Effektbehov i Västerås 2030 till följd av elektrifiering av tung trafik

Civilingenjörsprogrammet i Energisystem

Upps al a univ ersit ets l ogot yp

UPTEC ES 21026

Examensarbete 30 hp Juni 2021

Effektbehov i Västerås 2030 till följd av elektrifiering av tung

trafik

Lovisa Gustafsson

Fel! Hitt ar inte ref er enskäll a.

Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten Uppsala universitet, Utgivningsort Uppsala

Upps al a univ ersit ets l ogot yp

Power demand in Västerås by 2030 due to the electrification of heavy vehicles

Lovisa Gustafsson

Abstract

According to the climate goal set by the Swedish government Sweden will have no net emissions of greenhouse gases by 2045 (with a subgoal of decreasing) emissions from domestic transportation by 70% before 2030, compared to 2010. Because of this the vehicle fleet is being electrified and according to a prediction made by Fossilfritt Sverige 16% of the heavy vehicle fleet will be electrified by 2030. However, the electrical grid has a capacity shortage in many cities in Sweden and it will be a challenge to provide the required power.

Västerås is one of those cities.

The goal of this study is to investigate the necessary electrical power in Västerås to charge city busses and freight transports in 2030, as well as look at actions that could lower the power demand. Nine places were important for charging: two depots, two public charging stations and five regions for commerce and industry, where vehicles will fast charge during loading and unloading of wares. The vehicles are predicted to stay at the loading dock for ten minutes, while they will stay in the depot and charging station for eight hours. A model created in Python was used for all nine places, as well as the bus depot, where arrival, departure and state of charge were given as input. The model then showed the power required for charging all vehicles. Load shifting was used in the depots and charging stations, and energy storages were used at the loading docks, to lower the power demand.

The result of this study shows that with direct charging of heavy vehicles 12 MW will be needed, and with load shifting and energy storages implemented the power demand would be halved.

UPTEC ES 21026

Tek nisk-nat urvetensk apliga f ak ulteten, Upps ala universit et . Utgiv nings ort U pps al a. H andl edare: J onas Thy ni, Äm nesgransk are: C ecilia Bostr öm, Exami nator : Petra Jönsson

Exekutiv sammanfattning

Elektrifieringen av fordon ¨okar kraftigt samtidigt som eln¨atet har kapacitetsbrist.

F¨or att det ska vara m¨ojligt att f¨orbereda f¨or elektrifieringen kr¨avs prognoser f¨or vilken effekt som kommer beh¨ovas. Detta arbete har gjorts f¨or att f¨orutsp˚a vil- ken effekt som kommer kr¨avas i V¨aster˚as ˚ar 2030 f¨or laddning av tunga fordon.

Information om nuvarande k¨orschema och ink¨op av stadsbussar anv¨andes f¨or att bygga en modell f¨or hur laddning kommer se ut i V¨aster˚as bussdep˚a. Data om trafikfl¨oden anv¨andes f¨or att analysera var och hur lastbilar kommer laddas. I mo- dellen kan lastbilar snabbladdas under av- och p˚alastning eller laddas i 8 timmar p˚a lastbilsdep˚a eller p˚a publik laddstation. 16% av den tunga fordonsflottan antas vara elektrisk ˚ar 2030, med en prognos fr˚an Fossilfritt Sverige som grund. Om alla fordon laddas direkt f¨orutsp˚as V¨aster˚as beh¨ova 12 MW f¨or laddning av tunga for- don. N¨ar smart laddning och energilager implementeras s˚a f¨orutsp˚as effektbehovet halveras till 6 MW.

Popul¨ arvetenskaplig sammanfattning

Enligt Sveriges klimatm˚al ska Sverige inte ha n˚agra nettoutsl¨app av v¨axthusgaser

˚ar 2045 och ett av delm˚alen ¨ar att utsl¨appen fr˚an inrikes transporter (exklusive flyg) ska minska med 70% till 2030 j¨amf¨ort med ˚ar 2010. ˚Ar 2019 hade utsl¨appen inom transportsektorn minskat med 20%, vilket inneb¨ar att p˚a 10 ˚ar ska utsl¨appen minska med ytterligare 50%. Med detta som bakgrund f¨orutsp˚as majoriteten av st¨aders trafik elektrifieras inom de n¨armsta 10 ˚aren. En elektrifiering av fordonsflot- tan inneb¨ar dock nya utmaningar f¨or eln¨atet och p˚a vissa platser kommer eln¨atet inte kunna leverera den effekt som beh¨ovs f¨or att ladda fordonen.

Idag ¨ar den tillg¨angliga kapaciteten i V¨aster˚as 355 MW, men den som ¨annu ej anv¨ands ¨ar uppbokad, vilket g¨or att V¨aster˚as anses ha kapacitetsbrist. Svens- ka Kraftn¨at g¨or bed¨omningen att behovet kommer vara 455 MW ˚ar 2030, och M¨alarenergi bed¨ommer att det inte kommer finnas tillr¨ackligt med kapacitet mel- lan 2023 och 2030.

Idag st˚ar tunga transporter f¨or ca en tredjedel av utsl¨appen fr˚an transportsektorn, och dessutom f¨orv¨antas transportarbetet att ¨oka med 26% till 2030. Utvecklingen av elektriska tunga fordon har g˚att snabbare ¨an f¨orv¨antat, f¨or endast n˚agra ˚ar sedan gjorde m˚anga bed¨omningen att det inte var m¨ojligt att elektrifiera tunga fordon. BIL Sweden och Fossilfritt Sverige f¨orutsp˚ar att 2030 kommer h¨alften av alla nyregistrerade tunga lastbilar, och 16% av den totala flottan, vara elektrisk.

M˚alet med denna studie var att unders¨oka vilket effektbehov som kommer beh¨ovas i V¨aster˚as 2030 till f¨oljd av laddning av tunga fordon, samt vilka ˚atg¨arder som skulle kunna s¨anka effektbehovet. Studien tittar p˚a stadsbussar och godstrafik i V¨aster˚as. Nio platser plus bussdep˚an lokaliseras som viktiga punkter i staden f¨or laddning av tunga fordon. Tv˚a av dessa platser ¨ar lastbilsdep˚aer, tv˚a ¨ar publika laddstationer och fyra platser ¨ar handelsomr˚aden d¨ar det kommer ske snabbladd- ning vid p˚a- och avlastning av varor. I dep˚aerna och de publika laddstationerna antas fordonen stanna i ˚atta timmar och d¨ar kan lastskiftning anv¨andas f¨or att s¨anka effektuttaget. Vid snabbladdning antas fordonen ladda i tio minuter, och d¨ar anv¨ands energilager f¨or att kapa de h¨ogsta topparna. Data fr˚an Trafikverket och Trafikia om trafikfl¨oden analyserades och anv¨andes f¨or att bed¨oma hur m˚anga fordon som skulle ladda p˚a varje plats. En modell utvecklades i programmerings- pr˚aket Python, d¨ar indata var ankomsttid, avg˚angstid, tillg¨anglig kapacitet samt maximal kapacitet i batteriet. Utdata var lasten med minutuppl¨osning. Det totala effektbehovet vid direkt laddning blev 12 MW och effektbehovet efter att smart laddning och energilager implementerades blev 6 MW.

Inneh˚ all

1 Inledning 1

1.1 M˚al och syfte . . . 2

1.2 Fr˚agest¨allningar . . . 2

1.3 Avgr¨ansningar . . . 2

2 Bakgrund 3 2.1 Bussdep˚a . . . 3

2.2 Godstransporter . . . 3

2.3 Kapacitetsbrist . . . 4

2.4 Laddning . . . 4

2.4.1 Smart laddning . . . 5

3 Teori och Metod 6 3.1 Bussdep˚a . . . 6

3.2 Analys Trafikfl¨ode . . . 7

3.3 Laddning av lastbilar . . . 8

3.3.1 Modell . . . 9

3.4 Laddeffekt beroende av state of charge . . . 13

4 Resultat 14 4.1 Bussdep˚a . . . 14

4.2 Lastbilsdep˚a . . . 14

4.3 Publik laddning . . . 15

4.4 Snabbladdning . . . 15

4.5 Totalt effektbehov . . . 16

5 Diskussion 20 5.1 Resultat . . . 20

5.2 K¨anslighetsanalys . . . 21

5.3 Metod och data . . . 21

5.3.1 Trafikm¨atningar . . . 21

5.3.2 Laddplatser . . . 22

5.3.3 Laddning . . . 22

5.4 Vidare studier . . . 23

5.4.1 Flexibilitetsmarknaden . . . 23

5.4.2 Minskning av flaskhalsar . . . 23

5.4.3 Minskade kostnader mot ¨overliggande n¨at . . . 24

5.5 Framtiden . . . 24

6 Slutsats 25

Figurer

3.1 Fl¨odesschema f¨or simulering av bussdep˚a. Bussarna i k¨o prioriteras s˚a att den som ska avg˚a f¨orsta laddas f¨orst. Den totala laddeffekten

s¨anks genom att s˚a f˚a laddare som m¨ojligt anv¨ands. . . 7

3.2 Fl¨oden av tung trafik i V¨aster˚as . . . 8

3.3 Viktiga punkter i V¨aster˚as f¨or laddning av tunga fordon. (Kartda- ta@2021 Google). . . 9

3.4 Fl¨odesschema f¨or simulering av laddning av lastbilar i lastbilsdep˚a och laddstation. Den totala laddeffekten s¨anks genom att s˚a f˚a lad- dare som m¨ojligt anv¨ands. . . 11

3.5 Fl¨odesschema f¨or simulering av snabbladdning av fordon. Alla for- don laddas direkt under 10 minuter. . . 11

3.6 Fl¨odesschema f¨or energilager vid snabbladdning. Energilagret star- tar n¨ar den totala effekten fr˚an snabbladdningen uppn˚at en viss gr¨ans. . . 12

4.1 Bussdep˚a med smart laddning . . . 15

4.2 Bussdep˚a vid direkt laddning samt med 100 kW laddeffekt . . . 16

4.3 Effektbehov i lastbilsdep˚a . . . 17

4.4 Effektuttaget i en publik laddstation . . . 17

4.5 Snabbladdning i handelsomr˚aden . . . 18

4.6 Snabbladdning i handelsomr˚aden . . . 18

4.7 Snabbladdning i Centrum . . . 19

4.8 Ett dygns effektuttag i V¨aster˚as till laddning av tunga fordon . . . 19

5.1 Lastprognoser fr˚an M¨alarenergi . . . 20

5.2 K¨anslighetsanalys med 25% mer och 25% mindre trafik . . . 21

Tabeller

3.1 Laddplatser i V¨aster˚as . . . 8 3.2 Antal godstransporter med lastbil per transportavst˚and 2019 (Tra-

fikanalys, 2020) . . . 10 3.3 Trafiken uppdelad i tre kategorier f¨or att best¨amma var och hur

fordonen laddas . . . 10 3.4 Laddeffekt och state of charge beroende p˚a laddplats . . . 13 4.1 Laster f¨or snabbladdning . . . 16

F¨ orklaring av uttryck

Laddare - Antalet laddare motsvarar hur m˚anga fordon som kan laddas samtidigt.

Laddpunkt - D¨ar fordonet ¨ar kopplat till laddaren, oftast genom en sladd. An- talet laddpunkter motsvarar hur m˚anga fordon som kan vara inkopplade samtidigt.

Lastskiftning - Lasten flyttas till en annan tidpunkt f¨or att effekten ska s¨ankas.

Opportunity charging/snabbladdning - N¨ar fordonet passar p˚a att ladda sam- tidigt som det st˚ar still p˚a grund av n˚agon annan anledning, till exempel av- och p˚alastning av varor kallas det f¨or opportunity charging p˚a engelska. I den h¨ar rap- porten anv¨ands snabbladdning som synonym till opportunity charging.

State of charge, SOC - Tillg¨anglig elektrisk kapacitet i batteriet, i %

1 Inledning

Enligt Sveriges klimatm˚al ska Sverige inte ha n˚agra nettoutsl¨app av v¨axthusgaser

˚ar 2045 (Naturv˚ardsverket, 2020). P˚a v¨agen dit finns delm˚al; till exempel ska ut- sl¨appen till ˚ar 2030 minska med 63% j¨amf¨ort med 1990, samt ska utsl¨appen fr˚an inrikes transporter (exklusive flyg) minska med 70% j¨amf¨ort med ˚ar 2010. Ut- sl¨appen inom transportsektorn hade minskat med 20% till 2019, vilket inneb¨ar att p˚a 10 ˚ar ska utsl¨appen minska med ytterligare 50%. Med detta som bakgrund f¨orutsp˚as majoriteten av st¨aders trafik bli elektrisk inom de n¨armsta 10 ˚aren. En elektrifiering av fordonsflottan inneb¨ar dock nya utmaningar f¨or eln¨atet och p˚a vissa platser kommer eln¨atet inte kunna leverera den effekt som beh¨ovs f¨or att ladda fordonen. L¨osningar som lastskiftning och smart laddning kommer beh¨ovas.

Aven energilager kan hj¨¨ alpa till att minska effekttopparna och h˚alla systemet i balans.

Idag st˚ar tunga transporter f¨or ca en tredjedel av utsl¨appen fr˚an transportsek- torn, och dessutom f¨orv¨antas transportarbetet att ¨oka med 26% till 2030 (Axels- son, 2020). Det tunga trafikarbetet ¨okade med 16% mellan 2010 och 2018, men under samma tid minskade utsl¨appen i branschen tack varje ¨okad anv¨andning av biodrivmedel och energieffektivare fordon. Utvecklingen av elektriska tunga for- don har g˚att snabbare ¨an f¨orv¨antat, f¨or endast n˚agra ˚ar sedan gjorde m˚anga bed¨omningen att tunga fordon aldrig skulle kunna elektrifieras. BIL Sweden och Fossilfritt Sverige f¨orutsp˚ar att 2030 kommer h¨alften av alla nyregistrerade tunga lastbilar, och 16% av den totala flottan, vara elektrisk (Fossilfritt Sverige, 2020).

Av den transporterade godsm¨angden st˚ar tung trafik f¨or mer ¨an tre fj¨ardedelar.

De flesta lastbilstransporter ¨ar dock korta, ca 75% av alla transport ¨ar kortare ¨an 100 km (Trafikanalys, 2020).

V¨aster˚as Stad har f˚att st¨od av Vinnova att g¨ora en f¨orstudie f¨or att samla akt¨orer och hitta l¨osningar till framtidens fordonsflotta. Medverkande i projektet tillsam- mans med V¨aster˚as Stad ¨ar ABB, M¨alardalens H¨ogskola, Thyni & Vikefors In- novation AB (Tvinn), M¨alarenergi, VafabMilj¨o, Bostadsaktiebolaget Mimer och Svealandstrafiken. Detta examensarbete utf¨ors hos Tvinn inom Vinnova-projektet.

KAPITEL 1. INLEDNING

1.1 M˚ al och syfte

Syftet med detta arbete var att g¨ora en systemanalys f¨or V¨aster˚as stad ¨over hur storskalig elektrifiering av tung trafik p˚averkar eln¨atet. En modell ska byggas f¨or var och n¨ar tunga fordon kommer laddas och med vilken effekt. Simulera ¨aven hur smart laddning och station¨ara energilager kan anv¨andas f¨or att hj¨alpa staden med kapacitetsutmaningar.

1.2 Fr˚ agest¨ allningar

De fr˚agest¨allningar som arbetet syftar till att besvara ¨ar:

• Vilket effektbehov kommer uppst˚a i V¨aster˚as 2030 f¨or laddning av elektriska tunga fordon?

• Hur kan effekttoppar s¨ankas med hj¨alp av energilager och smart laddning?

1.3 Avgr¨ ansningar

Rapporten tittar endast p˚a tunga fordon. L¨atta lastbilar registreras som person- bilar i de trafikm¨atningar som g¨ors, och d¨arf¨or finns det inte n˚agon l¨attillg¨anglig data. Rapporten tittar ¨aven framf¨or allt p˚a godstransporter, och inte fordon som r¨or sig inom till exempel ett industriomr˚ade. I studien har man valt att g¨ora en pro- gnos till 2030, d˚a det ¨ar ett ˚ar med m˚anga milstolpar, samt att transportbranschen kan antas vara relativt of¨or¨andrad inom ett s˚a kort tidsperspektiv.

2 Bakgrund

I det h¨ar kapitlet tas relevant bakgrundsinformation upp, i syfte att f¨orst˚a och kunna f¨olja rapporten. I kapitel 2.1 presenteras fakta om bussdep˚an i V¨aster˚as och de elektrisk bussar som k¨opts in. Kapitel 2.2 ber¨attar om godstransporter, 2.3 tar upp kapaciteten i eln¨atet i V¨aster˚as och slutligen f¨orklarar 2.4 hur laddning av fordon fungerar.

2.1 Bussdep˚ a

I V¨aster˚as ¨ar det Svealandstrafiken som k¨or lokaltrafiken. Idag har de ca 80 stads- bussar i trafik och under 2021 ska de f¨orsta 10 elektriska bussarna levereras. Alla bussar ska kunna laddas i en dep˚a under natten och bussarna ska ha en r¨ackvidd p˚a minst 200 km. Batterierna ber¨aknas beh¨ova bytas ut efter 6-7 ˚ar, och d˚a planerar man att beh˚alla de gamla batterierna i dep˚an och anv¨anda dem som energilager.

Bussens livsl¨angd ber¨aknas till 12-14 ˚ar, beroende p˚a hur l˚angt den k¨ort. Idag finns bussdep˚an p˚a Retortgatan i centrala V¨aster˚as, det finns dock planer p˚a att dep˚an ska flyttas, men var den nya dep˚an ska byggas ¨ar ¨annu ej best¨amt¹.

2.2 Godstransporter

De transporter som brukar innefattas i begreppet yrkesm¨assiga godstransporter

¨ar:

• Varuleveranser till butiker och kontor

• E-handelsleveranser

• Livsmedelleveranser till hotell, restauranger, caf´eer

• Bygg- och anl¨aggningstransporter

1Geert Schaap, Svealandstrafiken, intervju den 16 februari 2021

KAPITEL 2. BAKGRUND

• Transporter av avfall och ˚atervinningsmaterial

Leveranser g¨ors i en stor m¨angd olika fordon. De st¨orsta fl¨odena av gods sker till kedjebutiker i st¨ader, men de har ofta ett centraliserat distributionssystem vilket leder till att endast ett f˚atal leveranser g¨ors i veckan. D¨aremot f˚ar mindre motta- gare som specialbutiker, restauranger och kontor m˚anga sm˚a leveranser i veckan som kommer med mindre fordon. Rapporten Framtidens varulogistik i st¨ader (IVL Svenska Milj¨oinstitutet, 2020) presenterar en unders¨okning i Storbritannien som visar att kedjebutiker f˚ar 2-4 leveranser i veckan medan en specialbutik f˚ar 10-14 leveranser per vecka. En annan unders¨okning har gjorts f¨or leveranstrafiken till k¨opcentret Nordstan i G¨oteborg, den visar att 10% av leveranserna st˚ar f¨or tv˚a tredjedelar av godsvolymen. Det inneb¨ar att 90% av leveranserna endast leverar en tredjedel av godsvolymen.

2.3 Kapacitetsbrist

Kapaciteten p˚a eln¨atet som finns i V¨aster˚as idag ¨ar 355 MW och den som ¨annu ej anv¨ands ¨ar uppbokad, vilket g¨or att V¨aster˚as anses ha begr¨ansningar i kapacite- ten. Enligt Svenska Kraftn¨ats bed¨omning kommer behovet ˚ar 2026 vara 410 MW och 455 MW ˚ar 2030. Den enda planerade ˚atg¨arden i dagsl¨aget ¨ar en installation av en h¨ogtemperaturlina. V¨aster˚as f¨orv¨antas v¨axa p˚a grund av ¨okad industri och urbanisering. Idag finns inga f¨orfr˚agningar som st˚ar utan kapacitet, men Sweco g¨or bed¨omningen att det kan bli ett problem n¨ar de kommande 100 MW ¨ar bokade.

V¨aster˚as kommer vara beroende av f¨orst¨arkningen av eln¨atet norrut, vilka ¨ar l˚anga och stora projekt med risker f¨or intressekonflikter som kan leda till l˚anga ledtider.

D¨arf¨or ¨ar det n¨odv¨andigt f¨or V¨aster˚as att i god tid unders¨oka vilka m¨ojligheter som finns f¨or dem att motverka en kommande kapacitetsbrist (Energimarknadsin- spektionen, 2020).

2.4 Laddning

Det finns olika typer av laddare som ger olika maxeffekt. En vanlig hemmaladdare till elbilen laddar vanligtvis med 3,5 kW. F¨or en bil med 80 kWh som maximal batterikapacitet tar det d˚a ca 17 timmar att ladda fr˚an 10% till 90%. Detta ¨ar inte ett problem f¨or den som anv¨ander bilen till och fr˚an jobbet och d¨arf¨or s¨allan laddar ur batteriet helt, men f¨or tunga fordon som k¨or hela dagen och har betydligt st¨orre batterier s˚a r¨acker inte det. Snabbladdning inneb¨ar att fordonet laddas med h¨ogre effekt. Idag finns det snabbladdare som kan ge upp till 320 kW (ADS-TEC, n.d.), och det tillverkas laddare som ska kunna ge 350 kW. F¨or att h˚alla livstiden f¨or ett batteri s˚a l˚angt som m¨ojligt s˚a b¨or batteriets state of charge h˚allas mellan 20-80%.

KAPITEL 2. BAKGRUND

L˚angsammare laddning ger ¨aven l¨agre p˚afrestning p˚a batteriet (Hesselman, 2020).

2.4.1 Smart laddning

Direkt laddning inneb¨ar att batteriet laddas fullt n¨ar det kopplas in. Smart ladd- ning inneb¨ar att laddningen av batteriet kan f¨orskjutas eller g¨oras l˚angsammare.

Vad smart laddning inneb¨ar mer i detalj beror vem eller vad tj¨ansten ¨ar till f¨or. Vid systemfokuserad smart laddning styrs laddningen f¨or att skapa nytta f¨or eller s¨anka belastningen p˚a eln¨atet. Vid kundfokuserad smart laddning styrs laddningen efter kundens behov, till exempel vid l˚agt elpris eller efter fastighetens s¨akringsniv˚a.

Ifall systemfokuserad laddning kommer i konflikt med kundens behov s˚a f¨orv¨antar sig kunden en rimlig ers¨attning. Smart laddning kan ske p˚a m˚anga s¨att, det som

¨ar viktigt ¨ar att bilen och systemet ¨ar uppkopplat f¨or att det ska kunna styras (Power Circle, 2020).

3 Teori och Metod

I det h¨ar kapitlet f¨orklaras n¨odv¨andig teori f¨or att f¨orst˚a modellen samt metoden f¨or hur modellen ¨ar uppbyggd. Kapitel 3.1 g˚ar igenom bussdep˚an, kapitel 3.2 g˚ar igenom hur man genom att analysera trafikfl¨oden f¨orutsp˚ar laddplatser i V¨aster˚as.

Kapitl 3.3 tar upp hur laddningen av fordon g˚ar till i modellen och kapitel 3.4 tar upp teori f¨or laddning.

3.1 Bussdep˚ a

Enligt WSP, 2018, ¨ar den genomsnittliga br¨ansleanv¨andningen f¨or elektriska bus- sar 2 kWh/km. Den faktiska br¨anslef¨orbrukningen beror p˚a ˚arstid, v¨ader och un- derlag. I ber¨akningarna fr˚an WSP kommer bussen ¨aven v¨armas elektriskt, vilket d˚a ing˚ar i br¨ansleanv¨adningen. Geert Schaap¹ fr˚an Svealandstrafiken bekr¨aftar att de r¨aknar p˚a 2 kWh/km trots att de inte kommer anv¨anda elektricitet i huvudsak f¨or att v¨arma bussarna. Bussarna kommer v¨armas med fj¨arrv¨arme i dep˚an, och vid behov v¨arms de med HVO under f¨ard. Det ¨ar dock m¨ojligt att anv¨anda batteriet till uppv¨armning om det vore n¨odv¨andigt.

Enligt Geert Schaap ska varje buss kunna laddas med max 150 kW och minst 50 kW, och batteriernas kapacitet ¨ar 450 kWh. Ett dokument tillhandagavs med avg˚angstid och ankomsttid i dep˚an f¨or varje buss, inklusive alla turer bussen ˚aker.

Den ungef¨arliga l¨angden p˚a varje busslinje togs fram genom Google Maps.

Utifr˚an detta utvecklades en modell i Python, d¨ar indata ¨ar avg˚angstid och an- komsttid till bussdep˚an, str¨ackan bussen k¨or samt batteriets kapacitet. Utdata ¨ar en graf med effektuttaget i bussdep˚an, med tidsuppl¨osning p˚a minuten. Av de totalt 79 bussarna var det 52 bussar fr˚an k¨orschemat som kunde elektrifieras. Res- ten av bussarna hade f¨or l˚ang k¨orstr¨acka f¨or att klara sig med ett batteri p˚a 450 kWh d˚a br¨anslef¨orbrukningen ber¨aknades till 2 kWh/km. Modellen antog att alla bussar hade en egen laddpunkt f¨or att det inte ska beh¨ovas en person som flyttar

1Geert Shaap, Svealandstrafiken, intervju den 16 februari 2021

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

sladdar mellan bussar under natten. N¨ar en buss ankommer till dep˚an s˚a st¨alls den i k¨o f¨or laddning. K¨on sorteras efter avg˚angstid, s˚a att bussen med kortast tid i dep˚an laddas f¨orst. D¨arefter tilldelas bussarna laddare. Figur 3.1 visar hur modellen ¨ar uppbygd.

Figur 3.1: Fl¨odesschema f¨or simulering av bussdep˚a. Bussarna i k¨o prioriteras s˚a att den som ska avg˚a f¨orsta laddas f¨orst. Den totala laddeffekten s¨anks genom att s˚a f˚a laddare som m¨ojligt anv¨ands.

3.2 Analys Trafikfl¨ ode

Trafikverket g¨or m¨atningar av trafikfl¨odet p˚a statliga v¨agar. Det finns tre st¨orre v¨agar genom V¨aster˚as: E18 g˚ar rakt igenom staden, v¨ag 66 och v¨ag 56 kommer fr˚an nordv¨ast respektive nord¨ost och mynnar ut i E18. Trafikverkets m¨atare kan dela upp lastbilar i fyra kategorier, tv˚a- och treaxlig dragbil med eller utan sl¨ap (Trafikverket, 2021). Lastbilar i m¨atningarna definieras som fordon med ¨over 330 cm mellan axelparet². Detta utesluter de allra flesta l¨atta lastbilar. Figur 3.2 visar att trafikfl¨odet ¨over dygnet varierar mycket, men n¨ar det g¨aller typ av fordon s˚a visar figur 3.2b att det framf¨or allt ¨ar den minsta typen av fordon som varierar mest ¨over dygnet.

Trafikia gjorde 2019 och 2020 trafikm¨atningar p˚a 43 respektive 67 punkter ˚at V¨aster˚as Stad (Trafikia, 2019)(Trafikia, 2020). I den h¨ar rapporten analyserades m¨atningarna fr˚an Trafikverket och Trafikia och fann vilka trafikleder var de h¨ogst belastade med tung trafik. Utifr˚an denna analys tillsammans med en analys av industri- och handelsomr˚aden i V¨aster˚as, valdes 9 viktiga platser f¨or laddning av tunga fordon, se figur 3.3 samt tabell 3.1. I figuren visar de svarta ringarna viktiga omr˚aden f¨or snabbladdning vid av- och p˚alastning. De orange ringarna visar var

2Per-Olov Granberg, Trafikverket, e-mailkonversation den 30 mars 2021

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

(a) Veckovariation (b) Typ av fordon

Figur 3.2: Fl¨oden av tung trafik i V¨aster˚as

det troligtvis kommer finnas lastbilsdep˚ar, och de lila ringarna visar troliga platser f¨or publik laddning av tunga fordon.

Tabell 3.1: Laddplatser i V¨aster˚as

Plats Typ av laddning Platsbeskrivning

H¨alla Snabbladdning Handelsomr˚ade, snabbladdning vid lastkaj Erikslund Snabbladdning Handelsomr˚ade, snabbladdning vid lastkaj Tunbytorp Snabbladdning Industriomr˚ade, snabbladdning vid lastkaj Sj¨ohagen Snabbladdning Industriomr˚ade, snabbladdning vid lastkaj Centrum Snabbladdning Handelsomr˚ade, snabbladdning vid lastkaj

H¨alla Lastbilsdep˚a Finns minst 2 lastbilsdep˚aer idag Hacksta Lastbilsdep˚a Finns minst 2 lastbilsdep˚aer idag V¨astra E18 Publik laddning Idag rastplats och tankstation f¨or tung trafik

Ostra E18¨ Publik laddning Idag finns inget h¨ar

3.3 Laddning av lastbilar

Hur fordonen laddas i modellen beror mycket p˚a vilken typ av transport de utf¨or.

I tabell 3.2 presenteras hur l˚anga transportresorna ¨ar i Sverige. Som man kan se ¨ar de flesta transporter under 5 mil l˚anga. Denna information anv¨andes f¨or att dela upp trafiken i tre kategorier, se tabell 3.3, f¨or att best¨amma laddningsm¨onster f¨or fordon som ˚aker olika l˚anga str¨ackor.

Ett antagande gjordes, att fordon som utf¨or en resa per dag kommer ladda p˚a publika laddstationer under lunch och natt. Fordon som utf¨or tv˚a resor per dag kommer ladda p˚a dep˚a f¨ore och efter transport. F¨or fordon som g¨or m˚anga resor

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

Figur 3.3: Viktiga punkter i V¨aster˚as f¨or laddning av tunga fordon. (Kartda- ta@2021 Google).

per dag s˚a kommer h¨alften av fordonen ladda i dep˚a ¨over natt och h¨alften av fordonen kommer anv¨anda sig av snabbladdning under p˚a- och avlastning.

3.3.1 Modell

Datan fr˚an trafikm¨atningarna ger fordon per timme, men simuleringen i Python

¨ar per minut. F¨or att g¨ora simuleringen mer realistisk s˚a slumpades det vilken minut under timmen som fordonet ankom till laddstationen. Det slumpades ¨aven vilket state of charge fordonet hade vid ankomst, eftersom att laddeffekten beror p˚a state of charge. I simuleringarna f¨or snabbladdning laddades fordonen i 10 mi- nuter och batteriets state of charge l˚ag mellan 22% och 100%. Fordonen laddas direkt och varje omr˚ade med snabbladdning har ¨aven ett energilager som startar n¨ar den totala lasten n˚ar en viss niv˚a, f¨or att kapa effekttopparna fr˚an eln¨atet.

Energilagret har kapaciteten 100 kWh och laddas upp med 85 kW. I simulering- arna f¨or dep˚aer och laddstationer s˚a stannar fordonet i 8 timmar och SOC ligger mellan 11% och 44%. D¨ar anv¨ands smart laddning genom begr¨ansat antal laddare och l¨agre laddeffekt s˚a att maxlasten blir s˚a l˚ag som m¨ojligt. Alla fordon antas ha en egen laddpunkt f¨or att det inte ska beh¨ova utf¨oras n˚agot manuellt arbe- te n¨ar fordonen laddas. Batteriets storlek p˚averkar hur l˚angt ett fordon tar sig och hur laddningen ser ut. Scania har lastbilar med batterier fr˚an 165 kWh (Sca-

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

Tabell 3.2: Antal godstransporter med lastbil per transportavst˚and 2019 (Trafika- nalys, 2020)

Transportl¨angd Andel transporter

0-9 km 24%

10-24 km 25%

25-49 km 15%

50-99 km 12%

100-149 km 8%

150-299 km 10%

300-499 km 4%

500+ km 2%

Tabell 3.3: Trafiken uppdelad i tre kategorier f¨or att best¨amma var och hur fordo- nen laddas

Antal resor per dag Andel (Transportl¨angd)

≥ 3 resor per dag 76% (0-99 km) Tv˚a resor per dag 18% (100-299 km) En resa per dag 6% (300+ km)

nia, n.d.) och Volvos tunga lastbilar har batterier upp till 540 kWh (Volvo, n.d.).

I modellen antas alla fordon ha ett batteri med maximal kapacitet p˚a 450 kWh f¨or att f¨orenkla modellen. Figur 3.4, 3.5 och 3.6 visar hur simuleringen ¨ar uppbygd.

Inga av m¨atningarna tar h¨ansyn till om ett fordon registreras flera g˚anger. I si- muleringen har man anpassat siffrorna f¨or att ta h¨ansyn till detta. Till exempel i Tunbytorp, d¨ar det endast finns en v¨ag in i omr˚adet, s˚a har antalet fordon hal- verats mot m¨atningarna d˚a antagandet gjorts att alla fordon m¨ats b˚ade p˚a v¨ag in och p˚a v¨ag ut. Trafikias data ¨ar endast uppdelat i riktning f¨or leder d¨ar sepa- rata m¨atningar gjorts f¨or b˚ada riktningarna. I alla Trafikverkets m¨atningar visas riktning. Detta b¨or dock inte ha n˚agon p˚averkan p˚a resultatet. Trafikfl¨odet som ber¨aknades var en genomsnittlig siffra och alla ber¨akningar ¨ar gjorde p˚a siffror f¨or vardagar. En analys gjordes hur mycket det skilde sig mellan olika dagar. Man kom fram till att det var stor skillnad mellan helg och vardag och delade d¨arf¨or upp trafikfl¨oden i tv˚a. P˚a helgen var det mycket mindre trafik s˚a d˚a blir effektbehovet l¨agre. Alla simuleringar ¨ar gjorda f¨or vardagar.

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

Figur 3.4: Fl¨odesschema f¨or simulering av laddning av lastbilar i lastbilsdep˚a och laddstation. Den totala laddeffekten s¨anks genom att s˚a f˚a laddare som m¨ojligt anv¨ands.

Figur 3.5: Fl¨odesschema f¨or simulering av snabbladdning av fordon. Alla fordon laddas direkt under 10 minuter.

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

Figur 3.6: Fl¨odesschema f¨or energilager vid snabbladdning. Energilagret startar n¨ar den totala effekten fr˚an snabbladdningen uppn˚at en viss gr¨ans.

KAPITEL 3. TEORI OCH METOD

3.4 Laddeffekt beroende av state of charge

State of charge, f¨orkortat SOC, ber¨aknas genom

SOC = Tillg¨anglig kapacitet i batteriet

Maximal kapacitet i batteriet (3.1) State of charge har en stor inverkar p˚a laddeffekten. Normalt ¨ar laddeffekten som h¨ogst n¨ar SOC ¨ar v¨aldigt l˚agt, och n¨ar SOC ligger runt 90% s˚a kommer laddeffeken vara v¨aldigt l˚ag. Hur kurvan d¨aremellan ser ut varierar kraftigt mellan fordon. I den h¨ar rapporten har man valt att fordonet laddas med maximal effekt till en viss punkt (SOC_max) och sedan sjunker effekten linj¨art ner till l¨agsta laddeffekt vid ett specifikt SOC (SOC_min).

Laddeffekt =







H¨ogsta effekt om SOC ≤ SOC_max L¨agsta effekt om SOC ≥ SOC_min

kx + m om SOC_max< SOC < SOC_min k = Minsta effekt - h¨ogsta effekt

SOCmin−SOC_max , x = (SOC - SOC_max), m = h¨ogsta effekt

Figur 3.4 visar vilka v¨arden de olika variablerna har i simuleringen beroende p˚a laddplats. V¨ardena som valts ¨ar uppskattningar.

Tabell 3.4: Laddeffekt och state of charge beroende p˚a laddplats

Laddtyp Max laddeffekt[kW] /SOC_max[%] Min laddeffekt[kW] / SOC_min[%]

Bussdep˚a 150 / 50 30 / 100

Snabbladdning 350 / 30 20 / 90

Lastbilsdep˚a 100 / 50 30 / 90

Publik laddstation 100 / 50 30 / 90

4 Resultat

I det h¨ar kapitlet presenteras de resultat som man kommit fram till genom si- muleringarna. Effektbehovet min direkt laddning och smart laddning i bussdep˚a, lastbilsdep˚a, laddplats och snabbladdning.

4.1 Bussdep˚ a

Bussdep˚an i V¨aster˚as med 52 elektriska bussar som laddas med lastf¨orskjutning f¨or att s¨anka total effekten s˚a mycket som m¨ojligt visas i figur 4.1. Det finns 6 laddare i bussdep˚an och bussarna laddas med 150 kW som mest och 30 kW som minst.

Maxeffekten fr˚an laddningen av bussarna blir 900 kW. Figur 4.2 visar exempel p˚a effektbehovet vid direkt laddning och n¨ar laddeffekten s¨anks fr˚an 150 kW till 100 kW. Vid direkt laddning (figur 4.2a) har alla bussar en egen laddare och bussen b¨orjar ladda fr˚an att den kopplas in. Vid direkt laddning blir effektuttaget 3268 kW. N¨ar laddeffekten s¨anks till 100 kW (figur 4.2b) beh¨ovs det 12 laddare ist¨allet f¨or 6 laddare f¨or att alla bussar ska hinna laddas f¨ardigt. Det leder till att det maximala effekuttaget blir 1155 kW.

4.2 Lastbilsdep˚ a

Det kommer finnas tv˚a lastbilsdep˚ar f¨or laddning i V¨aster˚as, en i H¨alla och en i Hacksta. D¨ar kommer lastbilarna ladda i 8 timmar under natten. Totalt har 80 fordon sin utg˚angspunkt i varje dep˚a. Vid direkt laddning, figur 4.3b ¨ar det maximala effektuttaget 3805 kW. Vid smart laddning, figur 4.3a ¨ar effektuttaget 2036 kW. Den maximala laddeffekten i lastbilsdep˚an ¨ar 100 kW och vid smart laddning finns det 23 laddare. Som mest befinner sig 77 fordon i dep˚an samtidigt.

KAPITEL 4. RESULTAT

Figur 4.1: Bussdep˚a med smart laddning

4.3 Publik laddning

Det kommer finns tv˚a publika laddstationer f¨or tung trafik. De kommer befinna sig p˚a ¨oster respektive v¨aster sida om V¨aster˚as och ligger l¨angs med E18. Vid lastskiftning i den publika laddstationen r¨acker det med 10 laddare och maxlasten blir 890 kW. Vid direkt laddning har varje fordon en egen laddare, som mest 24 fordon, och den maximala lasten blir 1109 kW, se figur 4.4.

4.4 Snabbladdning

Snabbladdning sker inte i specifika dep˚aer utan ¨ar utspridd ¨over ett litet st¨orre omr˚ade. Snabbladdningen ¨ar ¨aven kortare och mer oregelbunden ¨ar laddningen i dep˚a. D¨arf¨or ¨ar det inte m¨ojlig att anv¨anda lastskiftning f¨or att minska effekttop- parna, ist¨allet anv¨ands energilager i dessa omr˚aden. Med 100 kWh i varje energi- lager kunde den maximala lasten p˚a eln¨atet halveras f¨or alla 5 platser, se tabell

KAPITEL 4. RESULTAT

(a) Direkt laddning med laddeffekt 150 kW (b) Smart laddning med laddeffekt 100 kW Figur 4.2: Bussdep˚a vid direkt laddning samt med 100 kW laddeffekt

4.1. Grafer f¨or effektuttaget p˚a alla 5 platser visas i figur 4.5, 4.6 och 4.7.

Tabell 4.1: Laster f¨or snabbladdning

Plats Start f¨or batteri [kW] Maxlast [kW]

H¨alla 600 1204

Erikslund 500 1035

Tunbytorp 700 1177

Sj¨ohagen 700 1467

Centrum 500 1107

4.5 Totalt effektbehov

Figur 4.8 visar det totala effektbehovet i V¨aster˚as p˚a grund av laddning av tunga fordon. Med smart laddning s˚a kommer det 2030 beh¨ovas ca 6 MW f¨or att lad- da alla tunga fordon. Om endast direkt laddning anv¨ands s˚a kommer det kr¨avas dubbelt s˚a mycket effekt.

KAPITEL 4. RESULTAT

(a) Effektbehov vid smart laddning (b) Effektbehov vid direkt laddning Figur 4.3: Effektbehov i lastbilsdep˚a

(a) Effektuttag vid smart laddning (b) Effektuttag vid direkt laddning Figur 4.4: Effektuttaget i en publik laddstation

KAPITEL 4. RESULTAT

(a) Snabbladdning i H¨alla (b) Snabbladdning i Erikslund Figur 4.5: Snabbladdning i handelsomr˚aden

(a) Snabbladdning i Tunbytorp (b) Snabbladdning i Sj¨ohagen Figur 4.6: Snabbladdning i handelsomr˚aden

KAPITEL 4. RESULTAT

Figur 4.7: Snabbladdning i Centrum

Figur 4.8: Ett dygns effektuttag i V¨aster˚as till laddning av tunga fordon

5 Diskussion

I det h¨ar kapitlet diskuteras resultaten. En k¨anslighetsanalys ¨ar utf¨ord och det ges f¨orslag p˚a vidare studier.

5.1 Resultat

I V¨aster˚as finns 9 platser f¨or laddning av lastbilar samt en bussdep˚a som kommer kr¨ava h¨oga effektuttag i framtiden. De h¨ogsta effekttopparna kan dock s¨ankas be- tydligt genom smart laddning och energilager. Det totala effektbehovet i V¨aster˚as till f¨oljd av laddning av tung trafik kan s¨ankas med 50% med dessa till¨ampningar, fr˚an 12 MW till 6 MW. Figur 5.1 ¨ar tillhandagiven fr˚an M¨alarenergi och visar lastprognosen i V¨aster˚as fram till 2030, samt prognosen f¨or det tillg¨angliga ef- fekten. Enligt M¨alarenergi¹ ¨ar laddning av tung trafik inte medr¨aknad i lastpro-

Figur 5.1: Lastprognoser fr˚an M¨alarenergi

1Helena Olss´en, M¨alarenergi AB, e-mailkonversation den 21 maj 2021

KAPITEL 5. DISKUSSION

gnosen. Figur 5.1 visar att mellan 2023 och 2030 kommer det vara sv˚art att till- handah˚alla den efterfr˚agade effekten. 2030 ska det bli mer effekt tillg¨angligt fr˚an region- och stamn¨atet, s˚a l¨ange deras tidsplaner inte blir f¨orsenade. Detta visar att alla t¨ankbara s¨att att s¨anka effektbehovet kommer vara viktiga att utreda.

5.2 K¨ anslighetsanalys

I figur 5.2 presenteras en k¨anslighetsanalys d¨ar figur 5.2a visar det totala effekt- behovet i V¨aster˚as om det var 25% mer elektrisk trafik, det vill s¨aga att 20% av den totala flottan av tunga fordon skulle elektrifieras till 2030. Figur 5.2b visar ist¨allet det totala effektbehovet om elektrifieringen vore 25% mindre, vilket skulle motsvara 12% av den totala tunga fordonsflottan.

(a) 25% mer trafik (b) 25% mindre trafik

Figur 5.2: K¨anslighetsanalys med 25% mer och 25% mindre trafik

5.3 Metod och data

5.3.1 Trafikm¨ atningar

Trafikdatan som anv¨andes kom fr˚an Trafikverket och Trafikia. M¨atningarna p˚a v¨ag 56 gjordes i juni, september och november 2018. M¨atningarna p˚a v¨ag 66 gjordes i november, augusti, juni och februari samma ˚ar. M¨atningarna p˚a E18 gjordes ja- nuari, april, juli och oktober. Varje m¨atning gjorts under 2 till 5 dygn i str¨ack. Att flera m¨atningar ¨ar gjorde p˚a olika tider p˚a ˚aret g¨or att eventuella s¨asongsvariation f¨orsvinner. M¨atningarna av Trafikia 2020 gjordes i september och m¨atningarna 2019 gjordes i maj. Att m¨atningarna endast gjordes under en vecka p˚a ˚aret bety- der att de kan vara p˚averkade av s¨asongsvariation.

KAPITEL 5. DISKUSSION

F¨or att g¨ora simuleringarna mer realistiska s˚a slumpades det vilken tid under tim- men som fordonet ankom, samt vilket state of charge fordonet hade. Detta gjorde att varje simulering skilde sig n˚agot ˚at. Ibland ledde detta till v¨aldigt h¨oga spetsar i effektbehovet. N˚agot som skulle kunna utveckla modellen vore att k¨ora simule- ringen m˚anga g˚anger f¨or att f˚a ett mer genomsnittligt resultat.

5.3.2 Laddplatser

Siffran f¨or antalet fordon i lastbilsdep˚aerna har tagits fram i en kombination av antalet fordon som passerar d¨ar, hur m˚anga fordon som finns p˚a de nuvarande dep˚aerna, och en f¨oruts¨agelse om att p˚a dessa platser kommer det finnas m¨ojlighet att hyra plats f¨or sitt fordon. Idag finns det m˚anga sm˚a ˚akerier som inte har dep˚aer, och f¨oretag som Bring ¨ager inte n˚agra fordon, utan det ¨ar ˚akarna som ¨ager sina egna fordon och parkerar dem hemma. D˚a m˚anga bor i l¨agenhet och parkerar bilen p˚a gatan s˚a kan det bli n¨odv¨andigt med uthyrning av dep˚aplats med laddning. I Hacksta finns idag en s˚adan dep˚a, men den har ingen m¨ojlighet f¨or laddning². F¨or bussdep˚an s˚a valde man att utg˚a ifr˚an det k¨orschema som finns idag, d¨arf¨or har endast 52 av 79 bussar elektrifierats i modellen. F¨or att alla bussar skulle kunna elektrifieras s˚a m˚aste antingen rutterna kortas ner f¨or de ˚aterst˚aende bussarna eller s˚a m˚aste det finna snabbladdning p˚a n˚agon plats d¨ar det g˚ar snabbt och enkelt f¨or bussarna att ladda. Den st¨orsta kostnaden f¨or bolaget ¨ar personalkostnaden, d¨arf¨or ¨ar det inte optimalt att k¨ora till dep˚an f¨or att byta till en fulladdad buss under dagen. Eventuellt skulle modellen f¨or bussdep˚an f¨orb¨attras n˚agot d˚a k¨on av bussar endast sorteras efter vilken buss som avg˚ar f¨orst och inte vilket state of charge bussarna har.

5.3.3 Laddning

I dessa simuleringar har s˚a l˚ag maxeffekt som m¨ojligt varit det fr¨amsta m˚alet, d˚a det ¨ar effektbrist i V¨aster˚as som ¨ar det st¨orsta problemet. Man har d¨arefter velat ha s˚a sm˚a energilager och s˚a f˚a laddare som m¨ojligt, f¨or att kostnaden ska bli s˚a liten som m¨ojligt. Man har antagit att alla fordon har en egen laddpunkt och att laddarna ¨ar kopplade till alla laddpunkter, s˚a att fordonen laddas i en viss prioritering. Olika laddare fungerar p˚a olika s¨att. Till exempel kan en laddare ha 150 kW i effekt och tre laddpunkter. Det betyder att ett fordon kan laddas med 150 kW eller s˚a kan tre fordon laddas med 50 kW. Eftersom att olika laddare ser v¨aldigt olika ut och utvecklingen inom tekniken g˚ar fort s˚a har man i den h¨ar rapporten

2Receptionist M4, telefonsamtal den 3 maj 2021

KAPITEL 5. DISKUSSION

antagit det simplaste antagandet. Att alla fordon har en egen laddpunkt ¨ar ¨aven viktigt d˚a den st¨orsta kostnaden f¨or f¨oretag ¨ar arbetskostnaden. Det ¨ar aldrig ekonomiskt h˚allbart att beh¨ova ha en person p˚a plats som kan flytta laddpunkter mellan fordon. Detta ¨ar ¨aven varf¨or all laddning av fordonen b¨or ske i dep˚a under natten eller under av- och p˚alastning av varor.

5.4 Vidare studier

F¨orslag p˚a vidare studier ¨ar att utf¨ora kostnadskalkyler f¨or f¨or alla laddstatio- ner. Ifall laddpunkter kostar v¨aldigt mycket, eller om laddarna inte ¨ar tillr¨ackligt flexibla i att byta laddpunkt s˚a kan laddschemat beh¨ova ¨andras. Storleken p˚a energilagren ¨ar ocks˚a en v¨aldigt viktig parameter och d¨ar beh¨over man finna ett optimum. Eftersom att den st¨orsta delen av snabbladdningen sker p˚a dagtid s˚a skulle det ¨aven vara v¨aldigt intressant att titta p˚a ifall det vore m¨ojligt att instal- lera solceller till energilagren.

Energilager skulle ¨aven kunna anv¨andas till sekund¨ar inkomster, dels som st¨od till eln¨atet och dels f¨or att ˚aterbetalningstiden p˚a lagret ska bli kortare. Det finns olika st¨odtj¨anster som ett energilager kan st˚a f¨or, och p˚a s˚a s¨att skapa en sekund¨ar inkomst. Nedan kommer exempel p˚a st¨odtj¨anster som skulle kunna vara relevanta om energilager implementeras.

5.4.1 Flexibilitetsmarknaden

Med allt mer variabel energiproduktion som sol och vind i energisystemet s˚a blir det sv˚arare att p˚averka systemet. Detta kan framf¨or allt bli ett problem under kalla och vindstilla vinterdagar, n¨ar energianv¨andning g˚ar upp markant. Flexibili- tetsmarknaden ¨ar ett s¨att f¨or elproducenter och elkonsumenter att f˚a en inkomst genom att motverka kapacitetsbrist i eln¨atet. Vid behov ska elproducenten starta elproduktion och elkonsumenten minska elproduktionen, f¨or att hj¨alpa stabilisera frekvensen i elsystemet (Svenska Kraftn¨at, 2020).

5.4.2 Minskning av flaskhalsar

Ifall det finns kapacitetsbrist i n¨atet s˚a kan ett energilager motverka detta genom att ladda n¨ar efterfr˚agan ¨ar l˚ag och ladda ur n¨ar efterfr˚agan ¨ar h¨og.

KAPITEL 5. DISKUSSION

5.4.3 Minskade kostnader mot ¨ overliggande n¨ at

Lokala n¨at har avtal med ¨overliggande regionala n¨at om hur h¨og effekt som f˚ar tas ut. Ifall lokaln¨atet tar ut h¨ogre effekt ¨an vad som ¨ar till˚atet enligt avtalet s˚a m˚aste de betala en straffavgift. Detta kan f¨orebyggas med hj¨alp av energilager (Power Circle, 2016).

5.5 Framtiden

I bakgrunden n¨amndes att 90% av alla transporter endast levererar en tredjedel av all godsvolym. I framtiden kanske detta kan l¨osas genom att ha lager utanf¨or centrum d¨ar mindre gods l¨amnas och d¨arifr˚an k¨ors de ut med dr¨onare. P˚a detta s¨att skulle m˚anga mindre transporter f¨orsvinna och det skulle bli mindre tung trafik i st¨aderna. Digitaliseringen och uppkopplingen ¨ar garanterat n˚agot som kommer leda till effektivare transporter, hur de ¨an ser ut.

6 Slutsats

Till 2030 kommer 16% av flottan av tunga fordon vara elektriska vilket kommer s¨atta stor press p˚a eln¨atet. V¨aster˚as har idag ingen ledig kapacitet, och M¨alarenergi f¨orutsp˚ar att det inte kommer vara m¨ojligt att tillgodose all ¨onskad effekt fr˚an ca 2023. ˚Ar 2030 ska utbyggnader av eln¨atet norrifr˚an vara f¨ardigst¨allda och ge V¨aster˚as mer effekt, s˚a l¨ange projekten inte blir f¨orsenade. Denna studie har lo- kaliserat 10 platser i V¨aster˚as d¨ar det troligtvis kommer ske laddning av tunga fordon 2030. I 5 fall sker snabbladdning vid av- och p˚alastning vid lastkajer. D¨ar passar det bra med energilager f¨or att sk¨ara ner effekttopparna. Kapaciteten fr˚an energilagret anv¨ands n¨ar den totala effekten n˚ar en viss gr¨ans. Dessa energilager kan ocks˚a f¨orhindra utgift d˚a de f¨orhindrar ¨overuttag fr˚an det ¨overliggande n¨atet.

P˚a 5 platser kommer det finnas publika laddstationer eller eller dep˚aer, varav en bussdep˚a, d¨ar fordon laddar under l¨angre tid p˚a natten. D¨ar blir effektuttagen stora och konstanta, d¨arf¨or anv¨ands smart laddning i form av lastf¨orskjutning. P˚a s˚a s¨att s¨anks b˚ade maxeffekten och det kr¨avs f¨arre antal laddare. Om all laddning i V¨aster˚as skulle ske genom direkt laddning blir det totala effektbehovet 12 MW.

Om energilager och smart laddning implementeras s¨anks effektbehovet till 6 MW.

Litteratur

ADS-TEC (n.d.). StoraXe® HPC Booster / Dispenser.

https://www.ads-tec.de/en/energy-storage/industrial-infrastructure/

hpc-booster-dispenser/storaxe-hpc-booster-dispenser.html. [H¨amtad 2021-05-19].

Axelsson Svante och Bergman, Mattias (2020). Planera nu f¨or en snabb elektrifi- ering av tung trafik. Dagens Industri, 25 september.

https://www.di.se/debatt/planera-nu-for-en-snabb-elektrifiering- av-tung-trafik/. [H¨amtad 2021-04-14].

Energimarknadsinspektionen (2020). Kartl¨aggning av hur planerade n¨atinvesteringar avhj¨alper kapacitetsbrist i eln¨atet.

https://www.ei.se/download/18.5f8cc396177db5159bd9cf8/1615306149359/

SWECO-Kartl%C3%A4ggning-av-hur-planerade-n%C3%A4tinvesteringar- avhj%C3%A4lper-kapacitetsbrist.pdf.

Fossilfritt Sverige (2020). F¨ardplan f¨or fossilfri konkurrenskraft: Fordonsindustrin - tunga fordon.

https://www.bilsweden.se/seminarier- 1/seminarier/fardplan- for- tunga-fordon.

Hesselman, Gustaf (2020). Laddning av elbilar. Lasingoo [blogg]. 24 februari.

https://blogg.lasingoo.se/laddning-av-elbilar/. [H¨amtad 2021-05-22].

IVL Svenska Milj¨oinstitutet (2020). Framtidens varulogistik i st¨ader.

http : / / www . sou . gov . se / wp - content / uploads / 2020 / 04 / Framtidens - varulogistik-i-st%C3%A4der-IVL.pdf.

Naturv˚ardsverket (2020). Sveriges klimatm˚al och klimatpolitiska ramverk.

https://www.naturvardsverket.se/Miljoarbete-i-samhallet/Miljoarbete- i- Sverige/Uppdelat- efter- omrade/Klimat/Sveriges- klimatlag- och- klimatpolitiska-ramverk/. [H¨amtad 2021-02-15].

LITTERATUR

Power Circle (2016). Potentialen f¨or lokala energilager i distributionsn¨aten.

https://powercircle.org/lokala-energilager-i-distributionsnaten/.

— (2020). Smart laddning p˚a Gotland.

https://powercircle.org/smart-laddning-gotland.pdf.

Scania (n.d.). Scanias ellastbil.

https://www.scania.com/se/sv/home/experience- scania/news- and- events/News/archive/2020/09/Scanias- ellastbil.html. [H¨amtad 2021- 05-22].

Svenska Kraftn¨at (2020). sthlmflex.

https://www.svk.se/sthlmflex. [H¨amtad 2021-02-11].

Trafikanalys (2020). Godstrafikens l¨angd 2019.

https://www.trafa.se/vagtrafik/lastbilstrafik/.

Trafikia (2019). Trafikrapport. Privat kommunikation 1 februari 2021.

— (2020). Trafikrapport. Privat kommunikation 1 februari 2021.

Trafikverket (2021). V¨agtrafikfl¨odeskartan.

https://vtf.trafikverket.se/SeTrafikinformation. [H¨amtad 2021-03- 24].

Volvo (n.d.). Volvo FH Electric.

https://www.volvotrucks.se/sv- se/trucks/trucks/volvo- fh/volvo- fh-electric.html. [H¨amtad 2021-05-22].

WSP (2018). Framtidens kollektivtrafik i V¨aster˚as: Delprojekt 3 Elbussar.

https://regionvastmanland.se/globalassets/regionvastmanland.se/

politik/moteshandlingar-2018/rf-2018/rf-2018-06-19/bilaga-12-a- rapport-elbussar.pdf.