Nya systemstöd viktigt för effektiv elektrifiering av skogstransporterna

Planering av dagens skogstransporter

Skogstransporterna står för en betydande del av Sveriges tunga transporter. De innefattar både transport av råvara direkt från skogen, samt transport av biprodukter mellan industrier. Dessutom finns det flöden som går via tågterminaler. De skogliga transporterna pekas ofta ut som komplexa och svårplanerade redan idag, och vid en elektrifiering adderas ytterligare ett antal lager av komplexitet.

De två transportnischerna, råvara direkt från skogen eller transport av biprodukter mellan industrier, har en del gemensamma utmaningar, men också skillnader. För transporter direkt från skogen är det viktigt med ett flexibelt arbetssätt. Flödet karaktäriseras av volymer från många upphämtningsplatser som är geografiskt spridda. Varje enskild plats besöks bara ett begränsat antal gånger. Planeringen görs ofta decentraliserat av chauffören eller åkeriet som har bäst tillgång till uppdaterad information.

För biprodukter finns en del repetitiva flöden mellan olika industrier, men de ingår också i ett större komplext godsflöde som ofta koordineras centralt för att möjliggöra både snabb respons på förändringar och samtidigt hög beläggning på bilar. I båda fallen kombineras uppdragen ihop till rutter för maximerad lastkörning. Flödesmönster och rutter kan också variera över tid.

Skogstransporter sker över hela landet och som generella utmaningar kan nämnas höga vikter över stora avstånd med osäker information och snabba förändringar i förutsättningar. I den operativa planeringen är ständig omplanering mer regel än undantag.

Faktorer som gör det svårplanerat idag är:

• Osäkerhet och snabba förändringar i de skogliga förutsättningarna med avseende på tillgänglighet/åtkomst och produktutfall från avverkningen.
• Förändrade industribeställningar och leveransprioriteringar.
• Oklar bild av förutsättningarna på mottagande industri.

Elektrifiering och energisystem i förändring

I klimatomställningen tittar både industri- och transportsektorn på elektrifiering som en del av lösningen. Samtidigt är energiekosystemet också i förändring för att möta framtida krav och förväntningar. Mer el måste produceras, men den stora utmaningen handlar ofta om att tillhandahålla effekt precis där och när den behövs. Elnätskapaciteten är idag ofta en flaskhals, och det är både kostsamt och tar tid att förstärka nät. När det väl finns en nätanslutning, driver nättariffer i form av effektavgift kostnaderna ytterligare. Denna resurs- och kostnadsutmaning behöver balanseras med en tillräcklig beläggningsgrad på byggd laddstation och ett jämnt uttag av effekt från elnätet för att möjliggöra återbetalning på investeringar och samtidigt erbjuda rimliga laddkostnader för ellastbilar.  

Elmarknadens utveckling har gått från stabila priser med små variationer mot större volatilitet. Stora variationer förekommer ofta inom samma dag, och ibland kan det gå långa perioder med väldigt billig el, likväl som perioder med dyr el. Det finns också en tydligt ökande trend med fler och fler timmar med negativa elpriser. Dessutom ger våra elhandelsområden stora geografiska skillnader i elpris med en generellt minskade prisgradient norrut. Vid publika tankställen för el syns inte dessa variationer, utan priset är stabilt, och relativt högt.

Laddinfrastrukturens roll undersöks inom TREE-projektet

TREE-projektet är en stor branschgemensam systemdemonstrator där 12 batterielektriska lastbilar på sju olika geografiskt spridda testområden ska möjliggöra kunskapsbyggande och forskning kring systemtransformation genom att använda skogstransporterna som case. Inom projektet ges möjligheten att tänka nytt när vi rör oss från dieselbilens ”oändliga” räckvidd till den batterielektriska bilens begränsade räckvidd med färre ”tankmöjligheter”. Frågor kopplade till räckvidd och laddning blir centrala. Kommer jag fram till ett laddstopp eller inte? Kommer det vara lång kö så att min dagsplanering förstörs? Vilken laddeffekt erbjuds? Ska jag åka lite längre för att kunna ladda billigare? Är det kanske bättre att ladda hemma på depån över natten?

Alla dessa frågor kopplade till laddning hänger också ihop med hur chaufförer planerar sina rutter och sin körning. Men kanske än viktigare, när den enskilda bilen ses som en del av en större flotta så finns stora möjligheter att lösa ladd- och ruttpusslet mer optimalt. Det öppnar upp för ett mer effektivt användande av en begränsad infrastruktur.

Laddinfrastrukturen skapar en direktlänk till elnätet, och som tidigare beskrivet är det också ett system i förändring. Hur den sammankopplingen utnyttjas med tanke på variationer i elpris och använd toppeffekt kan ha stor inverkan på laddkostnaden och lönsamheten vid elektrifieringen av lastbilar. Det finns många fler möjligheter för laddstationen och elnätsanslutningen att skapa värde nu och i framtiden, så som:

• Delta i Svenska Kraftnäts marknader för stödtjänster
• Delta i lokala kapacitetsmarknader
• Producera och lagra el genom samma elanslutning som laddstationen
• Aktivt stödja elnätet med Vehicle-to-Grid (V2G)
• Vara del av energigemenskaper med närstående bebyggelser

Nya systemstöd viktiga för en effektiv elektrifiering

Givet den svåröverblickbara planeringssituationen behövs nya systemstöd som inte hanterar ruttning och laddplanering i silos, utan tar ett helhetsgrepp på frågan. Inom TREE-projektet demonstrerar mjukvaruföretaget BEV_R hur deras plattform CHARGE-ROUTE integrerar de tre komponenterna fordon, godsflöde och laddinfrastruktur. Inom projektet kopplas BEV_Rs plattform ihop med LBC Frakt i Värmlands egna system, vilket skapar en möjlighet att bygga kunskap kring uppkopplade beslutsstöd i realtid.

Plattformen CHARGE-ROUTE består, som namnet antyder, av både en modul för laddoptimering och en modul för ruttoptimering. Den bygger på realtidsdata, vilket är nödvändigt givet de snabba förändringarna som sker.

CHARGE kopplar upp och styr laddare och eftersom bilar följs i realtid kan laddslottar reserveras för att minska kötid. ROUTE planerar och effektiviserar rutterna och specificerar när, var och hur mycket bilarna ska laddas och till vilket pris.

Eftersom Charge-Route följer bilarna i realtid och kan reservera laddslottar skapas förutsägbarhet för både fordon och laddstationer, vilket är viktigt för att uppnå en hög effektivitet och god ekonomi. Transportföretag som LBC Frakt kan alltså nyttja sina resurser på bästa sätt genom att undvika köer och stillastående fordon.
– En framgångsfaktor för en effektiv och hållbar transformation är att transportindustrin själva tar kontroll över laddfrågan. Ur ett lönsamhetsperspektiv är det jätteviktigt. Ellastbilarna är dyrare i investeringskostnad och de behöver ha billiga mil för att kompensera för det. Det uppnår man bara om man som transportföretag själv äger mycket av infrastrukturen. Kopplar vi exempelvis upp en depåladdare via vår plattform kan vi direkt öka användningen av resursen genom att släppa in andra aktörer som kan nyttja tomma platser hos laddaren under vissa tider på dygnet. På så sätt kan en lastbilscentral eller ett åkeri också få en ny intäkt. Den typen av samarbeten är en nyckel för en hållbar och snabb omställning, menar Tony Edmundsson på BEV_R. 

BEV_Rs plattform möjliggör ökad effektivitet, kontroll och överblick genom att integrera komponenterna

• Ordrar/godsflöden
• Rutter
• Fordon
• Laddinfrastruktur

vilket vi kan se exempel på i vyerna i figur 1, där den översta visar laddinfrastuktur och den nedersta visar ett fordons arbetsdag och batteri-/räckviddsstatus.

Genom att programvaran har denna helhetssyn skapas möjligheter att utnyttja elnätsanslutning mer effektivt, samtidigt som det är möjligt att garantera att lastbilarnas batterier fylls på med nödvändig energimängd inför varje unik rutt.

Figur 1. Exempelvyer från BEV_Rs plattform.

Sedan i somras använder LBC-frakts terminal på Lovartsgatan i Karlstad BEV_Rs plattform. Mjukvaran är i intensiv utvecklingsfas och Lovartsgatan är första site som använder den i skarp drift. Även om bara några funktionaliteter är driftsatta har mjukvaran redan kunnat visa nytta genom att den koordinerar laddning och minimerar effektuttaget från nätet och avgifterna relaterade till effektuttaget. Idag finns 12 depåladdare där, men LBC-frakt framtidssäkrar redan nu genom att planera för betydligt fler i framtiden.
– Vi har en långsiktig dialog med Karlstads El- och Stadsnät kring anläggningen, säger Lars Reinholdsson, vd på LBC Frakt. Kapaciteten idag är på 1 600 kilowatt men ska på sikt vara 5 000 kilowatt. Karlstads El- och Stadsnät kommer förbereda med mer kabeldragning, för att möjliggöra att vi i framtiden kan ladda 100 lastbilar.

Forskning, teknikutveckling och branschgemensamma samarbeten banar väg för omställningen

Skogsnäringen tar tillsammans med fordonstillverkare och andra aktörer i ekosystemet ett ambitiöst grepp om omställningen mot fossilfria transporter genom TREE-projektet. Samtidigt som vi demonstrerar nya systemstöd och bygger kunskap genom praktisk implementering tittar TREE-projektet också på forskningsfrågorna kopplade till det nya ekosystemet som växer fram.
– Parallellt med praktiska laddinfrafrågor studerar TREE-projektet en rad forskningsfrågor kopplade till el och laddning. Det arbetet koordineras av Lindholmen Science Park som har stor erfarenhet från liknande demonstrationsprojekt. Vi har fortsatt mycket att lära oss om hur en effektiv eltillförsel till bilar ser ut när allt fler fordon blir elektriska, säger Janis Danebergs som leder arbetet med El och Laddning inom TREE.

– TREE-projektet är spännande eftersom forskning och praktiska erfarenheter kombineras. Givet vikten av en snabb och hållbar omställning och att infrastrukturen många gånger är begränsad måste vi jobba smart tillsammans för att klara våra omställningsmål. Idag är elnätet en trång sektor, men genom smart planering kan vi i stället vara en del av lösningen, säger Anders Eriksson som leder arbetspaketet kring Transportplanering och Logistik inom TREE-projektet.

Det här är de första stegen till ett nytt sätt att planera. Under projektets gång kommer vinsterna med att planera laddning och ruttning tillsammans kunna utvärderas. Att planera på det här sättet för enstaka fordon kan hanteras, men när fordonen blir fler ökar också komplexiteten och behoven av datadrivna systemstöd med realtidsinformation.