Tulevaisuuden autoilu – ovatko täyssähköautot ainoa mahdollisuus?
Ilmaston jatkuva lämpeneminen on pakottanut monet teollisuuden alat tekemään suuria muutoksia toimintaansa. Autoteollisuus ei ole jäänyt tästä paitsi. Uusia keinoja ympäristöystävällisten autojen valmistamiseksi kehitetään koko ajan. Erityisesti täyssähköisistä autoista puhutaan tulevaisuuden autoina, mutta ovatko ne todella ainoa vaihtoehto tulevaisuuden automarkkinoille? Toinen kiinnostava vaihtoehto, joskaan ei yhtä tunnettu, on vedyllä toimiva polttokennoauto. Ne, kuten myös sähköautot, eivät tuota lainkaan hiilidioksidipäästöjä. Miksi polttokennoajoneuvot eivät siis vielä ole nousseet suuren yleisön tietoisuuteen?
Mitä polttokennoajoneuvoilla ylipäätään tarkoitetaan?
Polttokennoajoneuvot ovat sähkömoottorilla toimivia ajoneuvoja, jotka akkujen sijasta ottavat virtansa polttokennolta. Polttokenno on ikään kuin pieni tehdas, joka tuottaa sähköä.
Polttokennon reaktioaineena käytetään ajoneuvokäytössä vetyä. Vedyn ja ulkoilman sisältämän hapen kemiallisessa reaktiossa se tuottaa sähköä, jolla käytetään sähkömoottoria. Päästöinä prosessissa muodostuu vain vettä sekä lämpöä, eli ympäristölle haitallisia päästöjä ei polttomoottorin tapaan muodostu. Sähkömoottorin vuoksi ajokokemus vastaa akkusähköistä autoa.
Polttokennoautolla on myös useita etuja täyssähköautoon verrattuna.
- Tärkeimpiä etuja on mahdollisuus tankata auto täyteen muutamassa minuutissa, usein monien tuntien lataamisen sijaan. Vety tankataan korkeassa paineessa säiliöihin, joiden täyttöaika vastaa polttomoottoriauton tankkaamista.
- Ympäristön lämpötila ei vaikuta polttokennoautoon samalla tavalla kuin akulla toimivaan autoon, eli toimintamatka pysyy vuodenajasta riippumatta lähes samana.
- Lisäksi polttokennotekniikka on akkutekniikkaa kevyempää. Tästä aiheutuva hyöty korostuu raskaassa ajoneuvokalustossa kuten kuorma-autoissa.
(Motiva 2020.)
Mikä hidastaa polttokennoautomarkkinoiden kasvua?
Polttokennoautojen yleistymisen suurin hidaste on infrastruktuurin puuttuminen. Uusiutuvalla energialla tuotettua, ns. vihreää vetyä ei vielä ole juurikaan saatavilla. Ilman vetyä ei tankkausasemia kannata rakentaa, koska niitä ei kuitenkaan pystyttäisi vielä käyttämään. Tilanne on Suomen lisäksi sama useissa muissakin maissa. Saksa on ainoa EU-maa, jossa tankkausasemia on jo merkittäviä määriä. Infrastruktuurin rakentaminen on kallista ja aikaa vievää.
Ympäristöystävällistä ns. vihreää vetyä voidaan valmistaa erottamalla sitä elektrolyyttisesti vedestä uusiutuvaa sähköä käyttäen. Prosessi kuluttaa runsaasti sähköä tuottamaansa vetymäärään nähden. Näin ollen muunnokset vedestä vedyksi ja vedystä sähköksi saavat aikaan varsin huonon hyötysuhteen akkuautoihin verrattuna, joissa välivaiheita ei tarvita. Elektrolyyttinen vedyn valmistus onkin järkevintä silloin, kun esim. tuuli- tai aurinkosähköä on saatavilla enemmän kuin sille on tarvetta juuri kyseisellä hetkellä. (Vartiainen 2020)
Vihreä vety
Vihreää vetyä voidaan käyttää muuhunkin kuin polttokennoon. Hiilidioksidia ja vihreää vetyä yhdistämällä voidaan tuottaa uusiutuvia polttoaineita, joilla voitaisiin korvata nykyistä fossiilista energiaa. Teknologiaa kutsutaan nimityksellä Power-to-X.
Power-to-X -polttoaineet voisivat nopeasti laskea esimerkiksi raskaan liikenteen hiilidioksidipäästöjä, ennen kuin polttokennotekniikan vaatimaa infrastruktuuria on rakennettu. Ren-Gas Finland on yritys, joka pyrkii saamaan aikaan nopeaa siirtymistä pois fossiilisista polttoaineista. Tavoitteena vuoteen 2030 mennessä saada viidesosa Suomen raskaasta kalustosta toimimaan näillä ns. sähköpolttoaineilla. (Lappalainen 2021.)
Jos nykyinen vedyn käyttö Suomen teollisuudessa saataisiin korvattua vihreällä vedyllä, saataisiin aikaan huomattavia hiilidioksidipäästöjen vähennyksiä. Ennen kuin tuotanto saadaan näin suureksi, se tulee vielä viemään jonkin aikaa.
Autovalmistajien panostus sähköautoihin ei ole ollut turhaa
Polttokennotekniikalla on paljon potentiaalia, mutta tämä näkyy parhaiten raskaimmissa ajoneuvoissa, ja etenkin pitkän matkan kuljetuksissa. Näissä polttokennotekniikan parhaat puolet tulevat parhaiten näkyviin akkuvaihtoehtoon verrattuna. Tekniikka saadaan kevyemmäksi, jolloin autoihin saadaan enemmän kuljetuskapasiteettia. Samoin nopea energiantäydennysaika pystytään hyödyntämään.
Henkilöautojen kokoluokassa akkusähköautojen etuja on turha kiistää. Niiden hyötysuhde on huomattavasti muita vaihtoehtoja parempi. Myös niiden paino pystytään pitämään tässä kokoluokassa järkevänä. Näin ollen, vastaten otsikon kysymykseen, vaihtoehtoja akkua hyödyntäville sähköautoille on, mutta ne eivät vielä ole nousseet samalle tasolle.
Lähteet:
Lappalainen, E. 2021. Suuromistaja Ilkka Herlin vauhdittaa vetymurrosta miljoonasijoituksella, Helsingin Sanomat. Viitattu 16.6.2022. https://www.hs.fi/visio/art-2000008474653.html?share=68172f45f6b06bc70b6e391c7f6b5d2f
Migl, A. 2021. Toyota Mirai (JPD20) in Stuttgart-Vaihingen. Viitattu 16.6.2022 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toyota_Mirai_%28JPD20%29_IMG_5303.jpg
Motiva 2020. Polttokennoautot. Viitattu 16.6.2022. https://www.motiva.fi/ratkaisut/kestava_liikenne_ja_liikkuminen/nain_liikut_viisaasti/valitse_auto_viisaasti/ajoneuvotekniikka/moottoritekniikka/polttokennoautot
Vartiainen, E. 2020. Vetytalous tulee – ennemmin tai myöhemmin, Fortum. Viitattu 16.6.2022 https://www.fortum.fi/tietoa-meista/blogi/forthedoers-blogi/vetytalous-tulee-ennemmin-tai-myohemmin