Trender inom forskningen om elektrifierade fordon 2018-2022

av Hans Pohl

Hur utvecklar sig forskningen om fordonselektrifiering i Sverige? I detta nyhetsbrev ges några indikationer baserat på uppdaterade analyser av vetenskapliga publikationer. Första nyhetsbrevet på detta tema kom för snart tre år sedan [1] och bakomliggande metodik beskrivs i en RISE-rapport [2]. Flera nyhetsbrev och en vetenskaplig artikel med uppdateringar och fördjupningar har publicerats sedan dess [3-9].

Tabell 1 ger några perspektiv på forskningen om elektrifierade fordon. I första kolumnen visas antalet publikationer för den senaste kompletta femårsperioden. I nästa visas hur snabbt volymen växer per år. Siffran längst ned (12,4%) betyder att globalt sett ökade antalet publikationer årligen i denna takt, vilket är tre gånger så mycket som antalet publikationer totalt ökade. Storbritannien uppvisar högst ökningstakt medan Sverige nästan bibehåller sin världsandel med en ökningstakt strax under det globala genomsnittet.

Tabell 1: Nyckeltal för fordonselektrifieringspublikationer 2018 – 2022

Ett kvalitetsmått för vetenskapliga publikationer är hur mycket de citeras. FWCI är ett normerat sådant mått där publikationer jämförs med andra inom samma vetenskapsfält, typ av publikation och år. Har de fått mer citeringar än genomsnittet får de ett FWCI över ett. Sverige ligger i en tätgrupp tillsammans med Storbritannien och USA.

De nästföljande kolumnerna handlar om publikationer som har författare både inom akademi och företag. Sverige har högst sådan andel av länderna i jämförelsen sett till alla publikationer medan Tyskland har högst andel inom fordonselektrifiering. Ett nära samarbete mellan akademi och företag kan vara gynnsamt för en snabb implementering av de eventuella landvinningar som forskningen gör.

Slutligen i kolumnerna längst till höger kan konstateras att forskningen inte är särskilt internationell. Ett värde över 1 betyder en högre andel internationellt samförfattade publikationer än världsgenomsnittet i vetenskapsområdet. Den stora skillnaden mellan Tyskland och Frankrike är intressant.

Trenden under femårsperioden visas i Figur 1. Kinas andel har ökat men verkar plana ut på drygt 30%. USA och Tyskland tappar andelar medan Storbritannien totalt sett ökar en aning.

Figur 1: Trend för femårsperioden 2018 – 2022

Publikationer inom fordonselektrifiering måste enligt vår sökfråga indikera att de är relevanta för tillämpningar inom fordonsindustrin. Många publikationer inom exempelvis batterier nämner inte att resultaten är relevanta för fordon, även om de mycket väl kan vara det. Därför studeras tre möjliggörande teknikområden separat: batterier, bränsleceller och elmaskiner med tillhörande kraftelektronik.

Figur 2: Världsandelar för publikationer med svensk medverkan

Eftersom Sveriges utveckling är svår att se i diagrammen med flera länder presenteras endast svenska siffror i Figur 2. Utvecklingen för fordonselektrifiering i stort (XEV) följer den generella utvecklingen för alla svenska publikationer som andel av världsproduktionen. Både batterier och elmaskiner håller sina världsandelar medan bränsleceller tappar. Att andelen XEV-publikationer är större än andelen för de möjliggörande teknologierna kan bero på att Sverige har en stor bilindustri och att det därför skrivs förhållandevis många publikationer där fordonstillämpningar nämns. Enligt Tabell 1 ovan är det också så att en ganska stor andel publikationer samförfattas med industrin.

Figur 3: Världsandelar inom batteripublikationer

Inom batteriforskningen står Kina för över 50% av alla publikationer och andelen ökar med ett par procent varje år, se Figur 3. Det enda av övriga länder i figuren som visar en ökande andel är Storbritannien, som ökar från 3,3 till 3,7% under perioden.

Figur 4: Världsandelar inom bränslecellspublikationer

Bränslecellsforskningen, se Figur 4, uppvisar ett snarlikt mönster. Ordningsföljden på länderna är den samma bortsett från att Japan och Storbritannien har bytt plats.

Figur 5: Världsandelar inom publikationer om elmaskiner och kraftelektronik

Inom elmaskiner behåller i stort sett Tyskland, Storbritannien och Sydkorea sina världsandelar under tidsperioden, jämför Figur 5. Kina ökar men har jämfört med de båda andra teknologierna inte samma dominans.

Avslutade kommentar

Fordonsindustrins utveckling har historiskt sett förmodligen inte varit alls så avhängigt forskningsresultat som exempelvis läkemedelsindustrin. Dock har utbildningsnivån inom industrin ökat successivt så behovet av en akademi som kan utbilda kvalificerad personal är stort. Med fordonselektrifiering och kanske främst batteriernas stora betydelse är frågan om forskningen framöver kommer att ha större betydelse. Medan många andra delar i fordonen till stor del utvecklas ingenjörsmässigt med många inkrementella innovationer kan batterierna med sin mångfald alternativa lösningar vara mer beroende av forskning som levererar resultat i framkant.

Samtidigt måste akademins roll till mycket stor del vara att hålla koll på i vilken riktning de 99 procenten av forskningen som inte bedrivs i Sverige utvecklas. Medan biltillverkarna i Sverige till stor del förlitar sig på inhemska forskningssamarbeten måste universitet, högskolor och institut se till att vara uppkopplade mot dagens och framtidens viktigaste miljöer.

Kinas dominans inom fordonselektrifiering och i synnerhet inom batteriforskning förtjänar att diskuteras när nya satsningar på forskning och innovation formas. Hur ska vi förhålla oss till denna inte helt okontroversiella nation?

Referenser

[1] 2020-02-09 Trender akademiska publikationer om fordonselektrifiering

[2] 2020-12-14 Mer om akademiska publikationer inom fordonselektrifieringsområdet

[3] Pohl H and Karlström M (2020) Elektrifierade vägtransporter – publikationsstudie, RISE Rapport 2020:02

[4] 2021-10-25 Vad säger vetenskapliga publikationer om bilindustrin? Del 1: Insatser inom elektrifiering

[5] 2021-10-26 Vad säger vetenskapliga publikationer om bilindustrin? Del 2: Samarbeten

[6] 2021-12-14 Elektriferingspublikationer – utvecklingen under 10 år

[7] 2022-11-20 Forskning och innovation på batteriområdet

[8] 2022-12-14 Forskning om elektrifierade fordon sedan 1996

[9] Pohl H and Karlström M (2023) Academic and Corporate Vehicle Electrification Research, World Electr. Veh. J.  14(71), https://doi.org/10.3390/wevj14030071