrmedel och åtgärder. Analysfrågan är hur enskilda styrmedel, åtgärder eller kombinationer av dessa förväntas påverka sjötrafiken och dess fördelning på fartygsstorlekar, framdrivningssätt, hastigheter etc. i ett definierat område samt ytterst hur sådana förändringar förväntas bidra till den trafikpolitiska måluppfyllelsen (Swahn, 2019). Nedan är fokus på sjöfartens emissioner till luft och det diskuteras vilka antaganden avseende fartyg, bränsle, hastigheter mm. som behöver göras i samhällsekonomiska analyser (se 2.2.1.1).

För effektsamband avseende emissioner behöver det beaktas att olika typer av styrmedel och åtgärder har olika tidshorisonter. Exempel på åtgärder med omedelbara effekter är förkortningar av den seglade sträckan genom en ändrad farledssträckning. Exempel på långsiktigt verkande styrmedel är striktare

krav på SO2 emissioner i SECA 2015 (0,1 viktprocent) och utanför SECA8 2020 (0,5 viktprocent) för

samtliga fartyg eller striktare krav på NOX emissioner för nya fartyg i NECA9 2021. Vidare kräver EU

att stora hamnar tillhandahåller LNG och landström under de kommande åren. Här finns en skillnad gentemot sjösäkerheten där de flesta effekterna inträder mer eller mindre direkt efter implemen-teringen av åtgärderna. En annan skillnad mellan dessa externaliteter består i att det finns, delvis kvantifierade, politiskt uppsatta miljökvalitetsmål som målet att minska utsläppen av växthusgaser från inrikes transporter i Sverige med 70 procent mellan 2010 och 2030. Slutligen är den regionala dimensionen viktigare för emissionerna som sprids via luften och förorsakar hälso- och miljöproblem lokalt och regionalt (luftföroreningar) respektive globalt (växthusgaser) än för olyckor. Vi återkommer till dessa aspekter i avsnitt 2.2.1.2 och 4.2.3.

2.2.1.1. Centrala faktorer och antaganden

Enligt Trafikverkets Effektkatalog är en miljöeffekt ”den faktiska förändringen i miljökvalitet jämfört med förhållandena vid ett 0-alternativ”, (Trafikverket, 2018a, p. 6). För sjöfartens emissioner till luft innebär det att mängden utsläpp av olika ämnen i utredningsalternativet jämförs med motsvarande mängd utsläpp av olika ämnen i ett noll/- eller referensalternativ.

7 _{Se till exempel Europaparlamentets och Rådets förordning (EU) 2018/1139.}

8 _{SECA = Sulphur Emission Control Area som inkluderar Östersjön, Nordsjön och Engelska Kanalen} 9 _{NECA = Nitrogen Emission Control Area som inkluderar Östersjön, Nordsjön och Engelska Kanalen}

Emissionsfaktorer eller -funktioner

Med hjälp av emissionsfaktorer kvantifieras fysiska samband genom att ange t.ex. gram utsläpp per liter bränsle, per fartygskilometer eller per tonkilometer. Emissionsfaktorer definierar vilka emissioner (i detta fall till luft) som uppkommer vid användning av en viss typ av fartyg med en viss storlek och ålder, med ett visst maskineri och bränsle för framdrivning respektive t.ex. elförsörjning i hamn och under färd. Fartygets reningsutrustning för emissioner, t.ex. scrubber eller katalysator, ska också beaktas. Emissionsfaktorerna och -funktionerna är tekniskt bestämda och syftar till att vara generellt giltiga.

Vid framdrift beror de specifika emissionerna per fartygskilometer (eller fartygstimme) på operativa

beslut såsom exempelvis hastighet, varför emissionsfaktorerna snarare tar formen av

emissions-funktioner. I grunden definieras emissionsfaktorerna av teknologiska faktorer knutna till fartygets och

bränslets egenskaper. Om olika val av driftsprofil ska kunna hanteras krävs att emissionsfaktorerna kompletteras med emissionsfunktioner där de specifika emissionerna är en funktion av en eller flera driftsvariabler, t.ex. hastighet. Om emissionerna anges per liter bränsle förutsätts genomsnittliga hastigheter m.m.

När det gäller elförsörjning i hamn är det avgörande hur mycket energi som krävs till uppvärmning, kylning, pumpning, hotelldelen för kryssningsfartyg mm.

Trafikverkets rekommenderade emissionsfaktorer

För närvarande rekommenderar Trafikverket olika emissionsfaktorer i Effektkatalogen (Tabell 7.10 och 7.11 i Trafikverket (2018a)) och i Asek-rapporten (Tabell 11.16 i Trafikverket (2018d)).

Effektkatalogen (Trafikverket, 2018a) rekommenderar emissionsfaktorer för passagerarfartyg (för

CO2, NOx och SO2) och lastfartyg (för CO2, NOx, SO2 och VOC):

• för passagerarfartyg i kilogram utsläpp per kilogram bunkerolja, kilogram utsläpp per fartygskilometer, gram per passagerarkilometer och totalt 2008. Uppgifterna baseras på beräkningsexempel som Naturvårdsverket har tagit fram 2010.

• för lastfartyg (separat för bulk, cargo RoRo, container, tanker, övriga, passagerare RoRo och genomsnitt) i kilogram utsläpp per kilogram bunkerolja. Emissionsfaktorerna baseras på en dansk studie från 2009 och avser svavelkraven för 2007 (1,5 viktprocent) respektive 2011 (1,0 viktprocent).

I båda fallen antas mycket högre svavelhalt än de 0,1 viktprocent som gäller sedan 2015.

Asek-rapporten (Trafikverket, 2018d) rekommenderar emissionsfaktorer per kg utsläpp av CO2, NOx,

SO2 och VOC kg per kg bränsle. Emissionsfaktorer för partiklar (PM) ingår varken i Trafikverket

(2018a) eller Trafikverket (2018d). Vi antar att emissionsfaktorerna avser basåret 2014 och prognosåret 2040. Som bränslen antas MDO (marine diesel oil) och MGO (marine gasoil), dvs. bränslen som uppfyller svavelkravet på 0,1 viktprocent som gäller sedan 2015 i SECA. Beräkningarna representerar genomsnitt med avseende på de olika fartygstyper och -storlekar som används i

Asek-rapporten om trafikeringskostnader för godstransporter (Trafikverket, 2018j)10_{. Vi antar att de i Tabell}

1 angivna hastigheterna förutsätts. Beräkningen, respektive källan för de rekommenderade värdena anges inte i Trafikverket (2018d).

10 _{Här finns kopplingar till projektet Sjöfart mot svensk hamn 2007 till 2019 – Förändringar i volym, struktur}