Bristen på expertkompetens inom avancerad digitalisering är betydande och hotar att bromsa Sveriges hastighet och kvalitet i innovationsarbetet. Hur säkrar vi ett livslångt lärande där våra ingenjörer och andra experter utvecklar de kompetenser som krävs för att svensk industri ska förbli konkurrenskraftig? Och hur kan vi samarbeta över organisationsgränser för att möta samhällsförändringarna? 

– Sveriges förmåga att leda inom digitalisering kommer att påverka oss alla i hög grad. Det är avgörande för vår kapacitet att hantera klimatomställningen, bevara vårt välstånd med goda möjligheter till sysselsättning, och säkerställa goda levnadsvillkor i hela landet, berättar Katarina Noen, Head of Learning Sweden & Group Functions på Ericsson.

Några av Sveriges ledande teknikföretag har, i samarbete med Teknikföretagen och Vinnova, lanserat satsningen Avancerad Digitalisering, där Energy Optimization Program är en av leverablerna. Initiativet ska påskynda Sveriges förmåga att utveckla och använda ny teknik och nya tjänster som är avgörande för klimatomställning, välfärd och säkerhet.

Kollegialt lärande

I tätt samarbete med övriga parter i programmet ansvarar RISE för läranderesan inom Energy Optimization Program, där en struktur och miljö för lärande och erfarenhetsutbyte byggts upp. Den första pilotfasen är nu avklarad och RISE kommer fortsätta att stötta programmet även i nästa fas.

– I takt med att vi lärt känna målgruppen och deras erfarenheter och preferenser har vi skruvat på upplägget. Att vara lyhörd, utvärdera och anpassa formerna för lärandet under resans gång är en nyckel för att lyckas, säger Kristina Söderberg, projektledare inom lärande på RISE.

Målgruppen i detta fall var 15 seniora ingenjörer, forskare, komponent-, tjänste- och produktutvecklare från ABB, Ericsson, Saab och Volvo Group – alla experter inom sina respektive områden men inte nödvändigtvis på energioptimering. Att få chansen att mötas och diskutera aktuella frågor tillsammans är något flera av deltagarna lyfter som väldigt värdefullt.

– För att tackla de stora utmaningarna i samhället behöver vi bli bättre på att jobba tillsammans över branchorganisationsgränser. Energioptimering är ett bra exempel på just ett sådant område där vi måste kraftsamla och kontinuerligt bygga kompetens tillsammans, inte i våra egna silos. Det krävs ett multi-eko-systemtänk för att bygga en uthållig infrastruktur för vårt framtida samhälle. Då skapar vi förbättring på riktigt, säger Anette Höglund, Strategy Execution Driver, Technology Management, CTO-kontoret på Ericsson.

Tillsammans med bland andra Raman Yazdani Wetterberg, Feature Architect Energy Management på Volvo, har Anette vid fem tillfällen det senaste året deltagit i träffar med presentationer och diskussioner kring frågor som rör energioptimering från olika perspektiv. Ambitionen har varit att utgå från riktiga case och problem som medlemmarna brottas med i sin vardag, kopplat till energioptimering, och mellan träffarna har de fått uppgifter att jobba vidare med.

– Bara detta att faktiskt prata med experter på andra bolag i ett sådant här forum har varit mycket mer värdefullt än jag först tänkte. Även om vi jobbar med olika typer av produkter och tjänster är vi alla en del av samma utveckling, där det gäller att samarbeta för att stärka Sveriges roll i innovationssystemet och den svenska industrins konkurrenskraft, säger Raman. 

Kombination av lärandeexpertis och domänkunskap

– RISE har en viktig roll att fylla idag när kompetensförsörjningsfrågan lyft som en av industrins och offentlig sektors största utmaningar. Utöver att vi har expertis och bedriver forskning inom lärande, har vi också kompetens att facilitera och undervisa. Dessutom har ju RISE, som Sveriges forskningsinstitut, expertkunskaper inom en rad områden som är avgörande för samhällets transformation, säger Jannike Åhlgren, Strateg Systemtransformation på RISE.

I detta fall har alltså lärandeexpertis kombinerats med kunskap inom energioptimering. RISE har många forskare och djup kunskap inom flera av de områden som utgör det nya ekosystem som växer fram mellan den klassiska fordonsdomänen och energidomänen, som exempelvis; AI, fordon, kraftnät (Grid), 5G, systemarkitektur, datahantering och plattformar, vehicle-to-grid (V2G), kraftkomponenter, batterier och energilager, användarperspektiv, testning, simulering och integration. 

– Ökad digitalisering ger stora möjligheter till realtidskunskap i systemet. I ett större perspektiv gör detta att vi kan skapa helt nya lösningar för energioptimering, och till exempel prediktivt underhåll. För ett fordon kan energioptimering innebära bättre information om vilken energi som finns tillgänglig var. På så sätt kan körning och laddning optimeras. Ur nätsynpunkt kan det innebära information om när fordon finns tillgängliga för användning ur frekvensregleringsynpunkt. Allt detta kräver en bra uppkoppling för kommunikation mellan fordon och infrastruktur, förklarar Anna Larsson, Enhetschef Energiomvandling på RISE och Facilitator inom Lärresan för Energiomptimering. 

I ett ekosystem bidrar alla aktörer med värde in i systemet, men alla aktörer behöver även kunna se värdet som skapas för den egna verksamheten. 

– Att mötas mellan företag i en gemensam lärresa ger möjlighet till nya perspektiv och nya innovationer för att kunna bygga värdefulla system för framtiden, säger Anna Larsson.

Scania har utvecklat transportlösningar för människor och gods i över 130 år. Med målsättningen att minst hälften av bolagets globala försäljning ska bestå av helelektriska fordon år 2030, satsar Scania stort på elektrifiering. Detta för att möta de globala hållbarhetsmålen, minska utsläpp och skapa långsiktigt lönsamma transportlösningar. Elektrifiering ses som en nyckel för att minska växthusgasutsläpp och lokala luftföroreningar, samtidigt som det erbjuder ekonomiska fördelar för kunderna.

Som en av initiativtagarna till SEEL har Scania varit med och byggt upp verksamheten, och som samverkanspartner har man nu ett tätt samarbete på den fortsatta resan tillsammans. 

– På Scania ser vi oerhört positivt på SEELs utveckling och är glada att vi utgör en viktig partner i att fortsätta bygga kompetens i Sveriges testbädd för elektromobilitet. Detta är något vi ser ett stort behov av på marknaden, säger Johan Karlsson på Scania. 

Testar batterier och drivlinor

SEEL hjälper Scania med att bland annat testa kapacitet och livslängd på deras fordonsbatterier och elektriska drivlinor samt i utvecklingen av nya komponenter inom elektriska fordon, i nära samarbete med Scanias experter. 

– Detta gör vi i våra tre testanläggningar som finns i Nykvarn, Säve utanför Göteborg och i Borås. Där har vi ett stort antal testkammare för battericeller, -moduler och hela batteripack som kan utsätta batterierna för olika belastning och laddcykler vid olika temperaturer så som termisk och mekanisk säkerhetsprovning, berättar Danijel Miljanovic, Chef Energilager på SEEL.

– Jag är mycket imponerad över hur långt SEEL har kommit på den här korta tiden. Vi skrev avtal om anläggningarna 2021 och redan 2024 är de ’up and running’. För att möta kundernas behov framåt ser vi stor potential i att vara dynamisk och anpassningsbar för att få ut det mesta i utbytet mellan näringsliv och akademi – där blir SEEL en viktig arena, säger Johan Karlsson på Scania.

Infrastruktur för forskning, utveckling och provning

SEEL har en provningsinfrastruktur som gör det möjligt att utföra teknisk forskning, konceptutveckling och provning av tekniska komponenter och system. Ett exempel är testcellen CVHD (Complete Vehicle Heavy Duty) där kunder har möjlighet att ta in hel lastbil eller buss och utsätta den för olika temperaturklimat med simulerade körningar på olika vägar, med olika laster.

Att bana väg för en ny typ av flygtrafik innebär att hantera en rad komplexa utmaningar – som batteriernas vikt, termisk hantering, brandsäkerhet och elnätets kapacitet. Kraven är höga och förväntningarna likaså. Därför är testning en självklar och avgörande del av utvecklingsarbetet.

Med sina batteridrivna propellerflygplan för regionaltrafik skapar Heart Aerospace en ny generation flyg som är utsläppsfria och betydligt tystare än konventionella fossildrivna flygplan – ett viktigt steg i omställningen till ett mer hållbart transportsystem.

Hearts första fullskaliga flygplansprototyp kommer att fungera som en plattform för att testa och vidareutveckla företagets hybridelektriska drivlina. Som en del i utvecklingsarbetet planeras man nu en första, helt elektrisk, testflygning av prototypen senare under 2025. Inför den testflygningen testar Heart alla kritiska system genom att köra hårdvara både ombord på och utanför flygplanet.

Testning möjliggör nästa steg i utvecklingen

– Innan vi kunde påbörja tester i en större testrigg utomhus behövde vi verifiera motorns prestanda i labbmiljö, säger Johan Hellsing, Senior Electric Propulsion Engineer på Heart Aerospace, och fortsätter:

– Vi vände oss till SEEL i Nykvarn, där vi fick möjlighet att testa motorn i en kontrollerad miljö. Det gjorde att vi i god tid kunde identifiera eventuella problem innan motorn sattes in i en mer komplex och kostsam testmiljö. Det var avgörande för att kunna ge klartecken att gå vidare.

Testning för att hitta svagheter i tid

Testerna genomfördes i en av SEEL:s testriggar – E-Axle Heavy Duty – och lyckades simulera samtliga delar av ett flyg: från taxning och lyft till klättring, flygning och landning.

– Testning innebär alltid överraskningar. Som ingenjör vill man att allt ska fungera, men själva syftet med testerna är ju att hitta svagheterna innan man går vidare.

– Att ha tillgång till SEEL:s laboratorium var helt avgörande i det här skedet. Vi fick snabb och professionell hjälp, och personalen var både flexibel och kompetent. Dessutom fanns den utrustning vi behövde – med rätt kapacitet för uppdraget, säger Johan Hellsing.

– Heart Aerospace är ett av de bolag i världen som kommit längst i utvecklingen av elektriska flygplan. Vi på SEEL är stolta över att bidra till den här fantastiska resan och stötta bolaget i deras utmaningar kopplat till exempelvis testning av elmotorer, säger David Ekholm, chef för Drivlineprovning vid SEEL.

Infrastruktur för forskning, utveckling och provning

SEEL har en provningsinfrastruktur som gör det möjligt att utföra teknisk forskning, konceptutveckling och provning av tekniska komponenter och system. 

– På SEEL har vi förmågan att snabbt sätta oss in i tekniska utmaningar gällande integration av olika testobjekt i våra testceller. Detta oavsett om de är avsedda för flyg eller andra fordon. Vi klarar av att testa alltifrån enskilda komponenter till subsystem och kompletta fordon. Inget är omöjligt förrän det bevisats, säger David Ekholm på SEEL. 

Behovet av el väntas öka kraftigt de kommande åren.  

Samtidigt måste vi bibehålla så kallad energibalans, det vill säga att det varje sekund tillförs lika mycket el i nätet som det förbrukas. 

Den ökande flottan av elfordon – elbilar och lastbilar – utgör i sig en möjlighet för att säkra energibalansen. Energin i elfordonens batterier har nämligen potential att stabilisera nätet när efterfrågan är som störst.  

Här kommer ”Vehicle-to-Grid”-teknologin (V2G) in i bilden. Den innebär precis som det låter att man återför energi från ett fordon till elnätet. Ett fordonsbatteri blir då en energilagringsenhet som kopplas in på nätet för att göra en slags omvänd tankning. 

Större elbehov i framtiden 

Den här tekniken kan ge många fördelar, inte minst för samhället i stort. 

– I dagens läge krävs det mycket stor överföringskapacitet i elnätet, helt enkelt för att transportera elen från produktionskällan till användaren. Elnätet kan därför behöva byggas ut rejält vid större el- och effektbehov i framtiden, men om vi kan få tillgång till energi och effekt i batterier vid vissa ”toppar” i elanvändningen så blir det inte lika bråttom med utbyggnaden, säger Jens Hagman, forskare på RISE. 

En annan utmaning är att det måste vara en jämn frekvens i elnätet för att det överhuvudtaget ska fungera. När det är obalans mellan produktion och förbrukning uppstår variationer i frekvensen, och i ett visst läge krävs det stabiliserande resurser – som batterier. 

– Genom att ha många olika resurser som kan användas för frekvensreglering får vi ett mer driftsäkert elnät, säger Jens Hagman. 

Värdefullt med flexibilitet 

Ett väl fungerande elnät är ett fundament i den pågående elektrifieringen av samhället i stort, där det inte minst förväntas hända mycket inom transporter och industriproduktion.  

– Allt som kan bidra till stabilisering av elnätet, och därmed elektrifieringen av bland annat industrin, innebär därför en tydlig klimatnytta, säger Jens Hagman. 

När V2G är etablerat kan det innebära ett kraftfullt tillskott som reglerkraft för elnätet. Men det ger också en viktig samhällsnytta i form av resiliens, konstaterar Anna Larsson, enhetschef Elektromobilitet på RISE. 

– Om det inträffar en kris av något slag, där elförsörjningen drabbas, så är flexibel energilagring ytterst värdefull. Det kan till exempel handla om att systemet slås ut vid en konflikt eller att ett omfattande strömavbrott påverkar stora delar av landet. Är fordonen då försedda med dubbelriktade ombordladdare kan stora fordon med laddade batterier leverera el precis där det behövs för stunden, säger hon.

Nytt ekosystem växer fram 

Samtidigt öppnas det nya ekonomiska möjligheter för både företag och privatpersoner med V2G.  

– Till att börja med skulle den som äger ett elfordon med V2G ha möjligheten att sälja frekvensregleringstjänster till Svenska kraftnät genom att upplåta sitt bilbatteri till V2G. Samma sak gäller för företag som har stora fordonsflottor som står stilla under vissa perioder, säger Anna Larsson. 

Ett annat exempel är att det skulle gå att dra nytta av batterierna i de bilar som står långtidsparkerade vid en flygplats. 

Jens Hagman konstaterar att ett antal olika aktörer kommer att kunna få intäkter via V2G – men exakt vilka är än så länge inte helt klart. 

– Det kommer att behövas ett nytt ekosystem för att hantera de här transaktionerna. Där är fordonsägarna en part, men man kan också tänka sig att exempelvis nätbolag och fordonstillverkare ingår på något sätt, säger han. 

Dessutom ser han att nya typer av aktörer börjar etablera sig och ta plats i det framväxande ekosystemet.  

– Bolag som erbjuder förmedlingstjänster av olika slag kan komma att vara en viktig del av denna kedja. Det är exempelvis inte sannolikt att en privatperson har ett avtal direkt med Svenska kraftnät utan mellanhand.   

Policyer och avtal behövs 

V2G har alltså stor potential på flera plan, men det saknas några pusselbitar innan teknologin kan börja användas på bred front. 

– Det är just nu enbart ett fåtal bilmodeller på marknaden som är förberedda för V2G, och det skulle behövas fler fordon och dubbelriktade laddare för att kunna testa och utvärdera olika lösningar i praktiken, säger Anna Larsson. 

En standardisering kring hur överföringen ska hanteras är på god väg att etableras, men det återstår fortfarande en hel del forskning och testning kring bland annat kommunikation med elnätet. Det behövs även en utveckling av nätets styr- och mätsystem. 

– Det finns också vissa obesvarade frågor att ta hand om, inte minst kring hur affärsmodeller, policyer och avtal ska utformas; vi undersöker i flera projekt på RISE hur samspelet i ekosystemet för V2G kan komma att se ut, säger Jens Hagman. 

Det pågår forskning kring V2G inom RISE, med fokus på allt från kraftelektroniska utmaningar till vilka användarmönster man kan förvänta sig. 

– Det är alltså ett komplext fält som kräver expertis inom olika ämnen, och tack vare vårt heltäckande perspektiv kan vi erbjuda samarbeten med aktörer inom olika delar av området, säger han. 

Testplattform för dubbelriktad laddning

För att kunna testa och verifiera hela kedjan mellan fordon och elnät enligt ISO 15118-20 har RISE etablerat en testplattform för dubbelriktad laddning. Först ut att använda plattformen är Toyota Industries som anlitat RISE för att verifiera sin ombordladdare.

– För att elfordon ska kunna bidra till att balansera elnätet, minska lokala effekttoppar, fungera som reservkraft vid avbrott och öka utnyttjandegraden av förnybar energi krävs att tekniken kan verifieras på ett standardiserat och upprepningsbart sätt, vilket RISE nu kan erbjuda, säger Anna Larsson.

På bara några år har vi fått elfordon som fungerar utmärkt, går snabbt att ladda och kan köras långt. Samtidigt har priserna sjunkit, vilket gör att allt fler har råd att köpa dem. 

Men det är inte tillräckligt. 

Regler och konsumenters förväntningar kräver snabbare omställning 

Omställningen behöver accelereras – dels av regulatoriska skäl, som EU:s plan att stoppa försäljningen av fossila fordon till 2035, men också på grund av marknadens förväntningar. 

– För att driva på övergången till elfordon behöver man göra mer. Batterierna behöver utvecklas för att bli billigare, ta mindre plats och inte väga lika mycket. Samtidigt måste elmaskinerna bli ännu mer effektiva. Allt för att minska kostnaden för slutkunden, säger Martin Gustavsson, forskningschef på SEEL. 

Han har forskat inom elektromobilitet sedan 2012 och har sett en enorm utveckling sedan dess – inte bara tekniskt, utan också i hur allmänheten ser på elfordon. 

– Då fanns en skepsis kring räckvidd och pris. Men de senaste åren har vi passerat en tröskel. Nu har elfordonen verkligen tagit en stor plats i samhället, laddningsinfrastrukturen har byggts ut och så vidare, säger Martin Gustavsson. 

Samtidigt är det fortfarande många som ännu inte har tagit steget. 

– Det finns ju väldigt många anledningar till det. Rent teknologiskt finns det numera ingen anledning att oroa sig. Men sedan har vi andra utmaningar – kostnaderna är en sådan sak, säger Mikael Stallgård, marknadschef på SEEL. 

Batterierna en av knäckfrågorna 

När elbilarna kom var de i mångt och mycket en prestigeprodukt. Men alla behöver inte ha en sportbil som gör 0 till 100 på 1,9 sekunder. 

Det har börjat ändras, men det behöver hända ännu mer. 

– Vi måste ha elbilar i hela spektrumet av prestanda. För att nå en bred marknad måste det finnas modeller som passar alla olika människor i samhället, säger Mikael Stallgård. 

Vi återkommer till batterierna. Att förbättra dem – samtidigt som de blir billigare och mer hållbara – är en av knäckfrågorna. 

– Det gäller hela tiden att hitta den där balansen – att göra något tekniskt bättre, men också billigare. På batterisidan arbetar man till exempel både med att förbättra befintliga kemiska sammansättningar och med att ta fram helt nya batterikemier. Det handlar om vilka mineraler man använder, hur mycket energi man får in på en viss yta, och vad det kostar, säger Martin Gustavsson och fortsätter: 

– Samtidigt ser vi hur programvara spelar en allt större roll, genom uppdateringar kan man förbättra energieffektiviteten utan att byta ut några fysiska delar. Det är också ett sätt att göra produkterna bättre, smartare och mer hållbara. 

Testanläggningar i Göteborg, Nykvarn och Borås 

Här spelar SEEL, ett samarbete mellan RISE och Chalmers, en viktig roll. SEEL arbetar med utveckling av elektromobilitet på sina testanläggningar i Göteborg, Nykvarn och Borås. 

Bland kunderna finns Volvokoncernen, Scania, Heart Aerospace och den norska batteritillverkaren Elinor. 

– För att accelerera utvecklingen av elfordon måste man prova nya lösningar, och för att man ska våga göra det på marknaden måste man först testa dem tekniskt på ett tillförlitligt sätt. Det är det vi erbjuder, säger Martin Gustavsson. 

På SEEL utförs allt från prestandaprovning av batterier och kompletta fordon till säkerhetskritisk testning – samtidigt som man bedriver forskningsverksamhet, bland annat i samarbete med forskare på RISE och Chalmers. 

– Vi är helt unika med att ha allt det här under samma paraply – även om man tittar utanför Sverige, säger Martin Gustavsson. 

Ambitionen är att vara ett testcenter i absolut världsklass som ger kunderna det stöd de behöver i både utvecklingsfas och inför marknadsintroduktion.

– Det finns också en neutralitet, i och med att vi ägs av RISE och Chalmers. Därför vill vi också vara en arena för samarbete och nätverk, där olika företag kan träffas och utbyta erfarenheter. På så vis kan vi bidra till att accelerera elektrifieringen i samhället för en hållbar framtid, säger Martin Gustavsson.