電気道路

電気道路、eロード、e-ロードウェイ、または電気道路システム（ERS）は、道路を走行する車両に電力を供給する道路です。一般的な実装には、道路上の架空電力線、導電性レールを介した地上レベルの電力供給、道路に埋め込まれた共鳴誘導コイルまたは誘導レールを介した動的ワイヤレス電力伝送（DWPT）があります。架空電力線は商用車に限定されていますが、地上レベルのレールと誘導電力伝送はどの車両でも使用でき、電力計測および課金システムを通じて公共の充電が可能になります。3つの方法のうち、地上レベルの導電性レールが最も費用対効果が高いと推定されています。^{[1] ：10–11}

政府による研究と試験がいくつかの国で行われています。韓国は、2009年に実験的なシャトルサービスをテストした後、2013年に商用バス路線で誘導ベースの公共電気道路を初めて実装しましたが、^{[2] : 11–18}、継続的な公的資金提供をめぐる論争の中で、インフラの老朽化により閉鎖されました。^{[3] 2015年[4]}と2021年の英国の自治体プロジェクトでは、ワイヤレス電気道路が経済的に実現不可能であることがわかりました。^[5]ドイツは2023年に、Electreonのワイヤレス電気道路システム（wERS）が送信エネルギーの64.3％を収集し、設置中に多くの困難をもたらし、道路上の他のインフラへのアクセスをブロックすることを発見しました。^{[6]スウェーデンは}、スウェーデン運輸局の電気道路プログラムの下で、2013年からさまざまな電気道路技術の評価を行っています。^{[7] : 5} 2023年の時点で、スウェーデンはワイヤレス電気道路または鉄道電気道路のいずれかのコスト削減策を追求しています。^[8]ドイツは3つのプロジェクトで架空線を試験的に導入したが、費用が高すぎ、維持管理が難しく、安全上のリスクがあると報告した。^{[9] [10] [11]}フランスも架空線に同様の欠点があることに気づき、2023年に誘導式および鉄道電気道路システムの試験を開始した。^{[12] [13]}

「電気ハイウェイ」などの用語は、一定間隔で充電ステーションが設置された一般道路を指すために使用されることもあります。 ^[14]

TRL（旧運輸研究所）は、動的充電、つまり車両が走行中に充電するための3つの電力供給タイプを挙げている。頭上電力線、レールを介した地上電力、レールまたは共振コイルを介した誘導である。TRLは、最高レベルの電力を提供する最も技術的に成熟したソリューションとして頭上電力を挙げているが、この技術は非商用車両には適していない。地上電力はすべての車両に適しており、レールは電力伝送が高く、簡単にアクセスして検査できる要素を備えた成熟したソリューションである。誘導充電は最も少ない電力を供給し、他の選択肢よりも多くの路側電気設備を必要とする。^{[2] ：付録D}路上での誘導充電は、路面への損傷のリスクを高めることも判明した。^[15]

政府や研究機関は、特定の技術を選択する前にERS技術を標準化することを推奨した。スウェーデン研究機関（RISE）の報告書では、最高の費用対効果を得るために、300kW以上の都市間インフラを推奨している。^[16]スウェーデン国立道路交通研究所（VTI）も同様に、トラック1台あたり300kWを供給できるシステムを推奨している。^{[17]フランス環境省の作業部会は、2%の}勾配を時速90キロメートルで走行する44トントラックには400kW 、またはトラックが平坦または緩やかな傾斜の道路で充電できるように最低250kWを推奨している。^{[18] : 25}欧州委員会は2021年に電気道路システムの規制と標準化の要請を発表した。^[19]

地上レベルの鉄道電気道路システム（ERS）で電力を供給される車両に搭載される電気機器の規格であるCENELEC技術規格50717は、2022年後半に発行されました。^[20]完全な地上レベル電源システムの規格は、欧州連合指令2023/1804に従って提案された技術規格prTS 50740に指定されているように、2024年末までに発行される予定です。^{[21] [ 22 ]}

車両用誘導充電の規格は2020年から利用可能になっているが、電気道路にすぐには適していない。例えば、車両誘導電力伝送会社IPTのCEOは、既存の規格は電気道路で使用するには「非常に高価」であると考えている。IPTは誘導レールなど、費用対効果の高い実装を模索している。^{[25]ワイヤレス電気道路会社2社であるWiPowerOne（} KAIST OLEVプロジェクトの派生）とElectreonは、2021年から新しい動的誘導充電規格に取り組んでいる。^[26]

スウェーデン運輸局は、全国的な電気道路網には、電力供給業者、送電網会社、自動車メーカー、道路所有者、電気道路技術オペレーター、計測・課金プロバイダー、電気道路のユーザーなど、複数のプレーヤー間のインターフェースが必要になると予想しています。所有モデルはさまざまです。送電網会社が電気道路インフラに電力を供給する二次道路脇変電所を所有する場合もあれば、他のプレーヤーが所有する場合もあります。また、電力読み取り・支払いシステムはインフラオペレーターとは別のプレーヤーが所有する場合があります。^{[7] : 10–11}

架空送電線は、少なくとも1882年以来、ヴェルナー・フォン・シーメンスの トロリーバスとともにベルリンで道路輸送に使用されてきました。2018年には300台以上のトロリーバスシステムが運行されていました。トロリーバスへの電力供給は通常、車両の上部に設置された1対のトロリーポールから架空送電線まで伸びて供給されます。高速道路車両向けの実装は2000年代後半から2010年代にかけて開発されましたが^{[27] : 15}、乗用車などの非商用車両には適していません。^{[2] : 付録D}

地上レベルの電化レールによる電力供給は、架空送電線と実装方法が似ている。架空送電線に伸びるアームやポールの代わりに、車両の底部から機械式アームが伸び、道路に埋め込まれたレールと一直線になる。レールに電力が供給され、アームを介して車両に電力が伝達される。 ^{[27] : 16}地上レベルの電力供給は、架空送電線よりも美観的に優れていると考えられており^{[27] : 20}、あらゆる種類の車両に適している。^{[2] : 24}

車両用のワイヤレス地上電源の概念は、1894年に初めて特許を取得しました。シャトルバス用の静的充電システムは、1996年にニュージーランドで実証されました。^{[27] : 13}同様のシステムは、Conductix-WampflerとBombardier PRIMOVEによって実装されており、後にバス停での静的充電から走行中の動的充電へと開発されました。^{[2] : 付録B}

電子道路システムの開発は1990年代後半から2010年代にかけて大幅に増加しました。^{[2] ：12–22} 2010年代にはいくつかの企業が電気道路システムを開発し、実装しました。^{[2] ：付録B}

韓国科学技術院は、 2009年に道路に埋め込まれた誘導コイルを介してワイヤレス動的充電を行うシャトルサービスを開始しました。2013年にOLEVは亀尾市でバス路線を開始しました。^{[2] : 16} 2015年には世宗市で別のバス路線が開始され、2016年には亀尾市にさらに2つのバス路線が追加されました。 ^{[28] : 4} 4つのワイヤレス充電バス路線はすべて、インフラの老朽化により閉鎖されました。2019年には儒城区で新しいバス路線が開通しました。^[29]この技術の商業化は成功しておらず、2019年にこの技術への公的資金提供の継続をめぐって論争が巻き起こりました。^[3]

スウェーデン運輸局（Trafikverket）は、スウェーデンの電気道路国家インフラの実現可能性を研究する電気道路プログラムを立ち上げました。事実調査プログラムは2012年に開始され^[30]、スウェーデンのさまざまな電気道路技術の評価は2013年に始まりました。^{[31] : 12} Trafikverketは、スウェーデン電化委員会の最終報告書が2022年末までに提出されると予想していましたが^[32] 、 2024年12月に延期されました。^[33]

電気道路システムに関するスウェーデンとドイツの研究協力団体ColERSの最終報告書は、Trafikverketに対し、既存の標準を使用する複数のサプライヤーと協力し、ドイツとフランスのERSの決定と調整し、必ずしも欧州連合が主導するのではなく、それらの調整のもと、ERS技術に中立な支払いシステムを活用するように勧告した。^[34]

交通公社は2023年後半までに電気道路の選定技術を発表する予定だったが^[35]、E20高速道路初の恒久的な電気道路の調達提案がプロジェクト予算を超えたため、交通公社は2023年に予算内でプロジェクトを実現するためのコスト削減策の検討を開始した。^[8] E20プロジェクトには5億～6億スウェーデン・クローナ、つまり2車線キロメートルあたり約2,400万～2,900万スウェーデン・クローナの資金が充てられた。^[36]

フランスは、走行中に電気自動車、バス、トラックを充電する全長8,800キロメートルの電気道路システムに、2035年までに300億～400億ユーロを投資する計画だ。電気道路技術の評価のための2つのプロジェクトが2023年に発表された。当初検討された技術は、地上電源、誘導充電、架空線という3つだった。アルストム、エロンロードなどが提供する地上電源技術は、電気道路に最も適した候補と考えられている。誘導充電は、供給電力が最も少なく、トラックに搭載すると供給電力の20～25％が失われ、健康への影響もまだ文書化されていないため、成熟した技術とは見なされていない。架空線は最も成熟した技術だが、架線と架空線には安全性とメンテナンスの問題があり、^[13]高速道路会社は架空線が高すぎると考えている。^[12]

フランスはクアルコムの車両用動的ワイヤレス充電用のテストトラックを建設し、2018年にテストを完了した。^{[37] : 9}

アルストムは、バスやその他の車両で使用するための地上レベル電源（APS）システムを開発した。 ^{[38]このシステムは、}除雪車との互換性と、雪、氷、塩、飽和塩水にさらされた状態での安全性についてテストされている。^[39]アルストムは、2024年から2027年の間に、ローヌ＝アルプ地方の公道RN205 ^{[40]で電気道路システム（ERS）を試験する予定である。 [41]このシステムは、電動大型トラックに500kWの電力を供給するほか、道路用ユーティリティ車両や}電気自動車にも電力を供給する予定である。^[42]

ヴァンシは2023年から2027年にかけて2つの電気道路システム（ERS）を試験する。両技術は当初実験室環境で試験され、試験要件を満たしたらパリ南部のA10高速道路に沿ってそれぞれ2キロメートルにわたって設置される。エレクトレオンのワイヤレスERSは高速道路での耐久性を試験され、複数の受信機を使用してトラック1台あたり200kWの電力供給を目指す。受信機1台あたり350kWの電力を供給するエロンロードの鉄道ERSは、オートバイのスキッド効果を試験される。両システムは自動車、バス、トラックと相互運用可能である。^[43]

インドは6,000kmの電気高速道路網の計画を発表した。^[44]ソナとジャイプール間のネットワークの一部は、まず電気バス向けに計画されている。^[45]

日本は2018年にホンダと共同で公道で電動道路システムの試験を行った。^{[37] : 10}

ドイツ経済省（BMWK）は、トラックの架空線システムを評価した。このプロジェクトは「e-Highway」と名付けられ、FESH、ELISA、eWayBWの3つの公道試験で最高潮に達した。^{[2] [46]そのような試験の1つは、2019年5月に}フランクフルト南部の連邦アウトバーン5号線の10 km（6.2マイル）の区間で開始され、シーメンスとスカニアを含むELISAコンソーシアムによって運営された。^[47]結果はまちまちだった。試験期間の終わりまでに、システムは満足に機能し、この技術を使用する事業者は輸送費の削減を享受した。それにもかかわらず、経済省は、高コスト、困難なメンテナンス、^[10]架空線による緊急サービスと路側柱による自動車運転者の安全リスクに直面した。^[11]その後、経済省は試験への財政支援を終了した。^[9]

ボンバルディアは2013年にドイツのマンハイムで動的ワイヤレス電力伝送の試験を実施した。 ^{[37] : 9}

ワイヤレス電気道路システム（wERS）の試験は、ドイツ経済省BMWKによって2023年に実施され、インフラはElectreonが担当した。バスには、路面下の200メートルの送信機から電力を受け取る誘導コイルが装備されていた。受信機は、送信機から放出されたエネルギーの64.3％を収集することができた。設置は複雑でコストがかかり、コイルの路側電源キャビネットの適切な場所を見つけることは困難であることが判明した。wERSインフラは、その下にあるすべての土木インフラへのアクセスを遮断した。インターネットアクセスの停止により、wERSインフラは完全に機能しなくなった。^[6]

ハイウェイズ・イングランドは2015年に動的ワイヤレス電力伝送プロジェクトを開始したが^[48]、このプロジェクトは予算上の理由で2016年初頭に中止された。^[4] DynaCoVと呼ばれる別の動的ワイヤレス電力伝送実現可能性調査は2021年に開始され、2022年に最終報告書を発表した。この調査では、動的ワイヤレス充電は伝導充電よりも3～10倍高価であり、経済的に実現可能ではないことが判明した。^[5] 200メートル（220ヤード）の提案コストは、誘導コイルとその管理ユニットに約716,000ポンド、道路工事や電力網接続などの土木費用に258,000ポンド、計画と試運転に64,000ポンド、12か月のメンテナンスとデータ管理に18,000ポンド、バスとバンにワイヤレス受信機を搭載するのに129,500ポンド、プロジェクトに付随する報告書に300,000ポンドであった。^[49]この研究に参加した企業であるエレクトレオンは、2024年にワイヤレス充電の実証道路を舗装する予定です。^[50]

2023年5月、ENRX（旧IPT）は、フロリダ州オーランド近郊の州道516号線に最大200kWで充電可能な1マイルのワイヤレス充電システムを建設する契約を獲得した。このプロジェクトの資金は1,300万ドルである。^{[51]ミシガン州}デトロイトは、2023年11月にミシガンセントラル近郊の4分の1マイルのワイヤレス充電道路区間を開通した。このプロジェクトの資金は590万ドルである。^[52]エレクトレオンが提供したインフラは、時速9マイルで走行するバンに16kWの電力を供給した。^[53]

インディアナ州は、大型トラックに適した200kWの誘導コイル充電を使用する電化高速道路の建設を2024年に開始しました。このプロジェクトは、道路1/4マイルあたり1100万ドルの費用がかかります。パデュー大学のスティーブ・ペカレク氏が実施したこのプロジェクトの研究は、この技術により、大型電気トラックへの移行が企業にとってより経済的に有益になる可能性があることを示すことを目的としています。^[54]