Electrification of the transport sector is an important step in reducing the global greenhouse gas (GHG) emissions. Compared to traditional internal combustion engine vehicles (ICEVs), electric vehicles (EVs) produce no tail-pipe emissions and could be coupled with responsible energy production from renewable energy sources to reduce coupled emissions of their operation. One particularly interesting segment of the transport sector is the light-duty trucks (LDTs) commonly utilized in last-mile distribution. These vehicles are responsible for the third largest GHG-emissions in the road transportation sector in Sweden and is not as detailly covered in existing research compared to heavy-duty and passenger vehicles. At the same time usage of these vehicles is increasing due to the rapid increase of e-commerce. The objective of this thesis therefore is to investigate the potential of electrification for LDTs in last-mile distribution, operating in Stockholm, Sweden. The study is conducted through a techno economical optimization along with a business model innovation coupled to the current last mile operation of three collaborating partner companies. In this way, real world cases are included in the study to reflect on the feasibility of electrification of these vehicles. Conclusions of the study shows that electrification of the LDTs in last-mile operation in Stockholm, Sweden is possible. However, it would require value-adding measures to gain economic profit when transitioning from ICEVs. In addition, there also exists practical challenges as there is a significant need for route charging for several vehicles in the analyzed company fleets. This implies that operational driving behavior is required to be reviewed to reduce the requirement of route charging. Additionally, there is a need for investigating how route charging could be supplied to the companies. / Elektrifiering av transportsektorn är ett viktigt steg för att minska de globala utsläppen av växthusgaser (GHG). Jämfört med traditionella fordon med förbränningsmotorer (ICEVs) ger elfordon (EVs) inga direkta avgasutsläpp och skulle kunna kopplas till ansvarsfull energiproduktion från förnybara energikällor för att minska de kopplade utsläppen från deras drift. Ett särskilt intressant segment av transportsektorn är de lätta lastbilarna (LDTs) som vanligtvis används i last-mile distribution. Dessa fordon är ansvariga för de tredje största utsläppen av växthusgaser inom vägtransportsektorn i Sverige och täcks inte lika ingående i befintlig forskning jämfört med tunga fordon och personbilar. Samtidigt ökar användningen av dessa fordon på grund av den snabba ökningen av e-handel. Syftet med denna avhandling är därför att undersöka potentialen för elektrifiering för LDTs i last-mile distribution, verksamma i Stockholm, Sverige. Studien genomförs genom en tekno-ekonomisk optimering tillsammans med en affärsmodellinnovation kopplad till den nuvarande verksamheten hos tre deltagande partnerföretag. På så sätt inkluderas verkliga fall i studien för att reflektera över genomförbarheten av elektrifiering av dessa fordon. Slutsatser av studien visar att elektrifiering av LDTs inom last-mile distribution i Stockholm, Sverige är möjlig. Det skulle dock kräva värdeskapande åtgärder för att få ekonomisk vinst vid övergången från ICEVs. Dessutom finns det praktiska utmaningar i och med ett stort behov av ruttladdning för flera fordon i de analyserade företagsflottan. Detta innebär att det operativa körbeteendet måste ses över för att minska kravet på ruttladdning. Dessutom finns ett behov av att undersöka hur ruttladdning på bästa sätt skulle kunna tillföras företagen.

The electrification of heavy transport is considered a solution to climate change. Today, electrification is challenged by high investment costs for vehicles and charging, which hampers the conversion. The purpose is to investigate what investment risks occur when creating a stationary charging hub by focusing on three different charging possibilities (private, semi-public, and public) to examine the differences between them. The study is a case study with the study object Stockholm South, which is considered to be a future logistics area. The study is based on literature, documents, and interviews with actors linked to the study object. Moreover, to identify potential investment risks the study conducts a life cycle cost analysis of a stationary charging hub. The conducted interviews identified that several actors are positive to enable a charging hub, but are challenged by high investment costs, uncertainties regarding electricity network capacity, and future prospects linked to the technological development of electric trucks and charging technology. Moreover, the interviews also identified opportunities such as financial support, potential market advantages of being one of the firsts on the market, and contribution to a sustainable transport sector. The results of the cost analysis show that a stationary charging hub for heavy goods transport entails high investments and operating costs, which are affected by future aspects such as electricity prices, electricity networks, technology development, and utilisation rate. In addition, the choice of closed or open charging hub has an impact on the total cost. The analysis of the results indicates that collaboration between the involved actors can facilitate several of the identified challenges and risks. The study contributes to expanding the empirical data on stationary charging infrastructure for heavy freight transport. In addition, the study contributes with a cost analysis for a charging station that can provide inspiration and a basis for future investments. The theoretical contribution mainly concerns how new technologies in ecosystem theory are handled in relation to collaboration and business models. / Elektrifieringen av tunga transporter anses vara en lösning på klimatförändringarna. Elektrifieringen utmanas idag av höga investeringskostnader för fordon och laddning, vilket hämmar omställningen. Syftet med studien är att undersöka vilka investeringsrisker som uppstår vid skapandet av en stationär laddhubb genom att fokusera på tre olika laddningsmöjligheter (privat, semi-publik och publik) för att undersöka skillnaderna mellan dem. Studien är en fallstudie där studieobjektet är Stockholm Syd som anses vara ett framtida logistikområde. Studien baseras på litteratur, dokument och intervjuer med aktörer kopplat till studieobjektet. För att kunna identifiera investeringsriskerna har en livscykelkostnadsanalys gjorts för en stationär laddhubb. De genomförda intervjuerna identifierade att flera aktörer är positiva till att skapa en ladd hubbmen att utmaningarna framförallt ligger i höga investeringskostnader, osäkerheter angående elnätskapacitet och framtidsutsikter kopplat till den teknologiska utvecklingen av ellastbilar och laddningsteknik. Däremot identifieras även möjligheter så som finansiella stöd, potentiella marknadsfördelar med att vara en av de första på marknaden och att bidra till en hållbar utveckling av transportsektorn. Resultatet av kostnadsanalysen visar att en stationär laddhubb för tunga godstransporter medför höga investerings- och operationskostnader som påverkas av framtida aspekter så som elpris, elnät, teknikutveckling samt utnyttjandegrad. Dessutom har val av stängd eller öppen laddstation inverkan på kostnaderna. Analys av resultatet tyder på att samarbete mellan involverade aktörer kan underlätta flera av de identifierade utmaningarna och riskerna. Studien bidrar till en utökad empiri kring stationär laddinfrastruktur för tunga godstransporter. Dessutom bidrar studien med en kostnadsanalys för en laddstation som kan ge inspiration och underlag för framtida investeringar. Det teoretiska bidraget berör främst hur nya tekniker ses på inom ekosystemsteorin i förhållande till samarbete och affärsmodeller.

Transportsektorn domineras idag av fossila drivmedel som påverkar miljön negativt. Alternativen till fossila drivmedel är el och gas i form av bio- och vätgas. För att kunna ha en fordonsfriflotta helt oberoende av fossila drivmedel 2030 som är ett av Sveriges miljömål kommer elnätet bära ett mycket stort ansvar. Syftet med detta arbete var att ge Eskilstuna Energi och Miljö (EEM) information om hur det befintliga elnätet skulle klara högre ställda krav vid effektuttag i form av laddkontakter hos privatpersoner. Arbetet grundar sig i en ordentlig analys av data i det befintliga elnätet och med hjälp av programmet Trimble NIS simulerades flera tänkbara scenarier med högre effektuttag, simuleringarna gjordes med trefaseffekter, 4,1 kW, 7 kW, 11 kW och en sammanlagringseffekt på 80 % vid 7 kW. Totalt tre olika nätstationer simulerades och studerades. Efter simuleringarna erhölls data för strömstyrka i fördelningskablarna och hushållsströmmarna. En känslighetsanalys gjordes för att få ett så nära genomsnittligt värde hur körsträckorna för medelpersonen förändras, analysen gjordes för 30 % ökning och 30 % minskning av den genomsnittliga körsträckan. I resultaten sammanställdes de tre nätstationerna tillsammans i grafer, för att få ett genomsnittligt och tydligt resultat. Resultaten visade att vid ett ökat effektuttag på 4,1 kW skulle 17 av 111 personer överstigit sin dåvarande huvudsäkring i strömstyrka, vid de högre simulerade effektuttagen ökade antalet hushåll som överskred huvudsäkringen. I fördelningsnätet med ett effektuttag på 4,1 kW påverkades 2 av 34 förlagda kablar negativt, dvs. de översteg maxgränsen av vad de hade klarat av. Vid effektuttag på 7 kW och sammanlagring på 80 % vid samma effekt påverkades 6 stycken och vid 11 kW påverkades 14 stycken av de totalt 34 stycken negativt. Samtliga transformatorer skulle klarat av strömstyrkan som skulle uppkommit vid effektuttag på 4,1 kW. Två av transformatorerna hade även klarat av effektuttag på 7 kW samt sammanlagringen på 80 % vid samma effekt, enbart en av de tre transformatorerna skulle klarat av samtliga effektuttag utan någon negativ påverkning. För att det befintliga nätet inte ska överbelastas vid installation av kontakter för elbilar får den uttagna trefaseffekten i varje hushåll inte överskrida 4,1 kW. Eftersom effektuttaget i hushållen inte är konstanta över ett dygn skulle en typ av effektreglering kunna möjliggöra högre effekter till laddningen. På nätter är oftast förbrukningen mindre och därför finns det mer utrymme till att ladda en bil på högre effekt än 4,1 kW. Tiden för att ladda sin bil för dagliga körsträckor varierar mellan drygt en timme till sex timmar. Sker laddningen under natten med en effekt som nätet klarar av är en omställning från fossil- till eldrivna fordon ett möjligt framtidsscenario.

The Swedish energy sector is undergoing transformational changes. Along with a rapid growth of renewables and a shift towards electromobility, the transformation is expected to bring challenges to the power system in terms of grid instability and capacity deficiency. Integrating distributed renewable electricity production into the electric vehicle (EV) charging infrastructure is a promising solution to overcome those challenges. The feasibility of implementing such a charging infrastructure system in northern Sweden is however uncertain, as the solar resources are scarce in the long winter period. This study aims to maximise the value of a solar powered EV charging station, placed in a workplace environment in Umeå. An integrated system model of the charging station is developed, comprising separate models of a solar PV system, a battery energy storage system (BESS), the workplace EV fleet and the building Växthuset, onto which the charging station will be installed. Three scenarios are developed to study the charging station’s system performance under different EV charging strategies and BESS dispatch strategies. Two additional scenarios are developed to study the potential grid services that the charging station can provide in the winter period. A techno-economic assessment is performed on each scenario’s simulation results, to measure their effect on the charging station’s value. It involves analysing the charging station’s profitability and how well the BESS is utilised by the end of a ten-year project period. The charging station’s grid impact is further assessed by its self-consumption of solar power, peak power demand and the grid energy exchange. The assessed charging station values indicate that the overall grid impact was reduced with dynamic EV charging strategies and that the BESS capacity utilisation was strongly influenced by its dispatch strategy. The charging station further implied a net capital loss under the explored scenarios, even while the dynamic charging strategies brought by a slightly increased economic value. Moreover, the studied winter scenarios showed a great potential for the charging station to provide ancillary services to the local distribution grid while maintaining an efficient BESS capacity utilisation. The winter period’s peak power demand was significantly reduced by optimising the BESS operation to shift peaks in the building’s load profile, and peaks caused by the additional EV charging demand and the EV heaters, to off-peak hours. On this basis, future research is recommended for improved simulations of the charging station operation and to study additional value-added features that the solar driven charging station can bring. / Sveriges energisystem genomgår en omfattande omställning. Förändringar i form av en ökad andel förnybar elproduktion och elektrifieringen av transportsektorn förväntas medföra stora utmaningar för elsystemets nätstabilitet och överföringskapacitet. Att integrera in distribuerad, förnybar elproduktion som en del av laddinfrastrukturen för elfordon ställer sig som en lovande lösning för att möta de väntande utmaningarna. Möjligheterna att tillämpa en sådan lösning i norra Sverige är däremot mindre självklara, då solresurserna är knappa under vintertid. Det här examensarbetet syftar till att maximera nyttan av en soldriven laddstation för elbilar, placerad på ett arbetsplatsområde i Umeå. En integrerad energisystemmodell av laddstationen har skapats, bestående av systemmodeller av solpaneler, ett batterienergilager, arbetsplatsens elbilsflotta samt byggnaden Växthuset, som laddstationen ska anslutas till. Tre scenarier har utformats för att undersöka hur laddstationens prestanda förändras beroende på olika laddstrategier för elbilarna och batterienergilagrets styrning. Ytterligare två scenarier har utvecklats för att utforska möjliga nättjänster som laddstationen kan bistå med under vintertid. Laddstationens värde har vidare bedömts utifrån systemets prestanda i de olika scenarierna. Bedömningen grundar sig på laddstationens lönsamhet och hur välutnyttjat batterienergilagret är efter en kalkylperiod på 10 år, samt på specifika påverkansfaktorer på elnätet. Faktorerna omfattar konsumtionen av egenproducerad el, toppeffektuttaget och nätöverföringarna orsakade av laddstationen. Från värderingen av laddstationen framgår det att de dynamiska laddstrategierna ledde till en, överlag, minskad påverkan på elnätet samt att styrningen av batterienergilagret hade stor inverkan på dess utnyttjandegrad. Laddstationens nettonuvärde förblev negativt i de tre scenarierna, även om de dynamiska laddstrategierna, ökade dess ekonomiska värde till en viss del. Vidare tyder simuleringen av vinterscenarierna på att det finns en stor potential för laddstationen att erbjuda tjänster för lokalnätet och samtidigt nyttiggöra sig av batterienergilagret. Växthusets toppeffektuttag reducerades märkbart genom att optimera batteristyrningen till att flytta effekttoppar orsakade av Växthusets ellastkurva eller elbilarnas laddning och uppvärmning, till de timmar där lasten var lägre. Med detta i bakgrund föreslås vidare studier som fokuserar på den integrerade energisystemmodellen för att förbättra simuleringarna, samt att undersöka möjligheterna till att erbjuda fler nättjänster, som ökar laddstationens mervärde.

Increased trends towards servitization within previously exclusively manufacturing industries makes a larger part of maintenance become the responsibility of the manufacturer. This increased responsibility makes it more important for suppliers to know how different parameters contribute to cost, to be able to price their contracts correctly. Systems Engineering (SE) and Integrated Logistics Support (ILS) are two current methodologies on how to manage large systems. These methodologies are mainly used within defence industries and large capital-intensive infrastructure projects but are today also utilised in civilian industries. With the new methodology of Model Based Systems Engineering (MBSE) and the new demands of servitization it becomes more important to know how different parameters affect the final cost of a project during the very early phases of development. Within ILS the parameters Administrative Delay Time (ADT) and Logistics Delay Time (LDT) have previously not received attention proportional to their contribution to overall availability in projects. This thesis is based in literature, interviews of industry professionals, and the study of a real case of an electrical charging infrastructure project currently in development. From these sources multiple paths to resolve the issues with support from ILS, MBSE, SE, and other management literature are explored. Several attributes of the case, and characteristics of MBSE and ILS leads to the conclusion that coupling the methodologies with Lean methods would lead to better insight into where critical points in the explored system are and give ways of resolving issues with ADT and LDT that exist. The combination of MBSE and Lean methods could successfully identify possible critical points in the error handling of the electrical charging infrastructure system early in the process of implementation. Conclusionary the combination of MBSE, ILS, and Lean is a possibly powerful way to identify and improve the availability and consequently the cost of a project in the early stages. / Tjänstefiering är en trend som gör att en allt större del av underhåll inom tidigare endast tillverkande industrier blir tillverkarens ansvar. När detta ansvar ökar blir det viktigare för tillverkaren and veta vilka parametrar som är kostnadsdrivande. Detta för att kunna prissätta sina tjänster korrekt. Systemteknik (SE) och Integrerat Logistikstöd (ILS) är två metodologier som används till att hantera underhåll av stora system. Dessa nyttjas främst inom försvarsindustrin och inom kapitalintensiva infrastrukturprojekt, men används även i privat industri. Med hjälp av en utveckling inom SE, Modellbaserad Systemteknik (MBSE), och med de krav som tjänstefiering innebär så blir vikten av att ha korrekt angivna parametrar tidigt i projektet mer tydlig. Inom ILS är särskilt parametrarna administrativ väntetid (ADT) och logistisk väntetid (LDT) särskilt eftersatta med hänsyn till hur mycket de påverkar tillgängligheten och kostnaderna för systemet. Detta examensarbete baseras på tillgänglig litteratur inom nämnda områden, intervjuer med industrirepresentanter, och dokumentation och intervjuer i ett riktigt fall. Det riktiga fallet är ett pågående projekt för uppbyggnad och underhåll av laddningsinfrastruktur för eldrivna fordon. Från dessa källor utforskades och analyserades flera vägar för hur man skulle kunna förbättra hanteringen av ADT och LDT med grund i litteraturen kring ILS, MBSE, och SE med annan litteratur inom mangament som stöd. Fallets egenskaper, och egenskaper hos ILS och MBSE leder till slutsatsen att en kombination av MBSE och Lean skulle leda till att man lättare kan utforska kritiska delar av ett underhållssystem, och åtgärda existerande problem med ADT och LDT. En kombination av dessa principer kunde identifiera kritiska punkter i felhanteringssystemet hos laddarna i infrastrukturprojektet trots att projektet befann sig tidigt i implementationen. Slutligen kan konstateras att MBSE, ILS och Lean är en möjlig kraftfull kombination för att förbättra tillgängligheten tidigt i ett projekts livscykel.

Functional and cost effective systems for the full electrification of a bus network are areas of intense research and development. The electrification can be accomplished using different technological solutions, for example using opportunity charging or using an electric road system – ERS. Both opportunity charging and ERS have the potential to be integrated into already existing bus lines. With opportunity charging, the regular dwell time at the end stops is used for the bus to recharge its batteries and with an ERS the bus can charge dynamically along the road. The purpose of this report is to analyze how the existing Alfa- and Beta line at Stockholm Arlanda Airport, in a functional and cost effective way, can be electrified using either opportunity charging or an ERS. The tradeoff between required charging power, battery capacity and the necessity to change the existing running schedule is explained in detail. In addition, the impact on the electrical grid is analyzed based on different load profiles of different charging stations using different power levels. The analysis is based on real data from the Alfa – and Beta line with its existing buses, the electrical grid at Arlanda and data provided by both the leading (electrical) bus manufacturers and the leading charging infrastructure manufacturers.  The outcome of this report suggests that a full electrification of the existing Alfa- and Beta line has the potential to lower CO2-emissions and energy use at a functional and cost effective way.

Personliga eldrivna fordon (EV) är ett nytt teknikområde som är på väg att uppnå stort momentum på flera av världens marknader. Eftersom branschen fortfarande ligger i sin linda finns det i nuläget inga tydliga strukturer, som gäller för alla marknader världen över, gällande relationerna mellan aktörer, vilket leder till osäkerheter när det kommer till att ta strategiska beslut. Uppdragsgivaren för denna studie är Hong Kong EV Power Ltd. (EV Power), en Hongkong-baserad leverantör av laddningsstationer för elbilar och relaterade tjänster, som har ambitionen att inträda marknaden på det kinesiska fastlandet inom den närmaste framtiden. Emellertid har EV Power ännu inte bestämt sig vilken stad de vill rikta in sig på i det första skedet. Denna avhandling ämnar formulera en modell som kan användas för att utvärdera och jämföra geografiska marknader med avseende på lämpligheten för ett marknadsinträde av en leverantör av laddningsstationer för elbilar. Dessutom kommer modellen testas på tre städer på kinas fastland (Peking, Shanghai och Shenzhen), med syfte att komma fram till vilken stad som är mest attraktiv för EV Power, samt att utvärdera modellens funktionsduglighet. Sist kommer resultaten från utvärderingen av de tre städerna att tjäna som utgångspunkten för en analys som ämnar ta fram framgångsfaktorer för ett marknadsinträde på kinas fastland. För att uppnå detta har fyra olika datainsamlingsmetoder använts: Först studerades teori, med syfte att få bakgrundskunskap likväl som att få förståelse för specifika faktorer som påverkar ett marknadsinträde som detta. För det andra observerades EV Powers nuvarande verksamhet i Hong Kong, i avsikt att förstå vad som har lett till den framgång som företaget upplevt på sin hemmamarknad. För det tredje intervjuades branschexperter för att få ett perspektiv på branschen som helhet. Sist samlades sekundär data kring de tre städerna in, för att kunna utvärdera de olika faktorerna som ingår i den framtagna modellen. Den slutgiltiga modellen består av fem faktorer som påverkar en stads attraktivitet för ett marknadsinträde av en leverantör av laddningsstationer för elbilar. De identifierade faktorerna är: ’Marknadens tillgänglighet’, ’Kortsiktig efterfrågan’, ’Förväntad marknadsandel’, ’Vinstmarginal’ och ’Långsiktig produktpotential’. Dessa faktorer är i sin tur indelade i subfaktorer som har sina egna uppsättningar av drivare. Efter att ha använt modellen för att utvärdera de tre städerna konstaterades det att Shanghai är den lämpligaste staden för ett marknadsinträde av EV Power, främst på grund av stadens dominans på marknaden för privatanvända elbilar och ett gynnsamt regelverk. Slutligen hittades tre framgångsfaktorer för ett sådant inträde: ’Fokusera på tjänster’, ’Bibehåll partner-relationer’ och ’Inträd tidigt’. / Personal electric vehicles (EV) is an emerging technology that has gained much momentum in several markets during the past decade, and China is currently one of the markets where the growth in EV sales is the highest. Since the industry is still in its infancy, there are currently no clear structures regarding the relationships between different actors that apply to all markets globally, leading to great uncertainty in strategic decisions. The commissioner of this study is Hong Kong EV Power Ltd. (EV Power), a producer of EV supply equipment (EVSE) and related services in Hong Kong, which aspires to enter the Chinese mainland in the near future. However, EV Power has yet to decide which city they want to target first. This thesis aims to formulate a model that can be used to evaluate and compare geographic markets for a market entry by an EVSE company. Furthermore, the model is tested on three cities in Mainland China (Beijing, Shanghai and Shenzhen), in order to derive the most attractive city for EV Power and to evaluate the adequacy of the model. Lastly, with the results from the city evaluation, as a point of departure, success factors for an entry into Mainland China by the commissioning company will be summarized. In order to achieve this objective, four distinct data collection methods have been used: First, theory was studied, in order to gain background knowledge as well as to understand specific factors that impact a market entry decision such as this. Second, EV Power’s current business in Hong Kong was observed, with a view to achieve an understanding of what has led the company to experience success in its home market. Third, Interviews with industry experts were conducted, so as to get a perspective on the industry as a whole. Fourth and last, secondary data for the different cities was collected, for the sake of evaluating them according to the developed model. The final model consists of five main factors that encompass the elements that influence a cities level of attractiveness for entry by an EV charging station supplier. The identified factors are: ‘Market accessibility’, ‘Short-term demand’, ‘Expected market share’, ‘Profit margin’, and ‘Long-term product potential’. These factors are in turn divided into sub factors that have their own set of drivers. Using the model to evaluate the cities, it was found that Shanghai is the most suitable city for a market entry by EV Power, mainly due to its dominance in the market for private EVs and a favourable regulatory environment. Finally, three main success factors, for such a market entry, were found: ‘Focus on services’, ‘Maintain partner relationships’, and ‘Enter early’.