När blir elmaskiner vanligare än dieselmuller?

2022-04-14 06:00  

Nu omfattas nästan alla eldrivna grävmaskiner, hjullastare, dumprar och andra arbetsmaskiner av regeringens klimatpremie. Men hur långt har elektrifieringen kommit på området, och när kan elmaskinerna börja dominera över de dieseldrivna?

En klimatpremie för inköp av eldrivna arbetsmaskiner skulle sätta fart på klimatomställningen i bygg- och anläggningsbranschen.  Den som köpte eldriven maskin kunde få stöd på upp till 40 procent av mellanskillnaden, jämfört med priset på en jämförbar dieselmaskin. Under förutsättning att motoreffekten låg på minst 75 kW.

Systemet har funnits i två år men hittills har inte en krona betalats ut, eftersom eldrivna anläggningsmaskiner över 75 kW knappt finns att köpa. Därför sänktes effektgränsen nyligen till 15 kW, vilket omfattar nästan alla entreprenad- och skogsmaskiner på marknaden.

Volvo Construction Equipment (VCE) uppger sig ha världens bredaste utbud av eldrivna anläggningsmaskiner – i dagsläget tre grävmaskiner och två hjullastare. 

– Så för vår del är prototypstadiet förbi, vi har redan elmaskiner i produktion, säger Henrik Amann som är chef för drivlinor och elektromobilitet på VCE.

Med fem modeller i produktion, uppger sig Volvo Construction Equipment ha världens bredaste utbud av eldrivna anläggningsmaskiner. Foto: VCE

De fem maskinerna ligger i viktklassen upp till fem ton, och deras respektive motoreffekt ligger i spannet 18 kW till 36 kW. Vilket gör dem till exempel på sådana maskiner som numera – men inte enligt det tidigare regelverket – omfattas av regeringens klimatpremie.

Hittills har VCE alltså fokuserat på att elektrifiera kompaktmaskiner i det lätta segmentet.

– Där är det lättare att få dagens batterier att räcka ett helt arbetspass. Tyngre maskiner drar inte bara mer energi, de jobbar också fler timmar på dygnet och går ofta i treskift, säger Henrik Amann.

Eldrift i tyngre klasser

Men VCE jobbar även med eldrift i tyngre klasser. Just nu släpper de en förserie om 35 exemplar av den batteridrivna 22-tonsgrävmaskinen EC230 Electric i Norge, vilka ska gå som pilotmaskiner hos utvalda kunder.

– Vissa marknader har kommit längre än andra när det gäller efterfrågan på eldrift. Den norska marknaden ligger väldigt långt fram, så vi börjar där. Ett övergripande mål är att 35 procent av våra produkter ska vara eldrivna 2030, och till 2040 ska vi vara helt fossilfria, säger Henrik Amann.

Men elektrifiering i tyngre maskinklasser medför nya utmaningar, och kräver olika typer av laddlösningar utifrån maskintyp och arbetsuppgift.

– Beroende på applikation tittar vi på snabbladdning, nattladdning, battericontainers och så vidare. Många maskintyper står rätt mycket på tomgång under sin arbetsprocess, så man kan tänka sig system där de induktivladdas medan de står och lastar eller lossar. Vissa stora maskiner jobbar rätt stationärt, så där kan det funka med kabelmatning, säger Henrik Amann.

Han ser flera incitament för bygg- och anläggningsföretagen att välja eldrift: inte ”bara” det uppenbara skälet att slippa koldioxidutsläppen.

– Elmaskiner är tystare, vilket ökar flexibiliteten vid arbete i stadsmiljö där det råder bullerkrav under olika tider på dygnet. Du kan dessutom jobba inomhus, i tunnelbyggen och liknande, utan avgasproblem. Och med de dieselpriser vi har blir elmaskiner dessutom billigare i många applikationer, sett över hela sin livstid, säger Henrik Amann.

När kan elmaskinerna börja dominera över de dieseldrivna?

– Det är svårt att säga när den verkliga tipping pointen kommer, det skiljer en hel del mellan olika marknader. I exempelvis Kina ligger de långt framme, medan det går klart långsammare i många andra länder, säger Henrik Amann.

Han jämför med elektrifieringsutvecklingen inom personbilar:

– Den har ju nästan gått fortare än vad många trodde att den skulle. Men även där skiljer det sig från marknad till marknad, säger Henrik Amann.

I projektet Electric Worksite testas eldrivna kompaktmaskiner ur VCE:s sortiment. Längre fram ska man även prova tyngre eldrivna grävmaskiner. Foto: VCE

Ännu är andelen eldrivna maskiner mycket låg i de flesta sektorer: enligt en kartläggning från IVL Svenska Miljöinstitutet, fanns ett hundratal eldrivna grävmaskiner och hjullastare i den svenska bygg- och anläggningsbranschen 2020. Det motsvarar mindre än en procent av det totala antalet grävmaskiner och hjullastare i segmentet upp till 75 kW.

I jord- och skogsbrukssektorn finns ”i princip inga” eldrivna arbetsmaskiner, enligt kartläggningen. Där förväntas heller ingen elektrifiering inom de närmaste åren.

Detta förklaras med att skogsbruket arbetar över stora ytor utan tillgång till infrastruktur, vilket ger sämre förutsättningar för elektrifiering. Och inom jordbruket arbetar maskinerna ofta intensivt under avgränsade perioder, då man inte har tid att avbryta för att ladda batterier.

Gruvindustrin är den sektor i Sverige där elektrifieringen av tyngre maskiner kommit längst, enligt IVL:s kartläggning. Mest uppseendeväckande är förstås de gigantiska, kabel- och luftledningsmatade dagbrottsmaskiner som arbetar i Aitik, men bland ”normalstora” maskiner för underjordsgruvor låg andelen eldrivna truckar på fem procent 2020.

– I underjordssegmentet är det ganska klart att eldrift är något vi kommer att se mer av. Och vi ser det på kundintresset, det är inte politiska beslut som ligger bakom, säger Erik Svedlund, marknadschef och affärsutvecklare inom elektrifiering hos den svenska gruvmaskinstillverkaren Epiroc.

Elektrifieringsarbetet inom Epiroc kan sägas ha börjat 2016, då Atlas Copco lanserade sin första batteridrivna lastmaskin för underjordsgruvor. Epiroc avknoppades från Atlas Copco 2018, och samma år lanserade de en teknikplattform som de kallar sin andra generation batteridrivna maskiner.

Epiroc: Rullar ut seriemaskiner

Plattformen har ett modulärt, skalbart system för drivlina och batterier. Den omfattar lastare med upp till 18 tons kapacitet, gruvtruckar på över 40 ton, och en serie borriggar för ortdrivning, produktionsborrning och bergförstärkning.

– Det stora nu är att vi rullar ut seriemaskiner baserade på den här teknikplattformen i tio länder på samtliga kontinenter, säger Lina Jorheden, chef för Epirocs affärsenhet Rocvolt.

Epiroc vill i dagsläget inte gå ut med vilka volymer det handlar om.

– Men kunderna går från att ha testat våra batterimaskiner, till att köpa flottor som blir integrerade delar av deras gruvdrift, säger Erik Svedlund.

Epiroc har som mål att alla deras underjordsmaskiner ska erbjudas i ”nollemissionsversion” 2025. För ovanjordsmaskinerna (som återfinns i dagbrottsgruvor) gäller samma målsättning till 2030.

– När det gäller ovanjord finns delvis andra utmaningar, många av dem jobbar till exempel i miljöer där det inte finns nödvändig infrastruktur. Underjord har ett tydligare business case för elektrifiering, säger Erik Svedlund.

Epiroc har också en rad batterielektriska maskiner för ovanjordsgruvor. Men där kommer elektrifieringen att gå lite långsammare, tror Erik Svedlund. Foto: Epiroc

Epirocs elektrifieringsarbete består av flera delar, enligt Lina Jorheden.

– En del är den modulära plattformen, där vi bygger elmaskiner från scratch. En annan del är att vi konverterar kundernas befintliga dieselmaskiner till eldrift. Vi har tagit fram ett konverteringskit där man passar på att bygga om dem till batteridrift i samband med den ”halvtidsrenovering” som alla gruvmaskiner genomgår efter ungefär halva sin beräknade livslängd, säger hon.

Erik Svedlund är säker:

– I underjordsgruvorna kommer det gå snabbast för dieselmaskinerna att kontinuerligt fasas ut. I ovanjordsgruvorna tar det lite längre tid, säger han.

I det pågående projektet Electric Worksite samarbetar företag, högskolor och andra aktörer för att undersöka hur eldrivna arbetsmaskiner kan fungera i verkliga miljöer.

– Vi testar elmaskiner vid typiska byggprojekt i stadsmiljö i Göteborg, som gatuarbeten, VA-jobb, och park- och lekplatsbyggen. Just nu har vi elmaskiner igång vid tre arbetsplatser, men planerar att testa dem vid uppåt tolv olika byggprojekt, säger Christian Koch, professor inom företagande, innovation och hållbarhet vid Högskolan i Halmstad.

”Stadsjobb” erbjuder en mycket lämplig testmiljö för eldrift, menar han.

– Man har enklare tillgång till el och laddinfrastruktur än exempelvis vid ett vägbygge utanför stan, där man kanske måste köra flera kilometer för att komma åt att ladda batterierna. Dessutom är avgasfrihet och sänkta bullernivåer särskilt intressanta i stadsmiljö, säger Christian Koch.

I Electric Worksite vill man inte bara studera hur elmaskinerna fungerar, och vilken arbetsmiljö de erbjuder maskinförarna, utan också hur elektrifieringen påverkar själva bygget.

– Man måste tänka nytt när man planerar projekten. Till exempel placera maskinernas parkeringsplatser i anslutning till laddmöjligheter, så långt det är möjligt, för att utnyttja stilleståndstiderna till att ladda, säger Dimosthenis Kifokeris, forskarassistent inom byggproduktion och byggprojektledning vid Chalmers.

Eldrivna Caterpillar- och Hitachimaskiner igång

Just nu använder man kompaktmaskiner ur VCE:s eldrivna sortiment. Längre fram ska man testa betydligt tyngre eldrivna grävmaskiner, bland annat vid ett muddringsprojekt i Göteborgs hamn.

– Små eldrivna maskiner finns allmänt tillgängliga i Europa, i det segmentet finns ingen ursäkt för beställarna att inte efterfråga dem. Men när det gäller tyngre maskiner är vi fortfarande i okänd terräng, säger Christian Koch.

Dock pekar Christian Koch och Dimosthenis Kifokeris, precis som VCE:s Henrik Amann, på att Norge kommit långt inom tung elektrifiering.

– I Osloområdet rullar redan ett femtiotal eldrivna Caterpillar- och Hitachimaskiner över tio ton. De har använts i tre-fyra år, och man ser att de fungerar bra. Det borde vara fullt möjligt för Sverige att ta del av de norska erfarenheterna, säger Christian Koch.

Så när kan de elektriska arbetsmaskinerna ta över efter de dieseldrivna?

– Jag tror de kan bli vanliga om studier som Electric Worksite kan visa på fördelarna. Men infrastrukturen och de ekonomiska incitamenten måste finnas på plats, säger Dimosthenis Kifokeris.

Fakta: Electric Worksite

Electric Worksite började genomföra praktiska tester på arbetsplatser i Göteborg i augusti 2021. Projektet pågår till 2023.

Syftet är att visa hur elektrifierade arbetsmaskiner, som hjullastare och grävmaskiner av olika storlekar, kan integreras i mindre och större anläggningsprojekt samt skötselverksamheter som gatuunderhåll och snöröjning.

Projektet fokuserar på ett systemperspektiv där maskiner, energilager och laddinfrastruktur testas i olika miljöer för att tydliggöra behov av förändringar i tekniska och organisatoriska kringsystem. Kraft läggs även på att bygga upp kunskap och modeller samt att utveckla en metodik avsedd att användas vid en framtida systemdemonstration av en helt elektrifierad byggarbetsplats i Göteborg.

Totalt 13 olika aktörer medverkar: Volvo Construction Equipment, NCC, Göteborgs Stad, Chalmers Tekniska högskola, Lindholmen Science Park, Göteborg Energi, Johanneberg Science Park, Göteborgs Stads Leasing, Rise, ABB Electrifications Sweden, Riksbyggen, HSB Göteborg, och Högskolan i Halmstad.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt