Resultat och lärdomar från ett elvägsprojekt i Lund

– RESULTAT OCH LÄRDOMAR FRÅN ETT ELVÄGSPROJEKT I LUND

Trafikverket Trafikverket är projektet Evolution Roads uppdragsgivare och finansiär. Myndigheten ansvarar för Programmet för elektrifiering av det statliga vägnätet.

Elonroad Elvägstillverkaren Elonroad har utvecklat den patenterade elvägstekniken och ansvarar för skenorna och strömavtagarna.

Skånetrafiken Skånetrafiken är trafikhuvudman för kollektivtrafiken inom Skåne och ägare till elbussen som används för testerna.

Kraftringen Energibolaget Kraftringen är leverantör av el och ansvariga för anslutningen av elvägen och för att studera effekterna på elnätet.

Lunds kommun Lunds kommun är väghållare för Getingevägen och ansvarar för trafikskyltar samt bidrar med kunskap om vägar och bestämmelser i en stad.

2

Innovation Skåne Innovation Skåne, Region Skånes innovationsbolag, är projektägare, projektledare och rapporteringsansvariga gentemot beställaren Trafikverket.

Ramboll Ramboll ansvarar för nyttostudier, effekter på vägbanan, vägunderhåll, kvalitetssäkring samt riskbedömningar.

Solaris Sverige Solaris är fordonstillverkare och har tilllverkat testbussen. De ansvarar även för strömavtagarens integration med elsystemet på fordonet.

VTI VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut, utför tester och forskning av vägen, till exempel effekter på vägkroppen, accelererade slitagetester och ljudemissioner.

Lunds Universitet Lunds Tekniska Högskola har bidragit till forskningen och utvecklingen av elvägstekniken och ansvarar för alla elektriska tester. Detaljkunskaper om elvägsteknik, mätningar och analys av elektriska egenskaper ingår i uppgiften.

3

Innehåll Samarbetspartners......................................2 Introduktion.................................................5 Om elvägsprojektet......................................6 Lärdomar och resultat..................................7 Om elvägens teknik.....................................8 Bygga och underhålla................................10 Samhällsnytta med elvägar........................14 Studiebesök och resultatspridning..............16 Samarbetspartners tycker till......................19 Frågor och svar.........................................20 Nästa steg.................................................21 Läs mer om elvägar...................................23

Kort om Evolution Road Evolution Road är ett av fyra svenska projekt som fått i uppdrag av Trafikverket att testa och demonstrera elvägar. Syftet är att skapa mer kunskap om elvägar och att undersöka potentialen för elväg som del av ett framtida fossilfritt transportsystem.

Elvägsprojektet Evolution Road är ett privat-offentligt samarbete mellan nio aktörer från näringsliv, universitet och offentlig sektor. Trafikverket är uppdragsgivare och finansiär.

4

Projektledare är Innovation Skåne. Tekniken är utvecklad av det svenska bolaget Elonroad AB i samarbete med Lunds Tekniska Högskola. Övriga projektorganisationer är: Kraftringen, Lunds kommun, Ramboll Sverige, Skånetrafiken, Solaris Sverige och Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI. Innovation Skåne är utgivare av publikationen.

Läs mer om projektet på www.evolutionroad.se

Elvägar – innovation för framtidens fossilfria transporter Vägtrafikens klimatpåverkan är betydande, i Sverige står inrikes transporter för cirka en tredjedel av utsläppen av växthusgaser. Enligt Sveriges klimatmål ska transportsektorn ha minskat sina utsläpp av växthusgaser till 2030 med 70% jämfört med 2010 års nivåer, för att till 2045 ha uppnått noll nettoutsläpp.

För att lyckas med utsläppsminskningar och ställa om till en fossilbränslefri transportsektor är elektrifiering en viktig lösning. Med elektrifiering följer också behovet att utveckla en tillgänglig och effektiv laddinfrastruktur – och det är här elvägar kommer in som en möjlig lösning. Elvägar är en laddinfrastruktur som kan ladda och driva elfordon både i rörelse och vid stillastående, och som tar mycket lite plats i anspråk.

Genom att testa och demonstrera olika tekniker för elvägar får Sverige ett brett kunskapsunderlag. Fram till idag har Trafikverket finansierat fyra förkommersiella upphandlingar av demonstrationsanläggning för elvägar i Sverige: på E16 i Region Gävleborg, i Rosersberg utanför Arlanda, på Gotland samt projektet Evolution Road i centrala Lund.

Projekten har genomförts som ett steg i planerna för utbyggnad av elvägar i Sverige. Ett övergripande syfte är att kunskapsprojekt som dessa kan bidra till att Sverige och svensk industri kan ligga i framkant i omställningen till hållbara transporter.

2019 fick projektet Evolution Road uppdraget från Trafikverket att testa och demonstrera en elvägsteknik

vars idé föddes av en driftig uppfinnare i Lund (läs mer s. 9). Men för att lyckas med konceptet elvägar krävdes ett nytt sätt att tänka och olika aktörers kunskap och resurser, allt från professorer och tekniska experter till en stad som var villig att upplåta en allmän väg för testerna.

Projektet Evolution Road växte fram som ett klassiskt exempel på systeminnovation, där olika aktörer har arbetat tillsammans för kunskapsutveckling av ny teknik. Det har varit ett framgångskoncept för projektet och främjat dialog, samarbete och innovation på tvärs över traditionella sektorer och industrier.

Med elektrifiering följer också behovet att utveckla en tillgänglig och effektiv laddinfrastruktur Samarbetet har resulterat i stor kunskapsutveckling inom konduktiva elvägar och inom den specifika tekniken som testats i Lund, vilket bland annat lett till att tekniken utvecklats från nivå 5 till 7 på Technology Readiness Level-skalan, TRL. Kunskapen har dokumenterats i en rad rapporter till Trafikverket men också examensrapporter och vetenskapliga artiklar.

I denna publikation sammanställs lärdomarna från fem års arbete med elvägar i en kortare version. Vår förhoppning är att sprida inspiration och ge en övergripande bild av våra lärdomar från projektet. Om du som läsare vill veta mer, hittar du tips på vidare fördjupningar på sidan 23.

5

Om elvägsprojektet Trafikverkets program för elektrifiering av det statliga vägnätet studerar hur olika typer av elektrifiering kan kombineras för att nå bästa effekt. Genom att demonstrera och testa olika metoder och tekniker för elväg i verklig miljö får man både djup och bred kunskap om användande, byggande, drift och underhåll, och kännedom om dess påverkan vad gäller klimatutsläpp.

1. Elvägen ska vara markbunden och olika fordonstyper och storlekar ska kunna använda den, det vill säga även personbilar.

Projektet Evolution Road fick 2019 i uppdrag i form av en förkommersiell upphandling av Trafikverket att testa och demonstrera elvägar (Förkommersiell upphandling avseende demonstration och kunskapsunderlag för tung trafik, dnr. 2013-29009). Syftet är att skapa mer kunskap om elvägar och att undersöka potentialen för elväg som del av ett framtida fossilfritt transportsystem. Det ursprungliga projektet förlängdes två år och pågick totalt fem år, 2019-2024.

4. Tekniken måste kunna överföra elektrisk effekt inom ett stort effektområde.

Evolution Road fick i uppdrag att demonstrera och testa en elvägsteknik som uppfyller fyra krav:

Maj 2020 Första installationen, upphöjd version

September 2020 Första testerna

Juni 2020 Invigning

6

2. Elvägen ska fungera både på landsväg och i staden.

3. Samma laddteknik ska kunna användas både för dynamisk och statisk laddning.

Demonstrationen ska utföras i en stadsmiljö eftersom den sammantaget ställer de högsta kraven på funktionalitet.

Tekniken ska demonstreras i två varianter med buss som huvudsakligt testfordon. Syftet är att testa teknologin utifrån funktion och utifrån en stor mängd driftsparametrar, från mekanisk påverkan, väderpåverkan, driftsäkerhet, underlag för betalinfrastruktur baserat på elförbrukning, nyttoanalyser och mer.

Januari 2023 Borttagning upphöjd version

Vår 2022 Projektet förlängs till 2024 Juni 2021 Andra installationen, nedsänkt version

November 2022 Vintertester

Maj 2024 Borttagning nedsänkt version

Löpande tester

Juni 2024 Projektet slutar

Lärdomar och resultat Syftet med Evolution Road har varit att skapa mer kunskap om elvägar och att undersöka potentialen för elväg som del av ett framtida fossilfritt transportsystem. Här följer en översikt över några av de viktigaste resultaten som uppnåtts i projektet.

• Projektet har resulterat i kunskapsutveckling inom konduktiva elvägar: elvägstekniken har under projektet utvecklats från TRL-nivå* 5 till 7 vad gäller installation, normal drift samt underhåll och avveckling.

• Resultatet från testerna visar genomgående att installation och drift av Elonroads elvägsteknik är genomförbar under alla årstider i södra Sverige.

• Samarbetet med partners från näringsliv, universitet och offentlig sektor, där var och en av parterna har bidragit utifrån respektive roll med sin expertis, har varit en viktig del i projektets framgång.

• Intresse från media och omvärld har varit stort i Sverige och internationellt, både vad gäller elvägstekniken i sig och dess samhällsnytta.

• Demonstrationsplatsen har fått besök från hundratalet grupper från Sverige och internationellt, bland andra ministrar, politiker, näringslivsföreträdare och experter, något som bidragit till kunskapsdelning och inspiration kring projektet.

ELVÄGENS TEKNIK • Den konduktiva elvägen kan leverera höga effektnivåer, med 280 kW testat. Begränsningen låg i elnätet, inte i elvägen.

• Elvägen ger hög verkningsgrad på uppemot 96% mellan nätanslutning och fordonets högspänningssystem.

• Fyra olika fordonstyper har testats under projektets gång: buss, släp med resistiv last, lätt lastbil, samt personbil.

• Mätningar av släpkontakten mellan fordon och elväg visar att släpkontaktens effektöverföring har hög redundans.

• De mätningar och resultat som har genomförts inom projektet har möjliggjort att detaljerade simuleringsmodeller kunnat valideras. Modellerna har kunnat användas för att visa elvägens prestanda i större skala, till exempel inom elsäkerhetsproblematik och elektromagnetisk kompabilitet (EMC).

BYGGA OCH UNDERHÅLLA ELVÄG • Installationen av elvägstekniken kräver få aktörer och elvägen kan installeras på kort tid.

• Hållfastheten av skenorna är hög och slitaget litet, vilket öppnar för möjligheten att bedriva underhåll av elvägen samtidigt med annat vägunderhåll.

• Elvägens 10 meter långa skenor kan demonteras i sin helhet och ersättas på cirka 10 minuter, vilket är en fördel vid underhåll.

• Elvägen innebär ett litet ingreppet i vägbanan.

• Vägunderhållet är testat även i vinterförhållanden.

• Avvecklingen av elvägen är genomförd utan hinder eller skador på Getingevägens uppbyggnad.

UTVECKLING OCH NYA FORSKNINGSOMRÅDEN Mätningar och genomförda simuleringar som har genomförts i projektet har öppnat upp för ett flertal nya forskningsområden inom konduktiv elvägsteknik.

Exempelvis kommer fortsatta studier göras av hur chassiets elektriska potential kan begränsas ytterligare för att säkerställa den redan höga elsäkerheten under alla driftsförhållanden. Ytterligare vidareutveckling kommer också att ske av släpkontakternas utformning och material för att säkerställa lång livslängd och låg ljudnivå.

SAMHÄLLSNYTTAN Elvägar har tre väsentliga fördelar gentemot snabbladdning av elfordon: 1. Elvägar minskar behovet av batterier till elfordon med minst 50%. En forskarstudie visar att detta kan ha stor betydelse för att vi alls ska kunna elektrifiera vägfordonsflottan i den takt som vägtrafikens CO2-reduktion kräver.

2. Elvägar minskar kraftigt behovet av snabbladdstationer.

Detta kan ha stor betydelse för möjligheten att anlägga en tillräckligt omfattande laddinfrastruktur, som i annat fall, speciellt för personbilar, kommer att kräva ett mycket högt antal snabbladdstationer.

3. Markbunden elvägsteknik möjliggör att infrastrukturen kan nyttjas av både personbilar, bussar och lastbilar, vilket markant ökar nyttjandegraden och miljönyttan med elvägar då cirka 90% av alla vägfordons batterier sitter i personbilsflottan.

En förutsättning för att kunna nå fördelarna med elvägar gentemot snabbladdning är att utbyggnad av elvägar kan sättas i gång i den omfattning och takt som behövs för att nå utsläppsmålen. En driftstart till 2030 förutsätter att politiska överenskommelser och internationella avtal kommer på plats i tid.

Det finns även andra tillämpningar för elvägar, till exempel för kollektivtrafik, taxi, hamnlogistik, industri och gruvor.

7 *TRL står för Technology Readiness Level

Om elvägens teknik KONDUKTIV ELVÄGSTEKNIK I projektet Evolution Road har en kilometerlång vägsträcka på Getingevägen i Lund försetts med elväg. Den elvägsteknik som testats är en konduktiv elväg där energiöverföringen mellan fordon och väg sker med direktkontakt, med hjälp av en strömavtagare. Tekniken är inte helt olik den som används för tåg och trådbussar.

Andra svenska elvägsprojekt har testat olika tekniker för konduktiv samt induktiv energiöverföring.

Elvägssystems uppbyggnad kan beskrivas övergripande i tre delar: Elvägen, fordonen med strömavtagare samt strömförsörjning med hjälp av en likriktarstation.

Likriktarstationen ansluts i sin tur till det lokala eldistributionsnätet. Elvägssystemet är också utrustat med ett stort antal sensorer för att bland annat kunna mäta elektriska storheter såsom ström och spänning.

Två designvarianter av elvägen har testats i projektet.

En upphöjd design, som ligger ovanpå vägbanan och en nedsänkt design, som är ingjuten i vägbanan. Under den första halvan av projekttiden fokuserades arbete och tester på den upphöjda designen som passar för stadens trafik.

Under den andra halvan av projekttiden låg fokus enbart på den nedsänkta versionen, anpassad för landsvägstrafik och högre hastigheter.

ELVÄGEN Elvägen består av en meter långa segment, som aktiveras i snabb följd efter varandra då ett fordon färdas direkt över elvägen. Dessa kopplas med hjälp av transistorer till 650V likspänning. Mellan segmenten sitter ett 0,2 meter långt avsnitt som elektriskt isolerar de en meter långa segmenten från varandra. Aktivering av segmenten möjliggörs genom trådlös kommunikation mellan fordon och elväg. Konceptet med segment som aktiveras endast då ett fordon är direkt över, säkerställer att varken djur eller människor kan utsättas för farliga spänningar. Utöver aktiveringsfunktionen kan sensorer i segmenten mäta ström, spänning och uttagen effekt per fordon. Genom denna mätning kan fordon debiteras per uttagen effekt i framtida elvägssystem. Elvägen kan också aktivt styra vilka fordon som tillåts dra effekt samt vilken effekt fordonen får dra från elvägen.

FORDONEN I projektet har fyra olika fordonstyper testats: en trådbuss, en lätt lastbil, en personbil samt ett släp med en resistiv last, där det huvudsakliga testfordonet har varit bussen.

Släpet med resistiv last används för att uppnå samma effektnivå som en lastbil drar från en elväg.

System för nyttjandemätning & avläsning

Likriktarstation

Strömavtagare 8

Skena

För att ett elfordon ska kunna dra effekt från elvägen behöver det utrustas med en strömavtagare, en likriktare och en DC/DC omvandlare. Strömavtagaren behöver vara utrustad med minst tre släpkontakter för att säkerställa att fordonet alltid har kontakt med elvägens plus- och minuspoler, för att därmed uppnå en stabil energiöverföring. Strömavtagaren fälls endast ned då fordonet kör på elvägen och följer elvägen med hjälp av sensorer. Tryckkraften som appliceras på varje släpkontakt kan påverkas genom att justera armarnas nedtryckningskraft.

SÅ FUNKAR DET I projektet testas elväg med konduktiv laddning av el från vägen. Det innebär att energin överförs till fordonet från en laddskena i vägen via en avtagare som fälls ut under fordonet. Avtagaren får direktkontakt med laddskenan vilket innebär en effektiv konduktiv överföring av ström från skenorna till fordonet.

LIKRIKTARSTATIONEN Likriktarstationen består av en transformator som är ansluten till närmaste lokalnätsanslutning, en likriktare som omvandlar växelspänning till likspänning samt styrutrustning och datorer som styr elvägens aktivering och olika funktioner.

Se projektfilm: Hur funkar elvägar?

När ett godkänt elfordon närmar sig elvägen sätts laddningen igång automatiskt. Det sker genom att korta segment av skenorna strömsätts (1) och får kontakt med nedfällda släpkontakter under fordonet (2) vilket både driver fordonet och samtidigt laddar dess batterier (3).

När fordonet lämnar elvägen går det åter på batteridrift.

Uppfinnaren bakom elvägen i Lund En snöig vinterdag körde Elonroads grundare, Dan Zethraeus, med sin elbil på en slasktäckt väg och såg hur slask samlades i mittsträngen på vägen. Han fick en idé: ”Kan det finnas ett bättre sätt att ladda elbilar med en skena från vägens mitt?” Med bara en grundläggande förståelse för elteknik men med en enorm nyfikenhet började Dan utforska om det gick att ladda elfordon via en skena i vägen för att ta bort behovet av frekventa stopp vid laddstationer. Med hjälp av legobitar konstruerade Dan den första prototypen av vad som skulle bli Elonroads konduktiva elvägsystem.

9

Bygga och underhålla elväg För att enkelt beskriva arbetet med installation av elvägsskenor kan man likna det vid att bygga en modelljärnväg, där skenorna läggs och kopplas samman en efter en. I och med att elvägsskenorna innehåller interna strömledare samt att all elektronik för accesskontroll och säkerhet är inbyggda, är själva utläggningen och installationen av elvägen enkel och kräver bara en inkopplingspunkt per 750–1000 meter. I praktiken betyder detta en matarstation med inkoppling per 1500-2000 meter då skenor kan läggas åt bägge håll från inkopplingspunkten. Endast den första skenan på en sträcka kopplas till matarstationen och förser sedan följande skenor med ström via de interna ledarna.

Den upphöjda designen av elvägen var den första som installerades och testades i projektet. Dessa skenors geometri var lätt pyramidal och skenorna fästes direkt ovanpå vägbanan. Den andra varianten elväg var nedsänkt i vägbanan och låg därmed platt, i höjd med asfalten.

Upphöjd design. Bredd 43 mm, höjd 282 mm.

Nedsänkt design. Bredd 48 mm, höjd (nedsänkt) 305 mm.

10

ELSÄKERHET För att konceptet med konduktiv elvägsteknik ska kunna implementeras i större skala är det avgörande att säkerställa elsäkerheten. Elvägens segmenterade konstruktion garanterar att det aldrig är farligt att vidröra elvägen, då det segment som aktiveras befinner sig direkt under det fordon som drar effekt. Genom att fordonet kopplas till elvägen och att elvägens skenor drivs från likriktarstationen med sin minus-pol kopplad till jord, finns det en risk att fordonets chassie får en elektrisk spänning till jord, vilket kan vara både obehagligt och rent av farligt om man till exempel står barfota på våt mark och samtidigt tar i fordonet. Detta förhindras med flera olika system ombord som skapar och övervakar den elektriska isolationen mellan elvägens teknik ombord och fordonets chassie.

Fortsatt forskningsarbete pågår med målet att göra dessa system ännu effektivare. Elsäkerhetsarbetet har pågått sedan 2014 och fortsätter att göras parallellt med utvecklingen. En europeisk Cenelec-standard är under arbete för elväg med konduktiv matning från vägbanan.

EFFEKT OCH VERKNINGSGRAD Det fordon som förväntas dra högst effekt från en elväg är en tungt lastad ellastbil. För att testa elvägens effektkapacitet användes ett släp med en resistiv last installerad. Det tunga släpet drogs över elvägen i 80 km/h och överförde samtidigt effekt som motsvarar den effekt som en tungt lastad ellastbil drar både för framdrift och

laddning av batterier. Den högsta effekt som överfördes var 280 kW, något som begränsades av matarstationen, inte elvägen. Testerna visar att konduktiv teknik ger det höga effektuttag som behövs för att tunga fordon som buss och lastbil ska kunna ladda batterier.

De elektriska förlusterna som sker i elvägen har analyserats och resultatet visar bland annat elvägens systemverkningsgrad mellan nät och fordon. Elvägen ger hög verkningsgrad, uppemot 96% mellan nätanslutning och fordonets högspänningssystem. Detta är minst lika bra eller bättre än ett snabbladdningssystem, vilket bland annat beror på att en del av den energi som tas från elvägen används direkt, utan att det mellanlagras i batterier.

Systemet visar alltså sammanfattningsvis hög effektkapacitet och en mycket hög verkningsgrad, något som verifierar elvägens tekniska potential för installation i större skala.

TRL-NIVÅ Det elvägssystem som testats och utvärderats har med god marginal nått TRL-nivå 7, det vill säga att systemet har uppnått ”systemprototyp uppvisad i avsedd operationell miljö i förkommersiell skala”. Här ingår installation, drift och underhåll under fyra år samt avveckling med detaljerad analys av reparationer och underhåll, samt friktionsmätningar under årstidsväxlingar.

med de krav som gäller för omgivande väg.

Från projektets början fanns farhågor från motorcykelförare att elvägsskenorna skulle innebära problem vad gäller friktion. Därför ökades friktionen i kontaktytan på skenan. Tester som utförts på den senaste versionen av skena i projektet visar att den efter två års trafikering uppfyller kraven. Denna version har sedan vidareutvecklats ytterligare för att förbättra funktionen. Inga olyckor har rapporterats med anledning av bristande friktion.

SKENORNAS LIVSLÄNGD Även skenornas livslängd har undersökts för att få en förståelse för hur ofta delar behöver bytas ut. Skenorna testades bland annat för belastning av tung trafik i VTI:s Heavy Vehicle Simulator, som är en mobil mätvagn som kan simulera flera tusen lastbilspassager på kort tid. Det sker genom att köra ett däck fram och tillbaka över en vägkonstruktion. Skenorna testades även för slitage av friktionsdäck och dubbdäck i VTI:s karusellliknande provvägsmaskin. Resultatet visade att även om livslängden kortas ned ytterligare, skulle belastning från trafiken ändå inte vara större än att elvägsskenan borde hålla lika länge som omgivande vägs livslängd.

Resultaten öppnar för möjligheten att bedriva större underhåll av elvägen samtidigt med annat vägunderhåll.

Vad gäller mindre underhåll har tekniken utvecklats så att detta kan ske genom att enskilda skenor eller elektronikkomponenter byts ut på cirka 10 minuter för att minimera stopp på vägen.

VINTERTESTER OCH FRIKTION Ett stort fokus under projektet har varit vinterunderhåll och ett särskilt fokus låg på tester på väg 333 utanför Kramfors där man monterade 40 meter elväg av den nedsänkta varianten. Skenorna plogades i samband med det reguljära vinterunderhållet under två vinterperioder.

Elvägens funktion är beroende av god kontakt mellan skena och fordonets avtagare. God kontakt uppnås genom att elvägen plogas fri från is och snö eller används. Värmeslingor har även provats och kan smälta nyfallen snö vilket underlättar för att hålla skenan ren.

Under vintern 2022/2023 var fokus riktat till att utföra ett stort antal kontroller med vinteranpassad friktionsvagn.

Erfarenheterna från friktionstesterna sammantaget med rekommendationer från en workshop som arrangerades med vinterväghållningsexperter visar att kraven på vinterfriktion på elskenan kan och ska ställas likvärdigt

11

AVVECKLING OCH MATERIALÅTERVINNING Vid avveckling monteras de tio meter långa sektionerna bort. Den nedsänkta varianten elväg återställs till ursprungligt skick genom bortfräsning av beläggning och ny asfaltering av vägbanan med gängse teknik. Den upphöjda varianten elväg gör ej åverkan på vägen, annat än att det kan uppstå ett visuellt avtryck i asfalten.

Materialen i skenan kan monteras isär och återanvändas eller återvinnas. Största värdet ligger i återvinningen av aluminium, som skenorna till största delen består av. Övriga material är koppar, rostfritt stål, kretskort, plast och gummi.

BETALINFRASTRUKTUR Både elvägen och fordonsutrustningen mäter energiöverföringar och ackumulerar dessa i överföringsposter på vardera sida. Posterna associeras med ett anonymiserat id som skickas krypterat. Överföringarna rapporteras in löpande till den tredjepartstjänst som hanterar behörighetskontroll och faktureringsunderlag. Operatören av denna tjänst är ansvarig för att upprätta kontrakt med fordonsägare, prissättning, tillhandahålla kundtjänst och inhämta betalning med mera.

12

Studiebesök på demonstrationsplatsen, bilden visar den nedsänkta versionen av elvägen.

Om samhällsnyttan med elvägar Även om elektrifiering av vägtransporter har störst potential att sänka koldioxidutsläppen saknar inte teknologin utmaningar. En viktigt sådan är utbyggnadstakten. En omfattande studie som presenteras i forskarrapporten Joint Impact Assessment of Greenhouse Gas Reducing Pathways for EU Road Transport* visar att för att öka omställningstakten och nå klimatmålen i Europa med elektrifierade vägfordon krävs att en del redan existerande fossildrivna vägfordon byggs om till eldrift. För att denna ombyggnad ska bidra meningsfullt till reduktionen av koldioxidutsläppen från vägtrafiken i Europa måste den hålla en nästan lika hög takt som försäljningen av nya elbilar. Det i sig ökar kraven på behovet av elfordonsbatterier inom Europa till nästan det dubbla, med ombyggnad inräknat. Forskarrapporten visar alltså att det inte är energiförsörjning av en elektrifierad fordonsflotta som är den största utmaningen utan omställningshastigheten, och till det troligen försörjningen av batterier.

ELVÄGAR ELLER SNABBLADDNING? Ett nätverk av elvägar har samma funktion som ett nätverk av snabbladdare. De behöver kunna nås varifrån som helst i en region (som till exempel Europa) och ligga tillräckligt tätt för att medge riktigt långa resor. Det betyder att om alla personbilar och lastbilar i Europa vore helt elektriska och det utökade transeuropeiska transportnätet (TEN-T) skulle förses med snabbladdstationer, så skulle det behövas en snabbladdnings­station med 400–1100

snabbladdare var 60:e km. Med elvägar behövs nästan inga snabbladdstationer alls. Det kan vara en stor fördel när det gäller behovet av mark för laddinfrastruktur. En annan fördel är att fordonen inte behöver mer än hälften så mycket batterier som i ett samhälle som bygger långresor med hjälp av snabbladdning. Det senare minskar i motsvarande grad behovet av batteriproduktion och underlättar för ombyggnad av konventionella fordon, som inte kan rymma lika stora batterier som rena elfordon.

Sammanfattningsvis har elvägar tre väsentliga fördelar gentemot snabbladdning: 1. Elvägar minskar behovet av batterier till elfordon med minst 50%. Detta kan ha stor betydelse för att vi alls ska kunna elektrifiera vägfordonsflottan i den takt som vägtrafikens koldioxidreduktion kräver. Forskarrapporten* visar att: I) koldioxidmålen för vägtrafiken i Europa inte kan nås genom enbart nyförsäljning av elfordon utan kräver II) ombyggnad av nyare förbränningsmotordrivna fordon till elfordon vilket ökar batteribehovet till för EU höga nivåer samt III) att dessa ombyggda fordon rymmer mindre batterier per fordon, vilket inte är ett problem med ett utbyggt elvägsnät.

2. Elvägar minskar kraftigt behovet av snabbladdstationer.

Detta kan ha stor betydelse för möjligheten att anlägga en tillräckligt omfattande laddningsinfrastruktur, som i annat

14 *Joint Impact Assessment of Greenhouse Gas Reducing Pathways for EU Road Transport, se Mer om elvägar s. 23

fall – speciellt för personbilar – kommer att kräva ett mycket högt antal snabbladdstationer. Forskarrapporten* visar att Sverige skulle behöva i genomsnitt 35-100 snabbladdare var 30:e km längs hela Sveriges riks- och europavägnät samt att Europa skulle behöva 400-1100 snabbladdare var 60:e km längs det utökade transeuropeiska transportnätet, TEN-T (>132000 km). Tunga lastbilar i Sverige däremot, skulle troligen klara sig på ca 500 snabbladdare för lastbilar strategiskt placerade längs Sveriges riks- och europavägnät.

Resultatet i forskarrapporten* visar att elvägar kan ha stor betydelse för omfattande uppskalning av elektrifiering av vägtrafiken. För lastbilar minskar batteribehovet till mindre än hälften vilket ökar kapaciteten för nyttolast. Vidare minskar risken för dyrbara väntetider vid snabbladdstationer. Även för personbilar minskar batteribehovet till mindre än hälften. Med elvägar för personbilar elimineras dessutom det kraftiga behovet av antalet snabbladdare.

3. Markbunden elvägsteknik möjliggör att infrastrukturen kan nyttjas av både personbilar, bussar och lastbilar, vilket markant ökar nyttjandegraden och miljönyttan med elvägar. Byggs elvägar kommer såväl lastbilar som personbilar att vinna mycket på att använda dem och även behovet av snabbladdare för dessa fordon att reduceras kraftigt.

Elvägar har till exempel också potential att underlätta elektrifieringen av bussar i kollektivtrafik. Bussar kör linjetrafik och passerar samma sträckor många gånger dagligen. Siffror från LTH visar att i Lund, som har sammanlagt ca 100 km busslinjenät, skulle det räcka med 6–7 km elväg (i kombination med nattladdning) för att hålla flottan körande utan laddstopp dagtid. Även regionbussar skulle kunna dra stor nytta av ett stadsnät då de alla startar eller slutar i stadsmiljöer där hastigheten är begränsad, vilket kan ge tillräcklig laddtid.

Se projektfilm: Ladda under färd – Vad är nyttan med elvägar?

En förutsättning för att kunna nå fördelarna med elvägar gentemot snabbladdning är att utbyggnad av elvägar kan sättas i gång i den omfattning och takt som behövs för att nå utsläppsmålen. En driftstart till 2030 förutsätter att politiska överenskommelser och internationella avtal kommer på plats.

ANDRA TILLÄMPNINGAR FÖR ELVÄGAR Utöver motorvägar och landsvägar finns det även andra tillämpningar för elvägar.

Upp till 30% av sjöfartens koldioxidutsläpp sker på land, i hanteringen av gods i hamnar. Hamnar som behöver minska sin klimatpåverkan är i en elektrifieringsprocess, antingen påbörjad eller planerad. Andra tunga industrier som gruvor är även dessa i en elektrifieringsprocess.

Elvägsteknik lämpar sig väl för elektrifiering av dessa typer av slutna miljöer, där körmönster är förutsägbara och där fordonsflottan (dragfordon, lyftfordon, kranar) är känd.

15

Studiebesök och resultatspridning Projektet Evolution Road har haft ett tydligt teknikfokus, men för att sprida kunskapen har elvägstekniken behövts sättas i ett större sammanhang. Kommunikationsmålet för projektet har därför varit kunskapsdelning om projektet och dess resultat, och även om elvägar och dess bidrag i systemskiftet till fossilbränslefria transporter. Studiebesök, där besökaren själv får se och uppleva elvägstekniken, har varit en viktig del i projektet.

DEMONSTRATION OCH STUDIEBESÖK Sammanlagt har demonstrationsplatsen på Getingevägen i Lund haft mer än ett hundratal grupper på studiebesök, trots uppehåll under pandemin, med besökare från både Sverige och internationellt. I Lund med omgivning har allmänheten och närliggande LTH-studenter kunnat passera elvägen och den bod vid sidan av vägen som haft informationsplakat uppställda. Nationellt har projektet haft ministrar, politiker, experter och näringslivsföreträdare på besök och internationellt har besöken kommit från bland annat USA, Japan, Sydafrika och från flera olika håll i Europa.

Projektet har även skapat stort medialt intresse, med sammanlagt över 120 pressklipp i svensk och utländsk media.

16

KONFERENSER Projektet och dess partners har varit med i flertalet konferenser, tilll exempel i Almedalen, Transportforum och i flera vetenskapliga konferenser. Projektet har även skapat fyra egna välbesökta konferenser, bland annat kring invigningen 2020 och den vetenskapliga metastudie som publicerades 2024 (se Mer om elvägar s. 23).

FORSKNINGSPUBLIKATIONER Kopplat till projektet har ett antal vetenskapliga artiklar publicerats, både i vetenskapliga tidsskrifter och i samband med konferenser. Ett flertal masteruppsatser samt en doktorsavhandling är också resultat av arbetet.

En omfattande studie av de olika alternativ som står till buds för reduktion av koldioxidutsläpp från vägtrafiken inom Europa har genomförts av en grupp svenska forskare med en internationell referensgrupp. Studien publicerades i en vetenskaplig artikel ”2035 Joint Impact Assessment, Greenhouse Gas Reducing Pathways for EU Road Transport” och var underlag för projektets internationella konferens 2024 (se Mer om elvägar s. 23).

” USA:s New Mexico-guvernör Michelle Lujan Grisham besöker demonstrationsplatsen i Lund.

”

– Det är otroligt spännande att se elvägen live.

Demonstrationsplatser är viktiga för att ge denna upplevelse – vi borde ha fler av dem. Jag ser fram emot att se hur framtiden ser ut för elvägar.

Valeria Castellucci, Swedish Electromobility Center

Samarbetspartners om projektet Lunds kommun

”

Detta projekt är ett fantastiskt typexempel på hur vi som kommun kan låta innovativa lösningar testas i verkligheten. Vi ser detta som en framtidslösning då vi går mot en mer elektrifierad fordonsflotta framför allt i de större städerna. Lunds kommun ska vara klimatneutralt 2030 och då behövs alla lösningar för att nå målet.

Adam Sandgren, näringslivschef

VTI

”

Skånetrafiken

”

Vi är mest nöjda med att projektets breda palett av aktörer har kunnat komma samman för att visa på möjligheten med elvägar och att få större insikt i vad som krävs. Elektrifieringen behöver accelerera och en insikt är att ombyggnad av förbränningsbilar troligen behöver göras för att nå målen. Elvägar är möjligt, men kräver stor politisk vilja och samarbete mellan aktörer för att utvecklas i en relevant skala.

Projektet Evolution Road har varit ett fantastiskt pilotprojekt för Elonroad och banat väg för att vi nu bygger världens första elmotorväg utanför Paris. Genom att integrera laddningsteknologi direkt i vägen kan vi minska kraven på stora batterier och behovet av att stanna för att ladda, vilket ökar effektiviteten för bland annat tunga fordon som lastbilar och bussar. Samarbetet med partnerföretagen och stödet från Trafikverket har varit avgörande för framgången av projektet.

Lina Nordin, forskningschef

Karin Ebbinghaus, vd

”

Transportsektorn behöver många lösningar för att ställa om i den takt som krävs, elvägar är definitivt en teknik som kan bidra i detta. En insikt är att laddning i farten kan underlätta en utbyggd laddinfrastrukturs påverkan på elnätet då fordon är anslutna under en längre tid och över större geografi, vilket ger ökade möjligheter att påverka när och var laddning sker.

Mats Alaküla, professor i Industriell elektroteknik

Solaris Sverige Elonroad

Trafikverket

”

”

Vi på Trafikverket är mycket nöjda med det resultat som levererats från projektet. Vi har tillsammans lärt oss mycket under de åren som projektet pågått och det har skapat en värdefull kunskapsbas för det fortsatta arbetet med elvägar både inom Sverige och internationellt. Kunskapen kommer bana väg för utvecklingen mot framtidens fossilfria transporter.

Håkan Skarrie, affärsutvecklare Sofia Magnusson, projektledare

”

Jag är mest stolt över hur grundligt vi har utvärderat tekniken och hur klara slutsatser vi nått vad gäller teknikens betydelse för framtidens transportsystem.

Att elvägstekniken vi testat verkligen fungerar bra och troligen är avgörande för att vi ska lyckas med omfattande elektrifiering av marktransporter.

Anders Johannesson, infrastrukturstrateg

Mest stolt är jag över att projektet som sådant har varit så lyckat, vi har tillsammans lyckats göra någonting som var mycket större än att bara demonstrera en elväg. Alla partners i projektet har haft ett sådant framåtdriv och lust att göra någonting åt framtidens utmaningar. Att ha en resultatkonferens räckte liksom inte, istället bjöd vi in andra aktörer och skapade en arena för grundläggande diskussioner som en start för att lyfta läget inom transportsektorn idag och för att tillsammans lyfta blicken och ta steget för att ställa om. Det har varit ett privilegium att få vara en del av detta projekt.

Kraftringen

LTH

”

Solaris Sverige har varit och är en stolt partner i Evolution Road-projektet då vi som tillverkare av högteknologiska nollemissions-bussar konstant spejar efter att optimera lösningar för våra kunders driftflöde. Att vara en del av och arbeta tillsammans för att kunna erbjuda framtidens laddlösning har stimulerat hela vår organisation.

David Tyrenius, vd

”

Ramboll

Elektrifiering är en mycket viktig komponent i omställningen som vi måste göra, och projektet har gjort att vi nu tagit stora kliv i rätt riktning.

Hållbarhet är en central fråga för oss på Ramboll och det har varit en fantastisk upplevelse att samarbeta med flera deltagare i projektet som brinner så starkt i denna fråga.

Martin Wiström, Senior Road Specialist

Innovation Skåne

”

Vi är stolta över projektet Evolution Road, som varit ett mycket lyckat innovationsprojekt där samarbetet mellan akademi, privat näringsliv och offentlig partner varit nyckeln till framgången.

Maria Edgren, projektledare

Frågor och svar om elvägar Kan elvägar användas för stationär laddning?

Ja, laddningen kan ske med samma teknik både under färd och vid stillastående.

Spelar det någon roll vilken sorts elväg som byggs?

Cirka 90% av en fullt elektrifierad fordonflottas batterier sitter i personbilar och återstående 10% i mellantunga och tunga lastbilar. Det innebär att nyttan är störst om alla fordon, även personbilar, kan använda elvägar, då elvägar halverar ett fordons batteribehov. Det betyder i praktiken att det är en fördel om elvägstekniken är förlagd i vägen och inte i luftledningar, som endast energiförsörjer de större fordonen.

Hur ska vi välja elvägsteknik, behöver vi inte avvakta tills det finns en standard för elvägar?

En standardisering kan mildra effekterna av att välja olika lösningar i olika nationella system. I väntan på standarder är flera av elvägsteknikerna idag kompatibla med varandra och fordon kan i vissa fall utan större investering ha utrustning för att ladda på olika sätt.

Det handlar alltså inte om att allt måste se likadant ut, däremot att det ska fungera tillsammans.

Vilka risker finns det med elvägar?

Konceptet elvägar kan jämföras med de kontaktledningar som används för spårvagnar och trolleybussar, som vi använt i många decennier. Med elen installerad i vägen är säkerhetsriskerna mycket små, och det beror på en rad säkerhetslösningar.

Läs mer i elvägsskolan på www.evolutionroad.se Hur påverkar elvägar elnätet? Övergripande behöver samhället ungefär samma mängd elektrisk energi för att driva en flotta av helt elektriska vägfordon oavsett hur energin tillförs dem – elnätspåverkan sedd från en högre nivå är ungefär densamma. På en lokal nivå har elvägar fördelen att effekten är fördelad på många små inmatningsstationer längs vägen. Och eftersom fordon som använder elvägar har mindre batterier och därmed blir lättare, drar de också lite mindre energi.

20

Kan elvägar och snabbladdare kombinerat vara en lösning? Även i en värld med en omfattande utbyggnad av elvägar, kommer snabbladdare att behövas. Exempel är i glesbygd där det kan vara långt till närmsta större väg. Behovet av snabbladdare är dock betydligt lägre än om de används som den enda laddlösningen för långväga transporter.

Vilka andra tillämpningar har elvägar?

Elvägar är fulla med sensorer som inte bara mäter tillförd elektrisk energi till enskilda fordon. De mäter till exempel även temperatur och vibrationer och kan räkna ut hastighet, vilket kan användas för olika funktioner i trafiken.

Vad är elvägars nytta för tung trafik?

Den praktiska nyttan med elvägar för tung trafik är att den reducerar risken för kostsam stillastående tid för laddning samt att det minskade batteribehovet ger mer utrymme för nyttolast.

Vad är elvägars nytta för personbilar?

För personbilar bidrar det reducerade batteribehovet till lägre inköpskostnad för bilen samt lägre vikt och därmed lägre energiförbrukning och vägslitage.

Nästa steg • Det är tydligt att det fortsatt finns ett stort intresse för elvägar generellt, vilket märks i de forum där elvägar presenterats. Det gör det viktigt att den kunskap som tagits fram i det här projektet och i liknande demonstrationsprojekt fortsätter spridas, för att bidra till en helhetsbild av hur världen ska kunna ställa om på ett så effektivt sätt som möjligt.

• Det behövs snabba politiska beslut för att alla samhällsnyttor med elvägar (se s. 14) ska kunna förverkligas. En förutsättning är att utbyggnad av elvägar kan igångsättas i den omfattning och takt som behövs för att nå utsläppsmålen.

• Motorcyklisternas perspektiv skall tas hänsyn till.

Elvägsskenor skall inte öka risken för halkolyckor.

• Det finns ett stort behov av att ta fram policyer för elektrifiering och att öka förståelsen för att kunna kombinera olika elektrifieringstekniker. Hur den kombinationen ska se ut och fungera är något som fortsatt återstår att arbeta fram.

• Den forskarstudie som genomfördes parallellt med projektet (se Mer om elvägar s. 23) visar att elvägar kan vara nödvändiga för att åstadkomma tillräckligt omfattande elektrifiering för att så långt det är möjligt nå CO2-utsläppsmålen i tid, att batteriproduktionskapaciteten ska räcka till för den nödvändiga elektrifieringen av fordonsflottan och för att inte bygga extremt många snabbladdstationer.

21

Duci aut liquisciam quatempos qui nis dolendam ipiciam que officat vendiaspis modit, culpa velit modist aut enisquid quisimin nonsend aessequam consed eos

22

Mer om elvägar Duci aut liquisciam quatempos qui nis dolendam Duci aut liquisciam quatempos qui nis dolendam ipiciam que officat vendiaspis Vetenskapliga artiklar modit, culpa velit modist autImpact of Large Battery Systems with Conductive Electric Road • Reducing the Environmental enisquid quisimin nonsend Systems—A Technical Overview Wenander, D, and Alaküla, M. 2024. aessequam consed eos of Greenhouse Gas Reducing Pathways for EU Road Transport, • Joint Impact Assessment

Rogstadius J, Alaküla M, Plötz P, Márquez-Fernández FJ, Nordin L. 2024.

• Electric Road Systems: A case study on the bridge of Öresund Svensson, J. 2022. Examensarbete.

• Designing an Electric Road System Pålsson, D, Henley S. 2023. Examensarbete.

• Energy in the Transportation System - A comparison of charging infrastructure scenarios Jakobsson, L. 2023. Examensarbete.

Konferenser • 2022: Elvägens roll i energiomställningen • 2024: Charging ahead, The electrification of Transportation infrastructure För mer information se även projektets webbplats: www.evolutionroad.se

23

SAMVERKANSPROJEKT MELLAN

ETT UPPDRAG FRÅN TRAFIKVERKET