Elvägar, batterier eller förnybart bränsle – framtiden för godstransporter på väg?

”Elvägar har seglat upp som ett alternativ för att minska utsläppen från vägtransporter. I forskningsprojektet FOI plattformen för Elvägar har vi på Chalmers tillsammans med VTI, KTH och RISE undersökt förutsättningar för en storskalig utbyggnad. Det finns både fördelar och nackdelar med elvägar jämfört med batterier och förnybara bränslen”, skriver Maria Taljegård och Selma Brynolf.

Elvägar har under den senaste tiden seglat upp i den politiska debatten som ett av framtidsalternativen för tunga vägtransporter. Elektrifiering av vägar ses, av t.ex.  Liberalerna, som ett viktigt steg i att minska utsläppen från vägtransporter. En statlig kommission för elektrifiering av transport har inrättats under hösten för att se till att klimatmålen uppnås i transportsektorn. Transportsektorn är den sektor i EU idag där utsläppen fortfarande har ökat jämfört med 1990 (+ 20 %), medan alla andra sektorer har minskat (-30 %). Det är helt klart att något måste göras i transportsektorn för att vända trenden och att det är bråttom, då alla former av teknikbyten tar tid. Är det elvägar, batterier eller förnybara bränslen som är lösningen för tunga transporter? I denna krönika resonerar vi kring de olika alternativen utifrån kunskap från forskningsprojekt kring elvägar och bränslen på Chalmers.

Idén med elvägar är att försörja vägfordon med el samtidigt som de kör. Tekniken är idag under utveckling och testas i demonstrationsprojekt på allmän väg i Sverige, Tyskland och USA. Det finns olika sätt att föra över el till vägfordon via luftledningar, via räls i vägbanan eller via trådlös överföring. Försörjning av el från luftledningar, är den mest mogna tekniken och bedöms vara möjlig att rulla ut i stor skala redan idag. Konstruktionen fungerar dock inte för mindre fordon, vilket kan ses som en nackdel. Om man i stället tar elen från en räls i vägbanan eller via trådlös överföring, som är mer omogna tekniker, kan alla typer av fordon använda elvägen.

En utbyggnad av elväg på huvudstråken med mest trafik (motsvarande ca 2 % av alla vägar) skulle inkludera 35 % av den totala vägtrafiken och kunna binda samman stora städer i södra och mellersta Sverige. Kostnaden landar på mellan 30-80 miljarder svenska kronor. Alla vägar kan inte förses med elväg, utan utanför elvägsnätet måste fordonen använda sina batterier och/eller ett förnybart bränsle. Ett elvägsnät kan bidra till att fordonen slipper stanna för att snabbladda och kan ha mindre batterier, som dessutom kan laddas på elvägen, och på så sätt minska användningen av bränslen för vägtransporter. Flera, av varandra oberoende, beräkningar visar att en gemensam infrastruktur, dvs. ett elvägsnät är kostnadseffektivt jämfört med andra alternativ. Men var ligger då problemen?

Det finns flera frågetecken. Finns det tillräckligt med tid att bygga ut ett elvägsnät för att klara målen 2030? Standarder behövs inom EU för elväg eftersom fordon rör sig mellan länder, vilket tar tid att ta fram. Hur ska affärsmodellen för elvägar se ut? En stor investering i en specifik teknik innebär alltid att man kan ha satsat pengar på en teknik som senare visar sig vara en återvändsgränd. En snabb teknisk utveckling mot energitäta och billigare batterier ihop med snabbladdning skulle kunna innebära att fordon inte har ett behov av att koppla in sig på elvägen, ens vid längre sträckor. Det behövs alltså privata eller offentliga investerare som är villiga att ta den risken. Om vi tittar bakåt så var det staten som tog risken när vi byggde ut kärnkraften, liksom när vi byggde ut järnvägsnätet.

Kanske kan vi istället klara utsläppsminskningarna med att producera förnybart bränsle från el som vätgas och elektrobränsle? Elektrobränslen är ett alternativ som på senare tid väckt ett intresse. Elektrobränslen är ett kolbaserat bränsle (t.ex. metan, metanol eller diesel) som tas fram genom att producera vätgas från förnybar el som sedan reagerar med CO2. Den största fördelen är att dagens infrastruktur och fordonsteknik kan användas. Framställningen av elektrobränslen bygger på beprövad teknik som relativt enkelt kan skalas upp. Men det finns en stor nackdel – energieffektiviteten på processen. Från vindkraftverket till energi vid hjulen är förlusterna stora (över 80 %). I det extrema exemplet att alla tunga vägtransporter i Sverige skulle använda elektrobränslen skulle elproduktionen behöva öka med omkring 40%. En gigantisk utmaning för elsystemet! Det innebär att elektrobränslen (och vätgas som också har nästan samma låga effektivitet) för vägtransporter snarare måste ses som endast en pusselbit för att minska utsläppen från de tunga transporterna. Det är en ”sista milen” lösning som skulle kunna kombineras ihop med batterier eller elväg. Biobränslen ju är också en möjlighet som kommer med sina egna utmaningar kopplat till tillgång och hållbarhet. Låt oss då få återkomma till frågan som vi inledde med – är det elvägar, batterier eller förnybara bränslen som är lösningen för tunga vägtransporter? Det troliga svaret är att ingen av lösningarna på egen hand kan klara de tunga vägtransporterna i alla fall inte på kort sikt. För att en av lösningarna skulle ”ta hem hela potten”, skulle det krävas en storskalig utbyggnad av elvägar och/eller laddinfrastruktur, radikala framsteg inom batteriutvecklingen, en omfattande utbyggnad av elproduktion för vätgas/elektrobränslen, eller att en stor andel av den begränsade resursen biomassa allokeras för de tunga transporterna. Det är svårt att sia om vilken kombination av lösningar som är mest kostnadseffektivt och kan klara att leverera utsläppsminskningar både på kort sikt till 2030, och på längre sikt när hela energisystemet samtidigt ställer om till 2050. Inte lätt att vara politiker!

Maria Taljegård och Selma Brynolf
Chalmers tekniska högskola