Effektivare inomgårdstransporter genom övergång till elmaskiner förstudie

Transkript

1 Effektivare inmgårdstransprter genm övergång till elmaskiner förstudie Sökande: JTI Institutet för jrdbruks- ch miljöteknik SP Sveriges Tekniska Frskningsinstitut Partner Wacker Neusn AB

2 Sammanfattning Svenska Sveriges lantbruksföretagare använder stra mängder fssila drivmedel ch har flera starka drivkrafter att minska den användningen. Den största drivkraften är att minska lantbrukets miljöbelastning, En annan är att minska berendet av imprterat drivmedel. Att gå över till eldrift där det är möjligt är därför av strt intresse. I en förstudie ska JTI Institutet för jrdbruks- ch miljöteknik, tillsammans med SP Sveriges Tekniska Frskningsinstitut ch Wacker Neusn AB, ta fram underlag för hur eldrivna traktrer i lantbruket avsedda för inmgårdsarbete sm t.ex. fderhantering ch gödselskrapning ska kunna implementeras på bästa vis. I studien ska eltraktrer sm nu intrduceras på marknaden värderas i förhållande till de marknadskrav ch tekniska krav sm just lantbruket ställer. Om resultaten från förstudien faller väl ut ska de ligga till grund för ett större demnstratinsprjekt där ett visst antal elmaskiner ska testas på gårdsnivå ch flera arbetsmment kmmer då att demnstreras. Sammanfattning Engelska Swedish farmers use large amunts f fssil fuels and have big interests in lwering that amunt. The main driving frce is t reduce the envirnmental impact, but als t reduce the dependence n imprted energy. Switching t electric pwer where pssible is therefre f great interest. In a prestudy, JTI Swedish Institute f Agricultural and Envirnmental Engineering tgether with the SP Technical Research Institute f Sweden and Wacker Neusn AB prvide data n hw electric tractrs in agriculture fr farm wrk such as fdder handling and manure scraping can be implemented in the best way. In the study the electrical tractrs that are nw being intrduced n the market will be analyzed relative t the demands and technical requirements at the farm setting. If the results f the prestudy are successful, they will be the basis fr a majr demnstratin prject in which a certain number f electric machines will be tested at farms and several peratins will be demnstrated. Mtivering Sveriges lantbruksföretagare har starka intressen att minska användningen av fssil energi. Den främsta drivkraften är att minska miljöbelastningen i lantbruket, men man är ckså angelägen m att minska sitt berende av imprterade drivmedel. Idag drivs merparten av lantbrukets arbetsmaskiner av dieselbränsle. Arbetsfrdn sm används för interna transprter ch arbetsmment på lantbruksföretaget (s.k. inmgårdsmaskiner) är speciellt intressanta att överföra till eldrift av flera anledningar; de används inmhus vilket gör det angeläget att minska de lkala emissinerna; de körs varje dag året runt, men förhållandevis få ch utspridda timmar per dag, vilket gör det möjligt att ladda batterier; eldrift innebär en energieffektivisering; många lantbrukare prducerar el ch vill kunna använda den på den egna gården; för att minimera användningen av fssilt bränsle. I förstudien ska underlag för hur dieseldrivna inmgårdsmaskiner kan ersättas med eldrivna på lantbruksföretagen. I studien ingår att ta fram underlag, både tekniska ch eknmiska, sm ger en indikatin på möjligheterna att göra ett teknikskifte. Studien kmmer ckså att täcka den emissinsreduktin ch den energieffektivisering sm kan åstadkmmas vid övergång till eldrift. Prjektet tar avstamp i ett användarperspektiv ch utgår från de arbetsperatiner sm har arbetscykler där möjlighet att ladda batterierna under

3 stilleståndstider finns. Förstudien ska ckså undersöka hur eldrift kan användas för lkala transprter där laddning kan ske över natten. Om resultaten från förstudien faller väl ut ska de ligga till grund för ett större demnstratinsprjekt där flera lika typer av eldrivna inmgårdsmaskiner ska testas på gårdsnivå ch flera lika arbetsmment kmmer att demnstreras. Att använda el inm lantbruket är väl förankrat inm Lantbrukarnas riksförbund, LRF vilket skapar förutsättningar för att resultaten sprids effektivt ch perativt inm lantbruksnäringen. JTI ch SP slutför just ett prjekt beställt av Jrdbruksverket ch LRF där uppdraget var att kartlägga körmönster, energilagringsbehv ch marknadsläget för den identifierade gruppen inmgårdstraktrer. Prjektet ligger till grund för denna förstudie. I denna förstudie utvecklas resultaten från prjektet vidare för att hitta frmer för att demnstrera användning av eldrivna maskiner sm kan ersätta de nuvarande dieseldrivna maskinerna. Bakgrund Världen står inför en avgörande utmaning att sänka förbrukningen av fssila bränslen för att minska utsläppen av växthusgaser, samtidigt sm energiförbrukningen behöver minska genm energieffektivisering. Varje sektr inm samhället behöver bidra, så även lantbruket. Att minska berendet av fssila bränslen kan ske på många lika vis. Det finns inte någn enkel lösning ch prblemet måste angripas från flera lika håll. LRF bedömer att det svenska jrdbruket kan minska användandet av fssil energi med 15-30% under de närmaste åren (LRF, 2010). Den största minskningen bedöms kunna kmma från minskad användning av diesel för drift av maskiner. Jrdbrukets arbetsmaskiner släpper årligen ut tn CO 2 ekvivalenter (Vägverket, Jrdbruksverket ch Skgsstyrelsen, 2009). Detta mtsvarar 19 % av det kldixid sm alla arbetsmaskiner i Sverige släpper ut årligen. Det sm kännetecknar lantbrukets maskiner är att de fta har få driftstimmar per år. Det i sin tur betyder att maskinerna används många år, eftersm det är svårt att få eknmi i nya investeringar. Därmed tar ett teknikskifte till t ex eldrift lång tid att genmföra. Det finns dck en identifierad grupp maskiner sm skulle passa bra för ren eldrift. Denna grupp utgörs av lastartraktrer, teleskplastare ch lastmaskiner sm framförallt arbetar med fderhantering inm gården på svenska djurgårdar. Dessa multifunktinella maskiner har fta uppgiften att hålla igång flödet av förnödenheter i ch mkring gårdens byggnader. De har fler drifttimmar per år än genmsnittet för en jrdbrukstraktr, eftersm de används varje dag året runt. De aktuella arbetscyklerna inkluderar många start ch stpp, samt att höja ch sänka last. Detta körmönster är mycket lämpat för någn frm av eldrift, särskilt med tanke på att en viss del av energin kan återföras genm regenerering till batteriet. Denna typ av regenerering måste dck ställas i perspektiv till nytta ch lönsamhet. Erfarenheter från andra prjekt med arbetsmaskiner visar att maskinanvändare förväntar sig i strt sett förändrad funktin hs frdn med nya drivlinr. Eldrivlinan eller en annan alternativ drivlina behöver upplevas ch prestera likvärdigt med traditinella drivlinr för att vara attraktiv på marknaden. Dagsläget för hybrid ch batteridrivna arbetsmaskiner är gtt ch det finns flera företag sm är på väg att intrducera nya prdukter på marknaden. Den italienska tillverkaren Merl har

4 en laddhybridversin av en teleskplastare med 4 tn lyftkapacitet, sm bedöms kmma ut på marknaden i Eurpa i slutet av Den tyska tillverkaren Weidemann har visat upp en liten midjestyrd lastmaskin med ren batteridrift utan dieselmtr. Även denna beräknas kmma ut på marknaden i slutet av Weidemann representeras i Sverige av Wacker Neusn AB. Mål Det övergripande målet är att genm ett teknikskifte att gå från dieseldrift till eldrift för lantbrukets inmgårdsmaskiner för att: - minska energianvändningen med 20% - minska användningen av fssila bränslen - förbättra arbetsmiljön för lantbrukaren ch djuren på gården genm minimering av emissiner av ljud ch avgaser Det direkta målet med förstudien är att bygga upp en kunskapsbas kring teknik, eknmi, användarperspektiv ch miljö sm blir nödvändiga för att skala upp ch demnstrera eldrift för lantbrukens inmgårdsmaskiner. Kunskapsbasen måste baseras på vetenskapligt analyserade ch värderade fakta sm denna förstudie inhämtar. Genmförande Förstudien ska ligga till grund för frtsatt arbete med demnstratin av användning av el sm energibärare inmgårdsmaskiner på gården. För att få den grunden behöver följande arbete genmföras: - En djupare analys av resultat från den befintliga LRF-studien ch vilka erfarenheter den kan tillföra ett demnstratinsprjekt. - Genmlysning av eknmi på krt ch på lång sikt för el/batteridrivna maskiner i jrdbruket. Vad kan ttalkstnaden förväntas bli för lantbrukaren över maskinens eknmiska livlängd? - Användarperspektivet där studien ska undersöka hur användaren av eltraktrn upplever skillnaden mellan den ch knventinella maskiner. Vad kan upplevas psitivt ch vad kan upplevas sm negativt? Hur kmmer maskinen att användas i praktiken? - Energieffektivisering. Kan en batteridriven traktr för lantbruket förväntas vara energieffektivare än en dieseldriven mtsvarande maskin i de arbetsuppgifter sm identifierats? - Krav på elinfrastruktur. Vilka krav på laddningsmöjligheter ställer de maskiner sm är aktuella för lantbrukets arbetsuppgifter? - Arbetsmiljö. Vilken effekt får en övergång till elmaskiner på de lkala emissinerna såsm ljud ch avgaser? Detta är framförallt väsentligt för arbeten sm sker under tak där både djur ch människr vistas. - Marknadsptential. Hur str marknad kan leverantörer räkna med inm 1 år, 5 år ch 10 år? Vad kan lantbrukarna förväntas efterfråga? Ytterligare mråden sm behöver belysas inför ett kmmande demnstratinsprjekt för eldrivna maskiner för lantbruket:

5 Identifiera de maskiner sm kmmer att finnas på den svenska marknaden i närtid, samt värdera dessa i förhållande till de krav sm lantbruket ställer. Identifiera lantbruksföretag sm har maskinbehv sm sammanfaller med de maskiner sm börjar synas på marknaden, detta sett ur både ett kundkravperspektiv ch via de fältstudier sm vi genmfört i tidigare prjekt. Kntakter med maskinåterförsäljare sm har presenterat att de ska ta in batterieller laddhybridtraktrer inm närtid till den svenska marknaden. Denna kntakt ska även initiera en dialg m ett demnstratinsprjekt. Identifiera lantbrukare sm är villiga att investera i en arbetsmaskin med ny teknik för minskad förbrukning av fssilt bränsle. Bygga upp plan för hur maskiner sm kan kmma att ingå i ett demnstratinsprjekt ska utvärderas ch visas för intressegrupper. Tidsplan 2014 Aktivitet utförare Delaktivitet Q3 Q4 Budget, kr förstudie maskintekniskt JTI, SP, W.N Faktasammanställning rörande eknmi, funktinskrav, miljö, energiförbrukning SP, W.N Kntakter med maskinåterförsäljare JTI, W.N Identifiering av lämpliga lantbruk sm kan fungera sm demnstratinsplatser JTI,SP Teknisk bedömning m rätt maskin placeras på rätt gård med avseende på funktinskrav marknadskrav JTI,SP, W.N Sammanställning av prgram ch utvärderingskriterier för uppskalning ch demnstratin resr JTI,SP Prjektledning JTI Slutrapprt JTI.SP

6 Kstnader Prjektets ttala kstnader är kr. Sökta medel från Energimyndigheten är kr Finansiering Extern finansie ring Egen insats Ttal JTI SP Wacker Neusn AB Ttal Myndighetens finansieringsgrad % 73 Resultatredvisning Resultatet av denna förstudie kmmer att redvisas i en sammanställning i rapprtfrm. Resultatet kmmer ckså att användas i LRF:s satsning Gda affärer på förnybar energi sm riktar sig till lantbruksföretag sm söker möjligheter att utveckla ch effektivisera sin verksamhet inm förnybar energi. Förstudien ska fungera sm en g/n g rapprt för möjligheterna att gå vidare med elektrifiering av maskiner inm lantbruket. Prjektpartnern Wacker Neusn AB kmmer att öka sin förståelse för kundens behv vid teknikskiftet. Nyttiggörande/Explatering Syftet med detta prjekt är att påbörja arbetet med att göra elmaskiner till ett naturligt val för lantbrukare när maskiner för inmgårdsarbete ch fderhantering ska väljas. Idag dmineras marknadsutbudet nästan ttalt av dieseldrivna maskiner främst berende på tekniska krav, men även av traditin ch eknmi.

7 Medverkande parter JTI - Institutet för jrdbruks- ch miljöteknik Ola Petterssn. Senir prjektledare vid JTI - Institutet för jrdbruks- ch miljöteknik. Ola Petterssn har arbetat på JTI sedan 1999 ch är utbildad högskleingenjör med insriktning prduktutveckling maskin vid Uppsala Universitet. Han har fungerat sm prjektledare i ett strt antal prjekt med tnvikt på maskinteknik ch energi. Ola har aktivt arbetat med mätdatainsamling från fältmaskiner t.ex. inm ett strt prgram under namnet EMMA - emissiner från arbetsmaskiner. SP Sveriges Tekniska Frskningsinstitut Jan Welinder Bitr enhetschef, SP Sveriges Tekniska Frskningsinstitut, Elektrnik. Arbetar med prjektledning, frskning ch verksamhetsutveckling. Lars Hffmann, SP Sveriges Tekniska Frskningsinstitut. Senir Engineer ch Specialist på mråden sm elsäkerhet, energilagring, kraftelektrnik ch elektriska drivlinr. Har erfarenhet av lika prcessindustrier sm t.ex. stålverks-, Pappers- ch frdnsindustrin, inm den senare med hybridutvecklingsansvar. Har även haft ledande befattningar inm dessa industrier. Idag är huvudinriktningen elsäkerhet ch elektriska drivlinr Wacker Neusn AB Henrik Kauhanen Serviceansvarig Weidemann Sverige. Teknisk supprt Wacker Neusn kmpaktmaskiner Samarbetspartners I prjektet ingår utöver JTI ch SP en samarbetspartner, Wacker Neusn AB, sm med sina kunskaper, kntakter ch erfarenheter ska belysa vilka marknadsperspektiv sm är av väsentlig vikt att ha med i värderingen av maskiner ch användningsmråden. Dessutm tillför de kmpetens m tekniska egenskaper för de maskiner sm ska värderas ch analyseras. Referenslista LRF, Fakta m jrdbruk ch klimat. Infrmatinsmaterial LRF.se Vägverket, Jrdbruksverket, Skgsstyrelsen, Regeringsuppdrag att främja sparsam körning med arbetsmaskiner. SA80A 2009:26935