Hur man elektrifierar tung godstrafik (utan vätgas)

Om man vill bygga ett energieffektivt, miljövänligt, klimatriktigt och hållbart mobilt samhälle på ett billigt sätt så börjar man med att elektrifiera personbilstrafiken, lättare lastbilar och stadsbussar. Därefter så elektrifierar man den tunga långväga godstrafiken som går med lastbilar. Den tunga långväga godstrafiken går att elektrifiera på ett billigt och enkelt sätt. Man förser lastbilarna med rimligt stora batteripaket som klarar snabbladdning och ett antal superkondensatorer. Eftersom de tunga lastbilarna förbrukar stora mängder energi så måste de laddas med jämna mellanrum under sin färd. Det kan man lösa genom att man bygger några lågfartssträckor för lastbilarna utefter landsvägarna och motorvägarna. Dessa lågfartssträckor som kanske är 200-500 m långa förses med elektriska kontaktledningar liknande de man har för spårvagnar. Lastbilarna förses med liknande släpskenor som spårvagnarna har. De kan då suga till sig ström på denna lågfartssträcka för att ladda sina batterier och sina superkondensatorer. En sådan infrastruktur med lågfartssträckor över hela landet bör inte bli speciellt dyr heller. I alla fall inte om man jämför med vad en infrastruktur för vätgas kommer att kosta. Dessutom så är det fullt realiserbart i närtid. Och naturligtvis så kommer lastbilarnas elektriska drivmedel från närbelägen vindkraft eller solkraft.

Eller så bygger man ut järnvägen...

Ja, du kan ha rätt i det. Att jag studerat ovanstående lösning beror på att den är relativt billig och enkel att omdelbart börja smyga igång så att vi redan nu kan börja reducera världens koldioxidutsläpp. Man kan då också nyttja redan existerande logistikscheman, som idag är rätt komplexa, utan någon större förändring. Att bygga ny järnväg i dagens befintliga infrastruktur är inte helt enkelt även om det låter så när man uttalar orden. Dessutom så tar det många årtionden innan det börjar ge resultat. Men nu planerar EU för ett framtida vätgassamhälle så det blir antagligen ingen av dessa lösningar.

Jag tycker det är en intressant idé. Kontaktledningarna blir dock lite mer komplicerade än för spårvagnar eftersom strömmen inte kan ledas via rälsen. Men det finns ju spårbussar där det funkar (två trådar). De kontakterna sitter nog iofs fast hela tiden tror jag. Men det borde väl inte vara omöjligt att lösa.

I hopp om att få en enkel värdering av konceptet så skickade jag en fråga till Vattenfall och till Elforsk. Vore kul om de kunde ge oss ett kort utlåtande.

Volvo Lastvagnar fick också en förfrågan. Svaret kom mycket snabbt vilket betyder att ingen större intellektuell utvärdering torde ha gjorts. "Tack för ditt intresse för dessa frågor. Det behövs kreativa lösningar för att minska CO2-utsläppen från transportsektorn. I dagsläget så bedömmer jag förslaget som tämligen orealistiskt. Men vem vet - med den ökade hybridiseringen av lastbilar så är detta kanske en intressent lösning om 15-20 år." Vill man göra systemförändringar som verkligen griper in och ger resultat så krävs att man gör systemanalyser. Min förenklade systemanalys för detta koncept ser ut så här: Eftersom det går att påvisa att en elektrifiering av fordonstrafiken där elströmmen tas från vindkraft och solkraft ger lägsta möjliga utsläpp av växthusgaser så bör största möjliga andel av världens fordon elektrifieras. Världens biomassa kan då fortsättningsvis användas till livsmedel, uppvärmning, virke, pappersprodukter, industrikemikalier och mycket annat som blir nödvändigt efter peak oil. Genom att Sverige nyttjar vinden som en ny resurs (elektriskt drivmedel) så kan vi exportera ovan uppräknade biomasseprodukter till skogsfattiga länder och därmed ge Sverige ännu större exportintäkter. Biomassa kommer att bli guld värd efter peak oil. Varför då slösa bort den som drivmedel?

Det var väl ett ganska intressant svar från Volvo? 15-20 år känns inte jättelångt bort för en så pass annorlunda idé. Och han har ju helt rätt att "vanlig" hybridisering är ett första steg mot mer spännande lösningar, på samma sätt som den vanliga hybridbilen var första steget mot laddhybrider.

Nedanstående svar fick vi från Elforsk. Tack för ditt förslag ang elektrifiering av tunga transporter för att minska transportsektorns koldioxidutsläpp. Jag är övertygad om att användningen av el kommer att öka inom transportsektorn. Elforsk har särskilt studerat plug-in elhybrider som ett sätt att både minska utsläppen av koldioxid och minska oljeberoendet. EU:s beslut om att minska utsläppen av koldioxid med 20 procent till år 2020 och att effektivisera energianvändningen med 20 procent kräver mycket kraftfulla åtgärder. Samtidigt har den svenska Oljekommissionen föreslagit som mål för Sverige att minska oljeanvändningen inom vägtransportsektorn med 40-50 procent till år 2020. Vad gäller vägtrafiken skulle dessa mål vara möjliga att uppnå med hjälp av en snabb och storskalig övergång till plug-in elhybridfordon som till stor del drivs med el. Det förslag du beskriver om eldrift av tunga transporter och laddning via lågfartssträckor låter intressant. Elforsk har dock inte gjort några särskilda studier kring just detta. Realismen i förslaget beror förmoligen på en lång rad faktorer, tex hur långa dessa laddningssträckor måste vara, hur tätt och var de måste vara placerade, om de stör övrig trafik, osv. Detta styr i sin tur kostnaden. Ett första steg skulle kanske vara att pröva inom busstrafiken i storstäder med tex laddningsstationer vid vissa hållplatser?

"Laddningsstationer vid vissa hållplatser" låter som en jättegod idé. I Frankrike har man spårvagnar som går på elektricitet från en tredje skena, så kallat alimentation par sol, APS. Systemet har utvecklats av estetiska skäl, men det fungerar i vanliga gator så det borde gå att applicera i knutpunkter för busstrafiken som t ex Brunnsparken i Göteborg. Se länk nedan för fler bilder.

Mikael: Intressant idé, även om också jag föredrar mer tåg. Logistikscheman? Äh, de kan ändras snabbt, transportbranschen verkar ju inte ha problem med nya motorvägspassager. Spårtrafik tror jag dessutom inte ger lika många oväntade stopp pga köer och olyckor, men det är en gissning. Att bygga upp infrastrukturen fysiskt är den bit som är besvärligast. Istället för att ha elektrifierade sträckor på vägen så kanske mackar där batterierna byts som moduler? Batteri ut, batteri in, klart. Ett kort "pit stop" istället för att köra långsamt på vägen. Sedan så vill nog chaufförerna stanna ibland, i vilket fall som helst... Fast vägtrafik blir aldrig lika effektivt som spårbunden trafik. OK på korta sträckor, men fånigt att i längden ha långtradare som ligger på motorvägar. Det blir bara farligt när de "leker tåg" och sparar energi genom att sniffa varandra i baklyktorna.

Ja, tåg är bäst. Min tanke var att en sådan satsning eventuellt kunde införas i ett kortare tidsperspektiv och till en lägre kostnad för samhället.

Jo, det är möjligt. Samtidigt finns risken att det skulle bli en ursäkt att inte ändra transportsystemen. Infrastruktur är väldigt långsiktiga investeringar och effekterna är kvar länge, därför är det viktigt att börja ställa om omedelbart. En extra motorväg som byggs nu blir vi inte av med i första taget...

Även om vi nu har kommit fram till att järnväg är det miljömässigt bästa alternativet för godstransport så kan ändå godstransport med lastbil komma att utgöra ett nödvändigt komplement. Och då anser jag att den transportsektorn bör elektrifieras så snart som möjligt. Den nya upptäckten man gjort på Stanford University där man med nanoteknik lyckats att göra ett litiumbatteri som har 10 ggr högre effektivitet än vad dagens litiumbatterier har, den skulle faktiskt kunna göra det möjligt att elektrifiera även tung godstrafik. Så jag skickade ett lästips om denna upptäckt till Volvo Lastvagnar, Elforsk och Vattenfall där Volvo även fick en frågeställning som jag hoppas att vi får svar på.

En ny artikel med data om Maxwells nya superkonensator fick mig att räkna på ovanstående koncept med elektrifiering av långväga lastbilstransporter med hjälp av batterier och superkondensatorer. Superkondesatorns stora fördel är att den kan ta emot och lämna ifrån sig energi på mycket kort tid samt att den har en mycket lång livslängd. Dess nackdel är att den inte kan lagra speciellt stora energimängder samt att den läcker ström över tiden. Lagringskapaciteten är till och med mycket mindre än vad jag trodde. En 720 kilo tung uppsättning med 12 stycken Maxwells superkondesatorpaket HTM125 kan ge en kontinuerlig uteffekt på 1500[V]*150[A]=225000[W] men totalt bara lagra 12[st]*101,7[Wh]=1220[Wh] energi. Om den elektriskt drivna lastbilens medelförbrukning ligger på 500 Wh/km så räcker laddningen bara i drygt 2 km. Luftledningens längd måste dessutom vara minst 2 kilometer lång för att superkondensatorerna ska hinna fullladdas även om lastbilen kör med reducerad hastighet vid laddningen. Slutsatsen blir alltså att det krävs en faktor 10-25 i ökad energilagringskapacitet hos superkondensatorn för att ens börja överväga det här konceptet för långväga lastbilstransporter. Men där kanske vi är om 5-10 år. Vem vet?

Trafikverket och Energimyndigheten är nu inne på Mikaels spår.

I Sverige får lastbilarna t o m väga 60 ton! Åkeribranschen m fl brukar framhålla att detta ger lägre bränsleåtgång per transporterad tonkilometer (=miljövänligare). Samtidigt måste man väl påpeka att detta minskar kostnaderna för lastbilstransporter, varför gods som annars kanske hade transporterats med tåg istället åker lastbil. Dessutom ökar vägslitaget med ökad vikt.

Johannes Åman på DNs ledarsida kommenterar förlaget om trådlastbilar.

Att förse motorvägarna mellan Stockholm, Göteborg och Malmö med el på samma sätt som järnvägarna strömförsörjs skulle kosta under 15 miljarder kronor. Det är inte ens tiondelen av vad höghastighetsbanorna beräknas kosta. ... Visst är befintlig järnväg miljövänlig. Men om valet står mellan enorma investeringar i höghastighetsbanor och elektrifiering av motorvägar, så är sannolikt trådlastbilen den verkliga miljövännen.

Jag tycker att det här är ett "spår" som är värt att undersöka djupare. En fråga som jag vill ha svar på är hur energieffektivt det är med trådlastbilar på motorväg jämfört med godstransporter på järnväg. Om inte skillnaden är alltför stor och de tekniska utmaningarna alltför svårlösta så framstår trådlastbilar som en bättre lösning än en storskalig utbyggnad av järnvägen. Infrastrukturkostnaden är väsentligt lägre. Befintligt vägutrymme utnyttjas, så de totala trafikmängderna på motorvägarna bör inte påverkas. Järnvägsinvesteringar kan istället fokuseras på flaskhalsar i systemet och på att stärka upp viktiga delsträckor.

Nu finns det en rapport och en liten film om den teknik som behövs för att elektrifiera den tunga vägtrafiken

Siemens visar elvägstekniken irl, så att säga

Energimyndigheten, Vinnova och Trafikverket startar upp ett utvecklingsprogram kring elvägar för tunga fordon.  

I ett första steg bjuder nu Trafikverket in intressenter att anmäla sitt intresse för att vara med om att utveckla elvägar. Inriktningen är att låta minst två leverantörer bygga demonstrationsanläggningar i Sverige som kan vara i drift under 2015. Detta förutsätter att aktuella leverantörer blir kvalificerade och får avtal som först innebär detaljprojektering och sedan upprättande av demonstrationsanläggning.

SR Ekot om det kommande pilotprojektet kring elvägar

Elektrifiering av långtradare är väl en omständig lösning av transport. Kvar har vi den flerfaldigt högre rullfriktionen jämfört med järnväg, belastningsskador och betydande trafikolycksrisk. Dessutom tillför vi starkström, som definitivt kommer att bli en ny olycksparameter.
Det borde vara betydligt bättre att minska lastbilstransporterna, med bättre logistik.
Tågtransport av semitrailers är väl en smartare lösning på långa sträckor. Varför frakta hela dragbilen ?
Vi behöver de speciella järnvägsvagnarna och effektivare på och avlastning. Jag dristar mig till att jämföra med containertrafik som fungerar bra på båt + järnväg + landsväg. Det hela handlar om aktörers samarbetsvilja.  
För timmertransporter finns redan många terminaler för omlastning och vidaretransport på järnväg, till slutanvändare men de används inte, eller bara marginellt. 
Ett problemet är att enskilda åkerier, ser en lönsamhet i att plöja så många mil som möjligt ur varje uppdrag.
Nu har lönsamhet sjunkit vid sågverk och massaindustri, så transportsektorn börjar pressas hårt. Det kanske finns bättre förutsättningar att ställa om nu.

Så länge vi har för många kockar i grytan, kommer det inget bra ur den.
Hur detta kan komma att lösas blir intressant att följa.