This study aims to evaluate how an electrification of heavy vehicles can be realized in practice on Gotland to promote the development of renewable energy and gain an understanding of how the energy system should be developed. A case study has been carried out at Roma Grus, a haulage company who has used an electric truck within their business as a part of a pilot project led by Ecoloop AB. The case study includes an evaluation of the pilot project and also a comparison between diesel and electric trucks based on the haulier's transports. The results show that the vehicle in the pilot project is difficult to apply to Roma Grus since it is not adapted for the business's long, irregular and high-consumption routes. Both higher battery capacity and charging power and an increased charging infrastructure are required. An electrification of the haulier’s transports would lead to higher investment costs but cheaper fuel costs and significantly lower emissions. This study also examines a full-scale electrification of Gotland's heavy diesel vehicles by investigating the impact on the energy system and greenhouse gas emissions. The results show that the energy demand from electric trucks would at most correspond to two percent of the current annual electricity consumption on Gotland. Regarding power consumption, fast charging of the vehicles will be a challenge due to lack of capacity in the electricity grid. However, if a full-scale electrification of heavy transport were to take place, the emissions could significantly reduce.

Bilindustrin är en av de största bidragsgivarna till koldioxidutsläpp genom fordonsutsläppnär de används. För att göra transportsektorn mer hållbar EU-politik dikterar att inkludera enhögre andel förnybara energikällor i den totala energiförbrukningen och ett sätt att uppnå det äratt införliva biobränslen i de traditionella fossila bränslena. Detta skulle minskakoldioxidavtrycket som genereras av bilindustrin på ett ekonomiskt sätt utan att göra storatekniska modifieringar i befintliga motorer. Scania AB har optimerat sitt bränslesystem för attuppfylla 10% blandning av biodiesel i normalt dieselbränsle.Scania AB är en lastbiltillverkare i Sverige med deras forsknings- och utvecklingscenterbeläget i Södertälje. De söker en lösning för att effektivisera sina bränslefilter i lastbilsmotorerför att filtrera bort mjuka partiklar som genereras på grund av nedbrytning av biobränsle. Syftetmed detta projekt kan delas upp i två huvudfaser; den första fasen är att utveckla en metod för attsimulera bränsleåldring och nedbrytning av biodiesel vilket leder till bildning av mjuka partiklarvid laboratorieförhållanden. Den senare fasen skulle vara att använda resultat från den förstafasen för att generera ett håravbrutet bränsle som därefter skulle användas för testning i enfullständig filtreringsrigg för att bedöma effektiviteten hos Scania-bränslefilter. Dessa testerskulle ge en inblick i befintliga filterprestanda beträffande nedbrutet bränsle och därmed kundebättre filter utformas för att effektivt hantera mjuka partiklar.I detta avhandlingsprojekt diskuteras olika iterationer och metoder för bildning av mjukapartiklar. Ett viktigt antagande baserat på verkliga deponeringsformationer från lastbilar överhela världen är att kalcium är en av de viktigaste orsakerna till bildning av mjuka partiklar.Resultat och bevis från tidigare avhandlingsprojekt har använts, modifierats och utvidgats i dettaprojekt. Nya metoder har utvecklats baserat på empiriska bevis från experimenten somgenomfördes under detta projekt som skulle förbättras ytterligare när Scania fortskrider meddetta projekt. Ett huvudkrav för ett håligt nedbrutet bränsle var att göra det stabilt när det gällersuspension av mjuka partiklar i biodieseln utan användning av konstant omröring för att simuleraförhållandena för bränsletanken i en lastbil.Resultaten som presenteras i detta avhandlingsprojekt är den optimerade metoden förframgångsrikt att producera mjuka partiklar och en arbetsmetod för att förberedatestbränslekoncentrat. Analys har utförts på testbränslekoncentrat i detta projekt för attkontrollera testfluidens livskraft för att utföra experiment på filtreringsrigg. Det har konstateratsatt tiofaldigt utspädningstestbränsle är det mest lovande provbränsleprovet som kan framställasmed de givna villkoren och tidsbegränsningarna. / The automobile industry is one of the largest contributors to carbon emissions through vehicularemissions when in use. To make the transport sector more sustainable EU policies dictate toinclude a higher share of renewables in total energy consumption and one way to achieve that isto incorporate biofuels in the traditional fossil fuels. This would reduce carbon footprintgenerated by the automobile industry in an economical manner without making majortechnological modifications in existing engines. Scania AB has optimized their truck fuel systemto comply with the 10% blend of biodiesel in normal diesel fuel.Scania AB is a truck manufacturer in Sweden, with their research and development centresituated in Södertälje. They seek a solution to make their fuel filters in truck engines efficient tofilter out soft particles generated due to biofuel degradation. The aim of this project can bedivided in two major phases; the first phase is to develop a method to simulate fuel ageing anddegradation of biodiesel leading to formation of soft particles at laboratory conditions. The laterphase would be to use results from the first phase to generate a mock degraded fuel that would besubsequently used for testing in a full size filtration rig to assess the efficacy of Scania fuelfilters. These tests would give an insight about existing filters performance regarding degradedfuel and thus better filters could be designed to efficiently handle soft particles.In this thesis project, different iterations and methods of formation of soft particles arediscussed. An important assumption based on real deposit formations from trucks across theworld is that calcium is one of major causes of soft particles formation. Results and evidencefrom previous thesis projects have been used, modified and extended in this project. Newmethods have been developed based on empirical evidence from the experiments conductedduring this project which would be further improved as Scania progresses with this project. Amajor requirement for a mock degraded fuel was to make it stable in terms of suspension of softparticles in the biodiesel without a use of constant agitation in order to simulate the conditions ofthe fuel tank in a truck.The results presented in this thesis project are the optimized method to successfullyproduce soft particles and a working method to prepare test fuel concentrate. Analysis has beenperformed on test fuel concentrate in this project to check for viability of test fluid forconducting experiments on filtration rig. It has been concluded that 10 folds dilution test fuel isthe most promising test fuel sample that can be prepared with the given conditions and timerestrictions

The transport industry is facing major changes in the transition from traditional diesel-powered vehicles to electrified vehicles. The transition to electric vehicles in the transport industry is necessary to reach the environmental goals of the Paris Agreement. Through research, data sharing between actors was identified as a potential factor that could be used in the development of the electromobility sector, but sufficient information on this subject was lacking. This led to the basis for the thesis project. The thesis project was carried out in collaboration with Volvo Group, hereby interchangeably called Volvo, to investigate how data sharing can be used to facilitate the transformation to electromobility in the transport industry. The purpose of the thesis was to: Investigate how Volvos Value Offering can be improved by mapping out potential actors in the electromobility eco-system and how they could benefit from shared data. The thesis was based on the three research questions: What values and offers can be created in the charging infrastructure industry through shared data and what challenges, risks and opportunities do this create for the stakeholders involved? What information gaps hinder the development of the electromobility market, in general and, more specifically, in relation to data sharing? And lastly, how can Volvo take advantage of business opportunities in the electromobility market, in general and, more specifically, in relation to data sharing? The methods used to answer these questions were media analysis, 19 in-depth interviews, and a workshop with Volvo. The media analysis resulted in a mapping of the involved stakeholders in the electromobility development industry, how data sharing is used today and the actors' stance on data sharing. The interviews were held with respondents from the energy industry, tech companies, researchers, haulage companies and the truck manufacturer Volvo Group. The interviews were organized using the Gioia method and resulted in six different global themes on electromobility and data sharing. Results from the media analysis and the interviews were compiled into three scenarios. These were then presented to Volvo in a workshop, where they described how they would act as a major truck manufacturer in each scenario respectively. After compiling the results from the three methods, the research questions could be answered. The first research question was answered by the fact that the transport industry has a low degree of data maturity. The reason being that there are several perceived risks among the actors regarding data sharing in the form of losing competitive advantages, increased risks of cyber-attacks and GDPR violations. Despite the low degree of data maturity, there were also new opportunities that could be identified with data sharing. The biggest identified opportunity in this thesis was that data sharing can accelerate the development and expansion of the charging infrastructure, if vehicle data and energy data can be shared between actors. The second research question was answered simply by the fact that due to the low data degree of maturity, very little data is shared at present. The biggest identified information gap was the “chicken and egg” situation in the industry, where energy actors are waiting for initiatives from the automotive industry before making any decisions, and vice versa. The third research question was answered by identifying that Volvo's greatest opportunities as truck manufacturers exist through collaborations with other companies to establish standards for data sharing and data selling, offering charging solutions for their electric trucks and, finally, logistics optimization services based on real-time data. As the three research questions were answered, the purpose of the study was therefore fulfilled. The initial scope of the thesis was expanded from focusing solely on Volvo's opportunities as a truck manufacturer, to include opportunities for actors in the entire electromobility industry such as energy companies, charging post companies, haulage companies and tech companies. The study concluded by showing that there are great potential business and optimization opportunities and societal benefits with data sharing in the EMOB industry if the actors are willing to collaborate to set standards and drive development together. / Transportindustrin står inför stora förändringar i omställningen från traditionella dieseldrivna fordon till elektrifierade fordon. Omställningen inom transportindustrin är nödvändig för att nå miljömålen inom Parisavtalet. Forskning visar att datadelning mellan aktörer är en potentiell faktor som skulle kunna användas inom utvecklingen av elektromobilitetssektorn, men tillräckligt med information om detta område saknas. Detta blev grunden för examensarbetet. Examensarbetet genomfördes i samarbete med Volvo Group, hädan efter kallat Volvo, för att undersöka hur datadelning kan användas för att underlätta elektromobilitetsomvandlingen inom transportbranschen. Syftet med arbetet var att: Undersöka hur Volvos värdeerbjudanden kan förbättras genom att kartlägga potentiella aktörer i ekosystemet för elektromobilitet och hur de kan dra nytta av delade data. Arbetet utgick ifrån de tre forskningsfrågorna: Vilka värden och erbjudanden kan skapas inom laddinfrastruktur branschen genom delade data, vilka utmaningar, risker och möjligheter skapar detta för de inblandade intressenterna? Vilka informationsluckor hindrar utvecklingen av elektromobilitetsmarknaden, generellt och, mer specifikt, i relation till datadelning? Och slutligen, hur kan Volvo ta vara på affärsmöjligheter inom elektromobilitetsmarknaden, generellt och, mer specifikt, i relation till datadelning? Metoderna som användes för att besvara dessa frågor var mediaanalys, 19 djupintervjuer, samt en workshop med Volvo Group. Mediaanalysen resulterade i en kartläggning av drivande aktörer inom elektromobilitetsbranschen, hur datadelning används i dagsläget och aktörernas inställning till datadelning. Intervjuerna hölls med respondenter från energibranschen, techbolag, forskare, åkerier och Volvo Group. Intervjuerna organiserades med Gioia metoden och resulterade i sex olika globala teman om elektromobilitet och datadelning. Resultat från mediaanalysen och intervjuerna sammanställdes i tre scenarion. Dessa presenterades för Volvo i en workshop där de fick resonera hur de skulle agera som en stor lastbilstillverkare i respektive scenario. Efter sammanställning av resultaten från de tre metoderna kunde forskningsfrågorna besvaras. Den första forskningsfrågan besvarades med att transportbranschen i sig har låg datamognadsgrad. Det eftersom det fanns flera uppfattade risker hos aktörerna kring datadelning i form av förlorade konkurrensfördelar, ökade risker för cyberattacker och GDPR överträdelser. Trots den låga datamognadsgraden så finns det nya möjligheter med datadelning, där den största identifierade möjligheten i detta arbete är att datadelning kan påskynda utvecklingen och utbyggnaden av laddinfrastrukturen om fordonsdata och energidata kan delas mellan aktörer. Den andra forskningsfrågan besvarades med att på grund av den låg data mognadsgraden så delas väldigt lite data i dagsläget. Det största identifierade informationsluckan var “hönan eller ägget” situationen i branschen, där energiaktörer väntar på initiativ från fordonsbranschen innan de tar några beslut, och vice versa. Den tredje forskningsfrågan besvarades med att Volvos största möjligheter som lastbilstillverkare finns genom samarbeten med andra företag för att etablera standarder för datadelning och dataförsäljning, erbjuda laddlösningar till sina elektriska fordon och slutligen logistikoptimeringstjänster baserade på realtidsdata. I och med att de tre forskningsfrågorna besvarades, uppfylldes därmed syftet med studien. Omfattningen av arbetet expanderades dock från att enbart fokusera på Volvos möjligheter som lastbilstillverkare, till att omfatta aktörer inom hela elektromobilitets branschen så som energibolag, laddstolpsbolag, åkerier och techbolag. Studien visar att det finns stora potentiella affärs och optimeringsmöjligheter och samhällsnytta med datadelning inom elektromobilitetsbranschen om aktörer är villiga att samarbeta för att sätta standarder och driva utvecklingen tillsammans.

In line with the Paris agreement, Sweden has set up a national emission reduction target for the transport sector; to reduce the emissions by 70% by 2030, relative to levels in 2010. This entails that large shares of road transport will be electrified, including shares of the national truck fleet. In parallel with this, the Swedish transmission grid suffers from power capacity shortages, limiting the amount of electricity that can be distributed to a regional and local level, especially in urban areas, such as Stockholm. In line with this, the aim of this thesis is to investigate the trends of truck electrification in the Stockholm region and to assess its potential impact on the electrical grid based on truck operation characteristics. To achieve this, three objectives were set; to investigate truck fleet operators’ operations and view in relation to electrification, examine truck manufacturers' views on truck electrification and to analyse the truck electrification’s potential impact on the electrical grid in future scenarios. Quantitative and qualitative methods were used to fulfil the research objectives including interviews and casestudy modelling. The results from the interviews show that both manufacturers and truck fleet operators see the electrical grid and deployment of charging infrastructure, as well as the economy of the electric truck as the main barriers to overcome in relation to truck electrification. The truck manufacturers have taken on a leading role and are together with early adopters pushing the development forward. Nonetheless, they cannot create all the right conditions themselves, as for instance charging opportunities in relation to the electric grid is a complex problem. The industry agreed upon that city transports will be electrified first followed by regional transport and lastly long-distance transport. Furthermore, 2030 was identified as a key year for truck electrification. Finally, manufacturers and truck fleet operators urge the government to act and implement necessary measures to support the transition. The results from the case-study modelling show that lunchtime charging of city transport coincides with already critical hours for the electrical grid. Moreover, the afternoon charging of city, regional and long-distance transports generates a peak during the most critical hour around 6 PM, implying that it could entail challenges for an already congested grid. In line with this, proper night-time charging is considered as crucial both from an operational (in terms of minimising the daily stops) and grid point of view (in terms of avoiding grid congestion during critical hours). In addition, it is recommended to prioritise charging of long-distance transport during the day as they often are operative around-the-clock. Although this study resulted in general charging profiles, this gives a good indication on what impact the truck electrification might have on the electrical grid. Furthermore, it gives a general picture of how the electrification of trucks could play out in Stockholm, which can be applied in other urban areas in Sweden that are facing similar challenges. / I linje med Parisavtalet har Sverige satt upp nationella utsläpps reduktionsmål för transportsektorn; att reducera utsläppen med 70% till 2030, relativt nivåerna 2010. Detta medför att stora delar av transportsektorn kommer att elektrifieras, inklusive stora delar av den nationella lastbilsflottan. Parallellt med detta lider det svenska transmissionsnätet av kapacitetsbrist vilket begränsar mängden elektricitet som kan överföras till en regional och lokal nivå, speciellt i urbana områden såsom Stockholm. I linje med detta har syftet med denna studie varit att undersöka trender inom lastbils-elektrifiering i Stockholmsregionen och att utvärdera dess potentiella inverkan på elnätet baserat på lastbilars operativa mönster. För att uppnå detta sattes tre mål upp; att undersöka lastbils-operatörers verksamhets mönster och deras syn på elektrifiering, att undersöka lastbilstillverkares syn på elektrifiering och att analysera lastbils-elektrifieringens potentiella inverkan på energisystemet i framtida scenarier. Kvantitativa och kvalitativa metoder användes för att uppnå studiens mål inklusive; intervjuer och fallstudie modellering. Resultaten från intervjuerna visar att både lastbils-operatörer och tillverkare ser elnätet och utbredningen av laddinfrastruktur, såväl som totalekonomin av den elektriska lastbilen som de huvudsakliga barriärerna att överkomma vid en elektrifiering. Lastbilstillverkare har tagit en ledande roll och driver utvecklingen av elektriska lastbilar framåt med hjälp av så kallade early adopters. Däremot kan de inte skapa alla förutsättningar själva då till exempel laddnings möjligheter i relation till elnätet är en komplex fråga. Industrin är eniga om att city transporter kommer att elektrifieras först, följt av regionala och till sist fjärrtransporter. Vidare kunde 2030 identifieras som ett nyckelår för elektrifieringen. Slutligen uppmanar både tillverkare och lastbils operatörer regeringen att implementera nödvändiga åtgärder för att stötta och påskynda omställningen. Resultaten från modelleringen i fallstudien visar att lunch-laddning för city transporter sammanfaller med redan kritiska timmar för elnätet. Dessutom genererar eftermiddagsladdningen av city, regionala och fjärrtransporter, en effekttopp runt klockan 18 vilket skulle kunna medföra utmaningar för ett redan överbelastat elnät. I linje med detta anses natt-laddning vara avgörande både från en operativ synpunkt (i form av att minimera de dagliga stoppen) och från ett elnäts perspektiv (i form av att undvika överbelastning av nätet under redan kritiska timmar). Därtill, rekommenderas att fjärrtransporter prioriteras för dagtids-laddning då de ofta är operative dygnet runt. Trots att denna studie resulterade i generella ladd-profiler kan dessa ge en god indikation för vilken inverkan lastbils-elektrifieringen kan komma att ha på elnätet. Vidare, ger studien en generell bild över hur lastbils-elektrifieringen kan komma att se ut i Stockholmsregionen vilket kan tillämpas i andra urbana områden i Sverige som står inför liknande utmaningar.

The purpose of this thesis is to investigate how tractor swapping can be implemented in Vehicle Routing Problems (VRP) with electric heavy goods vehicles, and to evaluate how a model that allows for tractor swapping performs, in terms of schedule cost, against a model that does not. Hence, this thesis introduces a new rich VRP variant which includes tractor swapping, as well as time windows, pickup and delivery, and electric vehicles. The model is named Electric Tractor Swap Vehicle Routing Problem (E-TSVRP) and is formulated as a mixed integer linear program. As for the solver, Gurobi is used. The results show that utilizing tractor swapping can reduce the total cost of serving customers significantly by reducing en-route charging and utilizing drivers more efficiently. Specifically, it is shown that the cost reduction comes mainly from reducing driver work time. By demonstrating how tractor swapping works and how the results can be visualized on smaller cases, this thesis aims to serve as a foundation for future research within the field. To be able to fully implement the model for large logistics problem instances however, alternative solution methods such as heuristics or metaheuristics should be developed so that the problems can be solved in a reasonable amount of time. / Syftet med denna uppsats är att undersöka hur traktorbyten kan implementeras i "Vehicle Routing Problem" (VRP) med tunga, elektriska lastfordon, och att utvärdera hur en modell som tillåter traktorbyten presterar mot en modell som inte tillåter det, med avseende på den totala schemakostnaden. I uppsatsen introduceras därför en ny och generell VRP som har stöd för traktorbyten, men som också modellerar energikonsumtion och laddning av elektriska lastbilar, samt tillåter tidsfönster för när leveranser kan levereras och hämtas upp på godtyckliga platser. Modellen kallas för "Electric Tractor Swap Vehicle Routing Problem" (E-TSVRP) och formuleras som ett linjärt, blandat heltalsprogram. Programmet löses sedan med lösaren Gurobi. Resultaten visar att utnyttjandet av traktorbyten kan märkbart minska den totala kostnaden av att leverera varor till kunder genom att minska tiden som föraren väntar på att traktorn laddar. Mer specifikt tillåts möjligheten att byta till en ny traktor när den tidigare får slut på energi, vilket möjliggör en högre utnyttjandegrad av förarna, och den fakturerade tiden associerad till förarna kan minskas. Detta sker genom en avvägning mellan å ena sidan högre hårdvarukostnader för fler traktorer och å andra sidan lägre förarkostnader. Genom att demonstrera hur traktorbyten fungerar och hur resultaten kan visualiseras på mindre transportproblem, strävar denna uppsats efter att verka som en grund för framtida forskning. För att modellen ska kunna användas för stora logistikproblem bör dock alternativa lösningsmetoder som till exempel lösningsheuristiker eller metaheuristiker utvecklas så att problemen kan lösas inom en rimlig tid.

The automotive and heavy-duty trucking industries are heading towards research and development of alternative powertrain solutions to meet the United Nations sustainability goals and cleaner solutions to aid climate change actions. This thesis project aligns with the vision of finding greener and sustainable modes of transport in the heavy long haulage trucking industry. This project aims to find and develop a method for creating drive cycles, getting the vehicular power requirements to drive on these selected routes and finally calculating the TCO of a vehicle. The scripts for these mentioned steps are developed in MATLAB. The approach used in this work could help both the vehicle manufacturer and the vehicle operator to predict or cater to upcoming customer demand on, in our case, routes pan EU, to receive information about energy, power and vehicular configuration needed to fulfil the mission, and also, optimize the powertrain configuration in collaboration with a parallel thesis work done here at Scania, and finally calculate a somewhat simplified TCO of the vehicle.  In this work, two different driving conditions has been used; summer or winter, and two different payload conditions, as well as two types of vehicle powertrains; FCEV and BEV. Finally, a comparison regarding TCO for FCEV and BEV has been done. / Fordonsindustrin, inklusive den kommersiella lastbilsindustrin, driver utvecklingen av alternativa drivlinor för att kunna uppfylla FN:s hållbarhetsmål kring miljövänligare lösningar, nödvändiga för att stödja det globala klimatarbetet. Detta examensarbete utgår från visionen att hitta miljövänligare fordonstyper inom den kommersiella lastbilssektorn. Detta projekt siktar på att utveckla och använda metoder för att kunna ta fram relevanta körcykler, fastställa nödvändig framdrivningseffekt för att fordonen ska kunna köra på utvalda rutter, samt att beräkna total ägandekostnad (TCO) för fordonsoperatören.  Skripten för dessa nämnda steg har utvecklats i MATLAB inom projektet. Tillvägagångssättet som har använts i detta arbete kan hjälpa både fordonstillverkare och fordonsoperatörer att förutspå framtida krav. I vårt fall har information om nödvändig energimängd, effekt och komponentkonfiguration, inklusive drivlineoptimering, tagits fram för rutter inom EU, tillsammans med ett parallellt examensarbete som också utförts på Scania. Slutligen beräknades den totala ägandekostnaden (TCO) för kunden.  I detta arbete har två olika användarfall analyserats; sommar och vinter, för två olika nyttolaster, samt två typer av drivlinor; FCEV och BEV. Slutligen, har en jämförelse gjorts gällande TCO för FCEV och BEV.