El-ferjer kan utkonkurrere tunneler og bruer

El-ferjer gjør det samfunnsøkonomisk lønnsomt med flere ferjeavganger. Det gjør samtidig ferjeavløsningsprosjekter mindre lønnsomme. Dette viser en analyse foretatt ved Nord universitet, Handelshøgskolen.

Ferjesamband oppfattes ofte som en flaskehals i transportsystemet gjennom økt transporttid på grunn av venting, ulemper knyttet til sambandenes åpningstid og at brukerne må tilpasse seg rutetabellen. Det siste er en spesielt stor ulempe på samband med lav frekvens.

Derfor står ofte ferjeavløsningsprosjekter høyt på ønskelisten til befolkningen og næringslivet langs kysten.

Etter Stortingets behandling av Nasjonal transportplan 2018–2029 i juni 2017, fikk slike prosjekter økt oppmerksomhet, da det her beskrives et langsiktig mål om ferjefri E39 mellom Stavanger og Trondheim – en strekning som i dag har 7 ferjesamband.

Dyre bruer og tunneler

Foreløpige beregninger viser at å erstatte ferjene med bruer og undersjøiske tunneler samt å utbedre deler av vegen vil koste om lag 340 mrd. kr.

Et alternativ til spektakulære og svært kostbare fjordkryssinger er å forbedre ferjetilbudet slik at ulempene ved ferjeavhengighet reduseres. Aktuelle tiltak vil være økt åpningstid, større ferjer, hurtigere ferjer og ikke minst økt frekvens i sambandene.

Alle slike forbedringer i tilbudet koster penger. Det skjer imidlertid en betydelig teknologisk utvikling i ferjesektoren, der fremdrift med diesel og gass erstattes av hybridferjer, el-ferjer og på sambandet Hjelmeland–Nesvik–Skipavik en hydrogenelektrisk ferje. Det gjøres også forsøk med bruk av delvis og helt autonome fartøy.

I 2015 ble den første batteridrevne ferjen satt i drift på sambandet Lavik–Oppedal. En oversikt fra Statens vegvesen viser at i overkant av 50 ferjer med batteripakker vil være i drift i løpet av 2020. I tillegg innføres AutoPASS-billettering på stadig flere samband, noe som gjør billetteringen langt enklere både for brukere og operatører. Stikkord for denne utviklingen er miljøhensyn og effektivisering.

Kostnadsstruktur på el-ferjer

En mulighetsstudie fra Siemens (2015) utført på oppdrag fra Bellona konkluderer med at det vil være økonomisk lønnsomt å bytte ut syv av ti ferjer med enten batteri- eller hybrid drift. Dette utgjør 84 ferjer. En overgang til batteridrift på disse vil kreve merinvesteringer på om lag 3,5 mrd. kr. sammenlignet med tradisjonelle dieselferjer. Investeringene inkluderer kostnader ved å legge 22 kV-kraftkabler til alle ferjekaier.

Investeringene utgjør 42 mill. kr per ferje. Det anslås at investeringene vil redusere driftskostnadene per ferje med i gjennomsnitt 8,3 mill. kr. årlig.

El-ferjer vil altså øke byggekostnadene, men redusere driftskostnadene. Det sistnevnte innebærer at kostnadene ved å foreta en ekstra rundtur reduseres.

Siden frekvens er ett av serviceelementene i ferjedriften som vedsettes høyest (Mathisen og Solvoll, 2010), vil økt antall avganger ha betydelig nytte for brukerne, spesielt for næringstransportene. Dette gjør det interessant å analysere hvilken betydning el-ferjer vil ha for det som kan betraktes som en samfunnsøkonomisk optimal frekvens.

Optimal frekvens på et ferjesamband

Når vi kjenner årlige kostnader for ferjeoperatøren ved å operere et ferjesamband (C), kan summen (SK) av ferjeoperatørens kostnader og trafikantenes årlige ventetidskostnader for dette sambandet som en funksjon av ferjefrekvensen per døgn (F) skrives som:

(1) SK(F) = TK_OV(F) + TK_SV(F) + C(F)

I (1) står TK_OV for tidskostnadene ved ordinær ventetid og TK_SV for tidskostnadene ved skjult ventetid.

Utfordringen er å bestemme den frekvensen (F^OPT) som minimerer SK. Siden tiden om bord på ferja (overfartstiden) ikke påvirkes av frekvensen, vil den frekvensen som minimaliserer SK i (1) også være den frekvensen som minimaliserer totale samfunnsøkonomiske kostnader – altså SK pluss de tidskostnadene de ferjereisene har under overfarten.

Ordinære ventetidskostnader er passasjerenes kostnader når de venter på ferjekaia. På samband med høy frekvens antar vi at ferjebrukerne ankommer ferjekaia mer eller mindre tilfeldig. Dette gjelder spesielt de som reiser sjelden. Da vil frekvensen ha stor betydning for ventetidskostnadene.

På samband med lav frekvens vil mange av brukerne planlegge ankomsten til ferjekaia ut fra rutetabellen. Da påvirkes ventetidskostnadene mindre av frekvensen, men siden ulempene med å ikke komme med ønsket avgang øker desto færre avganger en kan velge i, og siden en del ankommer tilfeldig også på lavfrekvente samband, påvirker endringer i frekvensen også på slike samband ventetidskostnadene.

Skjulte ventetidskostnader er ulempeskostnader knyttet til at brukerne må tilpasse reisetidspunktet til ferjens rutetabell. I modellen antar vi at brukernes ønskede reisetidspunkt er likt fordelt innenfor ferjesambandets åpningstid. Da vil skjulte ventetidskostnader bli konvekst avtakende med økt frekvens slik at den marginale endringen i ventetidskostnader avtar når frekvensen øker.

Når det gjelder ferjeoperatørens kostnader, har vi lagt til grunn en kostnadsfunksjon som innebærer at kostnadene ved en rundtur avhenger lineært av ferjens størrelse og sambandslengden. Modellen og forutsetningene denne bygger på er nærmere redegjort for i Jørgensen og Solvoll (2018).

Sammenhengen frekvens–samfunnsøkonomiske kostnader

Vår modellutforming gir en U-formet sammenheng mellom kostnadene (SK) og ferjens frekvens (F), som prinsipielt kan illustreres som i figur 1.

La oss anta at ferjetilbudet på et representativt samband med dagens dieselferjer har en optimal frekvens per døgn lik F₀ som gir årlige kostnader lik SK₀. Innsetting av el-ferjer reduserer kostnadene ved en rundtur slik at optimal frekvens øker til F₁. De årlige kostnadene reduseres dermed fra SK₀ til SK₁.

Reduksjonen i disse kostnadene skyldes delvis at reduserte rundturkostnader gjør det lønnsomt å øke frekvensen, noe som i sin tur reduserer brukernes ventetid på ferjekaiene og deres skjulte ventetid.

Som beregningene fra Siemens (2015) viser, er el-ferjer dyrere å bygge enn konvensjonelle ferjer. Hvis det skal være samfunnsøkonomisk lønnsomt å erstatte konvensjonelle ferjer med el-ferjer, må derfor nåverdien av årlige besparelser (SK₀ - SK₁) overstige økte byggekostnader for el-ferjer.

Figur 1: Sammenhengen mellom summen (SK) av operatørens kostnader og trafikantenes ventetidskostnader og frekvens (F) for en dieselferje og en el-ferje.

Optimal frekvens – et regneeksempel

I Jørgensen og Solvoll (2018) ble sammenhengene mellom TK_OV, TK_SV og C på den ene siden og F på den andre siden estimerte ved hjelp av norska data. Alle kostnader var i 2013-kr. Vi har oppjustert estimeringsresultatene til 2018-kr ved å benytte konsumprisindeksen.

Ved innføring av el-ferjer reduseres kostnadene ved å forta en ekstra rundtur (marginalkostnadene). Vi har foretatt estimeringer av optimal frekvens ved en reduksjon i marginalkostnadene på 20 % og 50 % sammenlignet med en konvensjonell dieselferje.

Vi har tatt utgangspunkt i et samband med åpningstid 18 timer per døgn, rundturlengde 16 km, en ferje med kapasitet på 62 PBE (personbilenheter) og en trafikkmengde per time på 50 PBE. Trafikkmengden er fordelt med 85 % lette kjøretøy og 15 % tunge kjøretøy, og reisehensikts­fordelingen for de lette kjøretøyene og tidsverdier for både lette og tunge kjøretøy er i henhold til anbefalinger i Håndbok V712 fra Statens vegvesen.

Alle tallene ovenfor er representative for et «vanlig» norsk ferjesamband. Resultatet av estimeringen er visualisert i figur 2.

Våre beregninger viser at dersom rundturkostnadene ved bruk av el-ferjer på et «vanlig» samband reduseres med 20 % og 50 %, vil optimalt antall rundturer per døgn øke fra henholdsvis 28 til 33 (18 %) og 45 (61 %). Summen (SK) av de årlige kostnadene for operatøren og ventetidskostnadene for passasjerene vil dermed ifølge figur 2 reduseres med 8,9 mill. kr og 26,2 mill. kr ved å erstatte konvensjonelle ferjer med el-ferjer på slike samband, når rundturkostnadene reduseres med henholdsvis 20 % og 50 %.

Ved en levetid på ferjen på 25 år og en kalkulasjonsrente på 4 %, vil 20 % lavere rundturkostnader kunne forsvare økte byggekostnader for el-ferjer på dette eksempelsambandet med inntil 147 mill. kr ut fra en samfunnsøkonomisk vurdering.

Reduseres rundturkostnadene med 50 %, gir dette rom for økte byggekostnader på inntil 421 mill. kr.

Ved en levetid på investeringen på 10 år reduseres nåverdien til 76 mill. kr. og 218 mill. kr. ved henholdsvis 20 % og 50 % reduksjon i rundturkostnadene.

Figur 2: Sammenhengen mellom summen (SK) av årlige operatørkostnader og ferjereisenes ventetidskostnader og frekvens per døgn for en konvensjonell dieselferje og en el-ferje på et ferjesamband med rundturlengde 16 km. 2018-kr.

Avsluttende kommentarer

Vår analyse viser at en effektivisering av ferjedriften gjennom å erstatte konvensjonelle dieselferjer med el-ferjer vil gjøre det samfunnsøkonomisk lønnsomt å øke frekvensen siden kostnadene ved en ekstra rundtur reduseres.

En reduksjon i rundturkostnadene på mellom 20 % og 50 % vil kunne forsvare en betydelig økning i frekvensen med påfølgende reduksjon i de ferjereisendes ulempeskostnader forbundet med ventetid på ferjekaiene og skjult ventetid.

Ut fra en samfunnsøkonomisk vurdering kan derfor el-ferjer være lønnsomme, selv om de er ganske mye dyrere å bygge enn konvensjonelle ferjer.

El-ferjer vil også gi miljømessige gevinster i form av betydelige reduksjoner i CO₂- og NO_X-utslipp som gjør at brukerne føler at de reiser mer miljøvennlig. Videre vil det bli mindre støy om bord noe som gjør ferjeturen mer behagelig. Dette reduserer trafikantenes tidskostnader under overfarten. Disse faktorene, som ikke er tatt hensyn til i våre beregninger, vil ytterligere styrke fordelene med el-ferjer.

Den teknologiske utviklingen vi ser innenfor ferjedriften reduserer den samfunnsøkonomiske lønnsomheten av å erstatte ferjesamband med bruer og tunneler. Nullalternativet er ikke å sammenligne bru- og tunnelprosjektene med fortsatt dieseldrift på ferjene. Sammenlignings­grunnlaget må være den teknologien som vi ser kommer.

Da kan det hende at det nye «nullalternativet», el-ferjer, er vel så interessant som flere av de spektakulære bro- og tunnel­konstruksjonene på E39 vi har fått presentert i media.

En annen fordel med ferjer er at de er mobile, slik at de gir en betydelig fleksibilitet i å tilpasse tilbudet til så vel daglige som sesongmessige svingninger i etterspørselen.

De ettertraktede svelene …

Som en kuriositet kan det nevnes at dersom mange av ferjene på E39 blir borte, blir også tilbudet av sveler langs E39 dårligere. Det vil nok føles som et ikke ubetydelig velferdstap for flere.

Referanser

Jørgensen, F. og Solvoll, G. (2018). Determining optimal frequency at ferry crossings. Transport Policy 63, 200–208.

Innst. 460 S (2016–2017). Innstilling fra transport- og kommunikasjonskomiteen om Nasjonal transportplan 2018–2029.

Mathisen, T. A. og Solvoll, G. (2010). Service Quality Aspects in Ferry passenger Transport – Examples from Norway. EJTIR 10 (2), 142-157.

Statens vegvesen (2018). Konsekvensanalyser. Håndbok V712.