Nyhet

Sveriges elnätskapacitet – inte energitillförseln – flaskhalsen i utfasningen av fossila bränslen inom transportsektorn

2023-06-16 | 4 mins | 4 mins

Volvo Group

Tack vare data från Volvolastbilar i Sverige har Volvokoncernen kunnat skapa en tydlig översikt över transportindustrins nuvarande och framtida behov av elektrisk effekt och energi för omställningen till en elektrisk lastbilsflotta. Studien visar var behovet av infrastruktur för elektrisk laddning kommer att vara som störst och belyser också behovet av en välgrundad diskussion om de investeringar som krävs för att utveckla ett elnät som kan möta kommande krav för laddningsinfrastruktur. Slutsatserna är tydliga: nationella beslutsfattare måste fokusera på att förbättra överföringskapaciteten i elnätet.

Volvokoncernen har sedan en lång tid tillbaka arbetat med att ta fram ett brett sortiment av elektriska lastbilar. Produkterna är redan idag ute på marknaden, där Volvokoncernen är marknadsledande i både Europa och USA. Även när det kommer till anläggningsmaskiner, bussar och drivsystem för användning på land och till sjöss – har utvecklingen av elektriska lösningar tagit fart. Volvokoncernen har också visat upp vätgasdrivna bränslecellslösningar, en teknik som kommer vara tillgänglig på marknaden i slutet av årtiondet. Liksom många andra OEM-företag har Volvokoncernen åtagit sig att följa Parisavtalet, som syftar till att begränsa den globala uppvärmningen till högst 1,5° C. Med detta åtagande har koncernen investerat i en tredelad strategi för fossilfria transporter, baserad på ren batteridrift (BEV), vätgasdrivna bränsleceller (FCEV) och förbränningsmotorer som kan drivas med förnybara biobränslen.

Fossilfri rörlighet

I takt med att resan mot fossilfria transporter med tillhörande infrastruktur fortsätter och fler eldrivna lastbilar, bussar och anläggningsmaskiner tas i bruk, kommer efterfrågan på laddning att öka exponentiellt. Men det är inte den enda utmaningen när vi går mot ett fossilfritt transportsystem. Energi, och framför allt distributionen av effekt, är en central del av ekvationen. Utan kapacitet att producera tillräckligt med el och kapacitet att distribuera denna till rätt plats för att tillgodose den växande efterfrågan kommer det uppstå problem. Sverige har goda förutsättninar med en rad fossilfria energikällor, från vattenkraft och kärnkraft till vind och sol. Fossilfri kraftproduktion i sig är inte ett problem, kortsiktigt.

På Volvokoncernen siktar vi mot ett fossilfritt transport- och infrastruktursystem. Produkterna och lösningarna finns redan idag, men för att säkerställa en smidig utrullning måste vi ta hänsyn till ytterligare ett element – kraftöverföringen till laddningsinfrastrukturen via det nationella, regionala och lokala elnätet. Utan den kapacitet som krävs för att stödja en växande flotta av eldrivna lastbilar, bussar och anläggningsmaskiner, vid sidan av de befintliga behoven inom både industrin och människors hem, kommer införandet av eldrivna lösningar inte att motsvara vad som krävs för att begränsa utsläppen och bidra till att hålla den globala uppvärmningen under 1,5° C.

Nils Odebo Länk, Data Scientist, Volvo Group

Handfasta insikter om effekt

Tack vare Volvokoncernens banbrytande projekt går det nu att tydligt identifiera var laddningsstationer bör byggas och hur mycket effekt och energi de kommer att kräva.

– Vi såg ett behov av att leverera handfasta insikter, baserad robust på data från verkligheten. Resultatet kommer att underlätta utrullningen av elektriska lastbilar. Tanken är att tillhandahålla insikterna till både regering och energibolag i Sverige i ett första steg, för att sedan ta det vidare inom EU och i andra delar av världen, säger Anders Berger, Director of Public Affairs på Volvokoncernen.

Med hjälp av det inbyggda positioneringssystemet, som bland annat övervakar position, tid, bränsleförbrukning, har dataanalytiker på Volvokoncernen skapat en tydlig bild av var i Sverige laddstationer bör placeras och hur mycket effekt de kommer att behöva leverera. Resultatet är en karta över laddpunkter, den effekt de kommer att kräva och den energi de kommer att behöva leverera när den elektriska flottan växer under de kommande åren.

Investeringar i nätinfrastruktur

Visualiseringen belyser vilken typ av investeringar som behövs för att säkerställa att Sveriges elnät kan överföra den kraft som krävs för att hålla Sveriges batteridrivna lastbilsflotta, som beräknas uppgå till cirka 15–20 % av den totala flottan 2030, på vägarna. Det kommer att bidra till att både den svenska regeringen och elbolagen kan skapa en bild av investeringsbehoven och ta fram en välgrundad plan för utrullningen av nödvändig laddnings- och nätinfrastruktur över tid på nationell nivå. Med hjälp av data som finns tillgänglig redan i dag, kan rapporter tas fram för alla länder med en tillräckligt stor flotta av Volvo-, Renault- eller Mack-lastbilar, och ligga till grund för en motsvarande plan för infrastrukturinvesteringar.

Partnerskap

– Vår strategi för övergången till fossilfria transporter och den infrastruktur som krävs för att göra den till verklighet bygger på samarbete och partnerskap. Vi vill bidra till välstånd och hjälpa samhället att gå mot netto-nollutsläpp och vi kan bara göra detta om vi fullt ut förstår de krav och den efterfrågan som detta kommer att ställa på nationell infrastruktur, OEM-tillverkare och naturligtvis våra kunder, som kommer att dra nytta av ett väl utformat laddningsnätverk. Det här projektet är bara ytterligare ett steg vi tar för att säkerställa en smidig övergång till fossilfri mobilitet, i Sverige och på våra stora marknader runt om i världen, säger Martin Lundstedt, VD och koncernchef för Volvokoncernen.

Ambitionen nu är sprida projektet till fler länder. Till en början inom Europa, där man kan använda sig av redan existerande data, och på längre sikt till länder utanför Europa, med mål att stödja både elbolag och nationella beslutsfattare med tillgänglig, anonymiserad data som kan användas för att utveckla en robust laddinfrastruktur i rätt tid.

Anders Berger, Director, Public Affairs, Volvo Group

Fakta om projektet

Utrullningen/övergången till eldrivna lastbilar, bussar och anläggningsmaskiner kommer att ske gradvis.
Data som används i denna simulering baseras på lastbilar som använder Dynafleet Positioning eller Positioning+ datainsamling, som är aktiva i Sverige.
Data och plats/rutt hämtas från programvaran för dessa lastbilar och det dieselbränsle som förbrukas, som en källa till energibehov, ger daglig körsträcka, fordonsvikt, topografi etc.
Data om plats och energiförbrukning ger en karta över förväntad energiefterfrågan över tid och plats, baserat på det förväntade införandet av elektriska lastbilar för framför allt regional transport och anläggningsfordon, men också lite fjärrtransport.
Beräkningarna utgår från att lastbilarna lämnar sin ursprungsdepå fulladdade och sedan laddar så få gånger som möjligt för att kunna slutföra dagens transportuppdrag.
Kartan visar samtliga laddningsbehov – det vill säga både laddning över natt och ”tilläggsladdning” vid pauser i körning.
Resultaten från analysen skalas upp från Volvokoncernen till den rullande flottan från alla fordonstillverkare, baserat på marknadsandelar och representation i dataunderlaget. För den svenska marknaden är skalningen cirka en faktor tio.
Fordonsmixen i modellen innehåller två olika specifikationer för fordons energilagring samt möjlig och tillgänglig laddeffekt för att återspegla olika transportsegment, rörelsemönster och daglig räckvidd etc.
Med Sverige som bas för att förstå hur datan kan tillämpas i verkligheten byggde Volvokoncernen en "efterfråganskarta" över landet för att identifiera laddningshotspots som kommer att behöva infrastruktur (både laddstationer och effektleverans via ett förstärkt elnät). Resultaten visar inte bara den förväntade efterfrågan på effektleverans, utan också topptider då det kommer att krävas större mängder (belastningsprofil).
Som förväntat utmärkte sig större städer med stor stadsbefolkning som hotspots för efterfrågan, med toppladdningstider som börjar på eftermiddagen när lastbilarna återvänder till basen mellan kl. 15 och 16 och fortsätter till omkring kl. 04 på morgonen. När analysen tillämpades på en förväntad rullande flotta med 20% batteri-elektriska lastbilar var det möjligt att fastställa den förväntade energi som skulle krävas från nätet, och var den skulle levereras för att tillgodose laddningsbehoven.
Kartan visar var el- och laddinfrastruktur kommer att vara mest efterfrågad, och områdena kring de 20 större städerna som Göteborg, Malmö/Helsingborg, Stockholm, Uppsala och Sundsvall sticker ut som hotspots för laddning över natten.
Dagladdning, eller "tilläggsladdning", indikerades på ett bredare spektrum av platser som man kan anta utgör halvvägsstationer på leveransvägar till andra större befolkningscentra. Genom att tillåta viss flexibilitet för laddningsplatserna undersöktes möjligheten att använda laddinfrastruktur på ett något mer utspritt sätt som fortfarande skulle uppfylla kraven, men som skulle innebära att lastbilar skulle behöva resa (omkring 16 km) för att få tillgång till laddning. Att anta möjligheten till sådana omvägar ledde till att antalet laddningsplatser minskade med upp till 50%.
Genom att förstå räckvidd, vikt, topografi, energiförbrukning, strömtillgång och den idealiska placeringen av laddstationer kan vi hjälpa elbolag, laddstationsoperatörer och myndigheter att förstå de energi- och effektöverföringskrav som måste uppfyllas när ellastbilar fortsätter att ersätta den befintliga dieselflottan.
För Sverige motsvarar detta ett behov av cirka 4 GWh energi för 15-20% av flottan (3 GWh på natten, 1 GWh för tillfällig laddning).
Enligt SCB har den totala energianvändningen i Sverige inte ökat dramatiskt mellan 2001–2021 – från 168 799 GWh till knappt 177 000 GWh för hela året, vilket innebär ett behov av 485 GWh per dag i genomsnitt.
Med hänsyn till dessa siffror framhävs behovet av en ökning av den totala energiproduktionen med drygt 1 %, med ett primärt fokus på att bygga ut överföringskapaciteten i nätet i specifika områden för att stödja övergången till eldrivna transporter.