Driverless trucks in the Swedish freight transport system : An analysis of future impacts on the transport system and the emerging innovation system

A large-scale introduction of driverless trucks could start taking place during the next decade. While this could bring several economic benefits for freight transport actors and society, it may also change the freight transport system and exacerbate the negative effects of road transport. This thesis aims to increase the understanding of how an introduction of driverless trucks could materialize and impact the freight transport system in Sweden. Two overarching issues are addressed. The first is how freight transport patterns will change due to the impacts of driverless trucks on road transport supply. This is addressed in Paper 1 and Paper 2. The second issue, which is studied in Paper 3, is what factors are shaping the ongoing development towards an introduction of driverless trucks in Sweden. In Paper 1, the impact of driverless trucks on the costs for long-distance road freight transport is studied through a total cost of ownership analysis which shows that driverless trucks could enable cost reductions of around 30%-40% per ton-kilometer. A key determinant of the cost reduction is to what extent reduced driver costs will be offset by other forms of human labor that may be required for driverless truck operations. Other factors, including changes to the truck acquisition cost, have marginal importance. The cost-saving potential provides a strong motivation for freight transport actors to develop and adopt driverless trucks. In Paper 2, the impacts of driverless trucks on road transport demand, utilization of different truck types, modal split, and total logistics costs are studied by using the Swedish national freight transport model Samgods. Two scenario types are studied, one in which driverless trucks substitute manually driven trucks and one where driverless trucks capable of operating between logistics hubs are introduced as a complement to manually driven trucks. The analysis shows that in both scenarios, driverless trucks could reduce total costs for Swedish freight transport in the range of billions of SEK per year. Road transport demand and truck traffic volumes may increase significantly through modal shifts from rail and sea. This could lead to increased societal costs through, for instance, increased CO2 emissions and congestion which are, however, not quantified in the study. In Paper 3, an analysis of the innovation system of driverless trucks based on an interview study with actors involved in the development and introduction of driverless trucks in Sweden is presented. The findings suggest that there are several favorable factors for a successful introduction of driverless trucks, but also that the innovation system is characterized by a high degree of uncertainty related to what infrastructure will be required and available, what business models will be emerging, and which actors will be able to capitalize on the development and which actors that become marginalized in a future with driverless trucks. The findings from this thesis can be of interest for policymakers since it highlights potential benefits and challenges associated with driverless trucks from a transport-system perspective and the provided indicative quantitative estimates on system-level impacts offer a glimpse into a future freight transport system with driverless trucks. Also, the thesis highlights critical challenges for the innovation system of driverless trucks which could guide efforts to improve its performance.Ett storskaligt införande av förarlösa lastbilar kan komma att inledas under det kommande årtiondet. Detta skulle kunna medföra flera nyttor för transportköpare, transportbolag och samhället i stort men kan också leda till betydande förändringar av godstransportsystemet och ökade negativa effekter från vägtransporter. Syftet med denna avhandling är att öka förståelsen för hur ett införande av förarlösa lastbilar kan ske samt påverka godstransportsystemet i Sverige. Två övergripande frågeställningar studeras. Den första är hur förarlösa lastbilar påverkar utbudet för lastbilstransporter och därigenom förändrar godstransportsystemet. Detta studeras i Artikel 1 och Artikel 2. Den andra frågeställningen är vilka faktorer som påverkar den pågående utvecklingen mot ett införande av förarlösa lastbilar, vilket studeras i Artikel 3. I Artikel 1 görs en analys av hur förarlösa lastbilar kan påverka kostnaden för långväga lastbilstransporter. Denna visar att förarlösa lastbilar kan minska den totala ägandekostnaden med runt 30-40% per tonkilometer jämfört med konventionella lastbilar. Avgörande för hur stor kostnadsbesparingen blir är i vilken utsträckning minskningar i förarkostnader vägs upp av andra lönekostnader som uppstår vid användning av förarlösa lastbilar. Andra faktorer, inklusive förändringar av inköpspriset på lastbilar, har endast marginell påverkan. Den potentiella kostnadsbesparingen utgör ett tydligt motiv för godstransportaktörer att införa förarlösa lastbilar. I Artikel 2 studeras effekterna av förarlösa lastbilar på efterfrågan på lastbilstransporter, användningen av olika lastbilstyper, fördelningen mellan transportslag, och totala transportkostnader. Analysen görs med den svenska nationella godstransportmodellen Samgods och studerar två scenariotyper. I det första scenariot ersätter förarlösa lastbilar hela flottan av konventionella lastbilar. I det andra scenariot införs förarlösa lastbilar som enbart kan köra mellan logistikterminaler som ett komplement till konventionella lastbilar. Analysen visar att förarlösa lastbilar leder till en betydande ökning av efterfrågan på lastbilstransporter till följd av överflyttningfrån sjöfart och järnväg i båda scenarierna. På nationell systemnivå kan förarlösa lastbilar minska de totala kostnaderna för svenska godstransporter i storleksordningen miljarder kronor per år. Åandra sidan kan den betydande ökningen av lastbilstrafik också medföra ökade samhällsekonomiska kostnader, till exempel genom ökade koldioxidutsläpp och trängsel, vilka dock inte kvantifieras i studien. I Artikel 3 presenteras en analys av innovationssystemet för förarlösa lastbilar som bygger på en intervjustudie med aktörer involverade i utvecklingen och införandet av förarlösa lastbilar i Sverige. Resultaten indikerar att det finns flertalet gynnsamma faktorer för ett framgångsrikt införande, samtidigt som innovationssystemet i flera avseenden karakteriseras av en låg mognadsgrad och stora osäkerheter kopplade till infrastrukturfrågor, vilka affärsmodeller som kommer uppstå samt vilka aktörer som kommer gynnas eller missgynnas av utvecklingen. Resultaten från denna avhandling kan vara av intresse för beslutsfattare då de belyser potentiella nyttor och utmaningar med förarlösa lastbilar från ett transportsystemperspektiv och de indikativa systemeffekter som kvantifieras ger en fingervisning om hur ett framtida godstransportsystem med förarlösa lastbilar kan se ut. Avhandlingen belyser också viktiga utmaningar för innovationssystemet för förarlösa lastbilar vilket kan vägleda eventuella ansträngningar för att förbättra det