Liikenteen käyttövoimien tulevaisuudennäkymät
Ilmastonmuutokseen vaikuttaa moni asia, mutta etenkin liikenteestä syntyviä kasvihuonepäästöjä pidetään yhtenä muutoksen suurimmista aiheuttajista. Perinteiset, laajimmin liikenteessä käytössä olevat käyttövoimat ovat uusiutumattomia fossiilisia polttoaineita, joiden rinnalle kehitetään vähä- tai nollapäästöisiä vaihtoehtoja.
Perinteiset käyttövoimat
Bensiinillä ja dieselillä on liikenteessä vakiintunut asema suosituimpina käyttövoimina. Asemansa ne ovat saavuttaneet pitkällä historiallaan, sillä ne ovat olleet ajoneuvoteollisuuden kehityksen mukana alusta saakka. Suomessa tieliikenteessä olevista henkilöautoista 93 % käyttää käyttövoimanaan bensiiniä tai dieseliä.
Bensiini on ylivoimaisesti suosituin käyttövoima henkilöautoille ja kaksipyöräisille ajoneuvoille. Sitä jalostetaan raakaöljystä tislaamalla. Seostamalla etanolia eri suhteissa bensiiniin saadaan polttoainemittareille eri bensiinin laadut, 95 E10 ja 98 E5. Näillä bensiinilaaduilla on hieman toisistaan eroavat ominaisuudet, mutta nykyään tavanomainen bensiiniä käyttävä polttomoottori voi hyödyntää kumpaakin bensiinilaatua huoletta.
Diesel on bensiiniä suositumpi käyttövoima raskaassa ajoneuvokalustossa. Tämä johtuu dieselmoottorin paremmin raskaaseen kalustoon sopivista ominaisuuksista. Dieselmoottorin hyötysuhde on yleensä bensiinimoottoreita parempi, minkä takia dieselmoottori kuluttaa vähemmän polttoainetta. Dieselmoottorit myös tuottavat huipputehonsa ja -vääntömomenttinsa bensiinimoottoria pienemmillä pyörintänopeuksilla, mikä soveltuu suurten massojen liikutteluun.
Fossiilisista polttoaineista aiheutuvia päästöjä pyritään hillitsemään bensiini- ja dieselautoissa päästöjä puhdistavilla laitteilla sekä moottoritekniikkaa ja polttoaineiden laatua kehittämällä. Energiatehokkuuden nosto pienentää polttoaineenkulutusta ja sitä kautta suoraan hiilidioksidipäästöä. Bensiinimoottoreissa energiatehokkuutta on parannettu muun muassa polttoaineen suorasuihkutuksella. Ilmanlaatupäästöjä vähennetään pakoputkistoon sijoitetulla katalysaattorilla. Dieseleissä käytetään lisäksi ureakatalysaattoria typen oksidien puhdistamiseen sekä hiukkasloukkuja partikkelipäästöjen vähentämiseen.
Uudet käyttövoimat
Uudet käyttövoimat ovat vaihtoehtoisia polttoaineita, joiden tarkoituksena on haastaa perinteisiä käyttövoimia tarjoamalla huomattavasti pienemmät pakokaasupäästöt.
Vaihtoehtoisia polttoaineita on ollut markkinoilla jo jonkin aikaa. Niitä yhdistävä tekijä on pyrkimys valjastaa vanhemmankin ajoneuvokaluston tekniikka hyödyntämään vaihtoehtoista polttoainetta perinteisen tilalla tai rinnalla.
Vähäpäästöisiä vaihtoehtoisia käyttövoimia ovat korkeaseosetanoli eli E85, maakaasu eli CNG (Compressed Natural Gas), biodiesel eli FAME (Fatty Acid Methyl Ester) sekä uusiutuva diesel eli HVO (Hydrotreated Vegetable Oil). Näistä etanoli ja maakaasu ovat bensiinimoottoreille tarkoitettuja vaihtoehtoja, joiden käyttäminen vaatii muutoksia ajoneuvoon. FAME-tyyppinen biodiesel ei sellaisenaan sovellu dieselmoottorissa käytettäväksi, mutta pieniä määriä sitä voidaan käyttää fossiiliseen dieseliin sekoitettuna. HVO-lyhenteellä tunnettu uusiutuva diesel sen sijaan vastaa ominaisuuksiltaan fossiilista dieseliä, joten sitä voidaan huoletta käyttää joko yksinään tai seostettuna fossiiliseen dieseliin.
Nollapäästöisiksi tai lähes sellaisiksi voidaan laskea sähkö, vety, biokaasu ja synteettisesti valmistetut polttoaineet eli ns. eFuelit. Sähkö ja vety mielletään yleensä nollapäästöisiksi, koska niillä ajaminen ei tuota hiilidioksidipäästöjä. Niitä ei kuitenkaan kaikissa tapauksissa tuoteta 100-prosenttisesti uusiutuvalla energialla, joten näiden koko elinkaari ei välttämättä ole täysin nollapäästöinen.
Biokaasun ja eFuelin käyttö tuottaa pakoputkesta hiilidioksidia kuten fossiilisia polttoaineita käytettäessä, mutta näiden päästöhyödyt perustuvat koko elinkaaren eli polttoaineen raaka-aineen ja tuotannon huomioon ottavaan tarkasteluun, joka tekee näistä lähes nollapäästöisiä.
Hybridiautot
Kahden erilaisen voimalaitteen yhdistelmää käyttävää ajoneuvoa kutsutaan hybridiksi. Useimmiten termillä tarkoitetaan autoa, jossa on polttomoottori sekä sähkömoottori. Sähköhybrideillä on useita toteutustapoja: joitakin voi ajaa sähkömoottorilla sekä polttomoottorilla yhdessä tai erikseen, joitakin ajetaan ainoastaan polttomoottorilla sähkömoottorin avustamana ja jotkut liikkuvat ainoastaan sähkömoottorin voimin polttomoottorin roolin ollessa ainoastaan sähkön tuottaminen.
Hybriditekniikan pohjimmainen ajatus on tarjota polttomoottoriautoa pienempi polttoaineen kulutus yhdistämällä sähkö- ja polttomoottorivoimalinjojen parhaat puolet. Pienempi kulutus heijastuu suoraan pienempinä ilmastopäästöinä. Ladattaviin hybridiautoihin voidaan ladata sähköä auton ulkopuolelta, jolloin merkittävä osa kilometreistä voidaan ajaa ilman polttomoottoria. Pelkällä sähköllä ajettavissa olevien kilometrien osuus riippuu sekä hybridiakun koosta että auton ajoprofiilista: mitä harvemmin ajetaan matkoja, joihin hybridiakun kantama ei riitä, sitä suuremmaksi kasvaa sähkökilometrien osuus.
Yhteenveto
Ilmastonmuutoksen ohjaama kehitys pakottaa fossiiliset polttoaineet pois markkinoilta ennemmin tai myöhemmin. Tämän takia olisikin tärkeää ottaa jo ennen pakkoa käyttöön vähäpäästöisiä vaihtoehtoja tai siirtyä suoraan nollapäästöisiin.
Sähkö on toimiva ratkaisu niille, joilla on mahdollisuus ladata autoa kotona tai työpaikalla, eikä sähköauton suhteellisen pieni toimintasäde tule olemaan ongelma keskivertoisten ajomatkojen ollessa verrattain lyhyitä. Pidempiä ajomatkoja ja etenkin raskasta kalustoa varten vety olisi ominaisuuksiensa puolesta varteenotettava nollapäästöinen käyttövoima. Jos vanhaa ajoneuvokalustoa halutaan käyttää, eFuelien käyttöönotto ei vaatisi kasvatetun tuotannon lisäksi muuta kun jaeltavan polttoaineen vaihdon polttoainemittareilla.
Lähteet
Koskenrouta, O. 2024. Liikenteen käyttövoimien tulevaisuudennäkymät – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.