El programa de carreteras eléctricas de la Administración de Transporte de Suecia ( sueco : Trafikverkets Program för Elvägar ) o el Programa de Electrificación de la Administración de Transporte de Suecia ( sueco : Trafikverkets Program för Elektrifiering ) [1] es un programa que implica la evaluación, planificación e implementación de una infraestructura nacional de carreteras eléctricas para Suecia por Trafikverket, la Administración de Transporte de Suecia .
El programa de investigación comenzó en 2012 [2] y las evaluaciones de varias tecnologías de carreteras eléctricas en Suecia comenzaron en 2013. [3] : 12 Trafikverket esperaba el informe final de la comisión de electrificación sueca para fines de 2022, [4] pero se retrasó hasta diciembre de 2024. [5]
El informe final de la segunda colaboración de investigación sueco-alemana sobre sistemas de carreteras eléctricas, CollERS 2, recomendó a Trafikverket seleccionar una única tecnología ERS, adecuada para camiones pesados, con varios proveedores que utilicen un estándar existente, coordinado con las decisiones ERS alemanas y francesas , no necesariamente lideradas por la Unión Europea pero con su coordinación, utilizando un sistema de pago neutral en cuanto a la tecnología ERS. [6] En 2024, el proyecto CollERS se renovó y se amplió para incluir a Francia. [7] El primer estándar para equipos de suministro de energía a nivel del suelo a bordo para vehículos de carretera eléctricos se publicó a fines de 2022, [8] y se espera un conjunto completo de estándares para fines de 2024. [9]
La primera carretera eléctrica permanente de Suecia se planea construir en 2023 en un tramo de la ruta E20 entre Hallsberg y Örebro . [10] Se esperaba que Trafikverket anunciara su tecnología elegida para carreteras eléctricas a fines de 2023, [11] pero debido a que las ofertas de adquisición excedían el presupuesto del proyecto, en 2023 Trafikverket comenzó a investigar medidas de reducción de costos para realizar el proyecto dentro de su presupuesto. [12] El proyecto E20 se financió con 500-600 millones de coronas suecas , o alrededor de 24-29 millones de coronas suecas por dos kilómetros de carril. [13] A partir de 2024, se espera que el proceso de adquisición comience nuevamente a fines de 2025. [14]
TRL (anteriormente Transport Research Laboratory) enumera tres tipos de suministro de energía para la carga dinámica , o carga mientras el vehículo está en movimiento: líneas eléctricas aéreas , energía a nivel del suelo a través de rieles en la carretera o en la vía, y carga inductiva inalámbrica . La energía aérea era la solución tecnológicamente más madura que proporcionaba los niveles más altos de energía en el momento del informe de 2018, pero la tecnología no es adecuada para vehículos no comerciales. La energía a nivel del suelo es adecuada para todos los vehículos, siendo el ferrocarril una solución madura con alta transferencia de energía y elementos de fácil acceso e inspección. La carga inductiva proporciona la menor energía y requiere más equipo en la carretera que las alternativas. [15] : Apéndice D A fines de la década de 2010, los costos de infraestructura del ferrocarril a nivel del suelo se volvieron más bajos que las líneas aéreas. [16] [17] : 21–24
Alstom , Elonroad y otras empresas han comenzado en 2020 a redactar un estándar para carreteras eléctricas con suministro de energía a nivel del suelo . [18] [19] La Comisión Europea publicó en 2021 una solicitud de regulación y estandarización de los sistemas de carreteras eléctricas. [20] Poco después, un grupo de trabajo del Ministerio de Ecología francés recomendó adoptar un estándar europeo de carreteras eléctricas formulado con Suecia, Alemania, Italia, Países Bajos, España, Polonia y otros, [21] mientras se inclinaba por el ERS ferroviario, aunque la tecnología ferroviaria específica aún no se ha estandarizado. [22] La primera norma para equipos eléctricos a bordo de un vehículo propulsado por un sistema de carreteras eléctricas sobre rieles (ERS), la Norma Técnica CENELEC 50717, se ha publicado a finales de 2022. [8] Está previsto que las siguientes normas, que abarcan la interoperabilidad total y una "solución unificada e interoperable" para el suministro de energía a nivel del suelo, se publiquen a finales de 2024, detallando una norma europea completa sobre sistemas de carreteras eléctricas "para la comunicación y el suministro de energía a través de rieles conductores integrados en la carretera" [23] [9] como se especifica en la norma técnica propuesta prTS 50740 de conformidad con la directiva de la Unión Europea 2023/1804. [24] [25]
El gobierno sueco encargó a Trafikverket que tomara medidas concretas en la cooperación Suecia-Alemania-Francia en materia de carreteras eléctricas, y publicara informes anuales en octubre de 2022, 2023 y 2024, y un informe final en octubre de 2025. [26] [27] Un informe de los Institutos de Investigación de Suecia (RISE) recomienda que el condado de Estocolmo elija los estándares de carga estacionarios y dinámicos seleccionados por Trafikverket. [28] : 46 RISE recomienda una infraestructura de carga dinámica intraurbana capaz de al menos 20 kW para que los vehículos puedan ganar autonomía mientras conducen por la carretera eléctrica, para conducir en carreteras periféricas [28] : 40–42 e infraestructura interurbana capaz de 300 kW o más para una mejor relación coste-eficacia. [29] El Instituto Nacional de Investigación de Carreteras y Transporte (VTI) de Suecia recomienda de manera similar un sistema capaz de entregar 300 kW por camión. [30] El grupo de trabajo del Ministerio de Ecología francés recomienda 400 kW para camiones de 44 toneladas que circulan a 90 kilómetros por hora en una pendiente del 2% , o un mínimo de 250 kW para que el camión pueda cargar en carreteras planas o con pendientes suaves. [21] : 25
El informe final de la segunda colaboración de investigación sueco-alemana sobre sistemas de carreteras eléctricas, CollERS 2, recomendó a Trafikverket seleccionar una única tecnología ERS, adecuada para camiones pesados, con varios proveedores que utilicen un estándar existente, coordinado con las decisiones ERS alemanas y francesas , no necesariamente lideradas por la Unión Europea pero con su coordinación, utilizando un sistema de pago neutral en cuanto a la tecnología ERS. [6] En 2024, el proyecto CollERS se renovó y se amplió para incluir a Francia. [7]
Las evaluaciones de varias tecnologías de carreteras eléctricas comenzaron en 2013. [3] : 12 Inicialmente, la Administración de Transporte de Suecia esperaba terminar la fase de evaluación del programa en 2022, luego comenzar la formulación de la red nacional de carreteras eléctricas el mismo año y finalizar su planificación en 2033. [3] : 40 El cronograma se aceleró en octubre de 2020, cuando el gobierno sueco encargó a una comisión que investigara la estandarización, construcción, operación, mantenimiento y financiación de carreteras eléctricas en Suecia. [31] Un informe generado por TRL en asociación con la Administración de Transporte de Suecia enumeró los sistemas de carreteras eléctricas disponibles, de los cuales KAIST OLEV , Siemens eHighway, Elways, Elonroad, Bombardier PRIMOVE y Electreon se estimaron como los más listos para su comercialización, y OLEV y eHighway ya poseían un sistema completo en 2018. [15] : 13–15 Después de una mayor investigación, se redujeron las evaluaciones del nivel de preparación de OLEV y Electreon. [32] En febrero de 2021 se publicó un informe provisional que resume la fase de evaluación, [17] y en septiembre de 2021 se presentó un informe preliminar sobre la estandarización, construcción, operación, mantenimiento y financiación de las carreteras eléctricas. [31] [33]
Las primeras pruebas de este programa se realizaron con líneas eléctricas aéreas, utilizando la tecnología eHighway de Siemens. El sistema se inauguró en junio de 2016 en el municipio de Sandviken, cerca de Gävle, en el centro de Suecia. Un tramo de 2 kilómetros de la autopista E16 se equipó con cables de trolebús a 5,4 metros por encima de su superficie, que suministran energía a 750 voltios de CC. Los camiones con trolebús pueden conectar los captadores de energía, montados en brazos mecánicos o postes de trolebús , mientras conducen por debajo de los cables. Los postes de trolebús permiten un cierto grado de movimiento lateral, pero si el camión se dirige hacia el carril exterior, los postes de trolebús se bajan automáticamente y el camión cambia a energía por batería o diésel. [34] El sistema probado es capaz de suministrar 500 kW de energía y tiene un período de mantenimiento estimado de 20 años. [15] : 140–144
Entre 2017 y 2019 se probaron rieles conductores a nivel del suelo con tecnología de la empresa Elways. En el marco del proyecto eRoadArlanda , se instalaron rieles conductores integrados en un tramo de 2 kilómetros de la carretera 893 entre la terminal de carga del aeropuerto de Arlanda y el área logística de Rosersberg . Se energizan secciones cortas de los rieles cuando se acerca un vehículo compatible y se desconectan una vez que el vehículo ha pasado. El sistema mide la energía consumida, de modo que se puede facturar al propietario del vehículo. [15] : 146–149 Se probaron autobuses y camiones en la carretera, [35] y el sistema es adecuado para automóviles eléctricos y es seguro tocarlo incluso cuando la carretera está inundada de agua salada. [36] El sistema probado es capaz de entregar 200 kW de potencia y tiene un período de mantenimiento estimado de 20 años. [15] : 146–149 Evias, que comercializa la tecnología de Elways, [37] informa que en un proyecto piloto con Budpartner iniciado en 2021, la infraestructura entregó con éxito 960 kW de energía, [38] y espera entregar megavatios de energía para muelles de carga logísticos y aviones eléctricos en el futuro. [39]
Trafikverket evaluó un sistema de carreteras eléctricas inalámbricas (WERS) con bobinas inductivas utilizando tecnología de Electreon, una empresa israelí emergente. Las pruebas estaban programadas para comenzar en 2020. [40] El sistema está hecho de secciones cortas que contienen bobinas de cobre que se energizan cuando un vehículo pasa sobre ellas y se apagan cuando este pasa, y admite la medición de energía y la facturación de la energía consumida. Se estima que el sistema tiene un período de mantenimiento de 5 años para el equipo de la carretera [15] : 171–172 y aproximadamente 10 años para el equipo en la carretera. [41]
Electreon probó primero receptores con una capacidad nominal de hasta 25 kW, instalando tres receptores de 25 kW en un autobús eléctrico, [17] : 27 y posteriormente cinco receptores de 20 kW en un camión eléctrico que lograron una tasa de transferencia promedio de 14 kW por receptor. [42] El piloto estaba programado para concluir en marzo de 2022, [43] sin embargo Electreon ha solicitado una extensión por otro año [44] para poder probar receptores con una capacidad nominal de 30 kW. [45] Las pruebas se han extendido a fines de 2022 por otros dos años para evaluar los daños estacionales y el mantenimiento. [46]
El Ministerio de Economía alemán, BMWK , probó la infraestructura de Electreon en 2023 con un autobús equipado con bobinas inductivas que reciben energía de una franja de 200 metros de transmisores bajo la superficie de la carretera. Los receptores pudieron recolectar el 64,3% de la energía emitida por los transmisores. La instalación resultó compleja y costosa, y encontrar ubicaciones adecuadas para los gabinetes de energía de las bobinas al costado de la carretera resultó difícil. [47] El proyecto de carga dinámica DynaCoV de la Universidad de Coventry encontró que las carreteras eléctricas inalámbricas eran financieramente inviables, utilizando los costos detallados proporcionados en 2021 por Electreon. [48]
Trafikverket comenzó a probar el suministro de energía mediante rieles conductores a nivel del suelo en 2020 utilizando tecnología de Elonroad, una empresa emergente sueca ubicada en Lund . El proyecto, EVolutionRoad , estaba programado para comenzar a planificarse en 2019 y concluir sus pruebas y demostraciones en 2022. El primer tramo de la carretera se inauguró en junio de 2020 [49] y es el primer sistema de carreteras eléctricas colocado en un entorno urbano. El sistema utiliza una pastilla conductora debajo del vehículo que se conecta a un riel en la parte superior de la superficie de la carretera a través de contactos deslizantes. El riel está activo un metro a la vez cuando está cubierto por el vehículo, lo que lo hace seguro en un entorno urbano. El sistema mide la energía consumida, de modo que se puede facturar al propietario del vehículo. El sistema probado es capaz de entregar hasta 300 kW con un 97% de eficiencia durante la conducción [50] y se estima que tiene un período de mantenimiento de 10 años. [15] : 167 Las pruebas se han extendido a finales de 2022 por otros dos años para evaluar los daños estacionales y el mantenimiento. [51] A petición de Trafikverket, Elonroad ha cambiado el enfoque en 2023 del riel pegado a la superficie de la carretera, o riel sobre la carretera , al riel incrustado en la carretera a nivel de la superficie, o riel dentro de la carretera , que es más adecuado para velocidades de vehículos más altas. [52] Las pruebas concluyeron en mayo de 2024. Elonroad atribuye al piloto el mérito de allanar el camino para su participación en el proyecto piloto de carreteras eléctricas en Francia . [53]
La primera carretera eléctrica permanente de Suecia se planeaba construir en 2023 en un tramo de la ruta E20 entre Hallsberg y Örebro . [10] El proyecto E20 se financió con 500-600 millones de coronas suecas , o alrededor de 24-29 millones de coronas suecas por cada dos kilómetros de carril. [13] El proceso de licitación se canceló porque las ofertas presentadas por Electreon y Elonroad excedían el presupuesto del proyecto. [12] A partir de 2024, se espera que el proceso de licitación comience de nuevo a fines de 2025. [14]
La tabla de la derecha especifica la estimación de Trafikverket para 2021 de los costos de capital en millones de coronas suecas por cada dos kilómetros de carril o un kilómetro de carretera: 12,4 para cables aéreos, 9,4-10,5 para rieles en carretera, 11,5-15,3 para rieles en carretera y 19,5-20,8 para bobinas inductivas. [17] : 54
Un artículo de 2022 estima los costos de capital por cada dos kilómetros de carril en 1,1 millones de dólares para cables aéreos, 0,7 millones de dólares para rieles en carretera y 2,2 millones de dólares para bobinas inductivas. [54] : 11
En 2020, Travikverket estimó que los costos de mantenimiento distintos de los daños son más altos para cualquiera de los dos sistemas ferroviarios, los segundos más altos para las líneas aéreas y los más bajos para la inducción. [55] Los proveedores de tecnología estimaron en 2021 que los costos totales de mantenimiento anuales serían, en términos de porcentaje anual de los costos de capital iniciales, del 0,5 % para el ferrocarril, hasta el 1 % para la inducción y del 1 % al 2 % para las líneas aéreas. [18] Un documento de 2022 estimó el costo anual de reparación y mantenimiento por kilómetro en 16 000 USD para las líneas aéreas, 11 000 USD para los ferrocarriles en carretera y 33 000 USD para las bobinas inductivas. [54] : 12
Un informe de 2019 del Centro Sueco de Electromovilidad estima los costos sociales anualizados de toda la flota automotriz sueca bajo cada uno de los tres sistemas de suministro de energía. Se descubrió que cada uno de los sistemas generaba ahorros netos , siendo el sistema ferroviario el más beneficioso. [56] : 10–11 Un artículo de investigación de 2022 de RISE estima que instalar aproximadamente 4000 km de carreteras eléctricas que suministren al menos 150 kW por camión en promedio es la opción económicamente más beneficiosa para la carga de vehículos eléctricos. [29]
Las líneas eléctricas aéreas, a pesar de ser la tecnología más madura y, en el momento del informe de 2019, tener la infraestructura menos costosa, son las más caras en general porque solo permiten que los vehículos comerciales altos, como camiones y autobuses, se carguen mientras conducen, mientras que los vehículos no comerciales no pueden usar los cables para cargarse mientras conducen, por lo que tendrán que usar una carga estática que requiere baterías más grandes con capacidades superiores a las baterías requeridas con el uso de la carga dinámica. Aunque las líneas aéreas tenían los costos de infraestructura menos costosos cuando se escribió el informe inicial, [56] : 10–11 poco después los costos de infraestructura del ferrocarril a nivel del suelo se volvieron más bajos que las líneas aéreas. [16] [17] : 21–24
Las fuentes de alimentación a nivel del suelo permiten la carga dinámica de todos los vehículos, lo que reduce en gran medida la capacidad y el tamaño de la batería necesarios, ya que la batería se carga mientras se utiliza. El tamaño y la capacidad reducidos de la batería reducen el coste en unos cinco mil millones de euros anuales para toda la flota automovilística sueca. Se estima que los sistemas ferroviarios e inductivos tienen unos costes anuales iguales para todos los componentes en conjunto, salvo la infraestructura; se estima que la infraestructura ferroviaria conductora cuesta unos mil millones de euros anuales, mientras que la infraestructura inductiva inalámbrica cuesta unos 2.800 millones de euros anuales. [56] : 10–11
Las regulaciones de la Administración de Transporte de Suecia para las carreteras eléctricas estatales propuestas en 2021 incluyen estimaciones de diferentes costos del sistema de carga para el cliente que conduce diferentes tipos de vehículos eléctricos. Se descubrió que los camiones de larga distancia y de transporte regional incurren en los menores costos con estaciones de carga rápida , aunque las condiciones para una red de carga rápida de este tipo no se cumplen actualmente y no está claro si alguna vez podrán cumplirse, [57] mientras que se descubrió que los vehículos de pasajeros incurren en los menores costos con la carga de carreteras eléctricas. [33]
Se estimó que el cambio de la fase de evaluación a la fase de planificación se produciría en 2022, [3] : 40 pero el gobierno sueco aceleró el cronograma del programa y comenzó la fase de planificación con la creación de la comisión de electrificación en octubre de 2020. La comisión investigará la electrificación de vehículos de transporte pesado, la carga rápida y la estandarización, construcción, operación, mantenimiento y financiación de carreteras eléctricas en Suecia. Se esperaba un informe sobre la infraestructura de carreteras eléctricas elegida para septiembre de 2021, [58] [31] pero la elección se retrasó hasta finales de 2022 o principios de 2023, [59] y se retrasó nuevamente hasta mediados o finales de 2023. [11] Las regulaciones para carreteras eléctricas, independientemente de la tecnología elegida, se propusieron el 1 de septiembre de 2021. [33] Se espera un informe final sobre la expansión de la red de carreteras eléctricas suecas para diciembre de 2024. [5]
La Administración de Transporte de Suecia prevé que una red nacional de carreteras eléctricas requeriría interfaces entre varios actores: el proveedor de electricidad, la empresa de la red eléctrica , el fabricante del vehículo , el propietario de la carretera, el operador de la tecnología de carreteras eléctricas, el proveedor de medición y facturación, y el usuario de la carretera eléctrica. El modelo de propiedad puede variar: la empresa de la red eléctrica puede ser propietaria de las subestaciones eléctricas secundarias en la carretera que alimentan la infraestructura de la carretera eléctrica o pueden ser propiedad de otros actores, y el sistema de lectura y pago de energía puede ser propiedad de un actor separado del operador de la infraestructura. [60] : 10–11 ABB formó un consorcio que se encargará de los diferentes aspectos del modelo de negocio, como la medición y facturación de energía, para su tecnología de suministro de energía a nivel del suelo . [61] [62]
La Agencia Sueca de Transporte ha recibido el encargo de proponer un marco técnico, financiero y legal para el sistema de peaje de carreteras eléctricas antes del 1 de noviembre de 2022. [63] La agencia propone ampliar el marco legal del impuesto de congestión de Estocolmo para los permisos de carreteras eléctricas y desplegar el marco técnico por etapas. Para la primera carretera eléctrica permanente, la Agencia ofrecerá permisos de tarifa fija para el uso del sistema de carreteras eléctricas. A medida que el sistema gane más usuarios, pasará a una facturación basada en el uso. La infraestructura, junto con el equipo instalado en los vehículos registrados, verificará el permiso y el estado de las deudas y pagos del titular del permiso, luego permitirá o no permitir el consumo de energía del sistema de carreteras eléctricas y facturará al titular del permiso de manera apropiada. [64] [65]
El 1 de julio de 2021, la Administración de Transporte de Suecia anunció que se había elegido un tramo de la ruta E20 para que fuera la primera carretera eléctrica permanente de Suecia. [66] Se esperaba que la carretera comenzara a funcionar en 2027. [10]
Trafikverket ha realizado una selección inicial de proveedores de adquisiciones para abril de 2022. [67] [68] Se esperaba que la elección de la tecnología se anunciara a principios de 2023 y que las obras comenzaran en marzo de 2023, [68] pero la elección se retrasó hasta mediados o finales de 2023. [11] En agosto, el proceso de adquisición se canceló, ya que las ofertas presentadas excedían el presupuesto del proyecto. Trafikverket realizará análisis de costos en busca de medidas de reducción de costos que ayuden a realizar el proyecto dentro de su presupuesto. [12] El proyecto E20 se financió con 500-600 millones de coronas suecas , o alrededor de 24-29 millones de coronas suecas por dos kilómetros de carril. [13] A partir de 2024, se espera que el proceso de adquisición comience de nuevo a fines de 2025. [14]
Un análisis de la empresa de logística Novoleap concluyó que la carretera eléctrica en el tramo E20 entre Hallsberg y Örebro supondrá, para las empresas de logística, una reducción de los costes de capital para las flotas eléctricas, una reducción de los costes operativos y una reducción de las emisiones de CO2 . Novoleap señala que el coste total de la carretera eléctrica puede ser positivo o negativo en función de sus costes de capital para la infraestructura, sus costes anuales de mantenimiento y la potencia suministrada por vehículo; 200 kW de potencia por camión son adecuados, pero niveles superiores de potencia, como 400 kW y 800 kW, son más beneficiosos y podrían ser necesarios a largo plazo. [69] La VTI recomienda de forma similar un sistema capaz de suministrar 300 kW por camión. [30] La Agencia Sueca de Transporte ha propuesto a finales de 2022 el marco de facturación para la primera carretera eléctrica permanente, que inicialmente se basará en un permiso por una tarifa fija. A medida que el sistema gane más usuarios, pasará a una facturación basada en el uso. [64]
Se espera una ampliación de otros 3.000 kilómetros de carreteras eléctricas hasta 2045. [70]