sou · H1B384 · 2013-12-16 00:00:00 — vändigt för att uppnå kostnadseffektivitet. Nackdelen är att vät- gasen måste transporteras långa sträckor, vilket kan bli speciellt dyrt i glesbygd. Totalverkningsgrad i ett sådant system anges till 11,2 pro- cent (, 2001). Ett annat sätt är att göra metanol via förgasning. Metanolen transporteras till tankstället för att där reformeras till vätgas. Metanolprocessen har en av de bästa verkningsgraderna vid förgas- ning av biomassa och metanol är lätt att distribuera. Systemverk- ningsgraden anges till (, 2001). Om metanolen i stället för att reformeras används direkt i en icke-hybridiserad förbränningsmotor fås systemverkningsgraden som är av samma storleksordning som i föregående alternativ (, 2001). Om en metanolmotor placeras i en laddhybrid kan förmodligen genomsnittsverkningsgraden höjas betydligt, speciellt om andelen korta körningar är stor. Kort livslängd på bränslecellerna har länge ansetts som ett hinder för introduktion, men flera fabrikanter anser att detta nu är löst. Några av dem, bl.a. , har testat bränsleceller både i labora- torium och i verklig körning. Testerna visar på en livslängd (, 2013). finns dock viss osäker- het om livslängden kan garanteras för bilarnas förväntade livstid. Erfarenheterna är än så länge ganska begränsade. Säkerhet, brand- och explosionsrisk kan behöva undersökas ytterligare. En av de viktiga punkterna är hur eventuellt läckage hanteras i serviceverkstäder och garage. Problem till följd av olyckor i vägtunnlar kan också behöva analyseras. De mest kritiska frågorna är hur vätgasförsörjningen ska ut- formas och hur konkurrenskraften ser ut gentemot en laddhybrid vars förbränningsmotor drivs på förnybart bränsle. Kostnads- och effektivitetsberäkningar för de intressantaste rutterna till vätgas- tankning behöver tas fram. Likaså behöver en djupare jämförelse göras mellan ett system med laddhybrider respektive ett med bränslecellsbilar, där effektivitet, koldioxidreduktion och kostnader redovisas. Bussar i tät- och förortstrafik har potential att drivas med bränsle- celler i kombination med batterier. I innerstadstrafik konkurrerar de med batteribussar och laddhybrider med förbränningsmotor. Fjärrbilar har svårt att rymma tillräcklig vätgasmängd och kan knappast komma ifråga. En bränslecellsbil har möjlighet att klara samma krav på räckvidd och körbarhet som en traditionell bil. Den kräver egentligen ingen beteendeförändring för att accepteras av köparen. Däremot måste den kunna erbjudas till ett pris som ger acceptabla ägarkostnader. (2010) anser att detta kommer att vara fallet efter 2025. En förutsättning för att bränslecellsbilen ska bli attraktiv är också att ett nät av tankstationer är etablerat. Bränslecellfordonet kan troligen fullt ut ersätta en traditionell bil. Bränslecellskostnad är en kritisk faktor, acceptabel kostnad för storskaligt genombrott kan nås efter 2025. Krav på hållbar vätgasproduktion kan uppnås med förnybar el eller biomassa. Forskning pågår på ytterligare processer. Låg energisystemeffektivitet jämfört med batteribilar och ladd- hybrider. Etablering av infrastruktur är en avgörande fråga. Kostnader och systemeffektivitet behöver utredas. 11.7Växthusgasutsläpp från framställning av batterier och bränsleceller Det är viktigt att vara observant på att en övergång till nya motorer och drivlinor kan leda till förhöjda utsläpp från tillverkningen av fordonen och deras utrustning. Utredningen har på basis av en beställd litteraturgenomgång sökt beräkna effekterna av ett skifte till batteribilar och bränslecellsfordon (et al, 2013). Utsläppen av växthusgaser från tillverkningen påverkas i hög grad av vilken framtida återvinningsgrad man antar för olika material, men för- fattarna fann vid likabehandling av fordonstyperna i detta avseende att tillverkningens livscykelutsläpp utslagna över en antagen total körsträcka kan förväntas bli 48 respektive 30 pro- cent högre för en bränslecellsbil och en batteribil än för en kon- ventionell bil. Laddhybridens livscykelutsläpp skiljer sig obetydligt från den . Medan den konventionella bilens tillverkning (räknat på att av materialen är återvunna från tidigare användning) ger utsläpp på CO2e6 per km är mot- svarande utsläpp från laddhybriden per km och från batteri- bilen och bränslecellsbilen respektive 60 och per km. Vid längre totala körsträckor sjunker förstås antalet gram per km. En hög framtida återvinningsgrad reducerar utsläppen, men en del material är svåra eller kostsamma att återvinna. Till dem hör bl.a. den kolfiberkomposit som ingår i vätgastankarna och batte- riernas litium. Fossilbränsleanvändningen vid produktion av den el som används i tillverkningsprocesserna påverkar också utfallet. Författarna hade i den ovan redovisade jämförelsen utgått från de genomsnittliga utsläppen från elproduktionen inom EU 27, vilket kan vara rimligt beträffande komponenter och material som till- verkas i . De understryker att förhållandena med tiden kan komma att ändras påtagligt med avseende på materialåtgång, åter- vinningsgrad och elproduktion. Det finns också anledning att notera att en del material vid bryt- ning och/eller förädling också kan ge upphov till andra typer miljö- problem. Rapporten nämner särskilt frågor som hänger samman med utvinning av sällsynta jordartsmetaller. 11.8Infrastruktur för elektrifiering av vägtransporter Detta avsnitt behandlar distributions- och laddningssystem inriktade på vägtransporter. Påverkan på elsystemets effektbalans av en ökad elektrifiering behandlas också i avsnittet. Effekter av en ökad elanvändning i transportsektorn på elproduktion och utsläpp av växthusgaser behandlas i avsnitt 11.2. Roadmap (2013) skiljer på tre olika huvudtyper av ladd- ningsbehov; laddning hemma, publik normalladdning och snabb- laddning. Enligt Roadmap (2013) är laddning hemma för de flesta småhusägare inget problem. Man behöver säkerställa att jordfels- brytare finns och att säkringens storlek är tillräcklig. anser att laddning från befintliga jordade uttag bör ses som en nödlösning som inte är lämplig vid regel- bunden laddning. Det finns en så kallad laddbox som kan sköta laddningsautomatiken och modellen bör uppfylla den europeiska standarden mode 3 typ 2 (EN 61851-1).7 För fasta parkerings- platser kan utmaningarna bli större om flera bilar ska laddas sam- . Detta kan gälla exempelvis vid ett flerbostadshus. Det kan behövas en större säkring, grövre kablage och eventuellt någon sorts styrning (Roadmap , 2013). Den största delen av laddningen av personbilar bedöms komma att ske med befintlig infrastruktur i hemmet och i parkerings- garage. Även arbetsplatser blir förmodligen viktiga (Elforsk, 2010 och , 2009a). För laddning i stadsmiljö kommer det finns behov av publika laddstationer i viss utsträckning (Energi- myndigheten, 2009a). elfordon och laddhybrider har olika behov av laddinfrastruktur även om det är positivt att en ladd- hybrid kör på eldrift i så stor utsträckning som möjligt. Utveck- lingen av fordonsparken påverkar i vilken utsträckning och takt publika laddstolpar behöver byggas ut. I en rapport framtagen av HRM (2013) görs en genomgång av olika typer av laddningar, kontakter och standarder för laddinfrastruktur. Rapporten använder begreppet normal- laddning när en elbil laddas full på 6–beroende på batteriets storlek och laddplatsens tillgängliga effekt, oftast 230V/10A men även 230V/16A. HRM bedömer att snabbladdning främst är tänkt att fungera som räckviddsförlängare för rena elbilar vid tillfällen då det inte finns tid för normalladdning. Vid snabbladdning används vanligen en extern likströmsladdare som överför energin direkt till elbilens batteri med laddeffekt upp till 50 kW8. 7Skrivelse till utredningen från . 8Tesla har dock börjat bygga snabbladdare med 120 kW effekt i , och har planer på att fortsätta bygga denna typ av laddare i . Tesla bygger även denna typ av laddare i . Information hämtat från: /supercharger (130924). kommer även bilmodeller med inbyggda växel- strömsladdare (AC-laddare) på upp till 43 kW (400V/63A). Båda dessa typer av laddning skulle ladda batteriet till på 20– HRM definierar också semi-snabbladdning. innebär laddning med extern likströmsladdare med effekt på 20 kW. Då tar en laddning av batteriet cirka 50–. Det finns elfordon som är utrustade med en växelströms- laddare som klarar laddeffekt på upp till 22 kW (400 V/32A) vilket laddar batteriet till på 45–. Dessa elfordon kan också laddas med lägre effekt. HRM Energineering framhåller att det finns flera kontaktdon som stödjer olika standarder och säkerhetsnivåer för överföring av effekt och kommunikation mellan laddstolpe och bil. För en mer detaljerad genomgång av de olika kontakter och standarder som finns hänvisas till rapporten. Standarder för laddinfrastruktur är viktiga för att säkerställa att alla fordon kommer att kunna ladda på de laddstationer som byggs och berörda aktörer är nu överens om vilken standard som ska användas vid vanlig (långsam) laddning. Det finns olika initiativ för detta, ett exempel är förslag på standard för laddstolpar i det nya direktivförslaget (, 2013a). Standarder tas fram i ett samarbete mellan olika aktörer. Staten är en av aktörerna, främst genom myndigheters deltagande i de medlemsdrivna organisationer som tar fram standarder. Utred- ningen bedömer att detta arbete framskrider och att ingen ytter- ligare insats från statens sida krävs i standardiseringsarbetet. Denna bedömning gjordes efter en diskussion i utredningens expertgrupp för elektrifiering . Det finns ännu ingen officiell statistik över antalet laddstolpar i . Enligt inofficiell statistik fanns 292 publika laddplatser i . Utredningen bedömer att det krävs för- bättrad statistik för att följa utvecklingen av laddinfrastruktur för elfordon. Utredningen föreslår att får i upp- drag att utreda vilka uppgifter inom detta område som bör ingå i den officiella statistiken. 9 Från webbsidan uppladdning.nu, bearbetat av Easycharge (2013). Total kostnad för uppförande av en komplett snabbladdnings- station redovisas i en studie (HRM , 2013) till . Med en avskrivningstid innebär det, till- sammans med avgifter för underhåll och fast och rörlig nätavgift, en årlig fast kostnad på . redovisar kostnadsuppskattningar för laddinfra- stuktur (, 2013). bedömer den totala etablerings- kostnaden för publika laddstolpar 16 A, med dubbla ladduttag och i stadsmiljö, till . Den största osäkerheten ligger i kostnader för mark och installation. Drifts- kostnader uppskattas till , exklusive rörlig elförbrukning. Etableringskostnad för en så kallad laddbox, 16 A, är enligt . Denna utrustning rekommenderas vid laddning i hemmet, det bör inte göras i ett vanligt jordat eluttag av säkerhetsskäl. För snabbladdare (50 kW, DC) uppskattas etableringskostna- den till . Även här är den största osäkerheten kostnaden för mark och installation. Nätkostnader uppskattas till 10 000–och underhållskost- nader till cirka 20 000–. Etableringskostnaderna för snabbladdning via växelström (43 kW, AC) bedöms vara lägre för hårdvara och nätanslutning. Då kan en normalladdningsstolpe, med fast laddkabel, användas vilket sänker kostnaderna. Den förutsätter naturligtvis att bilen är utrustad med korresponderande trefasladdare, vilket förväntas introduceras av enskilda fordonstillverkare. bedömer att hårdvarukostnaderna kommer att sjunka medan nätanslutningskostnader blir liknande som och mark och installationskostnader kan öka. be- dömning om åtgärder som kan reducera kostnader är att förbereda ytor/byggnader för laddning redan vid byggnation för att undvika extra kostnader för mark och installation. Dessutom kan grupper av laddningsstolpar installeras när installation sker. Detta ger skal- effekter vid markjobb samt möjliggör åtgärder för att minska kost- naden för nätanslutningen. Det är nödvändigt att bygga upp affärsmodeller för hur betalning av laddning ska göras. for vehicles (2011) beskriver olika möjligheter; privat laddning, semi-privat laddning och publik ladd- ning. Privat laddning är laddning i hemmet, semi-privat laddning kan vara en privat aktör som erbjuder laddning på sin mark, exempelvis stormarknader. Affärsmodellen för betalning kan då vara utifrån parkerad tid eller till och med gratis om det passar in i företagets profil. För publik laddning behöver affärsmodeller byggas upp som gör att det blir enkelt att ta betalt för elen och enkelt för konsumenten. Roadmap (2013) beskriver utmaningarna med hur debite- ring ska ske och visar på att det är nödvändigt att bygga upp lös- ningar för roaming, det vill säga att elfordon kan laddas hos olika operatörers laddstationer på enkla sätt. De jämför situationen med kreditkort och bankomater. Andra frågor som diskuteras är möjlig- heten att hitta laddstolpar och även att kunna förhandsboka dem. Elfordon har en mätare i fordonet som mäter all el som laddas. Det kan komma att finnas behov att följa upp hur mycket el som används i batterifordon och laddhybrider. 11.8.5Regelverk som påverkar utbyggnad av laddinfrastruktur Det finns flera regelverk som kan påverka utbyggnaden av ladd- infrastuktur. Detta avsnitt tar upp två förändringar som skett som förbättrat möjligheter för utbyggnaden. Det övergripande regelverket för elnätet är Ellagen (1997:857) som bland annat innehåller krav på nätkoncession. Förordning (2007:215) ger undantag från kravet på nätkoncession. 2012 in- fördes ett tillägg i denna förordning som innebär att laddstolpar undantas från nätkoncession. Detta undantag håller ner kostnaden för utbyggnad av laddinfrastruktur. Förutsättningen för undantag är att laddstolpar är kopplade till lågspänningsnätet (, 2013) vilket bör vara det normala för alla typer av laddstolpar. Det övergripande regelverket för vägtrafiken är väglagen (1971:948). En förändring infördes som innebär att parke- ringsplatser kan dedikeras till elfordon under förutsättning att det finna en anordning för extern laddning på platsen. I detta skede är det viktigt att undanröja hinder för utbyggnad och utredningen bedömer att med ovanstående förändringar är lagstiftningen bättre anpassad för utbyggnad av laddinfrastruktur. Utredningen har inte identifierat några tydliga nuvarande hinder i lagstiftningen för utbyggnaden av laddinfrastruktur för lättare fordon. Däremot kan det finnas behov av att via lagstiftningen ställa krav på att exempelvis nya parkeringsplatser ska förberedas för laddinfrastruktur. 11.8.6Påverkan på effektbalans i elsystemet och smarta nät Den ökade energimängd som krävs för elektrifiering av transport- sektorn är en mindre del av den totala elanvändningen men fler elfordon kommer att påverka mängden variabel elkonsumtion beroende på laddningsmönstret. De viktigaste faktorerna vid på- verkan på lastprofilen är laddningstillfället, laddningsplatsen och laddningsbehovet (, 2013). Även om ökningen i belastning är låg i förhållande till den totala belastningen kan det bli lokala påfrestningar på elnäten. Roadmap (2013) lyfter fram att effektfrågan handlar om kapacitet i näten, om transformatorers storlek och kablarnas dimensioner. Även om elnätet i genomsnitt klarar belastningen så kan det lokalt, exempelvis i vissa fastigheter samt vid vissa parkeringsplatser, bli problem. Roadmap (2013) bedömer att påfrestningarna på nätet kan hanteras men hänsyn behöver tas till de förändrade ellasterna för att hålla nere kostnaderna. En möjlighet att minska belastningen på elnäten på grund av ökade variationer i lastprofiler är genom utvecklingen av smarta nät. Regeringen fattade beslut om att tillsätta ett sam- ordningsråd för smarta elnät. Uppdraget innebär att etablera en kunskapsplattform för att inhämta, sammanställa och sprida kun- skaper om elnätets utveckling och om smarta elnät bland berörda aktörer och i samhället i stort (, 2012). ska också ta fram ett förslag till handlingsplan för smarta nät som ska rapporteras . Kom- mittédirektivet gör följande beskrivning: Intelligenta elnät eller smarta elnät (på engelska smart grid) är ett brett begrepp som beskriver framtidens moderna elnät med större utnyttjande av ny teknik som informationsteknik för konti- nuerlig information om energiflöden i elnätet. lättare för elproducenter och elkonsumenter att anpassa sin elpro- duktion och elkonsumtion till prissignaler från marknaden. Hela kraftsystemet kan på det sättet bli mer flexibelt och nätet kan ut- nyttjas mer effektivt. identifierar att en ökad andel elfordon och tillhörande utbyggnad av laddinfrastruktur är en utmaning där smarta nät kan bidra till omställningen (för smarta elnät, 2012). Det rör sig bland annat om möjligheter att styra laddningen av elfordon vilket kan minska belastningen på elnätet. Utredningen bedömer att den ökade variabla elkonsumtionen från en växande andel elfordon är något som kan hanteras, men det är viktigt att ha detta i åtanke för att hålla nere kostnaderna. 11.8.7Kommissionens förslag till direktiv om infrastruktur för alternativa drivmedel presenterade (2013a) ett förslag om utbyggnad av infrastruktur för alternativa drivmedel. I förslaget ingår krav på utbyggnad av laddinfrastruktur till 2020 enligt vissa kriterier. För föreslås kravet bli totalt 145 000 laddstolpar varav 14 000 ska vara publika. Förslaget innehåller standarder för både normalladdning och snabbladdning. Dessutom ställs krav på att alla publika laddstolpar ska vara utrustade med smarta mätare och att medlemsstaterna ska säkerställa att elpriserna vid publika laddstolpar är skäliga. Direk- tivförslaget innehåller också krav på medlemsstaterna att ta fram en strategi för alternativa drivmedel. 11.8.8Infrastruktur för kontinuerlig strömförsörjning Det finns också möjligheter med kontinuerlig överföring av el under drift. Internationellt kallas detta (). På svenska kan tekniken ibland kallas System för direkt- ledd el (DFSL-system), men även begreppen elväg, laddväg och Slide In-laddning (jämför med Plug In för laddning vid stillastående) används. Det pågår demonstrationsprojekt med olika tekniska lösningar runt om i världen. WSP (2013c) gör en sammanställning av de olika huvudspåren för teknik för kontinuerlig överföring av el från infra- strukturen till elektriska vägfordon. Konduktiv överföring via hängande tråd Detta innebär att fordonet kopplar upp sig via strömtagare/panto- graf mot ledningen ovanför fordon och vägbana. Detta liknar befint- liga applikationer för tåg och spårvagn med den viktiga skillnaden att det behövs två ledningar i luften, som med trådbussar, eftersom fordon med gummihjul inte har någon räls att använda som återledare för ström. Tekniken fungerar för bussar och lastbilar men är inte utvecklad för personbilstrafik. En testanläggning för bussar drivs i i projektet . utvecklar denna teknik och har en testanläggning i . Konduktiv överföring via ledare i vägen Här överförs strömmen via en fysisk koppling. På eller i vägbanan finns strömförande skenor och under fordonet finns en rörlig pick- up som gör att fordonet och de strömförande skenorna är i kon- takt. Sådan teknik utvecklas t.ex. av och testas vid en liten försöksanläggning vid . Franska Alstom anpassar en liknande teknik från spårvagnstillämpning – där den använts – till konventionella vägfordon vilken demonstreras på prov- bana i . Italienska har en liknande lös- ning vars konduktiva elvägsteknik sålts till . Säkerheten med dessa system löses bl.a. genom att de spän- ningssätts sektionsvis då fordonet passerar och täcker den aktuella sektionen. Även andra säkerhetslösningar förekommer, t.ex. genom att den spänningsförande delen är nedsänkt i vägbanan. Induktiv överföring från ledare i vägkroppen Kraftöverföringen sker med högfrekventa magnetiska fält som bildas av utrustning inbyggd under vägbanans yta och som mottas av utrustning inbyggd i fordonets underrede. Principen är densamma för stationära induktiva laddare som kan användas på t.ex. par- keringsplatser som för kontinuerliga laddare som kan användas av fordon i rörelse. Säkerhetsfrågan hanteras även här genom sektionsvis aktivering när fordonet passerar, samt genom skärmning och utformning av de magnetiska kretsarna så att magnetfälten i och vid sidan av fordonet hålls under angivna gränsvärden. Företagen Transportation samt koreanska har produkter för induktivt kopplad elöverföring till fordon i rörelse på väg. Enligt (2012m) har den lösning som bygger på kondu- ktiv kraftförsörjning via hängande tråd kommit längst i teknisk mognadsgrad jämfört med de andra två lösningarna. För- delen med de andra alternativen är att de kan utnyttjas även för personbilar. För ytterligare jämförelse mellan olika tekniker hän- visas till (2012m). Kostnadsuppskattningar för infra- strukturen är mycket osäker eftersom denna typ av investeringar inte gjorts i stor skala någonstans i världen . Grontmij (2010) redovisar bedömningar om kostnaden för att bygga ERS-infra- struktur till per dubbelriktad kilometer befint- lig väg. Den infrastruktur som då avses är konduktiv överföring av kraft med hjälp av överhängande tråd. Uppskattningen bygger på jämförelser med kostnaden för att elektrifiera järnväg och etablera trådbussnät. Enligt WSP (2013c) uppskattar dock kost- naden för infrastruktur för motsvarande teknik till per dubbelriktad kilometer. Enligt WSP (2013c) är Elways egen uppskattning om kostnad för deras tekniska lösning i stor- leksordningen per dubbelriktad kilometer. Utredningen konstaterar att kostnadsuppskattningar för infra- struktur är mycket osäkra. Ökad kunskap om detta kan fås genom demonstrationsprojekt. Det finns andra initiativ utomlands och utvecklingen, inte minst på kostnadssidan, är viktig att följa. 11.8.9Juridiska frågor vid elektrifiering av väg (2012m) går igenom en del juridiska aspekter som blir aktuella vid elektrifiering av vägar. Särskilt två oklarheter lyfts fram. En förutsättning för att mark ska kunna tas i anspråk med stöd av väglagen är att marken behövs för väg eller väganordning. Vad som är en väganordning definieras av väglagen eller vägkungörel- sen. Elektrifiering av väg innebär nya anordningar längs vägen. Om dessa anordningar kan definieras som väganordningar behöver prövas. (2012m) bedömer att den ledning som följer vägen, likriktarstationer som placeras utmed den och eventuella ytor för servicefordon etc bör betraktas som väganordningar. Ellagen (1997:857) är övergripande regelverk för elnätet. För elektrifiering av väg krävs två typer av ledningar förutom kontakt- ledningen (, 2012m). En typ är ledning från elleveran- törens anläggningar till transformatorstationer längs vägen. Den delen är elleverantörens ansvar och för den krävs nätkoncession i vanlig ordning. Den andra typen är ledningen som följer vägen och matar eventuella likriktarstationer (vissa elvägslösningar använder växel- ström och behöver inga likriktare) med jämna mellanrum. Trafik- verkets bedömning är att det mest praktiska ur drift- och under- hållsaspekt torde vara att ledningen som följer vägen samt till- hörande likriktarstationer tillhör (2012m). Förord- ningen 2007:215 om undantag för nätkoncession enligt ellagen ger inget entydigt svar på om koncession krävs vad gäller den ledning som följer vägen. påpekar att dessa frågor behöver utredas vidare, och utredningen delar den bedömningen. Det kan även finnas andra juridiska frågor som behöver ses över. Utredningen föreslår i kapitel 14 fortsatt utredning om juridiska aspekter tillsammans med en satsning på en demonstrationsanläggning. 11.9Stöd till introduktion av elektriskt drivna fordon Supermiljöbilspremien på stöttar introduktionen av batteribilar och laddhybrider på den svenska marknaden. I kapitel 14 visas hur ett system baserat på bonus- malus i kombination med ett tillfälligt riktat stöd kan ge ett drygt högre stöd till dessa fordon samt till bränslecellsbilar. Utredningen föreslår dessutom att regeringen i avvaktan på en behandling av de långsiktiga förslagen höjer supermiljöbilspremien till per bil.