SISTERS. Publik rapport. Författare: Sebastiaan Meijer Datum:

Relevanta dokument
Halvtidsuppdatering cykelsäkerhetsforskning

ERS (Electrical Road System) Slide-in project within FFI program

Helsinki, 30 November Väino Tarandi, KTH & buildingsmart SWEDEN

Trafikverkets program för elvägar. NVF Jan Pettersson, Trafikverket Programchef

Elektrifiering av Svenska gruvtransporter - en realistisk framtid

EU:s ministerkonferens för e-förvaltning under det svenska ordförandeskapet

THE GROWSMARTER PROJECT

Ulrika Bokeberg, Director Public Transport Authority, Region Västra Götaland, Sweden

Green Charge Southeast a Leading Effort for Electric Vehicles in Sweden. Project Overview, Spring 2014 Dr. Henrik Ny, BTH

Omställning av busstrafiken till eldrift

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

Akademins bidrag till framtida innovationer. Annika Stensson Trigell Professor i Fordonsdynamik

Transporter i den goda staden Hur svensk fordonsforskning bidrar till utvecklingen. Urban Wass

Det här kan vi och detta vill vi göra

FORSKNINGSKOMMUNIKATION OCH PUBLICERINGS- MÖNSTER INOM UTBILDNINGSVETENSKAP

Energiforskningens roll i klimatfrågan exempel från Chalmers

Semantic and Physical Modeling and Simulation of Multi-Domain Energy Systems: Gas Turbines and Electrical Power Networks

Nationellt stöd för finansiering av mjukvaruberoende innovation ANDREAS ALLSTRÖM

Kompetensbas som stödjer Agenda hur utvecklar vi den?

ELVÄGAR. För ett hållbart och konkurrenskraftigt Sverige Martin Gustavsson & Conny Börjesson 20 januari RISE IKT RISE Viktoria

Elektrifiering av tunga vägtransporter

Syns du, finns du? Examensarbete 15 hp kandidatnivå Medie- och kommunikationsvetenskap

Basis for Environmental Product Declaration Smart Development Sweden

Resultatkonferens Välkommen!

KTH Global Development Hub to build Mutual Innovation Capacity. Challenge Driven Education For Global Impact

Processimulering av presshärdning - Värmeöverföring och friktion i glidande kontakter - PROCSIM3

Balansera aktiv och passiv säkerhet

Alla Tiders Kalmar län, Create the good society in Kalmar county Contributions from the Heritage Sector and the Time Travel method

Hållbar efterbehandling NICOLE s vision

BAuD II. Storskalig insamling och analys av data för. kunskapsdriven produktutveckling

Hållbara transporter. Anders Bylund. Unrestricted Siemens AG 2016

FFI - Learning Fleet. Transporteffektivitetsdagen Hans.Deragarden@Volvo.com

HÅLLBAR STADSBYGGNAD. Hur gör man - och var gör man vad?

Methods to increase work-related activities within the curricula. S Nyberg and Pr U Edlund KTH SoTL 2017

Flexible Assembly of Environmental Cars

Kundfokus Kunden och kundens behov är centrala i alla våra projekt

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

HR i en internationell organisation, några tankar av P-O Nyquist. Göteborg

City Mobility Transport Solutions -Environmental and economic sustainability by new technology Trondheim 26th of June

5G SOM DIGITAL INFRASTRUKTUR FÖR TRANSPORTSEKTORN

Tillförlitlig användning av kolfiber i vägmiljö Vinnova diarie nr.: Dan Jönsson FFI Fordonsutveckling

Norrbottens resurser vad gäller förnybar energi ur ett EU perspektiv. Sabine Mayer

Anpassning av transportsystemen ur ett resursperspektiv

DEN SMARTA STADEN NU OCH I FRAMTIDEN. Björn Lahti, Helsingborg stad & Jenny Carlstedt, Sweco

krister thulin Scanias strategi för hållbara transporter

Resultat av den utökade första planeringsövningen inför RRC september 2005

VINNOVA stärker Sveriges innovationskraft. Miljardkonferensen 29 April

Krocksäkerhet för nya drivlineteknologier. Stefan Thorn Delprogram: Fordons- och Trafiksäkerhet

en uppsatstävling om innovation Sammanfattning av de vinnande bidragen

Stockholm International Water Institute. En samverkansplattform för Vatten och Läkemedel

Vätgas och bränsleceller!

Interreg and The European Regional Development Fund Cecilia Nilsson

Säkrare batterisystem och elektrifierade fordon

Senaste trenderna inom redovisning, rapportering och bolagsstyrning Lars-Olle Larsson, Swedfund International AB

Projekt Provtillverkning av Bakstam till City buss med 3D Litecomp teknologi

End consumers. Wood energy and Cleantech. Infrastructure district heating. Boilers. Infrastructu re fuel. Fuel production

The Mining Research Programme. Prof. Per Eriksson Director General VINNOVA

Vätebränsle. Namn: Rasmus Rynell. Klass: TE14A. Datum:

Innovation in the health sector through public procurement and regulation

Projektmodell med kunskapshantering anpassad för Svenska Mässan Koncernen

EUSME -gratis Horizon 2020-support till småföretag (SME) EU/SME

KPMG Stockholm, 2 juni 2016

Smart specialisering. Kristiina Heiniemi-Pulkkinen

Inom det område som utbildningen avser skall studenterna, utöver kunskaper och färdigheter, utveckla förmåga att

Peter Bryntesson 2 Juni, 2015 Luleå

A VIEW FROM A GAS SYSTEM OPERATOR. Hans Kreisel, Weum/Swedegas Gasdagarna, 16 May 2019

På jakt efter examensarbete?

openbim Stockholm 22 april 2013 Kraven på BIM är här

Stokastisk simulering inom hållfasthetslära. Tomas Dersjö Delprogram: Fordonsutveckling

PRIMOVE is a trademark of Bombardier Inc. or its subsidiaries. Bombardier Inc. or its subsidiaries. All rights reserved.

Livscykelanalys fordon. Anna Widerberg Volvo Car Group

Kursplan. FÖ3032 Redovisning och styrning av internationellt verksamma företag. 15 högskolepoäng, Avancerad nivå 1

Slide-in teknik för kontinuerlig överföring av energi till elektriska fordon, Fas2

Hållbara livsstilar och utbildning -Svenskt ledarskap

Hållbar hantering av urbana översvämningar

Manhour analys EASA STI #17214

Krock kompatibilitet mellan personbilar och lastbilar

Kursplan. FÖ1038 Ledarskap och organisationsbeteende. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. Leadership and Organisational Behaviour

Botnia-Atlantica Information Meeting

Läkemedelsverkets Farmakovigilansdag

NEXT GENERATION ELECTRICAL ARCHITECTURE

The present situation on the application of ICT in precision agriculture in Sweden

Hållbar utveckling i kurser lå 16-17

GeoGebra in a School Development Project Mathematics Education as a Learning System

Värmepumpar i ett nytt. Vision Monica Axell SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Pre-VITS (Förstudie - Virtuella verktyg för service, underhåll och återvinnings flöden)

ISO STATUS. Prof. dr Vidosav D. MAJSTOROVIĆ 1/14. Mašinski fakultet u Beogradu - PM. Tuesday, December 09,

Protected areas in Sweden - a Barents perspective

Virtuellt VA med digitala tvillingar

Våra tjänster [Our services] UMS Group Inc., All Rights Reserved

Examensarbete Introduk)on - Slutsatser Anne Håkansson annehak@kth.se Studierektor Examensarbeten ICT-skolan, KTH

Vinnovas arbetssätt. Tre roller. Sveriges innovationsmyndighet. Om Vinnova. Innovationer uppstår ofta i samverkan vi ger förutsättningarna

Sustainability transitions Från pilot och demonstration till samhällsförändring

Registerforskning Oktober 2018, Stockholm City Conference Centre. Möjligheter med Artificiell Intelligens inom registerforskningen

Vidareutveckling av prov- och mätmetoder för tunga kommersiella fordons passiva säkerhet

Audi Urban Future Initiative

Transkript:

SISTERS Publik rapport Författare: Sebastiaan Meijer Datum: 2018-04-10 Projekt inom FIFFI

Innehållsförteckning 1 Sammanfattning... 3 2 Executive summary in English... 3 3 Bakgrund... 4 4 Syfte, forskningsfrågor och metod... 4 5 Mål... 5 6 Resultat och måluppfyllelse... 5 7 Spridning och publicering... 6 7.1 Kunskaps- och resultatspridning... 6 7.2 Publikationer... 6 8 Slutsatser och fortsatt forskning... 6 9 Deltagande parter och kontaktpersoner... 7 Kort om FFI FFI är ett samarbete mellan staten och fordonsindustrin om att gemensamt finansiera forsknings- och innovationsaktviteter med fokus på områdena Klimat & Miljö samt Trafiksäkerhet. Satsningen innebär verksamhet för ca 1 miljard kr per år varav de offentliga medlen utgör drygt 400 Mkr. För närvarande finns fem delprogram; Energi & Miljö, Trafiksäkerhet och automatiserade fordon, Elektronik, mjukvara och kommunikation, Hållbar produktion och Effektiva och uppkopplade transportsystem. Läs mer på www.vinnova.se/ffi. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 2

1 Sammanfattning SISTERS (som står för System-level Impact Study of Transportation on Electrified Roads in Sweden) var ett projekt inom ramen för FIFFI, som syftade på en systemisk analys av elvägar inom den Svenska förhållade. Projektet är relaterad till det pågående EU projekt FABRIC. Projektet resulterade i anpassningar till FABRIC LCA-systemen för ERS, som har gjorts tillgängliga för andra intressenter. Simuleringarna och laboratorieexperimenten för att integrera ERS-teknik i vägar leder till slutsatsen att bindemedel mellan främmande föremål och asfaltbeläggningen är kritiska, men det noggranna urvalet med den nuvarande tillgängliga bindemedelstekniken kan övervinna de flesta problem. Det deltagande tillvägagångssättet baserat på data mining har varit särskilt användbart för potentiell serviceutveckling med fleet management data. 2 Executive summary in English SISTERS addresses questions around the broader technological feasibility, economic viability and socio-environmental sustainability of dynamic on-road charging of electric vehicles by looking at the system-level holistic consequences of an electrified road future. SISTERS assesses the potential and feasibility of an integration of electric vehicles in the transportation system, focusing primarily on dynamic charging which would allow practically all of the drawbacks of on-board battery packs to be avoided. On-road charging would also enable the direct link to renewable energy sources: Ultimately this is the only way to fully decarbonise road transport. SISTERS capitalises upon the EU investments in the FABRIC project on feasibility of electric roads in Europe and the portfolio of project that Scania is involved in. The project brings European lessons to the Swedish context with its focus on electrification of heavy trucks and busses, and specific existing infrastructure constellation. Three main activities in the project are: PART 1: Tools, models and analysis frameworks developed for e-roads in FABRIC will be adapted for Sweden. PART 2: Currently available charging solutions will be tested and evaluated for their impact in and on Swedish roads using numerical and laboratory tests. PART 3: A comprehensive participatory simulation environment will be developed in which stakeholders can bring in their scenarios and jointly discover the potentials and boundaries of system-level implementations. By performing these activities in an integrated way, SISTERS will identify the benefits and risks of e- mobility in Sweden that will help ensure that future electrification of Swedish roads will be a sustainable development for society. The project has developed a set of integrating approaches on actor perspectives in interaction with technical analyses for assessing deployment of Electrical Road Systems in Sweden. The general EU-level Life Cycle Assessment Framework for e-roads as developed in FABRIC has been adapted for Swedish circumstances, and has been made available to relevant partners in the ERS world. A large number of simulations (finite element) have been developed to assess the interactions of existing and currently proposed electric road systems. One very interesting outcome was that with currently available binder materials for roads, there are no structural problems to be expected of even the most extreme ERS technologies. Laboratory tests have been done, particularly to confirm the simulations and to validate the boundary interactions of concrete and metal elements in asphalt pavement roads. Lastly, a participatory approach for planning of ERS in Sweden has been developed on top of the Scania Fleet Management database. This has resulted in a series of workshops, both abroad and with Swedish actors in which the design logic of ERS experts has been tested. The Data Mining and Artificial Intelligence (deep learning) techniques that have been deployed on FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 3

the Scania data have led to a handover of this knowledge to the Scania team, and multiple workshops around new service development that Scania could develop with this. 3 Bakgrund I strävan efter avkolning av vägtransporter och rörlighet är det allmänt känt att elektromobilitet, eller "e-mobilitet", dvs att använda antingen helt elektriskt eller starkt elektrifierat fordon, såsom plug-in hybrider, kommer att visa sig vara en nödvändig komponent: Elektricitet är den mest effektiva energivektorn när det gäller transport och omvandling till mekanisk energi, och dess produktion från primära energikällor är generellt mycket effektiv och extremt välutvecklad. Helt elektriska fordon avger praktiskt taget inga föroreningar eller växthusgaser vid användningsstället - inga skadliga gaser, inga partiklar och ingen koldioxid samtidigt som de minimerar buller och den obehagliga lukten av avgaser. Potentiellt tillåter detta betydande och hållbara förbättringar i luftkvaliteten, vilket ökar passagerarkomforten och gör stadsmiljön renare och trevligare för sina boende. Nyckeln till den framtida framgången med e-mobilitet, i synnerhet med tanke på elfordons kommersiella livskraft, är dock uppnåendet av "total acceptans", vilket innebär fullt stöd för innovativa mobilitetslösningar av allmänheten utöver beslutsfattare. Ur det här perspektivet är en av de allvarligaste problemen för godkännande av helt elektriska fordon hänförlig till det faktum att energilagring i batterier fortfarande uppvisar ett antal allvarliga nackdelar. Under de närmaste 5-10 åren förväntas energitätheten hos batterierna, genom ytterligare innovationer och genombrott i batteritekniken, fördubblas för samma vikt och kostnad, vilket effektivt ökar fordonets intervall proportionellt. Trots en sådan viktig och fortfarande osäker utveckling i batteritekniken och den ökade säkerhetsrisken som är förknippad med en ännu högre koncentration av energi och kraft i batteripackar, skulle helt elektriska fordon fortsättningsvis vara begränsat främst till stads- / förortstillämpningar. Dessutom kommer tillgängligheten av sällsynta jordartsmetaller som krävs för dessa batterier att bli ett realistiskt problem för storskalig framtida implementering. 4 Syfte, forskningsfrågor och metod SISTERS syftade till att utveckla tre nyckelkomponenter för systemutveckling av elvägar (ERS) för svenska förhållanden. Genom att utvidga befintliga ERS-ramar för livscykelanalys för de svenska förhållandena bidrar projektet till att se på den totala CO2-balansen i ERS för Sverige. Vid simulering och laboratorietester testas de potentiella strukturella frågorna i ERS-lösningar för allmänna vägar. Ett deltagande tillvägagångssätt har utvecklads för att kunna involvera samhällsintressenter i planeringen av tekniken på riktiga vägar. Projektet hade tre forskningsfrågor som är breda och riktade arbetet: 1. Vilka förändringar krävs för EU:s system för miljöbedömning (LCA) av elektrifierade vägar för det svenska sammanhanget? 2. Vilka konsekvenser för den svenska väginfrastrukturen följer från en livscykelanalys och livscykel kostnadssynpunkt för implementering av elektrifierade vägar? 3. Vilka modeller för framtida utplacering av elektrifierade vägar kan utvecklas som inkluderar och engagerar alla relevanta svenska intressenter? Projektet utfördes av två avdelningar vid KTH, en specialiserat på vägkonstruktioner och en i deltagande modeller och data mining. Den första gruppen har effektivt utvidgat arbetet i EU FABRIC-projektet med LCA, simulering och laboratorietester för svenska förhållanden. Den andra gruppen har jobbat nära med Scania och har placerad en forskare där under en 2 års period i 1-2 dagar per vecka. Experiment med den deltagande planeringsramen har organiserats via egna kontakter med svenska projekt (Arlanda och E16). FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 4

Genom intensivt arbete med projektet framfördes att forskningsfrågorna 1 och 3 var mest intressant för de Svenska aktörer inom elvägar. 5 Mål Framtiden för elfordon är å ena sidan väldigt säkert utifrån tekniken mognad i fordonsindustrin själv. När man ser ur ett samhälls- och utbudskedjeperspektiv gör det nuvarande fokuset på batterier och dess associerade problem med materialutarmning och vikt för fordon att man inte helt enkelt kan ersätta förbränningsmotorer med elektriska. Om den svenska bilindustrin vill vara ledande i världen på elbilar behöver den ha kunskap och erfarenhet av större samhällelig inbäddning av sina framtida tekniker. På vägbelastning är en av de viktigaste potentiella scenarier som kan bidra till att övervinna batteriproblemet, samtidigt som man bygger ett nytt infrastruktur- och servicelag ovanpå den befintliga gamla väginfrastrukturen. På så sätt är SISTERS ett viktigt steg för att öka konkurrenskraften och innovationsförmågan för den svenska bilindustrin. Samarbetet mellan Scania och TrafikVerket som samarbetspartner till KTH i SISTERS bevittnar det branschsamarbete som fordonsbelastning kräver: elvägen och fordonet utgör ett system som kräver samutveckling och samarbete på en nivå som aldrig tidigare har noterats inom vägtransportsektorn. Särskilt för FIFFI-delprogrammet studerar SISTERS den elektriska vägkolonnen och dess effekter på alla andra kolumner (Markerad i Blå i Figur 1) som primära objekt. Studien har direkta konsekvenser för och inmatning från bil- och infrastrukturrader för buss, högkapacitetstransport och stadslogistik, och markeras i Gul. SISTERS effekt kommer att vara att den befintliga infrastrukturen kommer att användas mer effektivt när trafikbelastningen blir verklighet och att säkerhets- och miljöpåverkan av denna teknik kommer att förstås i sitt holistiska perspektiv genom vilket mildrande åtgärder kan formuleras för att undvika negativa effekter. Figure 1: SISTERS inom FIFFI 6 Resultat och måluppfyllelse Projektet resulterade i anpassningar till FABRIC LCA-systemen för ERS, som har gjorts tillgängliga för andra intressenter. Simuleringarna och laboratorieexperimenten för att integrera ERS-teknik i vägar leder till slutsatsen att bindemedel mellan främmande föremål och asfaltbeläggningen är kritiska, men det noggranna urvalet med den nuvarande tillgängliga bindemedelstekniken kan övervinna de flesta problem. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 5

Det deltagande tillvägagångssättet baserat på data mining har varit särskilt användbart för potentiell serviceutveckling med fleet management data. 7 Spridning och publicering 7.1 Kunskaps- och resultatspridning Hur har/planeras projektresultatet att Markera Kommentar användas och spridas? med X Öka kunskapen inom området X Både de experimentella och deltagande simuleringsdelen är redan efterfrågad inom väggbranschen Föras vidare till andra avancerade tekniska utvecklingsprojekt X Deltagande simuleringsplatformen vidareutvecklas för att inkludera hälsoaspekter av minskade avgasutsläpp Föras vidare till produktutvecklingsprojekt Introduceras på marknaden - Användas i utredningar/regelverk/ X tillståndsärenden/ politiska beslut x En del av fleet management dataforskningen har inspirerad vidareutveckling inom deltagande industripartner Kunskapat och verktyg förväntas att blir en del av Trafikverkets kunskapsbasis och verktygslåda. Simuleringsarbetet ingår i nya forskningsansökningar av mer fundamental karaktär hos Vetenskapsrådet. Kopplingen till FABRIC projektet har hjälpt kunskapen att spridas utanför Sverige, och projektresultat tas med på FABRICs slutredovisning / slutseminar. 7.2 Publikationer V.M. Shreenath, S.A. Meijer (2017) Opening the Search Space for the Design of a Future Transport System Using Big Data. International Conference on Computers in Urban Planning and Urban Management. pp 247 261, Springer, Cham Jayanth Raghothama, Elhabib Moustaid, Vinutha Magal Shreenath, Sebastiaan Meijer (2017) Bridging Borders: Integrating Data Analytics, Modeling, Simulation, and Gaming for Interdisciplinary Assessment of Health Aspects in City Networks. City Networks, pp 137-155, Springer, Cham Vinutha Magal Shreenath, Sebastiaan Meijer (2016) Spatial big data for designing large scale infrastructure: A case-study of electrical road systems. Big Data Computing Applications and Technologies (BDCAT), 2016 IEEE/ACM 3rd International Conference on. Pp 143-148, IEEE 8 Slutsatser och fortsatt forskning SISTERS projektet levererade resultat som tillgodogör både Svenska industrin genom systemisk kunskap och data-baserade metoder, samt den publika världen genom nya analys för Svenska vägnätets beredskap för elvägar (induktiv) och nya metod för samhällsplanering genom involvering av intressenter. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 6

Metodiskt finns mycket kvar att vidareforska på. Särskilt metoden för deltagande simulering av samhällsfrågor med stor teknisk beroende är intressant, på grund av dessa integration mellan datavetenskap (AI), visualisering, simulering och sociala processer. 9 Deltagande parter och kontaktpersoner Kungliga Tekniska Högskolan - Skolan för Teknik och Hälsa Prof. Sebastiaan Meijer, smeijer@kth.se, 08-7908071 - Skolan för Arkitektur och Samhällsbyggnad Prof. Nicole Kringos, kringos@kth.se Scania - Niklas Pettersson, niklas.pettersson@scania.com Trafikverket - Anders Berndtsson, anders.berndtsson@trafikverket.se FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation www.vinnova.se/ffi 7