Litteraturstudie – elektromobilitet och störande händelser

Ett aktuellt ämne är hur ett helt eller delvis elektrifierat transportsystem kan hantera olika former av störande händelser. Terminologin är varierad. Ord som trygghet, säkerhet, robusthet och resiliens är alla vanliga begrepp för att beskriva kravbilden av att ha ett system som är motståndskraftig mot störningar. I en serie om tre delar publicerad för cirka 1,5 år sedan benämnt ”Resiliens i ett elektrifierat transportsystem” berörde omEV ett antal delar inom området [1 – 3]. En av slutsatserna då var att det fanns begränsat med forskning som undersöker elektrifieringen av transportsystemet utanför normala driftförhållanden. I en nyligen publicerad litteraturstudie gjord av kanadensiska forskare dras liknande slutsatser [4]. Men området är under framväxt och litteraturstudien presenterar ett antal intressanta nya resultat och artiklar. Dagens nyhetsbrev är en sammanfattning av studien.

Laddinfrastrukturen i fokus

I litteraturstudien används begreppet ”disruptive events” vilket på svenska blir störande händelser. I begreppet lägger författarna både naturliga och mänskligt orsakade krishändelser som påverkar samhället [4]. Perspektivet i studien är att (den publika) laddinfrastrukturen har en nyckelroll för att skapa motståndskraft för elektromobilitet vid störande händelser. Systemet måste vara robust, tillgängligt och lämpligt distribuerat i transportnätverket. Samtidigt måste systemet ha en tillräcklig nivå av funktionalitet vid störande händelser, speciellt när evakuering är nödvändig [4].

Tre aspekter anses särskilt viktiga: bedömning av laddinfrastrukturens prestanda, planering av laddinfrastruktur och utveckling av en effektiv katastrofhanteringsplan för laddbara fordon [4].

Laddinfrastrukturens prestanda utvärderas sällan

Litteraturstudien diskuterar bedömningar av prestandan. Med prestanda menas de eventuella effekter som uppstår när/efter en laddpunkt etableras. Hittills har mest fokus lagts på lättöverskådliga indikatorer som antal laddpunkter i ett geografiskt område, beläggningsgrad och etableringskostnader. Andra möjliga effekter som kan uppstå hos flera olika aktörer har ofta inte inkluderats [4]. En bedömning av laddinfrastrukturens prestanda innefattar därmed en mer omfattande förståelse/målbild av konsekvenser av att installera en specifik laddpunkt. Indikatorerna kan skilja sig mellan olika intressenter, exempelvis kan en kommun önska effekt på den lokala luftkvalitén medan en laddoperatör har fokus på ekonomiska indikatorer och elnätsägaren vill minimera höga effektuttag [4]. Att inkludera och balansera dessa olika indikatorer är en utmaning även när endast normala driftförhållanden avses [4].

Få studier har undersökt vilka indikatorer som bör användas för att hantera störande händelser [4]. Några exempel på indikatorer finns från hypotetiska scenarion för naturkatastrofer (skogsbrand, orkan, översvämning): antal batterielektriska bilar per laddpunkt, maximal distans mellan laddpunkter, antal laddpunkter i högriskområden, trafikflöden under störande händelse och nyttjandegrad under normala driftförhållanden [4].

Störande händelser är generellt inte med i planeringen av laddinfrastruktur

Forskningsområdet kring planering av laddinfrastruktur är under framväxt, det finns flera olika metoder och modeller. OmEV sammanfattande en litteraturstudie på området för några månader sedan [5]. En gemensam nämnare för nästan all forskning i området är ett fokus på normala driftförhållanden [4]. Ett fåtal studier har dock gjorts där placering av laddinfrastruktur har undersökts under störande händelser. Bland annat modellering för placering av nödladdare i Florida och en studie som undersöker hur resiliens mot översvämningar kan inkluderas i planeringen av laddinfrastruktur [4]. En slutsats från litteraturstudien är att det finns behov av framtida studier som undersöker påverkan av andra typer av störande händelser [4].

Katastrofhantering kräver planer för rutter, laddning och schemaläggning

När katastrofen eller störningen väl är ett faktum behövs det organisatoriska mekanismer för att minimera konsekvenserna. I ett elektrifierat transportsystem är tre faktorer av störst betydelse: ruttplanering, laddning och schemaläggning [4].

Ruttplanering kan vara nödvändigt i scenarion där evakuering inte krävs, men är troligen ännu viktigare när evakuering måste genomföras [4]. Nya utmaningar uppstår med elektromobilitet. Begränsad räckvidd, tillgång till och geografisk täckning av laddinfrastruktur samt den mänskliga faktorn kan påverka det praktiska genomförandet av evakueringsplaner [4]. Laddningen är nära kopplat till ruttplanering. Laddningen behöver inkluderas i planeringsarbetet eftersom laddningbehovet påverkar möjligheten att genomföra evakueringen [4]. Laddningen kan antingen ske innan avfärd eller efter vägen på en given rutt [4]. Fler studier har fokuserat på antaganden om att laddning sker innan avfärd och att många därmed kan nå säkerhet utan behov av laddning efter rutten [4].

Förfinande antaganden är önskvärt i framtida studier 

Ett antal kunskapsluckor har identifierats i studien. Tidigare studier har fokuserat på att modellera scenarion med endast batterielektriska fordon och därmed missat mer realistiska scenarion där fordonsflottan är mixad (förbränningsmotorfordon, laddhybrider och batterielektriskt fordon). En annan svaghet i befintlig forskning är att förare antas agera rationellt och att kösituationer vid vägnätet och laddstationer inte kommer att uppstå på grund av misstag eller avvikande laddningspreferenser [4]. Tidigare studier har i regel inte heller beaktat det möjliga dynamiska händelseförloppet av en störande händelse, exempelvis genom att inte inkludera kaskadfel [4]. Slutligen används ofta förenklade urladdningsmodeller där fordonen antas ha en linjär energiförbrukning, vilket inte speglar verkligheten [4].

Egen kommentar

Det återstår fortfarande många obesvarade frågor kring resiliens och elektromobilitet.

Litteraturstudien speglar främst den nordamerikanska kontexten. Det handlar mycket om naturkatastrofer och evakuering, vilket vi även reflekterade över i serien om resiliens år 2022 [1 – 3]. Även om vi i Europa också är drabbade av naturkatastrofer (vars frekvens troligen kommer att öka) är det ökade intresset för resiliens i vår världsdel främst drivet av ett direkt eller indirekt militärt hot. Det är inte omöjligt att det finns likheter i hur ett system ska designas oavsett om scenariot är naturkatastrof eller medvetet sabotage, men det finns säkerligen även skillnader. Det hade varit intressant att läsa en studie där detta perspektiv vägs in.

Referenser

[1] OmEV. Del 1. 2022. länk

[2] OmEV. Del 2. 2022. länk

[3] OmEV. Del 3. 2022. länk

[4] Torkey, Alaa, Mohamed H. Zaki, and Ashraf A. El Damatty. ”Transportation Electrification: A Critical Review of EVs Mobility during Disruptive Events.” Transportation Research Part D: Transport and Environment 128 (2024): 104103. länk

[5] OmEV. 2023. länk