Hva er en elektrisk vei?
En elektrisk vei, eroad, eHighway eller elektrisk veisystem (ERS) er et system som tillater kraftoverføring mellom et kjøretøy og veien det kjører på. Elektriske veier er klassifisert i tre kategorier basert på hvordan ladingen foregår:
- Overliggende: I denne typen lading overføres kraften kontinuerlig fra kjøreledninger til kjøretøyet gjennom en pantograf. Overliggende lading er best egnet for lastebiler og busser som er høye nok til å nå kjøreledningene. Det fungerer også bedre med kjøretøy som kjører i et forhåndsdefinert felt, slik at de kan være kontinuerlig koblet til kjøreledningene.
- Konduktiv kraftoverføring fra vei: Dette ligner på teknologien med kjøreledninger, bortsett fra at i stedet for en pantograf, overføres kraft til kjøretøyet gjennom skinner innebygd i eller oppå veibanen. Teknologien inkluderer en innebygd mekanisk arm som kobles til strømforsyningen.
- Induktiv kraftoverføring fra vei: Her skjer kraftoverføring mellom spoler innebygd i veien og spoler i kjøretøyet uten bruk av ledninger. Strømmen fra nettet konverteres til høyfrekvent vekselstrøm for å skape et magnetfelt som deretter plukkes opp av spolene under kjøretøyet for å produsere spenning.
Når en bil eller lastebil kjører på en vei utstyrt med en av disse teknologiene, vil energien gå direkte inn i fremdriftssystemet eller brukes til å lade batterier om bord. Men når kjøretøyet kjører på en vanlig vei, vil det bytte til en elektrisk moto, hybridmotor eller en forbrenningsmotor.
Bruken av elektriske veier er ganske begrenset i dag, selv om det pågår noen pilotprosjekter i samarbeid med bilprodusenter, forskningsinstitutter, myndigheter og energiselskaper. Et slikt prosjekt er i gang i Lund i Sverige, mens i Italia planlegger regjeringen å bygge en 6 kilometer lang eHighway nord i landet. I California er et demonstrasjonsprosjekt i gang i nærheten av havnene i Los Angeles og Long Beach.
Elektriske veier: Fordeler og ulemper
Elektriske veier er fordelaktige i den grad at de gir et renere alternativ til forbrenningsmotoren – spesielt hvis energien som brukes kommer fra en fornybar kilde som vind eller sol. Ved konduktiv lading er også elektriske veier ganske effektive. Firmaet Elways AB rapporterte for eksempel en effektivitet på 85–95 % for en segmentert konduktiv løsning for biler og lastebiler som nå testes som en del av eRoadArlanda-prosjektet.
Men det er stort sett der alle fordelene med elektriske veisystemer slutter. Selv om nesten alle alternativene til diesel langt fra er vanlige, har mange kommet mye lenger enn elektriske veisystemer. I dag finnes det ikke mye reelle data som støtter påliteligheten, og med unntak av pantografen (som er 100 år gammel), er alle de andre ladetypene uvanlige, umodne teknologier.
eHighways er også dyre; montering av ladeinfrastrukturen innebærer betydelige investeringer i å legge veier, bygge strømledninger og vedlikeholde dem. De har også potensial til å forårsake langvarige forstyrrelser i eksisterende trafikkflyt etter hvert som infrastrukturen blir oppdatert. En studie anslår at installasjon av et dynamisk induktivt system ville ta 3 uker per 100 meter mens et konduktivt system med kjøreledninger kan ta 1 måned for å lage 10 kilometer. Forstyrrelser kan minimeres hvis byggingen av de elektriske veisystemene falt sammen med planlagt vedlikeholdsarbeid, men det ville virkelig begrense hvor raskt teknologien kunne implementeres.
Kompleksiteten til elektriske veisystemer betyr også at mange aktører, inkludert myndigheter, kommuner, kraftleverandører og fraktselskaper, må samarbeide. Det vil også kreve noe grenseoverskridende samarbeid på steder som innenfor EU, der lastebiler som reiser over hele regionen må tilpasses med samme teknologi for å kunne bruke veiene. Standarder for lading slik at alle typer kjøretøy kan benytte elektriske veier er under utvikling.
Kan elbiler komme til unnsetning?
Et av hovedargumentene for elektriske veier er rollen de kan spille for å redusere rekkeviddeangsten som følger med kjøring av en elektrisk lastebil. Tanken er at elbiler kan kjøre lengre avstander og bruke mindre batterier hvis elektriske veier brukes til å overføre strøm direkte til kjøretøyets fremdriftssystem eller for å lade batteriet om bord. Dette høres ut som en praktisk løsning, men den faller fort fra hverandre ved nærmere gransking.
Den første utfordringen er evnen til samspill, som betyr at et elektrisk veisystem må kunne gi strøm til alle typer kjøretøy. I dag eksisterer ingen standarder og systemarkitektur for overføring av kraft fra strømnettet til det elektriske veisystemet til flere kjøretøy. Den andre utfordringen kommer fra forbedringer i rekkevidden for elektriske lastebilbatterier som raskt kan gjøre lading langs elektriske veier overflødig. Tenk på det faktum at i dag kan en fulladet elektrisk lastebil kjøre 300 kilometer, noe som dekker omtrent 40 % av alt transportarbeid i EU. Denne rekkevidden forventes å bli bedre i nær fremtid gjennom forbedringer i litiumionbatterier, oppdagelse av nye cellematerialer, bedre batteristyringssystemer og kjøleteknologi. Det er også store forhåpninger til faststoffbatterier som kan øke rekkevidden til 1600 kilometer på en enkelt lading.
Den tredje utfordringen er statiske eller plug-in ladesystemer som er det eneste systemet med etablerte globale standarder og utprøvd teknologi. Plug-in ladestasjoner vokser raskt i antall; fra og med 2019 var det mer enn 170 000 ladestasjoner i Europa og mer enn 68 000 i USA. Selv om det meste av denne infrastrukturen er for biler, er det viktig å merke seg at teknologien i laderne er Combined Charging System (CSS) som kan brukes til både personbiler og lastebiler. Det finnes allerede et konsortium av lastebilprodusenter som jobber sammen for å øke CSS-ladekapasiteten til mellom én og tre megawatt, slik at den eksisterende infrastrukturen kan støtte nyttekjøretøy. Myndigheter over hele verden legger også planer for å utvide nettverk og standardisere CSS-ladeteknologien. Det er ingen slike klare direktiver fra myndighetene når det gjelder elektriske veisystemer.
Sist, men ikke minst, virker det ganske usannsynlig å bruke veier for å lade elbiler gitt fremveksten av alternativer som hydrogenceller. Det har vært mye snakk om hydrogen, spesielt innen krevende transport og langtransport, hvor det kan brukes som rekkeviddeforlenger for elektriske lastebiler. Hydrogen har en rekke fordeler som en kort og enkel påfyllingsprosess og høy energitetthet. Med bare 80 kg hydrogen kan en lastebil kjøre opptil 800 kilometer! Dette ville være tilstrekkelig for de fleste langtransportoppdrag, og med nok steder å fylle hydrogen, ville det ikke være behov for å lade lastebilen under kjøring.
Noen potensielle brukstilfeller
Betyr alt dette at det ikke er plass til elektriske veier i fremtidens transport? Ikke helt. Elektriske veisystemer kan være nyttig for spesifikke ruter eller lukkede systemer i avgrensede områder der elektrifisering av veier og bruk av lastebiler vil være et godt alternativ. De kan også være en passende løsning for autonome lastebiler med transportoperasjoner fra hub til hub.
Ta en nærmere titt på alternative drivstoff
Gitt alle utfordringene med elektriske veisystemer, mener jeg at bransjen bør se på mer gjennomførbare alternativer som elektromobilitet, hydrogen, bio-LNG og noen biodrivstoff som HVO for å dekarbonisere transport. For å hjelpe transportoperatører med å få en bedre oversikt over alternative drivstoff, har jeg satt sammen en veiledning som ser på fordeler og ulemper ved hver drivstoffkilde. Veiledningen inneholder også en sjekkliste med alt transporteiere bør tenke på før de investerer i en lastebil med en alternativ drivlinje.
