In recent years, Electric Road Systems (ERS) has emerged as a potential solution for sustainable road transport. However, early ERS commercialization has turned out to be challenging and it is needed to better understand what drives a user’s decision to adopt ERS. Previous studies have covered the technical aspects of ERS, but there is a gap in the current research about the user perspective regarding interests and barriers that influence ERS adoption. Moreover, prior research has defined the early adopters of ERS to be direct users that operate heavy vehicles on short repetitive routes. However, a problem with this user approach is that some important industry dynamics, which seems to make a significant impact on adoption, is disregarded. Therefore, this exploratory case study takes a wider approach and aims to analyze the barriers that exists for both direct and indirect users in ERS adoption. The study is based on the inductive, wireless ERS technology provided by ElectReon AB. Furthermore, the Swedish Transport Administration pilot project on highway 73 is used as an illustrative case to deepen the analysis and exemplify results. The data is primarily collected from interviews with the defined user types, as well as from interviews with some of Sweden’s leading experts within ERS. The interviews are complemented by written reports within the area of transportation and ERS. The analysis builds on two main user segments within the industry of transportation. The first segment is Passenger Transport, which includes the following two user types: Public bus transport and Commercial bus transport. The second segment is Transportation of Goods, which includes the following user types: Transport buyers, Transport providers, Freight forwarders and Logistic hubs. The results of the study show that the general interests for ERS are simple and mainly include an improved value proposition and profitable investments. However, the barriers are complex and multidimensional, and they originate from dependency in incumbent fuel technologies which creates lock-in effects hindering adoption. The study further shows that wireless ERS may open up for novel business models, which can minimize the experienced barriers for different users. Minimizing efforts for barriers can efficiently be evaluated based on a model with two variables: “risk in adoption” and “industry influence”. The main contribution from this study is that it illuminates the importance of taking a wider user approach and including indirect users and environmental aspects (such as market forces) in the analysis when evaluating ERS adoption. / Under de senaste åren har elvägar vuxit fram som en potentiell lösning för hållbara vägtransporter. Trots detta är det påtagligt att tidig kommersialisering av elvägar innefattar många utmaningar och det saknas djupare förståelse för de drivkrafter som påverkar användarnas beslut att övergå till tekniken i en tidig utvecklingsfas. Tidigare forskning har i stor utsträckning utrett de tekniska aspekterna inom elvägar, men det saknas forskning om användarperspektivet med avseende på intressen och barriärer som påverkar övergången till tekniken. Dessutom har föregående forskning definierat tidiga användare av elvägar till att vara någon form av operatör av tunga fordon på korta, repetitiva rutter - vilket därmed syftar till direkta användare. Problemet med detta angreppssätt är att det förbiser viktiga dynamiska aspekter i industrin som har stor inverkan på användarnas övergång till elvägar. Av denna anledning antar denna utforskande fallstudie ett bredare angreppssätt och analyserar barriärer som existerar både för direkta och indirekta användare för att övergå till elvägar. Studien är baserad på den induktiva elvägstekniken som ElectReon AB tillhandahåller. Dessutom används Trafikverkets pilotprojekt på riksväg 73 som en illustrativ fallstudie för att fördjupa analysen och exemplifiera resultat. Data är framförallt insamlad via intervjuer med de definierade användarna, men även från intervjuer med några av Sveriges ledande experter inom elvägssystem. Intervjuerna kompletteras med tillgängliga rapporter inom ämnet transport och elvägar. Analysen bygger på två identifierade användarsegment inom vägtransport. Det första segmentet är passagerartransporter, vilket inkluderar kollektivtrafik med buss och kommersiell busstrafik. Det andra segmentet utgörs av godstransporter, vilket inkluderar de följande användartyperna: transportköpare, åkare, speditörer och logistik-hubbar. Resultatet av studien visar att de intressen som driver användare till att övergå till elvägar är relativt simpla, och rör sig främst om ett förbättrat värdeerbjudande och sänkta kostnader. Däremot är barriärerna bevisligen mer komplexa och multi-dimensionella och uppstår då användare är beroende av den etablerade fordonstekniken, vilket skapar inlåsningseffekter som hindrar en teknisk övergång. Studien visar dessutom att trådlös elvägsteknik kan öppna upp för nya affärsmodeller som i sin tur kan minimera effekterna från barriärerna. Dessa effektminskningar kan utvärderas baserat på en modell uppbyggd av två variabler: risk och inflytande. Studiens viktigaste bidrag till utvecklingen av elvägar är att den belyser vikten av att ta ett bredare angreppssätt på användarperspektivet och även inkludera indirekta användare och de krafter som verkar inom användarmarknaden i analys av övergång till elvägar.

This thesis presents the stability analysis of an Electric Road System (ERS), which is often abbreviated as eHighway, used for the electrification of the hybrid vehicle. The overall system modelling of the ERS, starting from the sub-station to the critical part of the Scania hybrid truck is performed in the MATLAB Simulink environment. The ERS consists of an overhead catenary line (OCL), where vehicles are electrified by using a pantograph mounted over the vehicle. The stability analysis of the power supply of the overhead line is done by taking into account several aspects of the system. The simulation results are validated with the real test track measurements and the deviations are shown. The frequency response of the system is considered to measure the stability margin. The resonance conditions are clarified and essential variable choke is proposed to damp them out. Also the harmonic components injected from the vehicle side, that are in the closer range of the resonance, are figured out and filtered. When multiple vehicles are electrified from the same catenary line, then there are interferences in between the vehicles. These disturbances both to the vehicles and the overhead power supply system are presented in the time domain. Finally, the results are shown to demonstrate the effectiveness of the variable choke to increase the stability margin in the overhead supply system. In the frequency domain results, it has shown that the resonance is shifted out of the system operating frequency. In the time domain results, it has shown that the high amplitude of the current and voltage signals are sufficiently damped out by variable choke implementation.

Sustainable transportation solutions are the goal for the future. With the technological shit happening in the transportation market towards electric vehicles, the electric road system (ERS) is a necessary technology required to reach the sustainability goals for the future. While many studies show the role of innovation in a socio-technical landscape, many neglect the diffusion process of the innovation which occurs to create a socio-technical change. The nature of this thesis is an exploratory case study with a qualitative approach. To address the study, a literature review for the diffusion of innovation, its characteristics, multi-level perspective, and technology readiness level (TRL) was presented in order to provide a better understanding and build a foundation for the research. A review of scientific articles regarding the electric road system was performed to provide insights and obtain information on the technology. The data from scientific articles were complemented by interviews from experts regarding electric road systems to obtain an understanding of technology if it was to be implemented in the future in Sweden. The empirics collected were analyzed using the literature framework and conclusions were drawn. Analyzing the data was required to find the factors hindering the technology and if there is a window of opportunity for the technology to exist in the Swedish market. Environmental sustainability has been the driving factor, but the rate of diffusion for the technology will depend on the complexity and the maturity of the technology to function as a whole working system. The study contributes to evaluating the implementation of an inductive electric road system in the Swedish context and if it could be a viable solution in the transportation market. The perspectives of the technology in the Swedish market and the motivation for the solution are discussed. An analytical contribution by evaluating if the technology could exist in the future and insights on the diffusion of the technology into the existing landscape.

The following paper is a master thesis written at KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Sweden. This master thesis is done in a collaboration with a Swedish Consulting Company SWECO. The main focus of this master thesis is to investigate if an implementation of Electric Road System (ERS) on Södertörn Crosslink is profitable, and if so, approximate the payback period for the investment. Additionally, the costs associated with the electrification of the bus fleet, currently operating on road 259, will be determined. There are three different ERS technologies, inductive (wireless), conductive overhead, and conductive rail have been compared, looking at advantages and disadvantages, with regard to the implementation of ERS on Södertörn Crosslink. To accompany this, case study methods have been used, where the results are based on interviews, theory and calculations. The result shows that the payback period for both inductive and conductive rail, based on this study’s forecast, is 7 years and 9,3 years respectively with regard to a discount factor of 9,0 percent. However, the conductive overhead solution does not seem to be profitable as this technology is limited to heavy trucks and buses capable of connecting to the overhead wires. The inductive ERS solution seems to be the best suitable option for Södertörn Crosslink, viewed from an economical and technological perspective. while also considering other factors such as aesthetics. / Denna rapport är ett examensarbete skrivet på KTH, Kungliga Tekniska Högskolan, i Stockholm, Sverige. Denna masteruppsats gjordes i samarbete med ett svenskt konsultföretag, SWECO. Det huvudsakliga syftet av denna masteruppsats är att ta reda på vilka möjligheter det finns för en elektrifiering av framtida motorvägen Tvärförbindelse Södertörn i södra Stockholm, Sverige. Syftet med masteruppsatsen är att undersöka om det finns lönsamhet i implementeringen av ett elvägssystem på Tvärförbindelse Södertörn och därefter approximera hur lång den eventuella återbetalningstiden skulle vara. Kostnader för en elektrifiering av bussflottan, som kör för närvarande på väg 259, ska också bestämmas. Tre olika tekniker för elvägssystem, induktiv (trådlös), konduktiv via luftledningar, och konduktiv via spår, jämförs med avseende på deras för och nackdelar, för att därefter kunna bestämma den mest lämpliga lösningen för Tvärförbindelse Södertörn. För att jämföra dessa tekniker har en fallstudie genomfört. Resultatet visade att återbetalningstiden för de induktiva och konduktiva (via spår) lösningarna, utifrån egen prognos, är 7 år respektive 9,3 år, med hänsyn till diskonteringsränta på 9,0 procent. Den konduktiva lösningen (via luftledningar) visade sig dock inte lönsam i och med att denna teknik är begränsad då endast högre fordon, lastbilar eller bussar, kan ansluta sig till luftledningen. Utifrån olika perspektiv, bland annat ekonomisk och tekniska mognad, visade det sig att den induktiv trådlösa elvägstekniska lösningarna kan vara bäst lämpade, utifrån ett lönsamhetsperspektiv, att implementeras på den framtida vägen, Tvärförbindelse Södertörn.

Electric Road System is an emerging infrastructure with potential of accelerating the transition towards electric vehicles. At the same time, Swedish municipalities are showing difficulties in electrifying their vehicle fleets. This study examines if an Electric Road System can be of value for a municipality, and if there are any challenges for an actor to establish a business model for such a system in the municipal context. Currently, there is a lack of previous studies in this area. This thesis addresses the topic of business models for Electric Road Systems in a municipal context through a single case study in a Swedish municipality. Six conclusions are drawn regarding opportunities for creating and capturing value from an Electric Road System with a municipal customer: 1) A combination of dynamic and stationary charging is probabl yneeded. 2) Extended possibilities for vehicle electrification can be provided. 3) Vehicle availability and reliability can be achieved. 4) Additional services should be evaluated thoroughly. 5) The pricing strategy should include a fixed price. 6) Major uncertainties exist regarding potential size of value capture. Additionally, three conclusions are drawn regarding challenges in the creation of a business model for a municipal Electric Road System: 1) The possibility of electrifying state roads is uncertain. 2) The national choice of ERS-technology will have an impact. 3) The uncertainty regarding prices of ERS-compatible vehicles presents a risk. With these conclusions, this study contributes with an increased knowledge on business models for Electric Road Systems in the municipal context. / Elvägssystem är en framväxande infrastrukturlösning med möjlighet att accelerera övergången till eldrivna fordon. Samtidigt visar svenska kommuner på svårigheter i elektrifieringen av sina fordonsflottor. Den här studien undersöker om ett elvägssystem kan vara av värde för en kommun och om det finns några utmaningar i att etablera en affärsmodell för ett sådant system i en kommun. För närvarande finns en avsaknad av studier som berör detta område. Detta examensarbete behandlar ämnet affärsmodeller för elvägssystem i kontexten av en kommun genom en fallstudie i en svensk kommun. Sex slutsatser dras gällande möjligheterna för skapande och fångst av värde från ett elvägssystem med en kommun som kund: 1) En kombination av dynamisk och stationär laddning behövs förmodligen. 2) Utökade möjligheter för fordonselektrifiering kan uppnås. 3) Tillgängliga och pålitliga fordon kan erhållas. 4) Tilläggstjänster bör utvärderas noggrant. 5) Prissättningsstrategin bör inkludera ett fast pris. 6) Stora osäkerheter finns gällande hur stort värde som kan fångas. Dessutom dras tre slutsatser gällande utmaningar i skapandet av en affärsmodell för ett elvägssystem i en kommun: 1) Möjligheten att elektrifiera statliga vägar är osäker. 2) Det statliga valet av elvägsteknik kommer att påverka. 3) Osäkerheten gällande priset på elvägsfordon utgör en risk. Med dessa slutsatser bidrar denna studie till en ökad kunskap om affärsmodeller för elvägar i kontexten av en kommun.