Bakgrund

1.5.2 Åre Östersund Airport

Swedavia är ett statligt ägt bolag som äger och driver Åre Östersund Airport inklusive nio andra flygplatser i Sverige bland annat Stockholm Arlanda Airport och Bromma Stockholm Airport.

Åre Östersund Airport ligger 1,1 mil väster om Östersund och 9,4 mil öster om Åre. Från början var flygplatsen flygvapnets fjärde flygkår för att sedan öppna för reguljärt och civil flygtrafik.

Åre Östersund Airport har åtta inrikes flyglinjer och tre utrikes flyglinjer, år 2019 hade flygplatsen 473 500st antal resenärer var av 440 772 flög inrikes (Swedavia, 2020a)

Åre Östersund Airport är certifierad på högsta nivån enligt standarden ACA (Airport Carbon Accreditation) som är en standard för koldioxidutsläpp på flygplatser. El förbrukningen på Åre Östersunds Airport kommer enbart från vindkraft och uppvärmning av byggnader sker med klimatneutral fjärrvärme (Swedavia, 2020b)

8 1.5.3 Green flyway

Green flyway är ett projekt och samarbete mellan Norge och Sverige för att skapa en internationell test arena för elflyg och autonoma luftfarkoster. Syftet med projektet är att inrätta luftrumskorridorer för att möjliggöra testflygning av elflygplan och autonoma luftfarkoster samt att anpassa flygplatser för eldrift och skapa flyglinjer för elflyg (Green flyway, 2019a) Testarenan inkluderar Åre Östersund Airport och Röros Lufthavn. Det är många olika aktörer inblandade i projektet, svensk projektägare är Östersunds kommun och norska projektägaren är Rørosregionen Næringshage. Medfinansiärer är Swedavia, region Jämtland Härjedalen, Länsstyrelsen Jämtlands län, Röros Flyservice, Trondheim kommun och Trøndelag fylkeskommune. Andra aktörer som är med i projektgruppen är SINTEF Digital, Avinor Røros lufthavn och Röros kommun (Green flyway,2019a)

Tanken med projektet är att i första hand implementera korta regionala flyglinjer med elflyg, för att minska på utsläpp för luftfarten samt reducera buller. År 2026 är det beräknat att börja flyga kommersiellt med elflygplanet Heart Aerospace. I dagsläget finns det en upphandlad flyglinje mellan Östersund och Umeå som kan bli den första sträckan som flygs kommersiellt med elflyg (Green flyway, 2019a).

I december 2019 gjorde Green flyway den första testflygningen med det elektriska planet PHINIX som är utvecklat av företaget Pure Flight. PHINIX är ett litet 2-sitsigt plan och har batterikapacitet 35 kWh och en räckvidd på ca 300 kilometer. Testflygningen ägdes rum på Sveg flygplats och målet med flygningen var att testa om elflygplan fungerar bra att flyga i vinterklimat. Resultatet blev en lyckad flygning och i februari 2020 gjordes nästa testflygning då genomfördes flygningen från Sveg flygplats till Röros i Norge med en mellanlandning i Funäsdalen, flygrutten var total 219 km lång (Green flyway, 2019b).

1.5.4 Elflyg

Det finns flera olika typer av elflyg i dagsläget. Batterielektrisktflyg (elflyg) fungera så att energin till motorn lagras i batterier. Sedan finns det bränslecellsflyg där vätgas används som drivmedel och omvandlas till el via bränsleceller. Utöver dessa två olika elflyg finns det även olika hybridtekniker som kombinerar el och förbränningsmotorer (Trafikanalys, 2020)

I dagsläget finns det små elflygplan för 2–4 passagerare som används till pilotskolning och elflyg för upp till 19 passagerare håller på att testats och planeras att finnas för kommersiellflygning inom några år. Nästa steg i utvecklingen är att elektrifiera regionala flygplan för 30-100 passagerare, men det ligger långt fram i tiden och kan vara möjligt att uppnå i mitten av seklet (Hou et al,. 2021)

Flygplan som drivs på bränsle förbränner bränslet under flygningen och därav minskar sin vikt, medan elflygplan behåller en konstant vikt under hela flygningen vilket gör batteriets vikt till en avgörande faktor för elflygets utveckling (Hou et al, 2021). På grund av detta förväntas det ta många år innan större elflygplan kan konkurrera med de vanliga bränsledrivna flygplanen som finns på marknaden idag.

9

Elflyg tar bort alla direkta utsläpp av koldioxid. Dock så bidrar fortfarande elproduktionen till en del utsläpp, produktionen av den svenska elmixen idag bidrar med utsläpp på 13 𝑔 ∕ 𝐶𝑂₂ per kWh (Svenska kraftnät, 2019) Sedan så kan det bidra med större koldioxidutsläpp beroende på vad det är för el flygplanet laddas med. Bullernivån blir även reducerad med elflyg, då motorerna är betydligt tystare i jämförelse med förbränningsmotorer. Med minskad bullerförorening skulle det vara möjligt att ha mindre flygplatser närmare samhället som är trafikeras dygnet runt (Schäfer et al, 2019).

Jämfört med flygplan som drivs på bränsle kan elflygplan mer än halvera driftskostnaderna på grund av lägre energi- och underhållskostnader beroende på vad elpriset är på elmarknaden.

(Schäfer et al, 2019).

1.5.4.1 Heart Aerospace

Heart Aerospace är ett svenskt elflygsprojekt från Säve Airport i Göteborg som grundades 2018.

Heart Aerospace har ett planerat elflyg ES-19, som kommer att vara helt elektriskt batteridrivet flygplan för upp till nitton passagerare och en räckvidd på 400 kilometer. Elflyget ES-19 kommer att endast behöva en start och landningssträcka på 750 meter, i dagsläget finns det inga uppgifter på vad för batterikapacitet elflygplanet kommer att ha. Planet är tillverkat med lättviktig aluminium och har ett helelektriskt framdrivningssystem. Målet för flygbolaget är att vid år 2026 vara klara för kommersiell flygning med ES-19 planet (Heart Aerospace, 2021)

1.5.4.2 Elflygets utveckling i världen

Intresset för utveckling av elflyg har blivit stort och runt om i världen finns flera projekt för utveckling av elflyg. Pipistrel är ett sloveniskt flygbolag som var det första flygbolaget att få sitt elflygplan type-certifierat av EASA (European Union Aviation Saftey Agency) vilket betyder att flygplanet får användas för kommersiellt bruk. Pipistrel har tre olika elflygplan, Velis, Alpha och Taurus Electro.

Velis Electro är typ-certifierat av EASA och är ett tvåsitsigt flygplan som används framför allt till skolplan för pilotträning. Elflygplanet har en räckvidd på 50 minuter flygtid och har två batteripack med en batterikapacitet på 24.8 kWh, batterierna är placerade med ett i nosen och ett bakom kabinen. Detta ifall det skulle bli fel på ena batteripacket kopplas det andra batteripacket på automatiskt. Ett kylsystem för batterierna är placerat bakom batteripacket bakom kabinen för att kunna kyla batterierna under laddning och då förlänga batteriets livslängd (Pipistrel-Aircraft, 2020a)

Laddningstiden för Velis Electro är för en normalladdning räknat från 35% till 95% av batteriet tar 1 timme och 20 minuter. Laddningssystemet är en plugg-in laddare med en inbyggd laddningsport och Pipistrel egna laddare (Pipistrel-Aircraft, 2020b)

10

Pipistrels andra elflygplan Alpha Electro är även det ett två-sits elflygplan med räckvidd på 1,5 timmar och batterikapacitet på 21 kWh som kan laddas på mindre än en timme. Alpha Electro är lika som Velis Electro utvecklad för skolflygning (Pipistrel-Aircraft, 2020c).

Bye Aerospace är en amerikansk flygplanstillverkare som grundades 2007. Bye Aerospace fokus ligger i energieffektivisering och design av elflygplan och inriktar sig mest på att utveckla mindre skolflygplan. Deras elflygplan som har kommit längst i utvecklingen är eFlyer 2. Eflyer 2 är ett mindre 2-sitsigt elflygplan som är utvecklat för pilotträning och har en räckvidd på tre timmar. Eflyer 2 har hittills endast testflugits och förväntas att certifieras för kommersiellt bruk år 2021.Utöver eFlyer2 håller Bye Aerospace på att utveckla eFlyer 4 och eFlyer 800 som är fyr-sits respektive 8-sits elflygplan Det finns inga uppgifter om Bye Aerospace batterikapacitet för de olika eFlyer planen. (Bye Aerospace, 2020)

1.5.4.3 Batteri elflyg

Batteriernas kapacitet och energitäthet är avgörande för flygning med elektriska plan.

Batterikapacitet är andelen energiinnehåll i batteriet det beskriver hur mycket energi batteriet kan leverera. Energitäthet beskriver den mäng energi som kan lagras i ett batteri. Vanligen används måttet Wh/kg för att beskriva energitätheten (Elkurs, uå)

Litium-jonbatteri är den vanligaste typen av batteri i elbilar i dagsläget, och även i elflygplan.

Detta för att litium-jonbatterier har en hög spänning och lagring per (Clean Energy Institute, 2020).Enligt Schäfer et al (2018) är litium-jonbatteriernas kapaciteter begränsade och kommer inte kunna utvecklas i tillräckligt hög grad för att driva ett större elflygplan med längre räckvidd.

Då kan det vara aktuellt med andra typer av batterier i framtiden.

De bästa litium-jonbatterierna idag har en energitäthet på 250–300 Wh/kg vilket inte är särskilt mycket i jämförelse med energitätheten i flygplansbränsle som är på ca 12 000 Wh/kg (Schäfer et al,. 2018). Energitätheten i batterier för elbilar som ligger på ca 113Wh/kg (OmEV. 2020) För att ett större flygplan exempelvis flygplansmodellen Boeing 737- 800 som har kapacitet för 189 passagerare (Norwegian, uå) skulle behöva drivas av batteri med energitäthet på 800 Wh/kg för att få en räckvidd på 600 nautiska mil (1 111 km) räckvidden kan variera beroende på flygplanets vikt och design (Schäfer et al,. 2018). Ett batteri med energitäthet på 800 Wh/kg kan vara möjligt att finnas på marknaden omkring 2050 enligt Schäfer et al (2018).

Förutom energitätheten finns det även andra viktiga aspekter att ta in när det kommer till flygning med elflyg, både kostnaden och batteriets livslängd. I dagsläget räknar man med att batterierna har en livslängd på 1000–3000 cykler, vilket uppskattas att räcka mellan ett och tre år innan batterierna behöver bytas ut. Dock är det väldigt beroende på hur ofta batterierna laddas. Utifrån detta innebär att man har en ganska kort livslängd på batterierna, om antaget 10 laddningar på ett dygn ger en livslängd på endast ett år, jämfört med elbilar som laddas ca 1 gång per tredje dag, och brukar ha en livslängd på 5–8 år. (Trafikanalys, 2020) (Efuel, 2020)

11

1.5.5 Laddinfrastruktur för elflyg

För en elektrifiering av luftfarten krävs det att flygplatsen har en fungerande laddinfrastruktur samt att det finns tillräckligt med effektanslutning för att kunna hantera effektbehovet för laddning av elflygplan (Hou et al,. 2021).

För att flygplatser ska ha en fungerande laddinfrastruktur är det framför allt två viktiga delar som måste fungera. Det första är att det behöver finnas en kontakt för att koppla upp flygplanen till laddning, i dagsläget finns det ingen enhetlig standard för just laddning av flygplan (Trafikanalys, 2020). Vissa flygmodeller har egna laddkontakter som är byggt just för den flygmodellen som Pipistrel Velis Electro (Pipistrel-Aircraft, 2020b) andra elflygsmodeller använder samma standard på laddkontakt som för snabbladdning av elbilar som Bye Aerospace har till deras elflyg eFlyer 2 (Trafikanalys, 2020).

För elbilar finns det flera standarder för laddning, i Europa är standardiserade laddkontakten Typ-2 för normalladdning och CCS kontakt för snabbladdning (Allt om elbil, uå).

Det andra som behöver fungera för en bra laddinfrastruktur är att flygplatsen behöver ha tillräckligt med effekt tillgängligt för att kunna ladda elflygplanen och under så kort tid som möjligt, ett elflygplan med plats för 19 passagerare beräknas i dagsläget att ha en batterikapacitet på ca 1 MWh, det kan dock variera mellan olika flygplansmodeller. Jämfört med elbilar som har en batterikapacitet på 70 kWh (Omev,2020)

Eftersom det inte skulle vara effektiv om flygplanen var tvungen att bli stående på flygplatsen en längre stund på grund av turnaround tiden (Trafikanalys, 2020). Turnaround tid kallas den tiden flygplanen står stilla på flygplatsen vilket vanligtvis brukar vara trettio minuter till en timme som flygplanen står stilla mellan varje flygning på grund av turnaround tiden begränsas antalet flygningar per dag. Därför är det viktigt att elflygplanen att laddningen tar max en timme för att laddas fullt för att inte flygplanen ska stå stilla för länge på flygplatsen (Simple Flying, 2020).

Vid själva laddningen finns det två olika tekniker för att ladda elflyg. Det ena kallas för batteribyte (Batteri swap) då finns det två eller fler batterier och då byter ut det tomma batteriet mot ett fulladdat batteri. Detta är en bra metod för att batterierna kan långsamladdas exempelvis under natten eller annan tidpunkt på dygnet när det inte är så stor belastning på elnätet.

Elflygplanen behöver då inte bli ståendes på flygplasten en längre tid för att vänta på att batterierna ska bli fulladdade. Men det skulle ge en högre kostnad att behöver köpa in flera batterier och batterierna skulle behöva förvaras på ett säkert ställe och sedan fraktas fram och tillbaka från flygplanen (Salucci et al, 2018).

Den andra tekniken är plugg-in laddning, vilket är vanligt vi elbilar. Då kopplas elflygplanet upp till el-nätet för laddning via en likströmsladdare, denna teknik gör att planet blir stående en längre tid på flygplatsen, men batteriet behöver inte plockas ut ur flygplanet för laddning. Det enda som behövs är en laddkontakt (Green flyway, 2019a)

12