Elvägar kan krympa både batteri och kostnader

Den svenska regeringen har föreslagit ett förbud mot nya bensin- och dieselpersonbilar från 2030 för att sänka koldioxidutsläppen. Motsvarande inriktning finns i övriga Europa – och andelen eldrivna fordon ökar.

Men utvecklingen mot elektrifiering kommer med utmaningar, inte minst när det gäller belastning på elnätet och hur fordonen ska laddas.

Elvägar minskar behov av lagrad energi

I flera länder, bland annat Sverige, Danmark och Tyskland, testas om så kallade elvägar, eller electric road system, ERS, kan användas för att elektrifiera vägnätet.

På en elväg laddas bilen under körning med hjälp av slingor i, eller vid sidan av, körbanan. Fordon kan också laddas med ledningar som går i luften, ungefär som spårvagnar och tåg. Alla varianterna gör att bilarna inte behöver stå stilla för att ladda, och behovet av att lagra energi i batteriet minskar.

Kombination av elvägar och hemmaladdning optimal

Nu har forskare från Chalmers använt sig av data från över 400 personbilar för att studera verkliga körmönster på olika delar av svenska riks- och Europavägar. De har sedan gjort beräkningar av batteribehov, laddmönster och totalkostnader.

Resultatet visar att en kombination av elvägar på 25 procent av de mest trafikerade riks- och Europavägarna och hemmaladdning skulle vara optimalt. Batterierna, som står för en stor del av kostnaden för en elbil, kan blir betydligt mindre – i bästa fall bara en tredjedel av dagens storlek.

– Vi ser att det går att minska den nödvändiga räckvidden på batterier med drygt två tredjedelar om man kombinerar laddningen på det här sättet. Det skulle minska behovet av råvaror till batterier och elbilen kan dessutom bli billigare för konsumenten, säger forskaren Sten Karlsson vid Chalmers tekniska högskola.

Det kan bli möjligt att sluta med stationär laddning framöver, men inte för alla fordon. Bild: Michael Fousert/Unsplash

Toppar i elförbrukningen minskar

Andra positiva effekter är att topparna i elförbrukningen skulle minskas om bilförarna kompletterade med elvägsladdning och inte helt förlitade sig på hemmaladdning.

– Många laddar ju bilen efter jobbet och under natten vilket skapar stor ansträngning för elnätet. Genom att i stället ladda mer fördelat över dagen skulle toppbelastningen minska avsevärt.

Begränsad nytta i glesbygd

Men olika grupper av bilister har också olika förutsättningar att gynnas av kombinationen stationär laddning och elvägar.

–  Det är mycket stora skillnader mellan olika grupper, beroende på körmönster och närheten till elvägar. Vissa skulle klara sig på enbart elvägsladdning, medan andra inte skulle kunna utnyttja möjligheten alls, säger forskaren Wasim Shoman vid Chalmers och fortsätter:

– Vi ser till exempel att de som bor på landet skulle behöva närmare 20 procent större räckvidd på sina batterier jämfört med dem som bor i en större stad.

Studien visar också att små batterier inte med automatik skulle göra att man laddar genom elvägar.

– Bara för att man kan ladda, betyder det inte att konsumenten vill göra det vid varje tillfälle. Det blir därför oerhört viktigt hur affärsmodellen ser ut, eftersom nyttor och kostnader kan komma att fördelas ojämnt. Och det finns inga beslut än på hur affärsmodellen ska se ut, säger Sten Karlsson.

Studie:

Benefits of an Electric Road System for Battery Electric Vehicles, World Electric Vehicle Journal

Kontakt:

Sten Karlsson, docent emeritus vid institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap, Chalmers tekniska högskola, sten.karlsson@chalmers.se

Wasim Shoman, forskare vid institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap, Chalmers tekniska högskola, wasim.shoman@chalmers.se