Ny studie avdekker skjulte utfordringer ved elektrifisering av offentlig transport

Vi mennesker liker egentlig ikke kulde. Tross alt reduseres blodstrømmen vår, varmetapet øker, og vi lider av nedsatt fingerferdighet.

Men hva med maskinene, spesielt våre elektriske kjøretøy (EVs)? Vel, det viser seg at de heller ikke liker kaldt vær.

En ny studie¹ har funnet at den totale energien som forbrukes og regenereres av elektriske busser øker med i gjennomsnitt 48 % når temperaturen ligger i området -4 °C til 0 °C sammenlignet med den optimale temperatursonen (OTZ). I mellomtiden er den gjennomsnittlige økningen i området -12 °C til 10 °C 28,6 %.

Hvorfor elektrifisering omformer kollektivtransport og energi globalt

Elektriske busser er en del av elektrifiseringstrenden, som raskt former det globale energilandskapet. Dette markerer et skifte mot elektriske kjøretøy og energilagringsløsninger, som erstatter bruken av fossile brensler. Disse erstatningene er mer effektive, reduserer energietterspørselen og avkarboniserer kraft- og transportsektorene.

Denne overgangen senker ikke bare utslipp av klimagasser (GHG), men forbedrer også energisikkerheten, fremmer bærekraftig økonomisk vekst, og støtter utviklingen av renere, mer robuste energisystemer globalt.

Som en del av denne trenden får elektriske kjøretøy (EVs) stor oppmerksomhet, med mer enn 4 millioner solgte elektriske biler i første kvartal 2025, noe som er over en million flere EV-er solgt i de første tre månedene av dette året enn i samme periode året før.

Lettkjøretøy (LDV) som biler og varebiler står for mesteparten av disse EV-salgene. Ifølge International Energy Agency (IEA)-rapporten hadde elektriske busser og elektriske LDV omtrent samme andel av varelageret i 2024, men salgsandelen for de førstnevnte vokser langsommere.

Andelen forventes å nå under 20 % globalt innen slutten av dette tiåret i Stated Policies Scenario (STEPS), som gir en sektor-for-sektor evaluering av politikk implementert for å nå angitte energimål. Som et resultat forventes elektriske busser å utgjøre litt over 10 % av den globale bussflåten innen 2030.

Likevel er det globale markedet for elektriske busser forventet å vokse fra 17 milliarder dollar i 2024 til 37,5 milliarder dollar innen 2030, noe som representerer en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på 14,2 %.

I tråd med denne trenden fikk Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), en offentlig transportoperatør i Ithaca, New York, finansiering til å skaffe syv helelektriske busser for en prøvekjøring, men opplevelsen viste seg ikke å være så god som forventet. Bussene slet faktisk i regionens kuperte terreng og var upålitelige med redusert rekkevidde i kaldt vær. Så koblet TCAT seg med Cornell-forskere for å få innsikt fra pilotprogrammet.

Cornell-forskere påtok seg denne oppgaven og vurderte nøye bussenes underprestasjon i kaldt vær, samt implikasjonene for produsenter, operatører, beslutningstakere, skoler, byer og andre grupper som vurderer elektrifisering av sine flåter.

Hvorfor elektriske busser sliter i kaldt vær: Viktige utfordringer

Selv om batterielektriske busser (BEBs) har vist stort potensial for å redusere GHG-utslipp og forventes å spille en nøkkelrolle i å transformere offentlig transport mot rene energialternativer, møter de utfordringer som begrenser deres brede implementering.

Blant disse tekniske utfordringene er den begrensede driftsrekkevidden til BEBs, spesielt i kaldt vær, et stort problem.

Saken er at, akkurat som andre EV-er med høyspente batteripakker, lider batterielektriske busser også av en betydelig nedgang i energieffektivitet når de opererer under optimal temperatur. Dette gjelder spesielt under nullgrad, noe som fører til økte totale driftskostnader og rekkeviddeangst.

Med urbane transitbusser som i gjennomsnitt kjører 42 940 miles (69 000 km) årlig, fire ganger mer enn en vanlig bil, og som opererer på faste ruter og tidsplaner, skaper variasjoner i kaldt vær i elektrisk bussytelse alvorlige utfordringer for å møte transportbehovene.

I tillegg til komplikasjoner med planlegging av lading og utsending av kjøretøy, inkluderte utfordringene vanskeligheter med valg av batteristørrelse og planlegging av ladeinfrastruktur. Alle disse faktorene kan negativt påvirke den økonomiske levedyktigheten til BEBs sammenlignet med dieselbusser.

Når det gjelder den reduserte driftsrekkevidden til BEBs i kaldt vær, skyldes det en rekke sammenhengende elementer.

Fremfor alt fører de kjemiske egenskapene til battericellene, som er temperaturfølsomme, til redusert kapasitet og lavere utladestrømmer. For å holde battericellene på optimal temperatur er batteri- termisk styringssystemer (BTMS) utviklet, men selv de kan være energikrevende avhengig av driftsforholdene.

Deretter er den økte energibelastningen fra ventilasjon, oppvarming og klimaanlegg (HVAC), som betydelig bidrar til en redusert driftsrekkevidde.

Effektiviteten til regenerative bremsesystemer, som fanger energi under bremsing, svekkes under kalde forhold på grunn av ulike tekniske og miljømessige faktorer. I tillegg påvirker føreres og operatørers atferd, som påvirkes av ugunstige værforhold og ruteegenskaper, BEBs’ energy efficiency betydelig.

Derfor er det viktig å forstå alle disse menneskelige og mekaniske faktorene i detalj for å utvikle effektive strategier som demper de negative effektene av kaldt vær på BEBs. Dette reduserer driftskostnadene for flåteoperatører og gjør det mulig for produsenter å forbedre kjøretøydesignen for bedre ytelse i kaldt vær.

Flere studier har forsøkt å kvantifisere påvirkningen av kaldt vær på ytelsen til BEBs ved å simulere deres energiforbruk og undersøke virkningen av omgivelsestemperatur i den virkelige verden.

Imidlertid gjenstår betydelige kunnskapshull i forståelsen av hvordan denne påvirkningen påvirkes under ulike, mer komplekse scenarier, som tomgang og kjøring på landlige og urbane ruter, noe som er avgjørende for målrettede regionale driftsstrategier.

Ikke bare har bidragene fra batterioppvarming, regenerativ bremsing og andre nøkkelkomponenter til energiytelse ikke blitt tilstrekkelig diskutert i kompleks rutescheduling, men det mangler også virkelige studier som dekker betydelige avstander ved frysetemperaturer. Videre er informasjonen begrenset når det gjelder levedyktigheten til BEBs i kaldt vær, og veiledningen er utilstrekkelig for driftsstrategier i kaldt vær.

Derfor tok forskere fra Cornell University på seg oppgaven med å analysere påvirkningen av kaldt vær på energiforbruk og regenerering, ved å bryte ned BEBs ved hjelp av reelle data fra to år fra de syv batterielektriske bussene som ble operert av TCAT. Mer enn 40 % av turene med disse BEBs foregikk under 12 °C.

For å kvantifisere påvirkningen utviklet teamet modeller for optimal temperaturson (OTZ) for å forutsi energiforbruket under tomgang, kjøring og regenerering for hver tur, med antakelse om ideelle temperaturer.

Etter å ha identifisert de operative faktorene som er ansvarlige for det økte forbruket, gir forskerne også anbefalinger for å forbedre bussenes funksjon.

Kvantifisering av kaldt vær sin påvirkning på elektrisk buss effektivitet

Som vi beskrev tidligere, fant Cornell University-studien at batterier i elektriske busser forbrukte opptil 48 % mer energi i kaldt vær, med temperaturer fra 25 °F til 32 °F. Disse batteriene forbrukte også nesten 27 % mer energi i et bredere temperaturintervall, fra 10 °F til 50 °F.

Denne drastiske økningen i energiforbruk, sa seniorforfatter Max Zhang, Irving Porter Church Professor i ingeniørfag ved Cornell Engineering, var uventet, men la til at «alle lærdommer er gode lærdommer. Dette hjelper oss å lære som samfunn og bli bedre».

Kvantifiseringen av pilotflåtenes økte energiforbruk er basert på to år med data samlet inn fra TCAT, og gjør den til den første som vurderer og analyserer ytelsen til elektriske busser i det nordøstlige USA.

Slik deler TCAT og Cornell-forskere sine innsikter med hverandre og lærer av hverandre gjennom data og samarbeid. Zhangs team møtte TCAT‑representanter gjentatte ganger etter hvert som forskningen utviklet seg.

Det er verdt å merke seg at datasettet fra TCAT dekket en betydelig avstand, med en total kjørelengde på 225 837 kilometer i Tompkins County, New York, under varierte forhold, og gir dermed et mer omfattende datasett enn tidligere BEB-studier.

4,7 % av denne totale avstanden ble registrert under gjennomsnittlige omgivelsestemperaturer, dvs. under nullgrad, mens omtrent 50 000 miles eller over 80 000 kilometer ble loggført i kalde temperaturer, dvs. 0 °C til 12 °C.

Ifølge Zhang, som er provosts fellow for offentlig engasjement:

«Vi drar nytte av at TCAT er en leder i denne regionen, og det er et ekte privilegium å ha tilgang til disse dataene, slik at vi kan se ytelsen i sanntid. En av lærdommene vi har lært er at disse bussene bør designes for hele landet, inkludert stater med kaldere klima. Vi har også funnet at de er forskjellige fra konvensjonelle dieselbusser, med ulike atferdsmønstre, som krever ulike strategier for å utnytte dette.»

Forskerne modellerte først hvordan kjøretøyene ville prestere ved ideelle temperaturer for å ta hensyn til faktorer som ikke kun er relatert til temperatur, som variasjoner i trafikkforhold.

For dette utviklet de en innovativ OTZ-basismodell som simulerer BEB-ytelse under optimale temperaturer, samtidig som de opprettholder de temperatur-uavhengige forholdene som de var under den faktiske kaldværoperasjonen.

Deretter sammenlignet de dette med deres faktiske ytelse på over 40 komplekse ruter og tidsplaner.

Forskerne fant at batteriets egenoppvarming står for halvparten av den økte energibruken i kaldt vær. EV-batterier fungerer best rundt 75 °F, så jo kaldere de er ved oppstart, desto mer energi trengs for å varme dem opp.

Oppvarming av bussens kupé er den andre hovedårsaken. Hyppige stopp, som spesielt skjer på urbane ruter, innebærer åpning og lukking av dører hvert par minutter, og det betyr at batteriene må jobbe hardere for å varme opp kupéene.

«Med et helelektrisk kjøretøy er batteriet den eneste energikilden ombord. Alt må komme fra det.»

– Zhang, som også er senior fakultetsfellow ved Cornell Atkinson Center for Sustainability

Regenerativ bremsing ble også funnet å være mindre effektiv ved lave temperaturer av forskerne. Denne energi-gjenvinningsmekanismen reduserer farten på et bevegelig kjøretøy ved å konvertere dets kinetiske energi til elektrisk energi som kan brukes umiddelbart eller lagres for fremtidig bruk.

Denne mekanismen finnes i de fleste hybrid- og fullt elektriske kjøretøy. I motsetning til et konvensjonelt bremsesystem, hvor kjøretøyet bremser ned på grunn av friksjon mellom bremseklosser og rotorer, noe som fører til tap av nesten all den kinetiske energien som driver kjøretøyet fremover, gjenvinner regenerativ bremsing over 70 % av energien.

Nå blir dette systemet mindre effektivt i kaldt vær, sannsynligvis fordi batteriet sliter med å opprettholde en jevn temperatur på tvers av cellene. Batteriet i elektriske busser er tross alt omtrent åtte ganger så stort som et standard EV‑batteri, for å kunne håndtere lengre ruter og større passasjerkapasitet.

Nå er spørsmålet, hva kan gjøres for å forbedre ytelsen til batterielektriske busser i kaldt vær? For dette anbefaler forskerne å lagre bussene innendørs når de ikke er i bruk for å forbedre batterienes ytelse. I tillegg til å holde omgivelsestemperaturen varmere under lengre tomgangsperioder, inkluderer andre kortsiktige strategier som anbefales for operatører å lade batteriet mens det fortsatt er varmt, installere sidebeskyttelser for å redusere luftkonveksjon inn i kupéen, og begrense varigheten av døråpninger ved stopp.

For produsenter anbefalte forskerne optimaliserte design for batterioppvarming og HVAC‑systemer. Studien kan også hjelpe beslutningstakere med å lage insentivretningslinjer, evaluere levedyktighet, og fastsette ruteprioriteringer for elektrifisert offentlig transport.

På et større nivå uttalte doktorgradsstudent Jintao Gu, den første forfatteren av studien, at denne forskningen fremhever behovet for vurdering og større tilpasninger i infrastrukturen for å støtte elektriske busser.

«Du må prøve å optimalisere tidsplanen for alle bussene og vurdere kapasiteten i infrastrukturen – hvor mange ladestasjoner du har, og om du har ditt eget verksted. Du må trene sjåførene, dispatcherne og servicearbeiderne. Jeg tror fra et operasjonelt og infrastrukturelt perspektiv er det mange budskap her for fremtidig planlegging av transportsystemer.»

– Gu

De landlige og urbane rutene i Ithaca, sammen med det kuperte terrenget, gjorde det mulig for forskerne å få langt mer innsikt om bussenes ytelse.

Dette hjalp dem med å finne at elektriske busser viste en mindre økning i energibruk på landlige ruter sammenlignet med de urbane i kaldt vær. Ifølge ham kan slik informasjon hjelpe flåteplanleggere med å ta informerte strategiske beslutninger når de tildeler ruter til elektriske busser.

Investering i elektrifiseringstrenden

REV Group vil sannsynligvis ha mest nytte av den voksende trenden med å konvertere tradisjonelle drivstoffbaserte kjøretøy til elektriske kjøretøy. Det er en designer og produsent av spesial- og fritidskjøretøy og betjener primært det nordamerikanske markedet med følgende produkter:

• Brannapparatutstyr under KME, E-ONE, Ferrara og Spartan ER
• Ambulanser under merkene Leader, Horton, Road Rescue, AEV og Wheeled Coach
• Terminaltrucker under merkene Laymor og Capacity
• Fritidskjøretøy gjennom American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV og Midwest Automotive Designs

REV Group  

I 2021 introduserte REV Fire Group en helt elektrisk brannbil kalt Vector, med 316 kWh batterier av bilkvalitet. I tillegg kunngjorde REV Ambulance Group den første helt elektriske ambulansen i USA, med opptil 105 kWh batterikapasitet. REB Groups datterselskap, Capacity Trucks, har i mellomtiden produsert en hydrogenbrenselcelle og en batterielektrisk terminaltruck som bruker litium‑ion (NMC) batterier.

Selskapet var også involvert i bussproduksjonsvirksomheten, men bestemte seg for å trekke seg ut av markedet i fjor ved å selge sin Collins skolebuss‑merke til Forest River i 1Q24 for 303 millioner dollar og sin El Dorado National (ENC) transitbuss‑divisjon til Rivaz i 4Q25 for 52 millioner dollar som en del av initiativet for å strømlinjeforme driften og øke lønnsomheten.

Når det gjelder markedsytelsen til REV Group, har selskapet med en markedsverdi på 1,9 milliarder dollar opplevd en sterk oppadgående trend. På tidspunktet for skrivingen handles REVG-aksjer til $37,49, opp 17,63 % så langt i år. Aksjekursen handles rundt sin historiske topp (ATH) på $38,50, som ble nådd for bare noen få uker siden.

Den har en EPS (TTM) på 1,76, en P/E (TTM) på 21,26, og en ROE (TTM) på 20,13 % mens den tilbyr en utbytteavkastning på 0,64 %.

Når det gjelder selskapets økonomi, rapporterte REV Group nettoomsetning på 525,1 millioner dollar, nettoresultat på 18,2 millioner dollar eller $0,35 per utvannet aksje, og en rekordjustert EBITDA på 36,8 millioner dollar for første kvartal 2025. Kapitalutgiftene falt også betydelig fra 10,5 millioner dollar i 1Q24 til 4,9 millioner dollar i 1Q25.

Dette rekorden starter i 2025, sa administrerende direktør Mark Skonieczny, og demonstrerer «styrken i vår operative gjennomføring og disiplinerte tilnærming. Denne ytelsen forsterker vår tillit til momentet vi bygger og posisjonerer oss godt for det kommende året».

Ved å bruke sin sterke finansielle posisjon, gjenopptok selskapet aksjetilbakekjøp, som Skonieczny sa, «vi ser på som en attraktiv bruk av kapitalen ved dagens verdivurdering».

I Q1 2025 kjøpte REV Group tilbake omtrent 0,6 millioner av sine ordinære aksjer for 19,2 millioner dollar til en gjennomsnittlig kjøpspris på $33,09 per aksje. Per 31. januar 2025 rapporterte selskapet 290,2 millioner dollar i handelsarbeidskapital, 108,4 millioner dollar i netto gjeld, og 31,6 millioner dollar i kontanter på hånden.

Siste nyheter og utviklinger for REV Group (REVG) aksjen

Konklusjon: Overvinne kuldeklimautfordringer i elektrisk offentlig transport

Etter hvert som verden går over til elektriske kjøretøy, tilbyr batterielektriske busser en lovende vei mot bærekraftig masse-transport. Imidlertid presenterer deres ytelse i kaldere klima kritiske utfordringer som hindrer en bredere adopsjon.

Å takle disse utfordringene er avgjørende for å avkarbonisere transportsektoren, som krever forståelse av kompleksiteten i energibruk, operative forhold og klimaeffekter. Den nyeste omfattende forskningen fra Cornell gir den etterlengtede innsikten i disse faktorene, og hjelper operatører, produsenter og beslutningstakere med å navigere løftene og fallgruvene ved elektrifisering med en bedre og mer informert forståelse, og dermed bane vei for en jevnere og mer robust overgang til et renere offentlig transportsystem.

Klikk her for en liste over EV-aksjer å investere i

Refererte studier:

^{1. Gu, J., Liao, Q., & Zhang, K. M. (2025). Vurdering av kaldt vær sin påvirkning på batterielektriske transitbusser. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}