Drönare i luften. Kanske bilden av morgondagens varutransporter?

Drönare i luften. Kanske bilden av morgondagens varutransporter?

Summan av de sista transportleden med bil är i dagsläget ett av de svartare fåren bland transportsektorns utsläpp. Förarlösa farkoster kan öppna nya avlastande distributionskanaler, minska utsläpp och bli en genväg till infrastruktur där vägnät saknas.

Transportsektorn, med sitt höga nyttjande av fossila bränslen, är näst efter energiproduktion den största utsläppssektorn. Många transporter är långväga, men när lastvolymerna kan göras stora blir de leden ändå jämförelsevis energieffektiva. Faktum är att oljeåtgången kan vara hela 200 gånger så stor för bara det sista transportledet med bil, som för fartygstransporten av varan över havet (utslaget per kilo last). En stor del av problemet ackumuleras alltså från en myriad av korta resor. De bildar en diffus och distribuerad utsläppskälla, till sin natur svårare att komma åt än stora enstaka punktutsläpp.

Varutransporter har börjat effektiviseras mer och mer genom smartare logistik och ruttplanering, inte minst pådrivet av GPS och moderna IT-stöd. Men i spåren av teknikutvecklingen börjar också konturer av helt nya transportparadigm att skönjas.

Drönare i nya roller

Drönare, förarlösa flygplan, kan vara allt från stora, motordrivna flygplan med höga utvecklingskostnader till små, billiga och lätta kvadrokoptrar, drivna av batterier. De kan antingen fjärrstyras helt, eller navigera mer eller mindre självständigt övervakade av operatörer på marken.

Det senaste decenniet har obemannade luftfarkoster fått en allt större militär roll. I takt med att batterier och tekniker för styrsystem utvecklas, börjar allt fler aktörer snegla även på hur de skulle kunna användas i civila tillämpningar. Enligt vissa uppskattningar kan en tiondel av flygmarknaden bestå av civila drönare på tio års sikt.

Kvadrokoptern – en helikopter med fyra rotorer – bygger på länge sedan kända principer. Men det är först med den senaste tidens elektronikutveckling som de har kunnat göras tillräckligt stabila, med en kontrollenhet som kontinuerligt läser av accelerometrar och gyroskop och reglerar motorerna för att hålla den i balans. Till fördelarna hör enkel konstruktion, god manövreringsförmåga och möjlighet att hovra över samma punkt, vilket gör dem lämpliga för både transporter och många andra uppgifter som inte kunnat lösas från luften tidigare.

Möjligheten till snabba reaktionstider har exempelvis inspirerat till att utveckla första hjälpen-drönare. Tanken är att flyga ut defibrillatorer så fort ett larmsamtal kommer in, och komma fram några minuter innan en ambulans hinner dit. För hjärtpatienter kan en liten skillnad i tid göra stor skillnad för överlevnadschanserna.

Om drönarna kan kommunicera inbördes och agera samfällt i svärm, uppstår ännu fler möjligheter. Synkront arbetande drönare kan till exempel göra mätningar eller observationer över stora områden, eller bevaka miljöfaktorer.

Sista transportkilometern – den svåraste

Den svåraste transportutmaningen är vad som kallas ”sista kilometer-problemet”. Fram till en viss gräns kan varor samfraktas och ge skalmässiga fördelar, och ruttoptimeringar kan flytta fram den gränsen något. Till slut handlar det ändå om enstaka paket som ska från ett mellanlager till en viss destination. Hämtar man det själv med bil förflyttar man tonvis av stål, vare sig hela lastkapaciteten behövs eller bara en bråkdel av den; fordonet måste dessutom följa vägnätets sträckning, och trafiken tvingar det att upprepade gånger bromsas och accelereras.

Hushållens många egna bilturer till livsmedelsaffärer är ett sådant exempel, där utrymmet för effektivisering är betydande. Här skulle lätta, lyftstarka drönare kunna bidra med en vikt-till-last-effektivisering som annars inte går uppnå – i synnerhet om de laddas med el från förnybara källor. Samtidigt skulle andra trafikleder avlastas.

Nya regler och nya nätverk behövs

Amazon.com, världens största nätbutik, tillkännagav 2013 att man planerar att använda drönare i stor omfattning för att leverera varor. Företaget har testat prototyper som kan flyga med två kilos last i 80 km/h. Först att upprätta en reguljär transportrutt för paketbärande drönare blev dock DHL; sedan september trafikerar de den bilfria sandön Juist i Nordsjön, några kilometer från det tyska fastlandet, med kvadrokopter.

Ruttvalet är ett naturligt första steg, som undviker många av de knäckfrågor tekniken vid en bred lansering kommer att ställas inför. Med tätare trafik ställs krav på farkosterna att kunna upptäcka och undvika varandra och andra hinder. I stadsmiljö blir uppgiften mer komplex, och säkerhetsfrågorna mer kritiska. Avsaknaden av förare väcker särskilda frågor om var ansvaret vilar vid eventuella olyckor, och nya och uppdaterade regleringar kommer att behövas – de som finns idag tillåter inte eller är i vart fall inte anpassade för drönartrafik. EU har under året börjat ta fram ett nytt regelpaket för området.

För att få maximal utväxling på fördelarna kanske transportnätverken måste formas om, med samfrakt så långt det är praktiskt och nya mellanlager placerade utifrån drönarnas aktionsradier. Kanske blir lösningen lastbilar med egna drönare ombord, som flyger ut med paket och återvänder igen för att hämta nya, likt rullande bikupor?

Förarlösa fartyg och vägfordon

Om förarlös frakt får genombrott är det inte förbehållet luftburen trafik. Rolls Royce, en av pionjärerna inom drönarfartyg, med ett pågående forskningsprojekt i Norge, tror att tankers och fraktfartyg snart kommer att kunna styras från land med bibehållen säkerhet. Utan besättning ombord sparas utrymme och vikt till last, med ökad energieffektivitet som följd. Östersjön pekas särskilt ut som en lämplig region för att redan inom tio år inleda tester av sådan trafik.

Automatisering av vägbunden trafik är också ett forskningsområde i snabb utveckling. Volvo Personvagnar har till exempel deltagit i ett tekniskt lyckat projekt kallat SARTRE. I projektet testades fordonståg, helautomatiska följefordon anförda av en ledarbil. Genom en tät konvojformation blir luftmotståndet lägre, något som kan spara cirka 20 procent energi och utsläpp.

Genväg till transportnätverk där vägar saknas

Men drönartransporter kan bidra till bättre miljö även i vidare perspektiv. Nya transportsystem kan bidra till att bekämpa fattigdom och underutveckling, något som har stor bäring även på miljöfrågan. Regioner i utveckling har höga utsläpp, men ökande välstånd skapar ekonomiskt utrymme för att gå över till renare energiformer och grönare teknik.

En miljard människor saknar tillgång till ett utbyggt vägnät. På samma sätt som många fattiga delar av världen kunnat införa mobiltelefoni utan att ta omvägen via fasta telefonnät, skulle ett drönarbaserat transportnätverk kunna erbjuda en genväg till en modern infrastruktur, snabbare och till lägre kostnad. Billiga och enkla kvadrokoptrar kan spela en viktig roll också i den kontexten, men även tyngre laster kan hanteras på innovativa sätt.

Luftskeppshybriden Airlander

Luftskeppshybriden Airlander

Fraktzeppelinare bär tunga laster

Brittiska Hybrid Air Vehicles utvecklar en ny generation av fraktzeppelinare, som lånar fördelar från både fraktflyg, luftskepp och drönare. De blir relativt långsamma, men i gengäld lyftstarka. Man kan dra en parallell till fartygstransporternas utveckling mot ”slow steaming”, där lasterna blir större men hastigheterna lägre, i jakt på bättre bränsleeffektivitet.

Medan 30-talets luftskepp var besättningskrävande, behöver den 91 meter långa Airlander bara två personers besättning och mycket begränsad infrastruktur på marken – men kan föra 50 ton last. Lyftkraften genereras både av helium och av kroppens form – spolformade segment, sammanfogade sida vid sida. Det gör Airlander snabbare och mer lättmanövrerad än vanliga luftskepp, men 70 procent mer bränsleeffektiv än fraktflygplan.

Drönartekniken öppnar nya möjligheter, på land, till havs och i luften. Vilka roller de får i morgondagens transportnätverk återstår att se. Men de kan troligen bidra till utsläppsreduceringar på flera annars svåråtkomliga områden, och erbjuda lösningar på både utvecklade och fattiga regioners problem.

Artikeln publicerad i januari 2015