sou · H9B373 · 2021-09-02 00:00:00 — För asfaltsbilar med dispens för hög- tippande flak behöver också hänsyn tas till luftledningarna, vilket kan fördyra beläggningsarbeten.36 Systemet omfattas av befintliga standarder, säkerhets- och riskrutiner, antingen järnvägs-, spårvagns- eller fordonsstandarder.37 svenska demonstrationsanläggning låg utanför . trafikerade en lastbil från den elvägen på . En motsvarande anläggning fanns vid hamn 2017. Det amerikanska testet startade på en stadsväg utanför Los under ledning av (). Pro- jektet avslutades . Tre projekt om vardera genomförs eller planeras i . finns en demonstrationsanläggning i på A 5 mellan och . Vägen har hög trafikbelast- ning och på sträckan finns fem elvägslastbilar i drift. 35Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 36Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361 och uppgifter från . startade en annan demonstrationsanläggning i , på A1 mellan och , med hamn- förbindelse. En tredje demonstrationsanläggning är i drift . Den ligger i på B 462 mellan Gernsbach och Kuppenheim, vilket inte är en motorväg. Syftet är att pröva tekniker på vägar med skilda förhållanden. Därutöver har tekniken prövats på en testbana öster om . Full fordonsintegration har genomförts i samarbete med för tester i och i . Integration i tre olika lastbilar, varav en Mack-lastbil, sker också i . Ett nytt samarbete med presenterades , liksom beslut om en ny längre teststräcka i Storbritannien39. 3.4.2Konduktiv elväg via skena i marken Den konduktiva tekniken finns i två olika versioner. En är utvecklad av företaget och består av en elskena som är nedsänkt i mitten av körfältet. Den andra varianten beskrivs i avsnitt 3.4.3. Följande beskrivning avser Elways teknik. Fordon som använder elvägen har en mottagare som förs ned i skenan. Skenans övre del ligger i plan med vägytan och ska uppfylla samma friktionskrav som vägen. Det finns två separata spår i skenan. Öppningen i respektive spår är . Kontaktytorna ligger nedsänkta i i vägbanan. Under fordonet sitter en energimottagare som automatiskt an- sluter till elvägsanläggningen när den har detekterats. Energimottag- aren på fordonet består av en mekanisk arm som kan röras både i höjd- och sidled. En sektion av skenan är och styrs individuellt från ett av styrskåpen vid sidan av vägen. Varje styrskåp är kopplat till fyra individuella sektioner . Respektive sektion akti- veras enbart när ett fordon med behörighet att använda elvägen passerar. Respektive sektion stängs av när fordonet lämnat sektionen 38https:///en/press/press-releases/20210729-ces-siemens-ehighway/. 39https:///2021/07/29/uk-to-study-using-overhead-wires-to-power-long- haul-trucks.html. eller efter en förbestämd maxtid. Vid låga hastigheter aktiveras inte sektionen. Varje sektion har en dränering som går ut till vägkant. Matar- stationen placeras utanför vägområdet och säkerhetszonen. Utanför vägbanan placeras styrskåp ovan mark för styrning av elmatningen till vägen.40 Figur 3.8 Elways nedsänkta skena med lastbil Källa: Elways, 2021. Fordonet behöver en enhet som anger dess identitet i förhållande till elvägsanläggningen. Fordonet är utrustat med ett modem som kopplar till en kontrollfunktion för avtagaren. Tillträdeskontroll, det vill säga säkerställande att bara behöriga fordon kan tillgodogöra sig el, sker genom GSM-nätet. Fordonet identifieras av elvägsanläggningen och 40Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. om det är behörigt att tillgodogöra sig el från elvägen startar elöver- föringen.41 Mätning av elöverföring kan antingen ske i fordonet eller i elvägs- anläggningen. Mätningen av data sker med fördel i fordonet och skickas direkt via GSM-nätet till elvägsanläggningen. Mätning sker även i elvägsanläggningen, men där går det inte att skilja olika for- dons elkonsumtion åt när de befinner sig på samma skena. Datan bearbetas i elvägsanläggningen för fakturering och skickar underlag vidare till den part som ska fakturera för användandet. Övriga data kan raderas efter viss tid.42 Demonstrationsanläggningen med denna teknik har en växelspänning på 800 V, där varje sektion kan överföra 200 kW effekt. Tillverkaren har angett att systemet även fungerar med likspänning, då sannolikt upp till 750 V, och enligt tillverkaren är det då möjligt att överföra upp till 800 kW med vissa modifieringar av strömavtagaren.43 bedömer att systemet för styrning- och övervakning sannolikt kommer att inkludera olika typer av sensorer, trafikstyr- ningsanläggningar och kameraövervakning för att detektera och han- tera uppkomna problem för att bibehålla en hög nivå på trafiksäker- het och tillgänglighet i vägsystemet.44 41Enkätsvar från Elways. 42Enkätsvar från Elways. 43Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 44Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. bedömer att detta system kommer att ställa nya krav på underhållsåtgärder som en följd av att överföringen sker via ett spår i skenan som ligger i marken.45 När det gäller status i standardisering av tekniken har Elways arbetat tillsammans med andra elvägsleverantörer, bland annat Elonroad och Alstom, med en standard för elvägssystem med matning underifrån. Arbete pågår med ett förarbete som ska lämnas in för omröstning.46 demonstrerar –2021 tek- niken på en stäcka på utanför . 3.4.3Konduktiv elväg via skena ovanpå (alternativt i) marken Den konduktiva elvägstekniken utvecklad av Elonroad finns i två versioner. Dels en som innebär att en elskena monteras ovanpå väg- banan, dels en som är nedsänkt i vägbanan. Förutom skillnaden i installation är dessa varianter funktionellt identiska. De består huvud- sakligen av en aluminiumprofil som håller jordpotential. Inuti den finns en spänningsbärande skena som håller matningspotential och kontaktskenor i mitten/överkant. Den ovanpåliggande skenan är utformad som en triangel, 30 centi- meter bred och . Kontaktskenorna för mottagaren på fordonet är exponerade i skenans överkant. Både den positiva och negativa kontakten ligger i samma linje och är separerade i 1-meters sektioner av isolationsskenor (se figur 3.9, vänster bild). Skenan ska uppfylla kraven för friktion på väg. Den nedsänkta skenan är och och gjuts in ett fräst spår i vägbeläggningen, och . Se figur 3.9. 45Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 46Uppgifter från Elways. Varannan kontaktskena är alltid ansluten till skenan med jord- potential. Övriga kontaktskenor kopplas normalt också till jord- potential men till matningspotential när ett fordon aktiverar den. Under fordonet sitter en energimottagare som automatiskt an- sluter när elvägen har detekterats. Energimottagaren består av en mekanisk arm som kan röras i höjdled. Till den nedsänkta versionen används en energimottagare som även kan röras i sidled. Elvägssektionerna levereras i segment som sedan monteras i önskvärda längder. Om det skulle uppstå ett elektriskt fel på en 10-meterssektion kopplas den automatiskt bort via mjukvara. Det sker genom en fjärrstyrd mekanisk frånskiljare inbyggd i varje 10-meterssektion. Angränsande 10-meterssektioner kopplas inte bort. Tekniken har inga styrskåp placerade i vägområdet då all styrning av till- och frånslag av kontaktskenor med mera är inbyggd i elvägs- sektionerna. De sammankopplade elvägssektionerna är anslutna till en matningsstation cirka var 1 000:e meter.47 Figur 3.9 Elonroads upphöjda respektive nedsänkta skena Källa: Elonroad, 2021. De meterlånga kontaktskenorna i elvägsanläggningen aktiveras endast under fordon som är behöriga att tillgodogöra sig el från elvägen. Elvägsanläggningen separerar därmed matningen till respektive fordon. När ett fordon som är förberett för elväg startar kontaktar det molntjänsten Elonroad Cloud. Efter godkänd behörighetskontroll tilldelas fordonet en tillfällig och unik sessionsnyckel som är giltig eller tills fordonet stängts av. 47Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. kontrollen inkluderar autentisering, kontrakt- och betalstatus samt kontroll av tillstånd för ombordutrustning. Kontrollen av fordon klarar fordonshastigheter /h.48 Energimätning kan ske både i elvägsanläggningen (för varje fordon) och i varje enskilt fordon, i avtagarens styrbox. Datan från energi- mätning samt övriga sensorer samlas in i molntjänsten Elonroad Cloud, som även fungerar som en mellanprogramvara varifrån data sammanställs och antingen överförs till eller hämtas av externa system vid behov. Det finns bland annat möjligheten att använda det öppna och standardiserade protokollet OCPP för att ge tillgång till transaktionsdata. Plomberad tredjepartsmätning kan även kopplas in och ske likt vanlig elnätsanslutning för att tillgodose möjliga sådana krav. Leverantören behöver aktivera varje slutkund i molntjänsten via administrativa gränssnitt eller APIer. Data lagras krypterat i både el- vägsanläggningen och fordon samt rapporteras till den centrala moln- tjänsten. Därifrån tillgängliggörs den enligt behov via APIer eller andra gränssnitt.49 Systemet har en systemspänning av 600 V DC likspänning, men klarar upp till 800 V DC. Systemet kan då överföra cirka 150 kW till ett fordon med en kort strömavtagare () och cirka 300 kW till ett fordon med en lång strömavtagare ().50 50Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. bedömer att systemet för styrning- och övervakning kommer att inkludera olika typer av sensorer, trafikstyrningsanlägg- ningar och kameraövervakning för att detektera och hantera upp- komna problem.51 Elonroads skena innehåller flera olika sensorer. Dessa kan förutom energimätning även rapportera temperatur, skakningar med mera. En radar varje meter kan detektera objekt nära skenan.52 bedömer att tekniken ställer nya krav på underhålls- åtgärder. Det kommer att ställas krav på utförandet av beläggnings- åtgärderna för att undvika sättningar och andra problem med väg- konstruktionen. Vinterväghållningen bedöms inte påverkas i någon större utsträckning.53 När det gäller status i standardisering av tekniken har Elonroad arbetat tillsammans med andra elvägsleverantörer, bland annat Elways och Alstom, med en standard för elvägssystem med matning under- ifrån. Arbete pågår med ett förarbete som ska lämnas in för omröst- ning.54 Baserat på information från leverantören förväntas standardi- seringsarbetet vara klart till 2024. Elonroad har byggt en testanläggning i . Anlägg- ningen består av cirka 350 m av den ovanpåliggande skenan och 650 m av den nedsänkta. 51Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 53Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 3.4.4Induktiv elväg med spolar i vägen Den induktiva teknik som utvecklats av Electreon består av spolar som är nedfrästa i vägen. Spolarnas övre del ligger under vägytan. Under fordonet sitter en eller flera energimottagare som automatiskt ansluter till elvägen när den har detekterats. Energi- mottagaren är fast monterad och innehåller inga rörliga delar, men består av flera spolar för att få en ökad arbetsbredd. Utanför vägbanan placeras styrskåp för styrning av elmatningen till vägen. Dessa placeras i vägens närområde med cirka 100 meters mellanrum. I första hand placeras styrskåpen under jord55. Om en mindre väg elektrifieras i båda körriktningarna halveras avståndet mellan styrskåpen. De placeras då på samma sida som matarstationen. Vid större vägar placeras styrskåpen på båda sidor om vägen, medan matarstationen endast står på en sida av vägen. Då undviks att matningen till respektive sektion korsar samtliga körfält och eventuell mittremsa, vilket skulle komplicera installationen och resultera i längre ledningar och därmed förluster.56 55Tester sker med en kopplingslåda som är , vilket skulle halvera installa- tionsdjupet. 56Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. Figur 3.10 Electreons induktiva elvägsteknik Källa: Electreon, 2021. Infrastrukturen i vägen är passiv fram till att ett fordon passerar över en spole och fordonet identifierats som en behörig energimottagare. Då startar energiöverföringen. Identifieringen sker för varje meter genom att varje segment av elvägsanläggningen slås på och av där fordonet kör. För att ett fordon ska vara behörigt att överföra el från elvägsanläggningen krävs ett godkänt fordons-ID. Fordons-ID kan blockeras i realtid. Realtidsdatan möjliggör övervakning avseende såväl säkerhet, tekniska fel och som att kunna styra en flexibel an- vändning vid köbildning. kan systemet samverka med infrastruktur för autonoma fordon.57 57Enkätsvar från Electreon. Mätningen för debitering sker både i fordonet och vid kontroll- enheten som styr och försörjer elvägen med el. Underlaget för debi- tering skickas krypterat för lagring på lämpligt sätt. Datalagring och utformning av betalsystem beror på utformning av avgiftssystemet.58 Systemet arbetar med en växelspänning på 400-600 V och 83–87 kHz mellan segmenten i vägen och energimottagare. Tillverkaren har angett att systemet kan överföra 25 kW per segment59 men kommer att ökas i närtid. Segmenten är och aktiveras individuell när ett fordon med korrekt identitet är ovanför seg- mentet och stänger av när fordonet lämnat segmentet. Respektive sektion kan överföra cirka 180 kW, men kan anpassas efter behov.60 bedömning är att det kommer att finnas behov av anläggningar för trafikstyrning och trafikinformation för att bibe- hålla en hög nivå av tillgänglighet i vägsystemet. bedömer att en lösning med induktiva spolar under vägytan i princip innebär en oförändrad vägmiljö för trafikant- erna. Tillverkaren anger att de behöver tillgång till styrskåp mindre än en gång för service, förutsatt att det inte sker oväntade problem.61 58Enkätsvar från Electreon. 59Det uppges finnas spolar som kan leverera 30–40 kW. 60Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361 och uppgifter från Electreon. 61Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. Standardisering av induktiv teknik pågår på internationell nivå genom International Electrotechnical Commission (IEC). Inom IEC finns nu ett utkast godkänt för en standard som beskriver gräns- snitten för energimätning, tillträdeskontroll och övervakning. IEC- standarden planeras vara publicerad i slutet av 2023.62 63 Tekniken prövas just nu genom installationer i , och på . Bussen som används på levereras av den kinesiska leverantören . I har elvägsanläggning installerats och kom- mer i närtid driftsättas på allmän väg mellan en tågstation och uni- versitetet. En elektrisk Higer-buss kör nu regelbundna tester på sträckan och laddar även med statisk trådlös laddning vid änd- hållplatsen. I , , har för dynamisk laddning in- stallerats samt ett statiskt segment vid tyska energibolaget i . En elektrisk Higer-buss förväntas börja köra på sträckan . Planering för nästa etapp, som är 500 meters utbyggnad på en allmän väg i , har inletts. Därutöver planeras elväg vid en testanläggning i , i samarbete med VW och Eurovia. I Brebemi, , planeras en utbyggnad av elväg bredvid väg 35 ske . Två fordonstillverkare kommer att vara en del av projektet och tillhandahålla en personbil och en buss. 62International Electrotechnical Commission, IEC 63381 approved draft, Communication require- ments of dynamic power transfer for electric vehicles. 63Enkätsvar från Electreon. 3.4.5Sammanfattning av förutsättningar i elvägssystemet Nedan sammanfattas några tekniska förutsättningar i elvägssystemet. Sammanfattning av de fyra tekniker som prövats i Översikt av funktioner i olika elvägstekniker Konduktiv elväg via luftledning Med alla tekniker kan endast behöriga elvägsanvändare överföra el från elvägen Med alla tekniker kan energimätning ske i fordonet, men även i elvägen. Vilken data som behövs och var den skickas beror på avgiftssystemets utformning Energimätning för debitering kan bara ske i fordonet. ske i fordonet. skilja olika fordons elkonsumtion åt när de befinner sig på samma tion åt när de Med alla tekniker är data krypterad Systemspänning 750 V lik- spänning, tester som genomförts 600–800 V lik- 660–800 V med 600 V. Systemet ska klara av att överföra upp till 540 kW och 83–87 kHz 200 kW effekt. 800 V. Systemet kan 150 kW med en 750 V. Med vissa samt 300 kW med (1,) upp till 800 kW Konduktiv elväg via luftledning Konduktiv elväg via bedömer att det kommer att behövas anläggningar för trafikstyrning och övervak- bedömer att tekniken ställer nya krav på underhåll av vägen ställer nya krav på *Leverantören av detta system har också en typ av skena som är nedsänkt i vägbanan och ligger i nivå med asfalten. Användarbehörighet (tillträdeskontroll) Ett elvägssystem kommer att ställa krav på användare av elvägen för möjligheten att tillgodogöra sig el (se utredningens förslag i kapitel 7). Som redovisas ovan innehåller samtliga i demonstrerade elvägsanläggningar funktioner som kan reglera tillträdet för enskilda fordon genom att identifiera dem och deras behörighet att tillgodo- göra sig el från elvägsanläggningen. I två av fyra tekniker görs identi- fieringen i elvägsanläggningen. I de två andra teknikerna regleras möjligheten att få tillträde till elvägsanläggningen genom en teknisk installation i fordonet. Om ett fordon inte uppfyller kraven för be- hörighet nekas det tillträde till elvägsanläggningen enligt samtliga av de i demonstrerade elvägsteknikerna. Processen är en delprocess i den schematiska bild för tillträdes- kontroll och debitering som tagits fram av i en rapport till Trafik- verket, se figur 3.10. Figur 3.11 Process för tillträde, utträde, mätning och debitering/betalning Källa: , Betalning och tillträdeskontroll för elvägar – Övergripande systembeskrivning och analys, Betalning och tillträdeskontroll för elvägar – rapport från Governo . För att ett elvägsfordon ska kunna använda elväg behöver det vara anmält som användare hos elvägsoperatören, i detta fall . För att det ska anses behörigt att använda elvägen behöver det även leva upp till egenskapskrav avseende tekniska funktioner och det betalningsansvar som ställs. För att garantera säkerhet avseende den tekniska utrustningen, såsom mätutrustning, pågår arbete med att etablera tekniska standarder för dessa. Med alla i demonstrerade elvägstekniker kan energimätning ske i fordonet, med kontrollmätning i elvägsanläggningen. I två av teknikerna kan individuell mätning för varje enskilt fordons elför- brukning ske även i elvägsanläggningen. Vilken data som behövs och var den skickas beror på avgifts- systemets utformning. Följande data kommer sannolikt behövas vid debitering: •Koordinat (alternativt anläggningsID eller annan platsangivelse) Tekniska funktionskrav kan komma att relatera till standarder. Det pågår standardiseringsarbeten för alla i de- monstrerade elvägstekniker. Fordonsägaren ansvarar för den utrustning som finns i fordonet. Vidare bör Transportstyrelsen ansvara för att ställa fordonskrav (se utredningens förslag i kapitel 7). Hur utrustningen på ett elvägsfordon är utformad varierar bero- ende på elvägsteknik. Komponenter som det kan komma att ställas krav på utifrån standarder är exempelvis: •enhet som reglerar tillträde Det kan även komma att ställas krav på kraftelektronik, med har- moniserade standarder som har ett helhetsperspektiv på elvägstek- niken, för att den fordonsinterna utrustningen och elvägsanläggningen inte ska orsaka EMC-störningar. Precis som fordonskrav kommer elvägsanläggningar sannolikt regleras genom standarder. Som noterats har flera standardi- seringsinitiativ inletts för olika elvägstekniker. Följande är några av de funktioner som sannolikt kommer att regleras genom standarder: Kraven kan också komma att omfatta EMC och elsäkerhet. I kapitlet beskrivs alternativ för ansvarsfördelning avseende elvägs- system, med fokus på ansvaret för tillhandahållandet av elvägar och avgiftsuttag. En utgångspunkt för utredningen är att utbyggnad, drift och under- håll av statliga elvägar är ett statligt åtagande på samma sätt som an- svaret för annan statlig transportinfrastruktur. Investeringar i trans- portinfrastruktur för väg sker också i regel med anslag från statens budget. I övrigt anger inte utredningens direktiv några förutsättningar avseende rollfördelning i ett framtida elvägssystem för statliga elvägar. Några grundläggande funktioner beskrivs i tabellen nedan. Som fram- går i tabellen finns alternativa lösningar för vissa funktioner. Tabell 4.1 Funktioner och modeller för ansvarsfördelning Byggande, drift och underhåll Försäljning av el till upphandlar el och levererar Elhandelsföretag säljer el till Transportstyrelsen, på ett liknande sätt som myndigheten tar ut andra vägavgifter Betalningsförmedlare enl. EETS, agerar De understrukna alternativa föreslås av utredningen. Motivering följer nedan. En utgångspunkt från utredningens direktiv är att utformningen av regelverket för avgiftsuttag och användarbehörighet ska ta hänsyn till att de administrativa kostnaderna inte ökar mer än nödvändigt. Utredningen förordar en förhållandevis enkel ansvarsfördelningen som i störst möjliga utsträckning bygger på befintlig lagstiftning. Ansvarsfördelningen liknar den som gäller för infrastrukturavgifter på väg, vilket förenklar administrationen och sannolikt underlättar implementeringen. Den skapar också förutsägbarhet för elvägs- användarna. Den dag elvägar är en utbredd företeelse i och det har skapats ett europeiskt regelverk för dessa kan förändringar av den svenska ansvarsfördelningen bli aktuella. 4.1Utredningens förslag avseende ansvarsfördelning i elvägssystemet Figur 4.1 Ansvarsfördelning i elvägssystemet för statliga elvägar Källa: Utredningens bild. Ansvarsfördelningen innebär att ansvarar för att till- handahålla statliga elväg, både i form av att erbjuda infrastrukturen för elväg och leverera el till fordon som använder elvägsanläggningen. En förutsättning för att ska kunna leverera el till fordon som använder elvägsanläggningen är att dess interna nät är anslutet till det koncessionerande elnätet. För det behöver Trafik- verket sluta nätavtal med elnätsägaren i det aktuella området. Trafik- verket köper el på och terminssäkrar denna på samma sätt som gör för el till järnvägen. Det sker till självkost- nadspris.1 Elvägsanvändaren behöver leva upp till ett antal krav för att kunna använda elvägen (se avsnitt 7.5.5). Vid användande av elväg betalar elvägsanvändaren en brukaravgift (se kapitel 5). Det är som bestämmer brukaravgiften utifrån sin kunskap om de faktiska kostnaderna avseende drift och underhåll av elvägssystemet. Transportstyrelsen ansvarar för debitering av brukaravgiften. Det sker på ett liknande sätt som när myndigheten hanterarar infra- strukturavgifter för väg. Vissa skillnader finns däremot eftersom det är andra mätvärden som hanteras, såsom förbrukad energi och informationen lagras hos (se avsnitt 7.5.3). Fördelen med den här ansvarsfördelningen är att den är förhåll- andevis enkel att tillämpa i en tidig utbyggnad av elvägar. Systemet innehåller ett antal aktörer som redan är etablerade och har ansvar som anknyter till deras nya roller. Det kan vara särskilt viktigt i ett inledande uppbyggnadsskede.