I rapporten redovisas beräkningar av hur kostnader för vidmakthållande åtgärder – drift, underhåll och reinvesteringar – påverkas av den tågtrafik som bedrivs. Beräkningarna genomförs med en bokföringsmetod och en ekonometrisk metod och baseras på ett datamaterial som omfattar huvuddelen av det järnvägsnät som förvaltas av Trafikverket. Bokföringsmetodens rörliga genomsnittskostnad är betydligt högre än den ekonometriska metodens marginalkostnad. Anledningen är att den rörliga genomsnittskostnaden sjunker med ökad trafik, vilket per definition innebär en lägre marginalkostnad.

Resultaten från den ekonometriska metoden beror på vilken estimator som används; Fixed effects innebär en betydligt lägre marginalkostnad jämfört med Random Effects. För att stärka förståelsen av resultatskillnaden används en instrumentvariabel-estimator som kan hantera snedvridningar orsakade av endogenitetsproblem. Den pekar på att tågtrafikens marginalkostnad enligt Random Effects resultaten inte har en betydande snedvridning. Bedömningen är att sannolikheten är lägre att Random Effects överskattar marginalkostnaden med en viss summa jämfört med sannolikheten att Fixed Effects underskattar marginalkostnaden med samma summa. Likväl går det inte att utesluta att Random Effects-resultaten är snedvridna. Mer forskning behövs för att ytterligare klargöra dessa resultatskillnader.

I rapporten redovisas också analyser och bedömningar av möjligheten att använda sig av banavgifter för att styra användningen av tillgänglig kapacitet. Två kategorier av kapacitetskostnader kan ligga till grund för en sådan styrning: (i) knapphetskostnader som avser kostnader för att tågoperatörer inte får tåglägen som ligger nära de önskemål som lämnas i början av tidtabelläggningsprocessen, och (ii) kostnader för trängsel på spåren som innebär att primära tågförseningar fortplantar sig och också drabbar efterföljande tåg. Framställningen har identifierat metoder som skulle göra det möjligt att mäta dessa kapacitetskostnader. Genom att införa avgifter som är proportionella mot kapacitetsutnyttjandet skulle samhällsnyttan av järnvägens infrastruktur öka.

Sjöfartsverket belägger handelssjöfarten med lots- och farledsavgifter. Intäkterna från dessa avgifter utgör en viktig del av verkets finansiering samtidigt som avgifternas används för att uppnå olika politiska mål. Projektet har tagit fram rekommendationer till en justerad intäktsneutral avgiftsmodell och tar till december 2023 fram en ny avgiftsmodell som är förankrad i ekonomisk teori avseende styrmedel och prissättning och kräver inte intäktsneutralitet för Sjöfartsverket. Abstractet avser den sistnämnda modellen. Utgångspunkten är att de föreslagna lots- och farledsavgifterna ska täcka de operativa och externa kostnader som handelssjöfarten ger upphov till och att det inte finns ytterligare avgifter, frekvensrabatter eller miljöindex. Projektet undersöker i vilken grad olika modellutformningar kan bygga på principerna ”användaren betalar” och ”förorenaren betalar”.

För att förstå vilka konsekvenser olika modeller skulle få på trafik, beteende, miljö och intäkter analyseras effekterna på trafikmängder, fartygstyper och miljöåtgärder. Samtliga kostnader och nyttor anges per år. Vidare studeras fördelningseffekter på de berörda aktörerna handelssjöfarten, Sjöfartsverket, staten, EU, övrigt samhälle. Borttagningen av beredskaps-, gods- och passageraravgifterna samt frekvensrabatterna i dagens avgiftsmodell leder till lägre avgifter for samtliga fartyg förutom kryssningsfartyg och färjor. Borttagningen av Clean Shipping index innebär högre avgifter för runt 100 fartyg i olika segment. 

Handelssjöfarten täcker via lotsavgifter 93 % av kostnaderna för att tillhandahålla lotstjänster; en stor del av underskottet förklaras av rabatterna i Mälaren och Vänern. Handelssjöfarten i hela landet betalar via farledsavgifter för kostnaderna för att tillhandahålla isbrytarassistanser. I säsongen 2018/2019 mottag endast 118 fartyg assistanser. En konsekvent tillämpning av ”användaren betalar”- principen skulle i princip höja avgifterna norr om Gävle och sänka avgifterna i övriga landet. Alternativa modellutformningar analyseras där staten konsekvent täcker delar av kostnaderna för isbrytning, vilket regeringen tidigare planerat för. Enligt ”förorenaren betalar”-principen ska handelssjöfarten betala för sina icke internaliserade externa kostnader. 

Multinomial logit models of firms’ choice of transport chain and shipment size are estimated for 16 commodity groups. The estimations are based on the Swedish Commodity Flow Survey (CFS) for 2016 and 2021 with choice data for individual shipments. The CFS is combined with cost and transport time data from the Swedish national freight transport model, Samgods, in order to estimate the impact of transport costs on firms’ transport chain and shipment size choice. Empirical midpoints of shipment sizes are included in the estimations such that the impact of ordering cost and holding cost are considered, which influences the transport cost estimates. Overall, results show that transport costs have a statistically significant impact on firm’s choice of transport, and the impact varies with respect to commodity group.

Syftet är att uppskatta kostnaderna till en avgiftsmodell som

• ger Sjöfartsverket avgiftsintäkter som motsvarar de kostnader som uppstår vid tillhandahållandet av tjänster som handelssjöfarten använder
• internaliserar fartygens externa kostnader och ger ökade incitament att minska de externa kostnaderna.

Avgifterna ska vara lämpade att uppfylla de transportpolitiska målen.

Nuvarande avgiftsmodell (som innehåller lots- och farledsavgifter) kritiseras för

• att det saknas en direkt koppling mellan avgifterna och kostnaderna för tjänsterna som handelssjöfarten använder och de externa kostnaderna som fartygen ger upphov till
• att frekvensrabatten är olämplig ur effektivitets- och miljöstyrningssynpunkt
• att miljöincitamenten har små styreffekter
• bristande transparens.

Kostnaderna beräknas så långt som möjligt per fartyg baserat på 2019 års data. Tidsperspektivet för den nya avgiftsmodellen är 2028 och delar av EU:s klimatpaket ”Fit for 55” antas vara implementerade tills dess. De tjänsterelaterade kostnaderna beräknas på detaljnivå för lotsning och isbrytning och översiktligt för de andra tjänsterna; de externa kostnaderna för lotsbåtarnas och isbrytarnas utsläpp till luft inkluderas. Handelsfartygens externa kostnader i Sveriges territorialvatten kalkyleras för utsläppen till luft och olyckor. Mängden utsläpp beräknas under användning av AIS-data (Automatic Identification System). CO2-utsläppen värderas utifrån priset på utsläppsrätter inom EU ETS, som omfattar sjöfarten från 2024 och luftföroreningar och olyckor utifrån EU-handboken för transporternas externa kostnader. Utgångspunkten är marginalkostnadsprissättning (”first-best”), för de tjänsterelaterade kostnaderna används delvis ”second-best” så att avgiftsintäkterna täcker Sjöfartsverkets kostnader för specifika tjänster.

The purpose of the report is to estimate the costs of a fee model that

• provides the Swedish Maritime Administration with revenues that correspond to the costs incurred in the provision of various services used by the merchant shipping industry
• internalizes the vessels’ external costs and provides increased incentives to reduce the external costs.

The fees should contribute to the fulfilment of the Swedish transport policy objectives.

The current model comprises pilot fees and fairway dues and is criticized as

• there is no direct link between the fees and costs for the services and the external costs
• the frequency discount is inappropriate from an efficiency- and environmental point of view
• the environmental discount has small effects
• lack of transparency.

The costs are as far as possible calculated per vessel, based data from 2019. The time perspective for the new model is 2028 and parts of EUs climate package “Fit for 55” are assumed to be implemented. The service-related costs are calculated in detail for pilotage and icebreaking and broadly for the other services; the external costs of the pilot boats’ and icebreakers’ emissions are included. The merchant vessels’ external costs of air emissions and accidents in Swedish waters are calculated. The volume of emissions is calculated using AIS-data (Automatic Identification System). The CO2-emissions are valuated based on the European Union Allowance (EUA) price and air pollution and accidents based on EU:s handbook for external costs of transport. The costs are calculated based on ("first-best") marginal cost pricing, for some of the service-related costs "second-best" is used to make sure that the costs are covered.

This paper analyzes the European Commission's (EC) climate policy package ‘Fit for 55′ and its potential impact on cargo ships calling at Swedish ports. Three scenarios are evaluated using the Swedish national freight transport model. The Main Scenario is based on the EC's proposal to i) include ships weighing at least 5,000 gross tons (GT) in the European Emissions Trading System (EU ETS), and to ii) introduce a tax on marine fuel. The Low Scenario includes the EC's EU ETS proposal but assumes no tax on marine fuel, whilst the High Scenario includes the fuel tax but assumes that ships weighing at least 400 GT are included in the EU ETS.

Providing shore power to ships at berth is recognized as an effective measure to reduce external costs of maritime transport. However, shore power technology is subject to barriers, part of which relate to insufficient incentives for providers and users. Regulatory proposals in the EU have targeted liner shipping segments to be covered by a shore power mandate. There is much less research focused on non-liner segments of shipping, though these represent a significant share of at-berth emissions. This study uses a relatively simple modelling framework to analyze whether public investments in shore power deployment could be socio-economically beneficial. We find that investing in the provision of shore power in ports can be socio-economically beneficial also when aimed at bulk carriers, tankers and general cargo ships. We also find that the pricing of access affects expected uptake and consequently whether or not shore power investments yield benefits in proportion to costs.

I detta projekt har vi skattat fördelningseffekter i dimensionerna inkomst och geografi till följd av olika bilstyrmedel för att uppnå 70 %-målet inom transportsektorn till 2030. Analysen genomförs med en kombination av aggregerad bilparksmodell och disaggregerade data över samtliga vuxna svenska individer och deras ägda personbilar. För ett referensscenario och fyra utredningsscenarier prognosticeras bilparker år 2030, vilka sedan fördelas ut i 24 olika individgrupper baserat på gruppernas faktiska bilägande 2019. Scenariernas prisbanor för drivmedel och faktiska körsträckor 2019 används tillsammans med prognosticerade bilparker 2030 och hur de är fördelade i individgrupperna, för att skatta fördelningseffekter. Våra resultat visar att en policy som höjer priset på fossila drivmedel främst drabbar dem i landsbygd och minst drabbar individer i storstad. Dessutom är en sådan policy att betrakta som regressiv, det vill säga att de med låga inkomster drabbas relativt sett mest. Regressiviteten är högst i landsbygd, där höginkomsttagare verkar ha nästan lika lätt som höginkomsttagare i städer att ställa om till följd av höjda bränslepriser. Ett annat viktigt resultat är att en återinförd bonus för elbilar har liten effekt på koldioxidutsläppen, samt tydligt gynnar de i högsta inkomstklassen mest och särskilt höginkomsttagare i storstäder. Flertalet av våra resultat stödjer hypotesen att individer med de högsta inkomsterna kommer bäst ur den omställning till fossilfritt transportsystem som är under genomförande. Känslighetsanalyser visar att fördelningseffekterna är känsliga för vilken egenpriselasticitet för bilanvändning som antas för att modellera anpassningen till följd av nya drivmedelspriser.

In this study, we have estimated distributional effects in the dimensions of income and geography as a result of different policy instruments to reach the 70% goal in the transport sector by 2030.The analysis is carried out with a combination of an aggregated car fleet model and disaggregated data on all adult Swedish individuals and their owned cars. For a reference scenario and four alternative policy scenarios, car fleets in 2030 are forecasted, which are then distributed into 24 different individual groups based on the groups' actual car ownership in 2019.The scenarios’ price trajectories for fuel and actual mileage in 2019 are used together with forecasted car fleets in 2030 and how they are distributed in the individual groups to estimate distributional effects. Our results show that a policy that raises the price of fossil fuels mainly affects those in rural areas and least affects individuals in big cities. In addition, such a policy is regarded to be regressive, that is those with low income are relatively affected the most. Regressivity is highest in rural areas, where high-income earners seem to have almost as easy as high-income earners in cities to adjust as a result of increased fossil-fuel prices. Another important result is that a reintroduced subsidy for electric cars has little effect on carbon dioxide emissions, and clearly benefits those in the highest income class the most and especially high-income earners in big cities. Most of our results support the hypothesis that individuals with high incomes benefit best from the transition to a fossil-free transport system that is currently being implemented. Sensitivity analyzes show that the distributional effects are sensitive to which own-price elasticity of car use that is assumed to model the adjustment as a result of new fuel prices.

Projektet syftar till att analysera förutsättningarna och potentialen för en omställning till fossilfri framdrift för fartyg som anlöper Sverige. Tyngdpunkten är på fartygens framdrift och direkta utsläpp av växthusgaser. I denna slutrapport sammanfattas de resultat som har tagits fram inom ramen för delleveranserna Holmgren et al. (2021) ”Sjöfartens användning av alternativa bränslen – trender och förutsättningar”, Malmgren et al. (2021) “The feasibility of alternative fuels and propulsion concepts for various shipping segments in Sweden” och Trosvik & Brynolf (2023) “The Swedish maritime transport sector and scenario analyses of climate policy instruments”. 

Samtliga delleveranser har utvärderat den befintliga litteraturen. Holmgren et al. (2021) har därutöver genomfört en enkätstudie och analyserat data som beskriver energianvändningen och rörelserna av de över 4 300 fartyg som anlöpte Sverige 2019. Malmgren et al. (2021) har använt de i Holmgren et al. (2021) framtagna fartygssegment och matchat fartygens egenskaper såsom funktion, ruttlängd, bunkringstid, energianvändning och ålder mot prestationsprofiler utifrån tekniska, miljömässiga och ekonomiska förutsättningar av ett urval av alternativa energibärare och framdrivningstekniker. Trosvik & Brynolf (2023) har utvecklat den så kallade SETS-modellen (Swedish energy transition of shipping model) som syftar till att simulera fartygsägares val av drivmedel och framdrivningssystem utifrån en kostnadsminimerande ansats och analyserat effekter av olika styrmedelspaket.

The project aims to analyze the conditions and potential for a conversion to fossil-free propulsion for ships calling Swedish ports. The emphasis is on the ships' propulsion and direct emissions of greenhouse gases. This final report summarizes the results produced within the framework of the deliverables Holmgren et al. (2021) "Shipping's use of alternative fuels – trends and conditions (in Swedish)", Malmgren et al. (2021) "The feasibility of alternative fuels and propulsion concepts for various shipping segments in Sweden" and Trosvik & Brynolf (2023) "The Swedish maritime transport sector and scenario analyzes of climate policy instruments". 

All deliverables evaluated the existing literature. Holmgren et al. (2021) have also conducted a survey and analyzed data describing the energy use and movements of the over 4,300 ships that called Sweden in 2019. Malmgren et al. (2021) used the in Holmgren et al. (2021) identified ship segments and matched the ships' characteristics, such as route length, bunkering time, energy use and age, against performance profiles based on technical, environmental, and economic conditions of a selection of energy carriers and propulsion technologies. Trosvik & Brynolf (2023) developed the so[1]called SETS-model (Swedish energy transition of shipping model) which aims to simulate shipowners' choice of energy carriers and propulsion system based on a cost-minimizing approach and studied the impacts of four policy packages

Denna promemoria presenterar en beräkningsmodell baserad på International Maritime Organizations (IMO) studie Fourth Greenhouse Gas Study 2020. Med hjälp av denna modell kan man uppskatta spatiotemporala utsläpp (liksom bränsle- och energiförbrukning) för enskilda fartyg. Vi använder automatic identification system-data (AIS) från Baltic Marine Environment Protection Commission (HELCOM) och data om fartygsegenskaper från IHS Markits kommersiella fartygsdatabas. Urvalet täcker fartyg som anlöpt svenska hamnar och var skyldiga att betala farledsavgifter mellan 2008–2020. Vi presenterar uppskattningar för följande utsläpp av luftföroreningar och växthusgaser: koldioxid (CO2), svaveloxider (SOx), kväveoxider (NOx), partiklar (PM10 och PM2.5), metan (CH4), kolmonoxid (CO), dikväveoxid (N2O) och flyktiga organiska ämnen utom metan (NMVOC). Utsläppen beräknas för fartyg inom kommersiell sjöfart år 2019 för två geografiska områden: svenskt territorium och en större region vilken inkluderar Sverige och Östersjön. Det är dock värt att notera att detta arbete fortfarande pågår och presenterade siffror och uppskattningar sannolikt redan har förbättrats och ändrats vid publiceringstillfället. Se därför detta som ett koncepttest.

This memorandum presents a model based on the International Maritime Organization (IMO) study Fourth Greenhouse Gas Study 2020. Using this model, one may estimate spatiotemporal emissions (as well as fuel and energy consumption) for individual ships. We utilize automatic identification system (AIS) data provided by the Baltic Marine Environment Protection Commission (HELCOM) and data on ship characteristics from a custom sample from IHS Markit’s commercial vessel database. The sample is covering ships that made calls at Swedish ports and were required to pay fairway dues between 2008–2020. We present emission estimates including carbon dioxide (CO2), sulphur oxides (SOx), Nitrogen oxides (NOx), particular matter (PM10 and PM2.5), methane (CH4), carbon monoxide (CO), nitrous oxide (N2O) and non-methane volatile organic compounds (NMVOC). The emissions originate from commercial shipping in 2019 for two geographical areas: Swedish territory and a larger region including Sweden and the Baltic Sea. However, it is worth noting that this is work in progress and presented numbers and estimations are likely to have already been improved and changed at the time of publication. Hence, consider this a proof-of-concept.

The purpose of the paper is to analyze the cost impacts of policy instruments that are part of the European Commission’s climate policy package "Fit for 55". A disaggregated approach for the cargo ships calling at Swedish ports is applied to study the effects of different designs of the extension of the Emissions Trading System (EU ETS) to shipping and the changed Energy Tax Directive (ETD), which implies the introduction of taxes for marine fuel. Three scenarios are compared to the actual situation: the Main scenario is based on the European Commission’s proposal that ships with at least 5,000 gross tonnage (GT) must be included in the EU ETS and that taxes for marine fuels are introduced, the Low scenario assumes no fuel taxes and the High scenario that ships with at least 400 GT must be included in the EU ETS. A major conclusion is that cargo ships calling at Swedish ports with at least 5,000 GT account for 56 % of all cargo ships and for 78 % of all CO2 emissions from these ships, which implies that a significant part of the CO2 emissions is missed when the European Commission’s proposal regarding the inclusion of shipping in the EU ETS is applied. The share of missed CO2 emissions could further increase if ships smaller than 5,000 GT are chosen to avoid the EU ETS. Calculations with the Swedish national freight transport model Samgods confirm that firms have incentives to shift to ships smaller than 5,000 GT in the Main scenario while they have incentives to shift to ships larger than 5,000 GT in the High scenario. A recommendation is therefore that smaller ships than 5,000 GT should also be included in the EU ETS, and if this cannot be done immediately, the EU should clearly plan for ships with less than 5,000 GT to also be included in the long term and signal this to the market. This would reduce the incentives for the market to make socioeconomically undesirable adjustments to avoid paying for emissions. The fuel cost increases due to the implementation of the policy instruments are estimated per ship and aggregated to nine ship segments. In the Main scenario, the fuel cost increases due to the inclusion of shipping in the EU ETS are in the range of 11-42 % within the European Economic Area (EEA) and in the range of 5-21 % for transports to/from the EEA. In the High scenario, the costs in all segments are roughly 40 % within the EEA and 21% for the sea transports to/from the EEA. The introduction of fuel taxes is estimated to increase the fuel costs for all ships operating within the EEA by about 6 %. Calculations with the Samgods model indicate that the estimated higher fuel costs for shipping have limited impacts on the firms’ choices of mode and port and their total logistics costs.