Elektrisk fremtid for tunge kjøretøyer på norske veier

Av: Birgitte Henriksen | Publisert: 21. Apr 2017 | Kategori: Vei

Elektrisk fremtid for tunge kjøretøyer på norske veier

På E16 utenfor svenske Sandviken er uttestingen av pantografløsning for tungtransport på offentlig vei i gang. Siemens har utviklet eHighway-systemet som brukes i prosjektet. Foto: Niklas Larsson/Siemens

Tungtransporten på norske veier utgjør en betydelig miljøbelastning. Nå pågår et massivt dypdykk i det som finnes og er under utvikling av teknologiske løsninger for å forsyne kjøretøyene med strøm mens de kjører. En dag kan kanskje batteriene lades trådløst på E39.

Frem mot år 2050 er det ventet at tungtrafikktransporten på norske veier øker med 65 prosent. Samtidig skal Norge bli karbonnøytralt.

– Det er vanskelig å nå klimamålene uten å inkludere tungtransporten, påpeker seniorrådgiver Tom E. Nørbech ved seksjons for trafikkplanlegging i Statens vegvesen.

E39

Sammen med Sintef, NTNU, Universitetet i Stavanger, Lyse, Volvo, Siemens, Iris, Miles Ahead, NHO Logistikk og Transport og Infratek har Statens vegvesen satt i gang teknologievalueringsprosjektet Elektrisk infrastruktur for godstransport (ELinGO) som tar for seg tre ulike måter å løse elektrifisering av tungtransporten på. Prosjektet som går frem til 2018 har et budsjett på åtte millioner, hvorav tre er finansiert av Norges Forskningsråd.

Nå skal vi legge grunnlaget gjennom forskning og analyser, og håpet er å få opp et demoprosjekt innen 2020

– Gjennom Elingo skal vi finne ut hva som er best egnet på norske veier, sier Nørbech, som har ansvar for det som går på økonomi og samfunn i prosjektet.

Håpet er at arbeidet kan danne grunnlag for et fullskala demoprosjekt.

– Det er ikke noe som skal gjøres på noen vei enda. Nå skal vi legge grunnlaget gjennom forskning og analyser, og håpet er å få opp et demoprosjekt innen 2020. Vi må finne en strekning hvor det går mye transport fast, og det er viktig å få økonomi i det. Det kan for eksempel være en gruve som ligger litt høyt opp i fjellet, og med trafikk ned til havna, sier Nørbech.

På sikt er imidlertid tanken å elektrifisere tungtransporten langs E39 mellom Kristiansand og Trondheim. Ifølge Statens vegvesen kan all trafikk langs denne veien drives med 1,5 Twh elektrisitet i året. Det er ikke tilfeldig at man ser nettopp på denne strekningen.

– Det skal gjøres mye arbeid på E39. Det er et stort prosjekt i seg sjøl, hvor det blir gjort mye analyser og mye forskning. Vi tenkte at det kunne være lurt å ta en strekning hvor det uansett gjøres mye analysearbeid, sier Nørbech.

Hvor lang tid det vil ta før de tunge bilene kan få elektrisk drahjelp på norske veier, tør han ikke å spå.

– Det er vanskelig å si, men vi håper jo å finne noen svar på det nå.

Tre teknologier

Han legger ikke skjul på at det er mange utfordringer på veien.

– Vi undersøker tre forskjellige teknologier for å se hvilke som er best egnet, hva kostnaden vil være og hva miljøgevinsten vil være. Det må være en forretningsmodell som fungerer. Det er mange store spørsmål. Men alle som er med på dette, ønsker å løse utfordringen, og jeg renger med at næringslivsaktørene i tillegg vil synes at dette vil være et interessant, nytt marked.

Den mest konkrete løsningen per i dag er en pantografløsning.

– Det ligner på trolleybuss og tog, med en kontaktledning over veien. I Sverige kjører man nå en teststrekning på offentlig vei. Når man kommer med traileren, går pantografen opp til kontaktledningen, og så kjører man i to kilometer på strøm.

Vei - Bilde av induktiv ladning på E39. Illustrasjon: Statens vegvesen

Bilde av induktiv ladning på E39. Illustrasjon: Statens vegvesen

Prosjektet i Sandviken ledes av Region Gävleborg. Siemens har lansert konseptet eHighway og er med som partner og teknologileverandør i demonstrasjonsprosjektet. De tar med seg sine erfaringer inn i Elingo.

– Og så har vi en annen mulighet med en strømskinne i veibanen. Det er også noe man tester ut i Sverige, og som vi har sett på.

Det tredje alternativet er induktiv, trådløs lading i veibanen.

Mange usikkerhetsmomenter

Forsker Jon Are Suul i SINTEF Energi har ansvar for teknologiutviklingen i Elingo.

– I den første delen er egentlig vår rolle i SINTEF å gå gjennom teknologiutviklingen som foregår, oppdatere kunnskapen om praktisk og vitenskapelig state of the art i andre deler av verden, og vurdere hvordan det passer inn i norske forhold.

Han påpeker at svenskene har kommet langt når det elektrisk glidekontakt, og har planer om uttesting av flere ulike løsninger, men at de ulike konseptene har noen felles utfordringer.

– De arbeider med mekanisk design og praktisk utforming, integrasjon i kjøretøyene, og hvordan systemene kan gjøres mest mulig pålitelige, holdbare og sikre. Den andre måten å angripe problemstillingen med å overføre elektrisitet til et kjøretøy i bevegelse på, er induktiv overføring. Denne type teknologi er allerede tatt i bruk blant annet på en demobane i Korea. Fordelene er at man unngår glidekontakt, mekanisk slitasje og eksponering for spenningssatte elementer. Problemet er selvsagt kostnaden. Generelt sett er konseptene for induktiv lading basert på mindre moden teknologi, men det er et område i rask utvikling hvor det foregår mye forskning.

Han mener forsøkene i Sverige levner liten tvil om at det er mulig å drive tungtransport med strømskinne i eller kontaktledning over veien.

– Men vi har fortsatt mange usikkerhetsmomenter med tanke på integrasjon i veibanen for bruk under norske vinterforhold med frost, tæle, salting og utfordringer knyttet til veivedlikehold. Kjøreledninger og trolleybusser er veldokumentert og kjent, men ulempen er selvsagt at bare store kjøretøyer kan benytte det, sier Suul, som mener det er naturlig å tenke på hele trafikkbildet selv om prosjektet i utgangspunktet fokuserer på godstransporten.

Laboratoriemodell

Selv om Elingo ikke har finansiering til et fullskala demoprosjekt, vil SINTEF teste ut en av teknologiene i praksis.

– Vi satser på å lage en småskalamodell for induktiv lading rett og slett for å få en teknologioppdatering på oss sjøl og forskningsmiljøet i Norge. Vi må begynne et sted for å få god oversikt over det som er av pågående forskning og utvikling i verden, og få litt erfaring med den type teknologi selv. Et annet poeng med å lage en laboratoriedemonstrasjon er at systemet enkelt kan modifiseres. Dessuten vil vi kunne vise fram alle deler av systemet – i en full-skala demonstrasjon for praktisk bruk vil det være svært lite av teknologien som vil være synlig.

Generelt sett er konseptene for induktiv lading basert på mindre moden teknologi, men det er et område i rask utvikling hvor det foregår mye forskning

Han sier at en felles utfordring mellom løsninger med strømskinne og induktiv lading, er seksjonering.

– Med en strømskinne må man sørge for at det ikke er noen spenningssatt elektrisk leder eksponert i veibanen. Eventuelt må man sørge for at de delene som er spenningssatt er dekket av kjøretøyet eller på annen måte er utilgjengelige for publikum. Dermed blir utfordringen større jo mindre kjøretøyene er. Skal det være brukbart på små lastebiler eller privatbiler må man gjøre spesielle tiltak eller lage veldig korte seksjoner, som betyr høyere kostnader. Problemet med korte eller lange seksjoner har man også for induktiv lading. Selv om man ikke kan få strøm i seg av en vei som er laget for induktiv overføring, vil man måtte oppfylle strenge krav til elektromagnetisk stråling. Den enkleste måten å sikre dette på, er bare å aktivere arealet under kjøretøyet som skal motta effekt. Dermed er det mange utfordringer knyttet til å lage et system som er praktisk, sikkert, pålitelig og kostnadseffektivt.

Når det gjelder kostnadseffektivitet, mener svenskene som gjør forsøket med kjøreledning for lastebiltransport at det er gode muligheter for lønnsomhet.

– Induktiv overføring betyr foreløpig ganske mye høyere investeringskostnader, og mange avskriver denne løsningen i sin nåværende form. Samtidig går teknologiutviklingen raskt, og vi har foreløpig ikke noe godt grunnlag for å anslå hvor mye kostnadsnivået kan reduseres for nye løsninger som er under utvikling.