Hvad er en elektrisk vej?
En elektrisk vej, eroad, eHighway eller ERS (electric road system) er et system, der giver mulighed for kraftoverførsel mellem et køretøj og den vej, det kører på. Elektriske veje er klassificeret i tre kategorier baseret på, hvordan opladningen foregår:
- Luftledning: I denne type opladning overføres strøm kontinuerligt fra luftledninger til køretøjet gennem en strømaftager. Opladning via luftledninger er mest velegnet til lastbiler og busser, der er høje nok til at nå de elektriske ledninger. Det fungerer også bedre med køretøjer, der kører i en forhåndsbestemt bane, så de kan forblive forbundet til elledningerne.
- Ledende kraftoverførsel fra vej: Dette svarer til luftledningsteknologien, bortset fra at i stedet for en strømaftager overføres strøm til køretøjet gennem skinner indlejret i eller oven på vejoverfladen. Teknologien inkluderer en indbygget mekanisk arm, der forbindes med strømforsyningen.
- Induktiv kraftoverførsel fra vej: Her finder kraftoverførsel sted mellem spoler indlejret i vejen og spoler i køretøjet uden ledninger. Strømmen fra nettet omdannes til højfrekvent vekselstrøm for at skabe et magnetfelt, som derefter opfanges af spolerne under køretøjet for at producere spænding.
Når en bil eller lastbil kører på en vej udstyret med en af disse teknologier, vil energien gå direkte ind i fremdriftssystemet eller blive brugt til at oplade batterier om bord. Men når først køretøjet er på en normal vej, vil det skifte til en el- eller hybridmotor eller en forbrændingsmotor.
Brugen af elektriske veje er ret begrænset i dag, selvom der er nogle pilotprojekter, der foregår i samarbejde med bilproducenter, forskningsinstitutter, regeringer og energiselskaber. Et sådant projekt er i gang i Lund, Sverige mens regeringen i Italien planlægger at installere en 6 kilometer lang eHighway i den nordlige del af landet. I Californien finder et demonstrationsprojekt sted nær havnene i Los Angeles og Long Beach.
Elektriske veje: Afvejning af fordele og ulemper
Elektriske veje er gavnlige, for så vidt som de giver et renere alternativ til forbrændingsmotoren – især hvis den brugte energi kommer fra en vedvarende kilde såsom vind eller sol. I tilfælde af ledende opladning er elektriske veje også ret effektive. Virksomheden Elways AB rapporterede for eksempel en effektivitet på 85-95 % for en segmenteret ledende løsning til biler og lastbiler, som nu testes som en del af eRoadArlanda-projektet.
Men det er stort set her, alle fordelene ved elektriske vejsystemer ender. Mens næsten alle alternativer til diesel langt fra er mainstream, er mange kommet meget længere end ERS. I dag er der ikke mange reelle data, der understøtter dens pålidelighed, og med undtagelse af strømaftageren (som er 100 år gammel), er alle de andre opladningstyper nye, umodne teknologier.
eHighways er også dyre; installation af ladeinfrastrukturen betyder betydelige investeringer i udlægning af veje, installation af elledninger og også vedligeholdelse af dem. De har også potentiale til at forårsage langvarig forstyrrelse af den eksisterende trafikstrøm, efterhånden som infrastrukturen bliver opdateret. En undersøgelse vurderer, at installation af et dynamisk induktivt system ville være 3 uger pr. 100 meter, mens det med et ledende luftsystem kunne tage 1 måned at installere 10 kilometer. Forstyrrelser kunne minimeres, hvis ERS-konstruktion faldt sammen med planlagt vedligeholdelsesarbejde, men det ville virkelig begrænse, hvor hurtigt teknologien kunne implementeres.
Kompleksiteten af ERS betyder også, at mange aktører, herunder regeringer, kommuner, strømleverandører og fragtselskaber, bliver nødt til at arbejde sammen. Det ville også kræve noget grænseoverskridende samarbejde på steder som EU, hvor lastbiler, der kører på tværs af regionen, skal tilpasses med den samme teknologi for at gøre brug af vejene. Standarder for opladning, så enhver type køretøj kan gøre brug af elektriske veje, er under udvikling.
Kunne elbiler være redningen her?
Et af hovedargumenterne for elektriske veje er den rolle, de kunne spille i at reducere angsten for at løbe tør for strøm, der følger med at køre en eldreven lastbil. Tanken er, at elbiler kan køre længere afstande og bruge mindre batterier, hvis elektriske veje bruges til at overføre strøm direkte til køretøjets fremdrift eller til at oplade batteriet ombord. Dette lyder som en praktisk løsning, men den falder hurtigt fra hinanden, når man går den efter i sømmene.
Den første udfordring er interoperabilitet, hvilket betyder, at et elektrisk vejsystem skal kunne levere strøm til enhver form for køretøj. I dag eksisterer der ingen standarder og systemarkitektur for overførsel af strøm fra nettet til ERS til flere køretøjer. Den anden udfordring kommer fra forbedringer i rækkevidden af batterier til eldrevne lastbilbatterier, som hurtigt kan gøre ERS-opladning overflødig. Tænk på, at en fuldt opladet eldreven lastbil i dag kan køre 300 kilometer, hvilket dækker cirka 40 % af alt transportarbejde i EU. Denne rækkevidde forventes at blive bedre i den nærmeste fremtid gennem forbedringer i lithium-ion-batterier, opdagelse af nye cellematerialer, bedre batteristyringssystemer og køleteknologier. Der er også store forhåbninger til faststofbatterier, som kunne øge rækkevidden til op til 1600 kilometer på en enkelt opladning.
Den tredje udfordring er statiske eller plug-in-ladesystemer, som er det eneste system med etablerede globale standarder og gennemprøvet teknologi. Plug-in-ladestationer vokser hurtigt i antal; fra 2019 var der mere end 170.000 ladestandere i Europa og mere end 68.000 i USA. Selvom det meste af denne infrastruktur er til biler, er det vigtigt at bemærke, at teknologien i strømdispenserne er CSS (Combined Charging System), som kan bruges til både personbiler og lastbiler. Et konsortium af lastbilproducenter arbejder allerede sammen om øge CSS-opladningskapaciteten til en til tre megawatt, så den eksisterende infrastruktur kan understøtte erhvervskøretøjer. Myndigheder over hele verden opstiller også planer om at udvide netværk og standardisere CSS-opladningsteknologi. Der er ikke så klare direktiver fra regeringer, når det kommer til ERS.
Sidst, men ikke mindst, virker det ret usandsynligt at bruge veje til at oplade elbiler i betragtning af stigningen i alternativer som brintbrændselsceller. Der har været meget virak omkring brint, især inden for krævende og langdistancetransport, hvor den kan bruges til at øge rækkevidden af eldrevne lastbiler. Brint har en række fordele såsom en kort og nem tankningsproces og høj energitæthed. Med kun 80 kg brint kan en lastbil køre op til 800 kilometer! Dette ville være tilstrækkeligt til de fleste langdistanceopgaver, og med tilstrækkelig brinttankningsinfrastruktur på plads ville der ikke være behov for at oplade lastbilen under kørsel.
Nogle potentielle brugssager
Betyder alt dette, at der ikke er plads til elektriske veje i fremtidens transport? Ikke helt. Der kunne være gode argumenter for ERS for specifikke ruter eller lukkede systemer i afgrænsede områder, hvor elektrificering af veje og brug af lastbiler ville være et godt alternativ. De kunne også være en passende løsning for autonome lastbiler, der kører transport fra hub til hub.
Et nærmere kig på alternative brændstoffer
I betragtning af alle udfordringerne med ERS mener jeg, at industrien bør se på mere gennemførlige muligheder som elektromobilitet, brint, Bio-LNG og nogle biobrændstoffer såsom HVO for at fjerne kulstofudledning fra transport. For at hjælpe vognmænd med at få et bedre greb om alternative brændstoffer har jeg sammensat en vejledning, der ser på fordele og ulemper ved hvert brændstofkilde. Vejledningen indeholder også en tjekliste med alle de ting, som transportejerne bør tænke over, inden de investerer i en lastbil med alternativ drivlinje.
