This report aims to provide knowledge on how to decrease the environmental impact of electric vehicles by optimizing the size of the battery carried by the vehicle. Two different sizes of batteries, permanently installed in a fictional car, has been compared using life cycle assessment. A third alternative, swapping between two sizes of batteries in a swapping station has also been evaluated. All alternatives have been investigated with two charging regimes: charging availability at home or at work, or no such possibilities (thus having to rely on fast charging), has been investigated. The system boundary includes the full life cycle of batteries and charging infrastructure, but excludes the rest of the vehicle. Some results are however extended to a complete vehicle scenario to enable comparison with other studies. The use phase is modelled by the electricity required to drive the vehicle including charging losses.

The results indicate the following conclusions:

• The large (70 kWh) permanently installed battery gives the largest climate impact in (almost) all investigated scenarios.
• The climate impact for the swapping alternative ends up in between the small (35 kWh) and the large (70 kWh) battery cases, under most conditions. Only when the number of cars per swapping station are reduced by a factor of 10 will the swapping alternative give the largest climate impact. However, the data currently obtained and used for swapping stations is incomplete and therefore any related conclusion is insecure.
• Home charging with low voltage alternating current (AC) electricity and on-board charger, gives a bit more climate impact than direct current (DC) fast charging due to higher losses, both during distribution and charging. Possibilities for home charging to charge during non-peak hours with assumingly lower carbon footprint as well as potential to provide grid services, could change this around, i.e. making AC-charging the preferred option from a climate impact point of view.

The purpose of this study is to investigate how resource demand and climate impact from electric cars can be reduced by aiming for more resource efficient battery sizes and charging strategies that takes into consideration the use patterns of car owners and the availability of charging infrastructure. A comparative environmental assessment is performed for a set of use cases representing different owners of battery electric cars. The use cases include batteries of different sizes, chemistries and charging possibilities, including battery swapping where the user can change the size of the battery depending on the trip length. The results show that the configuration with the largest battery and NMC chemistry has the highest climate impact as well as resource demand in a life cycle or system perspective.

The objective of this paper is to determine how policy instruments targeting a modal shift of long-haul freight transport from road to rail or shipping might affect the distribution of freight tonne-kilometers across the different modes of transport in Sweden. The analysis is conducted in two steps. First, possible developments of freight tonne-kilometers until 2030 and 2040 are compared to base figures for 2017. This is done by developing a set of alternative forecast models where different assumptions and scenarios prevail and analyzing these using Sweden’s national freight transport model SAMGODS. Second, the effects of two hypothetical modal shift policy instruments – a wear and tear tax for road traffic and an ecobonus scheme to promote shipping by rail and sea – are analysed with respect to modal split in the base year of 2017 and for the forecast year 2040. The analysis involves the aggregation of calculated modal shares across each of the SAMGODS model's vehicle/ship types – i.e., six road freight vehicles, eleven freight train variants and 22 ship types. Given the conditions that are assumed in the forecasts, the amount of freight tonne- kilometers is calculated to increase by between 31% and 53 % between 2017 and 2040. The increase is generally largest for maritime transport, followed by road transport and smallest for rail transport. The concept developed in this paper can be useful in studying impacts of different types of technology shifts and policy packages.

The objective of this paper is to determine how policy instruments which aim to achieve a modal shift of long-haul freight transport from road to rail or sea affect the direct emissions to air of greenhouse gases, nitrogen oxides, sulfur dioxides, volatile organic compounds and particulate matter. The analysis is conducted in two stages. First, a range of forecasts reflecting different assumptions are applied using the Swedish national freight transport model (SAMGODS) to derive a range of possible future developments of emissions levels up to 2030 and 2040. This has involved determining emission factors per tonne-km for each of the SAMGODS model's six road freight vehicle types, eleven freight train variants and 22 ship types. The model outcomes are then compared to those of the base year of 2017. Second, the effects of two hypothetical modal shift policy instruments are analyzed with respect to their potential impact on emissions to air. The effects of these two policy instruments are evaluated for the base-year of 2017 and for the 2030 and 2040 forecasts. The paper also analyzes whether the Swedish climate objective for domestic transport in 2030 can be expected to be fulfilled given different forecasts and policy instruments. Within the context of a predicted large increase in total freight tonne-km (between 31 and 53%), emissions of greenhouse gases are calculated to decrease by 50 to 60% by 2040. This means that the Swedish freight transport sector will not achieve its share of greenhouse gas emissions reductions necessary to attain the national climate objective of a 70% reduction by 2030. Emissions of nitrogen oxides (NOx) are forecast to reduce by between 60 and 75%, emissions of sulfur dioxides to reduce by between 41 and 50%, emissions of volatile organic compounds to increase by 8 to 30% and emissions of particulate matter (from exhaust and tyre/road wear) are calculated to increase by between 13 and 33%. Using modal shift policy instruments to achieve greenhouse gas reductions is calculated to attain worse results over time, by 2040 it might even be counterproductive

I denna rapport studeras hur styrmedel för överflyttning av långväga godstransporter med start och/eller mål i Sverige, från väg till järnväg och sjöfart, påverkar transportarbetets fördelning på de olika trafikslagen och deras direkta utsläpp av växthusgaser, kväveoxid, svaveldioxid, flyktiga organiska föroreningar samt avgas- och slitagepartiklar till luft. Det görs även en bedömning av huruvida det svenska klimatmålet för inrikes transporter 2030 förväntas uppnås. Analysen görs i två steg. I ett första steg jämförs hur transportarbete och utsläppsnivåer kan komma att utvecklas till 2030 och 2040 jämfört med ett nuläge som speglar situationen 2017. Detta görs genom att alternativa prognoser tas fram och analyseras med hjälp av den nationella godstransportmodellen Samgods. I ett andra steg studeras effekterna av två hypotetiska överflyttningsstyrmedel på transportarbetets fördelning över de olika trafikslagen och relaterade effekter på utsläpp till luft. Styrmedelseffekterna testas i nuläget (2017) samt i de prognoser som tagits fram för 2030 respektive 2040. För att kunna genomföra denna analys har emissionsfaktorer per tonkilometer tagits fram för Samgodsmodellens sex lastbilsvarianter, elva tågtyper och 22 varianter av fartyg.

Givet de förutsättningar som antas i prognoserna beräknas transportarbetet öka med 31 till 53 procent mellan 2017 och 2040; ökningen är över lag störst för sjötransporter, näst störst för vägtransporter och minst för järnvägstransporter. Trots den kraftiga ökningen av transportarbetet beräknas växthusgasutsläppen minska med 50 till 60 procent. Den antagna tekniska utvecklingen beräknas således kunna bära den prognosticerade tonkilometer-tillväxten givet att en hög inblandning av biodrivmedel kommer till stånd. Enligt beräkningarna kan de växthusgasutsläpp som inrikes godstransporter ger upphov till reduceras med som mest cirka 57 procent mellan 2010 och 2030. Detta innebär att godstransportsegmentet inte klarar sin del av målet att under perioden reducera utsläppen med 70 procent. Kväveoxidutsläppen beräknas minska med 60 till 75 procent, svaveldioxidutsläppen minska med mellan 41 och 50 procent, utsläppen av flyktiga organiska föroreningar öka med 8 till 30 procent och de samlade partikelutsläppen (både avgas och slitage) öka med mellan 13 och 33 procent.

The purpose of this report is to study how policy instruments for a modal shift of long-haul freight transport movements with a point of origin and/or destination in Sweden, from road to rail or sea, affects the distribution of freight tonne-kilometres across the different modes of transport and their direct emissions of greenhouse gases, nitrogen oxides, sulphur dioxides, volatile organic compounds and particulate matter to air. The report also analyses whether the Swedish climate objective for domestic transport in 2030 can be expected to be fulfilled. The analysis is conducted in two steps. First, possible developments of freight tonne-kilometres and emission levels until 2030 and 2040 are compared to current figures reflecting 2017. This is done by developing a set of alternative prognoses and analyzing these using the national freight transport model Samgods. Second, the effects of two hypothetical modal shift policy instruments are analyzed with respect to modal split and emissions to air. The effects of policy instruments are evaluated for the present (reflecting 2017) and for the 2030 and 2040 prognoses. To conduct the analysis, emission factors per tonne-kilometre have been developed for each of the Samgods model’s six road freight vehicles, eleven freight train variants and 22 ship types.

Given the conditions that are assumed in the prognoses, the amount of freight tonne-kilometres is calculated to increase by between 31 and 53 percent between 2017 and 2040. The increase is generally largest for maritime transport, followed by road transport and smallest for rail transport. Despite the large increase of freight tonne-kilometres, emissions of greenhouse gases are calculated to decrease by 50 to 60 percent. The assumed technological development is thus calculated to be able to carry the prognosticated growth in tonne-kilometres, given a high rate of biofuel blending. According to the calculated results, greenhouse gas emissions from domestic freight transport can be reduced by 57 percent at most between 2010 and 2030. This means that the freight transport segment cannot achieve its share of emissions reductions to reach the objective of a 70 percent reduction over the period. Emissions of nitrogen oxides are expected to reduce by between 60 and 75 percent, emissions of sulphur dioxides to reduce by between 41 and 50 percent, emissions of volatile organic compounds to increase by 8 to 30 percent and emissions of particulate matter (from exhaust and tyre/road wear) are calculated to increase by between 13 and 33 percent.

Användningen av förnybar energi i transportsektorn behöver öka för att vi ska nå de svenska klimatmålen om minskade växthusgasutsläpp från inrikes transporterna med 70 procent till 2030, och nettonollutsläpp från samtliga sektorer till 2045. Ökningen av förnybara drivmedel behöver ske i alla segment och över hela fordonsflottan.

Idag används främst diesel som drivmedel för tunga långväga godstransporter på väg men det finns alternativ för fossilfri framdrift.

 Denna studie har kvantifierat kostnadsstrukturer och analyserat riskfördelning mellan olika aktörer för fossilfria framdriftstekniker för tunga långväga godstransporter på väg och jämfört dem med alternativet att fortsätta använda diesel som drivmedel.

 Följande tekniker är inkluderade i studien: biobränslen (flytande och gasformiga), batterielektriska fordon (BEV), elvägar (tre olika tekniker), vätgasdrivna bränslecellsfordon (H2-FCEV) samt elektrobränslen. Beräkningar görs för år 2030 och 2045.

 Från de fem huvudkategorierna för fossilfri framdrift har ett antal representativa motortekniker, bränsleproduktionstekniker och råvaror valts ut för att analyseras i detalj. Detta har resulterat i ett trettiotal olika fossilfria alternativ till dagens användning av fossil diesel

För att nå de svenska klimatmålen om att minska växthusgasutsläppen från inrikes transporter (undantaget flyget) med 70 % till 2030 och om att nå nettonollutsläpp för samtliga sektorer till 2045 behöver användningen av förnybar energi i transportsektorn öka. Denna studie kvantifierar kostnadsstrukturer och analyserar riskfördelning mellan olika aktörer för fossilfria framdriftstekniker för tunga långväga godstransporter på väg. Följande tekniker är inkluderade i studien: biobränslen (flytande och gasformiga), elfordon med batterier (BEV), elvägar (tre olika tekniker), vätgasdrivna bränslecellsfordon samt elektrobränslen.

I denna studie görs också en jämförelse avseende de olika framdrivningsteknikernas växthusgasutsläpp där bränsle/energianvändning, batteriproduktion (för tekniker med elektrisk framdrivning) och elvägsinfrastruktur inkluderas.

 Analyserna görs för två typer av lastbilar: HGV40 och HGV60. HGV40 är en tung lastbil med en tillåten bruttovikt om max 40 ton som används inom hela Europa. HGV60 är en lastbil med en tillåten bruttovikt om max 60 ton som står för merparten av transportarbetet med lastbil i Sverige, men som bara är tillåten i ett fåtal andra europeiska länder. Beräkningar görs för år 2030 och 2045.

 Kostnader för de olika teknikalternativen redovisas i vad vi i denna studie har valt att kalla relativ mobilitetskostnad. Den relativa mobilitetskostnaden inkluderar: fordonens investeringskostnader, service och reparationer av fordon samt drivmedelskostnader. Drivmedelskostnaderna består av produktions- och distributionskostnader för drivmedel, där distributionskostnaderna inkluderar både direkta kostnader för distribution av drivmedel från produktionsanläggning till pump, samt investeringskostnader och underhåll för distributionsinfrastruktur (d.v.s. underhåll för elväg, ladd-infrastruktur eller tankstation). Genom att tydligt presentera de olika delarnas bidrag till den relativa mobilitetskostnaden erhålls en bild av hur kostnaderna för de olika framdrivningsteknikerna fördelar sig mellan fordonsinvestering, service och reparation av fordon, drivmedelsproduktionskostnader och distributionsinfrastruktur. Alla kostnader beräknas utan skatter och avgifter. En analys som visar påverkan på den relativa mobilitetskostnaden då man belastar alternativen med en CO2e-kostnad för bränsle/energianvändningen inkluderas också i studien. Studiens sammanställning av hinder och risker för de olika alternativen baseras på kostnadsanalysen, växthusgasjämförelsen och en litteraturgenomgång med fokus på ekonomiska, tekniska, infrastrukturrelaterade risker men också miljöpåverkan och tillgång på råvaror.

För att nå de svenska klimatmålen om att minska växthusgasutsläppen från inrikes transporter (undantaget flyget) med 70% till 2030 och om att nå nettonollutsläpp för samtliga sektorer till 2045behöver användningen av förnybar energi i transportsektorn öka. Denna studie kvantifierar kostnadsstrukturer och analyserar riskfördelning mellan olika aktörer förfossilfria framdriftstekniker för tunga långväga godstransporter på väg. Följande tekniker är inkluderade i studien: biobränslen (flytande och gasformiga), elfordon med batterier (BEV), elvägar (tre olika tekniker), vätgasdrivna bränslecellsfordon samt elektrobränslen.

I denna studie görs också en jämförelse avseende de olika framdrivningsteknikernas växthusgasutsläpp där bränsle/energianvändning, batteriproduktion (för tekniker med elektrisk framdrivning) och elvägsinfrastruktur inkluderas.

Analyserna görs för två typer av lastbilar: HGV40 och HGV60. HGV40 är en tung lastbil med en tillåten bruttovikt om max 40 ton som används inom hela Europa. HGV60 är en lastbil med en tillåten bruttovikt om max 60 ton som står för merparten av transportarbetet med lastbil i Sverige, men som bara är tillåten i ett fåtal andra europeiska länder. Beräkningar görs för år 2030 och 2045.

Kostnader för de olika teknikalternativen redovisas i vad vi i denna studie har valt att kalla relativ mobilitetskostnad. Den relativa mobilitetskostnaden inkluderar: fordonens investeringskostnader, service och reparationer av fordon samt drivmedelskostnader. Drivmedelskostnaderna består av produktions-och distributionskostnader för drivmedel, där distributionskostnaderna inkluderar bådedirekta kostnader för distribution av drivmedel från produktionsanläggning till pump, samt investeringskostnader och underhåll för distributionsinfrastruktur (d.v.s. underhåll för elväg, ladd-infrastruktur eller tankstation). Genom att tydligt presentera de olika delarnas bidrag till den relativa mobilitetskostnaden erhålls en bild av hur kostnaderna för de olika framdrivningsteknikerna fördelar sig mellan fordonsinvestering, service och reparation av fordon, drivmedelsproduktions-kostnader och distributionsinfrastruktur. Alla kostnader beräknas utan skatter och avgifter. En analys som visar påverkan på den relativa mobilitetskostnaden då man belastar alternativen med en CO2-kostnad för bränsle/energianvändningen inkluderas också i studien 

I rapporten sammanställs information om användningen av alternativa bränslen inom inrikes sjöfart och utrikes linjesjöfart. Med alternativa bränslen avses bränslen som inte är konventionella bränslen för maritima ändamål, vilket innefattar biobränslen, men också el, LNG och metanol. De sistnämnda bränslena är idag i varierande omfattning fossila men kan i framtiden produceras fossilfritt och bidra till minskade utsläpp av växthusgaser och luftföroreningar från sjöfartssektorn. Studien inkluderar inrikes sjöfart i Sverige samt utrikes linjesjöfart, med särskilt fokus på de fartygskategorier som står för den största andelen av bränsleanvändningen.

Utöver att beskriva användningen av alternativa bränslen samt trender för förändring av bränsle-användningen har syftet också varit att beskriva egenskaper för sjöfarten så som rörelsemönster, längd och frekvens på rutter, för att i fortsatta studier kunna analysera potentialen till omställning till olika typer av fossilfri framdrift. Inom ramen för studien har de framtagna dataseten använts för att göra en grov uppskattning av potentialen att ersätta bränsleförbrukningen inom de fartygskategorier med högsta andelen linjesjöfart med el.

Följande datainsamlingsdelar har ingått:

• Litteratur och annan rapportering från forskningen, myndigheter och branschen kring användning av alternativa bränslen.
• Enkäter till aktörer som bedriver inrikes sjöfart samt utrikes linjesjöfart för faktisk användning av alternativa bränslen.
• Två dataset baserade på rörelsedata (AIS-data) under 2019 för fartyg inom Östersjöområdet, inklusive Skagerrak och Kattegatt, samt Shipair-modellen har tagits fram av SMHI.
• Information kring hur branschen jobbar med omställning till fossilfrihet. Detta har sammanställts baserat på en digital workshop som arrangerats inom ramen för projektet.

Resultaten visar att både för inrikes och internationell sjöfart (från Sverige till Östersjön och Västerhavet) är det ropax, tankfartyg och general cargo-fartyg som står för den största andelen av bränsleförbrukningen.

Ropax och passagerarfärjor är de fartygskategorier som enligt vår analys har störst andel linjesjöfart. Även kryssningsfartyg och biltransportfartyg har en viss andel sådan trafik.

This study assesses information of the utilisation of alternative fuels within shipping. Alternative fuels for shipping, refers to fuels not conventionally used for maritime purposes and include biofuels, as well as electricity, LNG, and methanol. Alternative fuels are today (to varying degree) fossil-based but could, in the future, be produced from fossil free feedstocks and contribute to reducing greenhouse gas emissions and other air pollutants from shipping. This study includes Swedish domestic shipping and international (departing or arriving in Swedish ports) liner shipping.

In addition to describing the utilisation of alternative fuels and the trends in the fuel utilisation the objective is also to describe properties of the shipping, including patterns of ship movement, distances and frequency for routes, velocities etc, to be used in future studies to analyse the potential for transition to fossil free propulsion. The established datasets have also been used for making a rough estimate of the potential to replace fuel consumption by electricity within the ship categories with the highest estimated share of liner shipping.

The study includes the following data collection:

• Literature and other information from researchers, authorities and the shipping industry concerning the use of alternative fuels.
• Questionnaires to shipping companies conducting domestic shipping and international liner shipping.
• Two datasets based on ship-movement data (AIS-data) during 2019 for ships within the Baltic Sea, including Skagerrak and Kattegat, and the Shipair-model, assessed by SMHI.
• Information on how the shipping industry works with the transition towards fossil free conditions based on the summary of a digital workshop organized within the project.

The results show that for domestic and international shipping it is ropax, tanker and general cargo ships that stands for the largest shares of the fuel consumption.

According to our analysis ropaxes and passenger ferries have the highest share of liner shipping. Also, passenger cruises and vehicle carriers’ categories have a certain amount of such liner shipping.

This report is part of the Carrot and Sticks project which has the overall objective to analyse policy instruments and measures that most cost-effectively can reduce air emissions from maritime transport in Sweden. The objective of the study presented in this report is to assess cost estimates for abatement options for measures reducing air emissions of Sulphur dioxide (SO2), nitrous oxides (NOX), particular matter (PM) and greenhouse gases (GHGs) from shipping, along with estimates of emission reductions. The emission reductions in turn contribute to the fulfilment of the Swedish Environmental Quality Objectives; Clean Air, Natural Acidification Only, Zero Eutrophication and Reduced Climate Impact. The results in this report are used as input in a simplified cost-benefit analysis, that is used to derive policy recommendations

Denna rapport är en del av forskningsprojektet Morötter och Piskor som har som syfte att analysera styrmedel och åtgärder som på ett kostnadseffektivt sätt kan minska sjöfartens emissioner till luft. Syftet med studien är att sammanställa och beräkna kostnader för åtgärder som minskar utsläpp av svaveldioxid (SO2), kväveoxider (NOX), partiklar (PM) och växthusgaser (VHG) från sjöfart tillsammans med uppskattningar av utsläppsminskningar för dessa åtgärder. Utsläppsminskningarna bidrar i sin tur till uppfyllandet av de svenska miljökvalitetsmålen; Ren luft, Bara naturlig försurning, Ingen övergödning samt Minskad klimatpåverkan. Resultat från denna rapport används som indata i en förenklad kostnads-nytto-analys som genomförs för att rekommendera styrmedel.