Elektrisk väg
En elektrisk väg , eroad eller elektrisk vägsystem (ERS) är en väg som levererar elektrisk kraft till fordon som färdas på den. Vanliga implementeringar är kraftledningar ovanför vägen och marknära strömförsörjning genom ledande skenor eller induktiva spolar inbäddade i vägen. Luftledningar är begränsade till kommersiella fordon medan marknivåkraft kan användas av vilket fordon som helst, vilket möjliggör offentlig laddning genom effektmätning och faktureringssystem. Av de tre systemen bedöms marknära ledande skenor vara de mest kostnadseffektiva. Korea var först med att implementera en induktionsbaserad allmän elväg med en kommersiell busslinje 2013 efter att ha testat en experimentell pendeltrafik 2009. Sverige har utfört bedömningar av olika elvägstekniker sedan 2013 och räknar med att börja utforma en nationell elväg system 2022 och avsluta planeringen till 2033.
Teknologi
TRL (tidigare Transport Research Laboratory) listar tre typer av kraftleveranser för dynamisk laddning, eller laddning medan fordonet är i rörelse: luftledningar och marknivåkraft genom skena eller induktion . TRL listar luftström som den mest tekniskt mogna lösningen som ger de högsta nivåerna av kraft, men tekniken är olämplig för icke-kommersiella fordon. Markkraft är lämplig för alla fordon, med räls som en mogen lösning med hög kraftöverföring och lättillgängliga och inspekterade element. Induktiv laddning ger minst effekt och kräver mer vägkantsutrustning än alternativen.
Affärsmodell
Trafikverket räknar med att ett nationellt elvägnät skulle kräva gränssnitt mellan flera aktörer: elleverantören, elnätsföretaget, fordonstillverkaren, vägägaren, elvägsteknikoperatören, mät- och debiteringsleverantören samt brukaren. av elvägen. Ägarmodellen kan variera: elnätsföretaget kan äga de sekundära elstationerna vid vägkanten som driver den elektriska väginfrastrukturen eller så kan de ägas av andra aktörer, och elavläsnings- och betalningssystemet kan ägas av en aktör som är skild från infrastrukturoperatören .
Historia
1800- och 1900-talet
Luftledningar har använts för vägtransporter sedan åtminstone 1882 i Berlin med Werner von Siemens vagnbussar . Över 300 trådbusssystem var i drift under 2018. Kraft till trådbussar levereras normalt med hjälp av ett par vagnstolpar placerade ovanpå fordonet som sträcker sig till luftledningarna . Implementeringar för motorvägsfordon har utvecklats i slutet av 2000-talet och 2010-talet men de är inte lämpliga för icke-kommersiella fordon som personbilar.
Marknära kraftförsörjning i form av elektrifierade skenor liknar luftledningar i implementeringen. Istället för en arm eller stolpe som sträcker sig till luftledningar, sträcker sig en mekanisk arm från botten av fordonet och är i linje med en skena som är inbäddad i vägen. Rälsen drivs sedan och kraften överförs genom armen till fordonet. Strömförsörjning på marknivå anses estetiskt vara att föredra framför luftledningar och den är lämplig för alla typer av fordon.
Konceptet med en trådlös marknära strömförsörjning för fordon patenterades första gången 1894. Ett statisk laddningssystem för skyttelbussar demonstrerades i Nya Zeeland 1996. Liknande system har implementerats av Conductix-Wampfler och Bombardier PRIMOVE, som senare blev utvecklats från statisk laddning vid busstationer till dynamisk laddning under körning.
2000-talet
Utvecklingen av elektroniska vägsystem har vuxit kraftigt från slutet av 1990-talet till 2010-talet. Flera företag har utvecklat och implementerat elektriska vägsystem under 2010-talet.
Korea
Korea Advanced Institute of Science and Technology lanserade 2009 en skytteltjänst med trådlös dynamisk laddning genom induktiva spolar inbäddade i vägen. 2013 lanserade OLEV en busslinje i staden Gumi . Ytterligare en busslinje lanserades i Sejong 2015, och ytterligare två busslinjer lades till i Gumi 2016.
Sverige
Trafikverket påbörjade ett elvägsprojekt i juni 2013. Projektet innebar förkommersiell upphandling för utveckling av elektrifierade vägar, som är tänkt att generera beslutsunderlag om plattformar för elvägar i Sverige, samt initiera skapandet av en fossil- bränslefri transportinfrastruktur till 2030. Trafikverket räknar med att avsluta projektets utvärderingsfas och påbörja utformningen av det nationella elvägnätet till 2022.
Bedömningsfas
En rapport genererad av TRL i samarbete med Trafikverket listade tillgängliga elektriska vägsystem, av vilka KAIST OLEV , Siemens eHighway, Elways, Elonroad, Bombardier PRIMOVE och Electreon visade sig vara de mest kommersiellt redo, med OLEV och eHighway redan innehar ett komplett system under 2018. Projektet finansierade elvägar med luftledningar och marknära ledande skenor och induktiva spolar.
Siemens
Luftledningar testades först genom projektet med Siemens eHighway-teknik. Vägen öppnades i juni 2016 i Sandvikens kommun nära Gävle i Mellansverige. En 2 kilometer lång sträcka av motorvägen E16 försågs med vagntrådar 5,4 meter över dess yta, som levererar ström vid 750 volt DC. Trolleytruckar kan ansluta kraftpickuperna, monterade på mekaniska armar eller vagnstolpar , medan de kör under vajrarna. Vagnestavarna tillåter en viss rörelse i sidled, men om lastbilen styrs in i ytterfilen sänks vagnstolparna automatiskt och lastbilen växlar till batteri- eller dieselkraft. Systemet kan leverera 500 kW effekt och har en underhållstid på 20 år.
Alltid
Konduktiva skenor på marknivå, det vill säga elektriska skenor i vägen som överför energi till ett fordon genom en ledande pickup under fordonet, testades från 2017 till 2019, med hjälp av teknik av företaget Elways och en ombyggd 18-t DAF- lastbil . En två kilometer lång sträcka i en riktning av väg 893 mellan Stockholm Arlanda Airports godsterminal och logistikområdet Rosersberg 12 kilometer bort försågs med inbäddade konduktorskenor som en del av projektet eRoadArlanda . Projektet involverade stora internationella företag, små lokala företag, nationella myndigheter, lokala myndigheter, lokala fastighetsägare och akademiska partners. Korta delar av rälsen strömsattes när ett kompatibelt fordon närmade sig och kopplades ur när fordonet hade passerat. Systemet mätte den förbrukade energin så att fordonsägaren kunde faktureras. Bussar och lastbilar testades på vägen, men systemet kunde även passa för elbilar. Säkerhetstester gjordes för att säkerställa att rälsen var säker att röra även när vägen var översvämmad med saltvatten. Systemet kunde leverera 200 kW effekt och hade en förväntad underhållstid på 20 år.
Elonroad
Konduktiva skenor på marknivå är planerade att börja testas 2020 med teknik från Elonroad, en svensk startup belägen i Lund . Projektet EVolutionRoad är ett treårigt test- och demonstrationsprojekt som pågår 2019–2022. Den första vägsträckan invigdes i juni 2020 och är det första elektriska vägsystemet placerat i stadsmiljö. En ledande pickup under fordonet ansluts till skenan via glidkontakter, och skenan är endast aktiv en meter åt gången när den täcks av fordonet, vilket gör den säker i stadsmiljö. Systemet mäter den energi som förbrukas, så att fordonsägaren kan faktureras. Systemet kan leverera upp till 300 kW med 97 % effektivitet under körning.
Electreon
Induktiva spolar på marknivå är planerade att börja testas 2020 med teknik från Electreon, en israelisk startup. Systemet liknar eRoadArlanda- projektet, med korta sektioner gjorda av kopparspolar som aktiveras när ett fordon kör över dem och kopplas från när det passeras som möjliggör användning av effektmätning och ett faktureringssystem för den energi som förbrukas. Systemet kan leverera 50 kW effekt och har en underhållstid på fem år.
Kosta
En rapport från 2019 från Swedish Electromobility Center uppskattar de årliga samhällskostnaderna för hela den svenska fordonsflottan under vart och ett av de tre systemen. Luftledningar, trots att de har den mest utvecklade tekniken och billigaste infrastrukturen, är de dyraste totalt sett eftersom de bara tillåter höga kommersiella fordon som lastbilar och bussar att ladda under körning, medan icke-kommersiella fordon inte kan använda ledningarna för att ladda under körning , så de kommer att behöva använda statisk laddning som kräver större batterier med högre kapacitet än batterier som krävs med användning av dynamisk laddning. Strömförsörjning på marknivå tillåter dynamisk laddning för alla fordon, vilket kraftigt minskar den nödvändiga batterikapaciteten och storleken eftersom batteriet laddas medan det används. Den minskade batteristorleken och kapaciteten minskar kostnaden med cirka fem miljarder euro årligen för hela den svenska fordonsflottan. De två typerna av marknära kraftsystem beräknas ha lika kostnader för alla komponenter i aggregat förutom infrastruktur; den konduktiva järnvägsinfrastrukturen beräknas kosta cirka 1 miljard euro på årsbasis, medan trådlös induktiv infrastruktur beräknas kosta cirka 2,8 miljarder euro på årsbasis.
Andra länder
Frankrike byggde en testbana för Qualcomm dynamisk trådlös laddning av fordon och avslutade testerna 2018. Japan testade ett elektriskt vägsystem på allmän väg med Honda 2018. Tester av olika företag har utförts i Kina och USA under 2018 .
Indien
Delhi–Mumbai Expressway är Indiens första elektriska motorväg som täcker 5 delstater på sin rutt Haryana, Rajasthan, Madhya Pradesh, Gujarat och Maharashtra. Denna motorväg minskar restiden från Delhi till Mumbai från 24 timmar till 13 timmar. Electric Highway på den här vägen hjälper till att minska föroreningar samt import av råolja. Målet är att utöka Indiens tillverknings- och tjänstebas och utveckla DMIC som en "Global Manufacturing and Trading Hub". Den indiska regeringen planerar att prova en elektrisk motorväg (e-motorväg) på den under konstruktion Delhi–Mumbai Expressway inom de kommande tre åren för att öka den elektriska rörligheten i landet.
Tyskland
Bombardier genomförde ett dynamiskt försök med trådlös kraftöverföring i Mannheim , Tyskland, 2013. Tyskland lanserade en elektrisk väg med luftledning i maj 2019 på en 10 km (6,2 mi) sektion av Bundesautobahn 5 söder om Frankfurt . Projektet drivs av ELISA-konsortiet som omfattar Siemens och Scania.
Storbritannien
Highways England startade ett dynamiskt trådlöst kraftöverföringsprojekt 2015 men projektet avbröts i början av 2016 av budgetskäl.