sou · H9B373 · 2021-09-02 00:00:00 — beviljade ekonomiskt stöd till företag där ett kriterium var att elvägs- anläggningen skulle möjliggöra elöverföring till både tunga och lätta fordon. Med inriktning på långväga godstrafik analyseras elvägar som en möjlighet för att minska den tunga trafikens koldioxidutsläpp. presenterades förstudien – elektrifiering av tunga vägtransporter1 på uppdrag av och Energimyndig- 1Grontmij, 2010. . utvecklades liknande tankar i där presenterade ett elvägskoncept. har flera elvägstekniker utvecklats och det pågår för- söksverksamheter med elvägsanläggningar i ett antal länder. De olika elvägsteknikerna bygger på fyra principiellt olika tekniska lösningar, 1.) konduktiv teknik med luftledningar, 2.) konduktiv teknik med skena i eller på marken, 3.) konduktiv teknik med skenor vid sidan om fordonet eller 4.) induktiv teknik med spolar i marken. Figur 3.1 Fyra olika principlösningar Källa: Utredningens bild. Inget land har ännu fattat beslut om att anlägga elvägar i större skala. Det finns heller inga regelverk särskilt utformade för anläggande och användande av elväg. Däremot har föreslagit en definition av elvägar inom ramen för den revidering av AFI-direk- tivet som pågår (se avsnitt 6.4). Det pågår också arbete inom stan- dardiseringsorganisationerna för att etablera standarder för de olika teknikerna, både i och på global nivå. I och har demonstrationsanläggningar av el- vägar byggts på allmänna vägar . Andra länder överväger möjligheten att anlägga elvägar och bedriver testverksam- heter. För att få kunskap om användande, byggande, drift och underhåll av elvägar har , och bidragit till finansieringen av fyra demonstrationsanläggningar med elvägar. Teknikerna som används beskrivs mer utförligt i avsnitt 3.4. •På utanför har Region testat en konduktiv teknik med strömavtagare som matar strömmen genom en luftledning. •På mellan och godsterminalen i har testat en konduktiv teknik med en elskena i vägbanan som laddar fordonen under färd. •Konsortiet Smartroad demonstrerar en induktiv teknik för såväl gods- som kollektivtrafik på en sträcka mellan och Visbys flygplats. •Innovation demonstrerar en konduktiv lösning för kollektivtrafik i , under namnet Elväg Syd. I demonstrations- projektet ingår även trådlös kommunikation mellan väg och fordon, en automatiserad betalningsmodell och en säkerhetslösning. fick i uppdrag av regeringen att utreda förut- sättningarna för att elvägar ska kunna vara en del av det svenska transportsystemet.2 redovisade därefter en natio- nell färdplan för elvägar.3 antog regeringen strategin Effektiva, kapacitetsstarka och hållbara godstransporter – en nationell godstransportstrategi.4 I den fram- går att en långsiktig plan för uppförande och utbyggnad av elvägar ska tas fram. Där framgår att viktiga stråk, som exempelvis Europa- vägarna mellan , och och kopplingar till viktiga hamnar, bör prioriteras. Genom den nationella planen för transportinfrastrukturen för perioden –20295 beslutade regeringen att under plan- perioden ska bygga och driftsätta en elväg som en pilotsträcka. Trafik- verket arbetar med att ta fram en vägplan för den elvägen. beslutade att pilotsträckan ska anläggas på 2Dnr N2017/06217/TS, ii-5-n17_06217_ts-uppdrag-att-utreda-forutsattningarna-for-att-elvagar.pdf 3Trafikverket, Nationell färdplan för elvägar, . fardplan-for-elvagar_slutlig.pdf 4Näringsdepartementet, N2018.21. 5Dnr N2018/03462/TIF, trafikslagsovergripande-plan-for-transportinfrastrukturen-for-perioden-2018-2029/ 20 mellan och . Figuren nedan visar planering av sträckan som beräknas bli 20–. Figur 3.2 plan för pilotsträckan med elväg kommer arbete med kravställning och upphand- ling av elvägsanläggningen att ske, vilket innebär beslut om teknik- val. Det innebär ett uppehåll i arbetet med vägplanen. Arbetet beräk- nas att återupptas 2023 med kungörande och granskning av vägplanen som planeras lämnas in för fastställelse 2024. Byggnation av pilot- sträckan planeras ske 2024–2025. genomför fördjupade studier om förut- sättningar för att anlägga elväg vad gäller såväl eltillförsel som teknik. gavs i uppdrag att planera för en utbygg- nad av elvägar och att analysera behovet av laddinfrastruktur för snabbladdning av tunga fordon längs större vägar. Regeringsupp- draget redovisades . Figur 3.3 är en karta som be- skriver koncept för elväg på 200 (gröna linjer) respektive ytterligare 100 (blå linjer) mil som analyserade inom ramen för regeringsuppdraget. förslag omfattar en utbyggnad av elväg till 2037.6 6Trafikverket, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en utbyggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. . Figur 3.3 Karta över konceptuellt vägnät På cirka 2 000 respektive Källa: , 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en utbyggnad av elvägar. I en rapport från beskrivs utvecklingsstegen för elvägar enligt figuren nedan. I går elvägar från att vara demonstrations- verksamheter till att byggas som pilotsträcka. Från demonstrationer, till piloter med förutsägbar verksamhet och slutligen kommersiell användning i större vägnät Källa: , 2021, Research & Innovation Platform for . bedriver ett innovationspartnerskap med där elvägar utgör ett av fyra samarbetsområden. har även ett innovationspartnerskap med där en del avser elvägar. har i uppdrag att samordna båda dessa partnerskap.7 , och en rad andra svenska aktörer följer utvecklingen av elvägar internationellt.8 Det finns en rad studier och testverksamheter som rör elvägar runt om i världen. I har arbete med elvägar pågått , främst genom utveckling av elvägar med luftledningar. Vid tre sträckor på allmänna vägar testas nu denna teknik med lastbilar levererade från (se avsnitt 3.4.1). Vid IKEM, det tyska , energi och mobi- litet, pågår analysarbete avseende reglering av elvägar på uppdrag av Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.9 I har en sträcka med induktiv elväg från företaget installerats. 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. Där- utöver planeras elväg vid en testanläggning i , i sam- arbete med VW och Eurovia. I pågår ett analysarbete avseende elvägar som ska presen- teras . Analysen behandlar ekonomiska och andra aspek- ter av elvägar, olika elvägstekniker och lämpliga teststräckor. Fordonstillverkaren och företaget utvecklar och testar en induktiv elvägsteknik. 7Dnr I2019/02362/US och N2017/06217/TS. 8https:///partners/. 9IKEM, Working Paper No. 4 Models for the development of electric road systems in Europe, 2020. Systems_EN.pdf. sträckor som ska sättas i drift i och i Satory (Versallies). Demonstrationerna bedrivs inom ramen för EU- projektet . Företaget har också genom EU- projektet en testbana i Satory.11 Kraftöverföringstekniken bygger på den kommersiellt tillgänglig lösningen för statisk induk- tiv laddning från företaget och har installerats på en . Företagen har också testat dynamisk induktiv kraft- överföring på en sluten testbana i . I presenterades en förstudie om elvägar som för fram elvägar som en möjlig teknik för att minska tunga fordons koldioxidutsläpp.12 beslutades att en sträcka av M180 nära Scunthorpe ska utrustas med luftledningar från . Ett konsortium lett av Costain och där Mobility, och Powerlines ingår driver projektet . Projektet kommer att länka hamn med Doncaster logistikcentrum och dess flygplats. Det finansieras av den brittiska staten i syfte att testa nollutsläppslösningar för godstransporter.13 beslutade den amerikanska federala transportmyndigheten att ge tillstånd till tester av elvägstekniker på allmänna vägar i USA.14 I har fem universitet samarbetat inom kring den induktiva tekniken. har även genomfört test av sin kon- duktiva teknik i på en väg i ett industriområde nära hamnen utanför . Arbetet skedde under ledning av ().15 10https:///. 11http:////index.html. 12http:///wp-content/uploads/2020/07/SRF-WP-UKEMS-v2.pdf. 13https:///latest/costain-gets-green-light-for-2m-electric- motorway-trial-29-07-2021/. , Memorandum Subject: State DOTs Leveraging Alternative Uses of the Highway Right-of-Way Guidance, 27-04-2021. 15https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/siemens-demonstrates-first-ehighway- system-us. Electreon har en testbana för induktiv överföring i och en sträcka i kollektivtrafik i Tel Aviv.16 I Brebemi planerar företaget en utbyggnad av elväg . Två fordonstillverkare kommer att vara en del av pro- jektet och kommer att tillhandahålla en personbil och en buss.17 I har elvägsteknik testades tidigare genom FABRIC.18 En elektrisk busslinje i Málaga med en självkörande buss baserad på induktiv kraftöverföring utvecklad av företaget . Åtta, , spolar på 50 kW installeras längs den vägen. Den autonoma bussen är från företaget Företaget , ett spinoff-företag till , har utvecklat en induktiv elvägsteknik. Tekniken har testats på en allmän väg på KAIST:s campus Daejeon . har en buss- linje med två bussar, med totalt installerade spolar, varit i drift i Gumi.20 16https:///contentassets/b1c845c023e04a3fb61280d072e832cc/nationell -fardplan-for-elvagar_slutlig.pdf 17Enkätsvar från Electreon. 18http:////index.html 19https:///contentassets/b1c845c023e04a3fb61280d072e832cc/nationell -fardplan-for-elvagar_slutlig.pdf 20https:///contentassets/b1c845c023e04a3fb61280d072e832cc/nationell -fardplan-for-elvagar_slutlig.pdf I har aktörer intresserat sig för statiska och dynamiska induk- tiva elvägstekniker och solvägar, det vill säga vägar beklädda med solceller som både producerar el och laddar fordon statiskt på par- keringsplatser och dynamiskt under körning. En induktiv elväg har funnits som en testanläggning . Det finns planer på omfattande testverksamheter, som längst . Ett antal av aktörerna har tagit fram induktiva laddlösningar. Att etable- rade standarder och gränsvärden för strålning saknas har dock skapat osäkerhet, vilket gjort att kommersialisering av den induktiva tek- niken avbrutits. Det finns intresse för konduktiv elvägsteknik för avgränsade och trafikintensiva transportsträckor såsom hamn-hamn och gruva-hamn.21 I genomfördes en förstudie om elektrifiering av E39.22 3.1.3Lokala och enskilda initiativ i har intresse för elvägar väckts av flera svenska kom- muner. Det finns även interna transportlösningar, exempelvis inom gruvindustrin, där elvägar användes inom anläggningarna. Nedan är några exempel på där elvägar används eller övervägs. Just nu undersöks möjligheten att anlägga elvägar inom kommun. och har i ett första steg genom- fört en begränsad förstudie tillsammans med Recycling, hamnar, och . Syftet har varit att få kunskaper om konduktiv och induktiv elvägsteknik samt investe- ringskostnader respektive drift- och underhållskostnader utifrån ett livscykelperspektiv. Slutsatsen från förstudien är att en dubbelriktad elväg skulle möjliggöra en elektrifiering av Recyclings 21Samtal med Professor , , 20210720. 22https:///projectweb/elingo/english/. Investeringskostnaden för sträckan uppskattas till , oavsett teknikval. Studien exkluderar kostnader för debitering eftersom de bedöms som relativt låga. Kost- nader för fordonsanpassningar har också exkluderats då de antas göras från fabrik ifall elvägsteknik blir allmänt accepterad laddinfra- struktur. Nästa steg som har påbörjats är att etablera en dialog om affärsmodell och prisnivå tillsammans med kommun och privata aktörer som är potentiella brukare av elvägstjänsten. Syftet med prisdialogen är att hitta en hållbar balans mellan investerings- incitament och det värde som elvägar kan skapa för olika segment av brukare, både på kort och lång sikt.23 Test av elväg i Hamn I Hamn planeras en teststräcka för elväg att tas i drift . Inledningsvis kommer två av hamnens vägar att byggas om för att testa laddningsskenor från Elonroad.24 Skytteltrafik till och från hamnarna i västra samt från industrier som , och har behov att bli fossilfria. i leder en genomförbarhets- studie om en potentiell elvägspilot längs en del av . Studien ser även över hur en uppskalning av elvägar skulle kunna ske. Studien om elektrifiering av tar hänsyn till industriernas och andras intresse av elektrifierade transporter. Åkerier, transport- köpare, lokala näringslivet, elbolag och andra intressenter stödjer projektet och beslutsunderlaget ska kunna nyttjas av alla intressenter i . NetPort agerar koordinator och stödjer aktörer i omställ- ning till fossilfria transporter.25 23Information från , och , 20210511. , Förstudie: södra infaren, En rapport till och , 2021 03 31. 24https:///se//pressreleases/ny-elvaegsteknik-testas-i- helsingborgs-hamn-infoer-och-under-h22-city-expo-3097178 . 25Information från , , 20210618. . Elvägar i gruvor hos I ett pilotprojekt 2018 installerade en eltrolley- bana i gruvan i . Det är första gången som en gruva i arktiskt klimat använder sig av en elväg. Eftersom resultatet av projektet blev lyckat har beslutat att bygga ytterligare eltrolley-bana och konvertera ytter- ligare tio truckar till eldrift. Dessutom byggs ett helt nytt elvägs- system i den finska gruvan För att möjliggöra användning av elvägar krävs olika delsystem. Ett gemensamt begrepp för dessa är elvägssystem. Det begrepp som används internationellt är (). Nedan beskrivs de fyra delsystem som tillsammans bildar elvägssystemet: 1. elförsörjning via a)anslutning till ett eldistributionsnät, och b)en elvägsanläggning, 2.vägen som elvägsanläggningen är monterad på, vars drift och underhåll måste anpassas till elvägsanläggningen, 4.ett driftsystem som innefattar ett användarbehörighetssystem och ett avgiftssystem. Figuren visualiserar de olika delsystem som ingår i elvägssystemet. Notera att 1b och 2 tillsammans definieras som elväg. 26https://kundnyheter.ellevio.se/framgangsrik-elvag-i-norrbotten-trots-arktisk-kyla/. Källa: Modellen utgår från förlagor i rapport 2021:23 Research & Innovation Platform for , samt Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität, IKEM Working Paper Models for the development of electric road systems in Europe. Enligt förutsättningar och planera för en utbyggnad av elvägar27 har de i demonstrerade elvägstek- nikerna samma behov avseende matning av el. Matningen av el till elvägsanläggningen sker från ett eldistribu- tionsnät med växelspänning med frekvensen . Anslutningen från eldistributionsnätet sker i en matningsstation. Den kan inne- hålla likriktare, kopplings-, styr- och kontrollutrustning för matning och anpassning av spänningen från nätet till den spänning som används av respektive elvägsteknik. Matningsstationen placeras med mellanrum be- roende på hur stort effektbehov elvägen har. Samtliga matnings- stationer är uppkopplade mot elnätet, vilket kan ske individuellt för varje matningsstationer till närmaste distributionsnätsanslutning eller via ett separat elnät som går parallellt med elvägen. Matningen från matningsstationen till elvägen varierar mellan de olika elvägs- anläggningarna men är i regel 600–750 V DC för de konduktiva och upp till 1 000 (800) V AC för den induktiva tekniken. Elvägar kan anslutas till distributionsnätet antingen genom fler eller färre anslutningar. I de fall färre anslutningar används blir det aktuellt med längre matarledningar inom vägområdet. Det gör sanno- likt elvägsanläggningen dyrare, men kostnaden för elnätsanslutningar 27Trafikverket, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en utbyggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. kan det vara en fördel beträffande kapacitetstillgång om anslutningspunkterna inte blir för stora. Oavsett om elvägar ansluts genom färre och större uttagspunkter eller flera mindre behövs oftast nya anslutningsledningar, vilket kräver planering tillsammans med lokalnätsägare och regionnäts- ägare. Även bör involveras i planeringsstadiet för att utröna mängden ledig kapacitet i överliggande nät. Elsystemet har olika kapacitet i olika geografiska delar. I flera geo- grafiska områden är belastningen så hög att elnäten närmar sig sin maximala tekniska förmåga. Att fokusera stora eleffektuttag till en och samma geografiska plats riskerar därför att leda till behov av nya kraftledningar för att föra in mer eleffekt till områden med be- gränsad ledig kapacitet. Processen för att etablera nya stora kraft- ledningar är en tidsmässigt lång process. Tillgången till ledig eleffekt bör därför vara en ingångsparameter eller variabel vid val av möjliga etableringar av elvägar eller större laddningsstationer. över en längre sträcka är energiförsörjningen till ett system av elvägar eller ett system av snabbladdningstationer jämförbara. Bådas uppgift är att tillföra energi till de långväga transporterna, som drar lika mycket energi oavsett om det sker via elvägar eller snabb- laddningsstationer. Det lokala effektuttaget ur till exempel mellan- spänningsnätet beror på tätheten av snabbladdningstationer och tätheten av inmatningsstationer till elvägsystemen. Målsättningen att transportsektorn ska elektrifieras och drivas med el ställer krav på planering för hur el kan dras fram till vägarna och hur kapacitetsbrist förhindras. Det gäller oavsett om elen över- förs till fordon genom laddpunkter i form av stationär snabbladd- ning eller genom elväg. pågår arbete, bland annat inom ramen för , med att samordna staten och regionala aktörer för att få en snabb och effektiv utbyggnad av laddinfrastruktur. Det förefaller vara mest troligt att snabb- laddningsstationer byggs ut först och att elvägar kommer att kom- plettera dessa genom att möjliggöra dynamisk laddning under färd. Var stationär snabbladdning respektive elvägar byggs påverkar den geografiska spridningen av effektkapacitetsbehovet längs vägarna. Vilken effekt som behöver tillföras elvägarna beror på de trafik- volymer som använder elväg och fördelningen över dygnet. Fordon som använder elväg kan inte bara tillgodogöra sig el från elväg för framdrift utan också ladda batterierna. En fördel med elvägar är att laddning kan ske över ett utsträckt geografiskt område och att matningspunkterna kan anläggas där det är mest lämpligt. Den stora andelen laddning av elfordon kommer sannolikt ske genom hemmaladdning eftersom är det är ekonomiskt fördelaktigt. Det innebär också fördelar avseende användningen av elnätet då övriga delar av samhället förbrukar mindre el . Även om en differentierad avgift används för elväg för att styra användningen till tider då belastningen på elnätet är som lägst är de stora trafikmängderna . kan det däremot förändras av att autonoma fordon använder vägar och elvägar i stor utsträckning även . Oavsett vilken elvägsteknik som väljs är det viktigt att anläggning- arna uppfyller gällande krav på elsäkerhet och elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Elsäkerhetskraven ska förhindra elolyckor och elbränder. EMC-kraven handlar om att anläggningar inte ska störa exempelvis radiotrafik. Det finns elsäkerhetsaspekter gällande direktjordade elnäts (trans- missionsnät respektive regionnät ) påverkan vid parallellgång och korsning av elvägar. När det gäller dessa näts påverkan på lågspänningsnät, <1 kV, så är det innehavaren av det direktjordade nätet (transmissionsnät och regionnät) som måste se till att skydds- åtgärder installeras i lågspänningsnäten. Det är därför viktigt att ägare av de direktjordade näten involveras tidigt i processen så att de kan arbeta med förebyggande åtgärder för att inte påverka tidplanen för implementering. Elvägsanläggningar innehåller utrustning som riskerar att påverka elkvaliteten i anslutande nät. Avvikelser i växelspänningens ideala kurvform kan medföra att nätansluten utrustning förstörs på grund av att utrustningen matas med en spänning den inte är konstruerad för. Om skador uppstår för nätkund så kan denne bli berättigad till ersättning enligt ellagens bestämmelser. utformas så att deras effektuttag från det anslutande nätet inte på- verkar dess spänningskvalitet, oavsett storleken av fordonens sam- lade effektuttag. Detsamma gäller om en stor mängd elvägsfordon finns på en ladd- ningsstation. Därför är det viktigt att elvägars och större laddnings- stationers påverkan på elkvaliteten i anslutande nät studeras för att fastställa om extra filtrering behöver installeras för att bibehålla god elkvalitet. 3.4Olika typer av elvägsanläggningar Det finns olika typer av elvägsanläggningar vars utformning och metoder för elöverföring till fordon skiljer sig åt. Elvägsanläggningen på vägen närmast fordonet kan därmed se olika ut. Här beskrivs de fyra elvägsteknikerna som har demonstrerats i . En av teknikerna innebär konduktiv överföring av el via luftled- ning till en pantograf som är monterade ovanpå fordonet. Den tek- niken är utvecklad av och har prövats i – 2020. Två av teknikerna bygger på konduktiv överföring av el genom en skena, som i det ena fallet är monterad i vägen och i det andra fallet ovanpå vägen, båda med avtagare under fordonet. Skenan som är monterad i vägen är utvecklad av Elways och demonstreras vid –2021. Skenan monterad på vägen är utvecklad av Elonroad och testas i –2022. Den fjärde tekniken bygger på en induktiv överföring av el, där spolar under asfalten överför el till fordonet. Den här tekniken har utvecklats av Electreon och demonstrerats på 2020–2022. Avsnitten nedan bygger dels på information hämtad från respek- tive elvägsleverantör genom en enkät28 och samtal, dels på informa- tion hämtad från förutsättningar och planera för en utbyggnad av elvägar29. 28Se enkäten i bilaga 2. 29Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. 3.4.1Konduktiv elväg via luftledning Tekniken som utvecklats av bygger på samma princip som vid elöverföring till tåg på järnvägen. Elöverföringen sker via en luftledning som kopplas till fordonet via en pantograf monterad ovanpå fordonet och som kan röra sig i höjdled. Luftledningen sitter på en höjd av över vägen och är upphängd i stolpar som står med ett mellanrum av . Höjden gör att systemet med luftledningar kommer bort från vägbanan men också att det lämpar sig bara för större fordon som lastbilar och bussar, ej för personbilar. Stolparna är monterade i vägrenen, utanför vägbanan. På de platser där det inte redan finns skyddsräcken behövs detta, mellan stolpar och vägbana. Luftledningarna kan placeras i en eller båda färdriktningarna. För kuperade vägavsnitt finns det möjlighet att elektrifiera i upp- försbackar, då det också oftast finns en omkörningsfil.30 Figur 3.6 luftledningar med lastbil Källa: , 2021. Fordonet är utrustat med en aktiveringsenhet som styr pantografens funktion. Pantografen kan aktiveras eller inaktiveras från ett centralt backoffice-system så att endast behöriga elvägsanvändare kan ansluta till kontaktledningen och ta emot el. Åtkomstkontrollen kan göras för specifika sektioner, områden eller tidsintervall.31 Figur 3.7 Aktiveringsenheten hanterar behörighet för fordonet Källa: , 2021. Energimätning sker i fordonet. Det finns även energimätning i trans- formatorstationen kopplad till elvägsanläggningen för att mäta den samlade elförbrukningen på en sträcka.32 Luftledningen är alltid spänningssatt oavsett om det finns fordon på sträckan eller inte. Systemet är i sitt nuvarande format designat för en nominell spänning av 750 V likspänning. Under de tester som genomfördes i användes 600 V och därmed den maximala överföringsenergin 540 kW per lastbil.33 Spänningen planeras bli 1200 V när tekniken byggs kommersiellt.34 33Trafikverket, 2021, Regeringsuppdrag – Analysera förutsättningar och planera för en ut- byggnad av elvägar, TRV 2020/113 361. Stolpar inom vägens säkerhetszon och kontaktledningar i väg- området gör att räcken vid stolpar, för att skydda trafikanter vid kollision, måste monteras om det inte redan finns. Det behöver finnas möjlighet till avstängning av vägen vid nedriven kontakt- ledning.35 Med utrustning, räcken och stolpar, försvåras underhållet av vägen. Detta gäller generellt, tex vid dikesröjning eller annat arbeta som behöver åtkomst till vägrenen.