nav/icon-menuCreated with Sketch.
Sininen ID3

Akut vai vety? Toistaiseksi valinta on selvä

Volkswagen ID.3 -täyssähköauton markkinoille tulo on nostanut esille kysymyksen, kumpi on kestävämpi vaihtoehto liikenteen voimanlähteeksi: akut vai vety? Lue täältä lisää sähköisen voimalinjan eduista polttokennoihin verrattuna ja miksi Volkswagen haluaa tällä hetkellä edistää sähköistä liikkumista eikä kehittää muita vaihtoehtoisia teknologiota.

Volkswagenin ensimmäisen MEB-alustarakenteelle perustuvan täyssähköauton ID.3:n tuotannon käynnistyminen aloitti Volkswagenin uuden sähköisen aikakauden, mutta samalla nousi sama kysymys esille sekä asiantuntijoiden ja poliitikkojen puheenvuoroissa että mediassa ja sosiaalisen median foorumeilla: tekikö Volkswagen oikean ratkaisun sitoutuessaan sähköiseen liikkumiseen. Vai pitäisikö Euroopan suurten autovalmistajien keskittyä vaihtoehtoisiin voimalinjateknologioihin, ennen muuta polttokennoihin?

Volkswagen-konsernin päätös on selvä: suurena autovalmistajana keskitytään valmistamaan akuilla varustettuja autoja suurille käyttäjämäärille. Siitä huolimatta Volkswagen jatkaa myös polttokennoteknologian tutkimista ja esimerkiksi Audi on jo julkistanut vedyllä liikkuvan pienen mittakaavan ajoneuvoprojektin.

Liikkumisen muutoksen täytyy kuitenkin tapahtua suuressa mittakaavassa. Sitä edellyttävät jo yksin ilmastonsuojelu ja Pariisin sopimus. Jo muutaman vuoden kuluessa Volkswagen aikoo myydä yli 1,5 miljoona täyssähköautoa vuodessa.

Akkukäyttöinen auto on selvästi taloudellisempi

Tällä hetkellä faktat ovat Volkswagenin tukena. Energian varastointia tutkivan Helmholtz Institute Ulmin (HIU) vetyasiantuntija, professori Maximilian Fichtner sanoo, että polttokennoautojen erittäin heikko well-to-wheel -hyötysuhde tekee akkukäyttöisistä sähköautoista monta kertaluokkaa taloudellisempia. ”En suinkaan vastusta vedyn käyttöä energian varastoinnissa, mutta sitä on käytettävä oikeassa paikassa: ei autoissa, vaan paikallaan pysyvissä sovelluksissa”, Fichtner sanoo.

Tämän näkemyksen jakaa myös HTW Berlin -ammattikorkeakoulun energian varastointijärjestelmien professori Volker Quaschning. Quaschningin mukaan lukuisissa maissa jouduttaisiin turvautumaan vedyn tuontiin, mikäli polttokennoautoja haluttaisiin käyttää laajassa mittakaavassa. Lähitulevaisuudessa tämä olisi tuskin mahdollista. ”Suurten häviöiden vuoksi polttokenno on myös kalliimpi ratkaisu akkuihin verrattuna. Toisaalta vaihtoehtojen hiilijalanjäljessä ei ole lopulta juurikaan eroa.”

Quaschningin johtopäätös on, että vetyä tullaan käyttämään ajoneuvoissa, joiden päivittäinen ajosuorite on suuri. ”Tavallinen ja tavanomaisessa käytössä oleva auto on tulevaisuudessa hyvin todennäköisesti akkukäyttöinen, eikä se ole ongelma ympäristön näkökulmasta.”

Fichtnerin ja Quaschningin arviot vastaavat Autoteollisuus 2035 -tutkimuksen johtopäätöksiä. Siinä liikkeenjohdon konsulttitoimisto Horváth & Partners vertaili yksityiskohtaisesti vety- ja sähkökäyttöisten autojen tulevaisuutta. Toimisto rahoitti yli puoli vuotta kestäneen tutkimuksen, jonka toteutuksessa oli mukana yli 80 ihmistä ja kumppania.

”Teimme tutkimuksen, koska lukuisat Horváth & Partnersin asiakkaat ovat autoteollisuuden alihankkijoita. He haluavat luonnollisesti tietää, mitä on odotettavissa seuraavien 10–15 vuoden kuluessa”, tutkimusta johtanut Dietmar Voggenreiter kertoo.

Miksi täyssähköautoon kannattaisi vaihtaa?

Tutkimuksessa analysoitiin ensimmäiseksi ostopäätöksen syitä. Miksi asiakkaiden pitäisi vaihtaa täyssähköautoon? Tällä hetkellä todennäköisin skenaario on kaksivaiheinen malli: ensin push, sitten pull-vaihe.

Nykyhetkestä aina vuosiin 2023–2025 kestävä push-vaihe on autonvalmistajavetoinen. Tärkeimmät vaikuttavat taustatekijät ovat tiukat hiilidioksidisäädökset sekä korkeat hankintakustannukset. Nämä molemmat tekijät merkitsevät sitä, että sähköautojen tuloon markkinoille tarvitaan kannustimia. Sitä seuraavassa vuosiin 2030–2035 jatkuvassa pull-vaiheessa sähköautoista tulee kuluttajille taloudellisesti kiinnostavampia.

Euro 7 -vaatimukset tekevät polttomoottoreista kalliimpia ja hankintahintojen ero kapenee. Tätä kehitystä vahvistaa se, että hiilidioksidivero tekee fossiilisista polttoaineista kalliimpia. Monet asiakkaat huomaavat samalla, että liikkumiskustannukset ovat sähköautolla pienemmät kuin bensiiini- ja dieselautoilla – tämän merkitys on suurempi maissa, joissa sähkö on halvempaa kuin esimerkiksi Saksassa. Hintaetua tukevat edullisemmat huollot: ylläpito- ja korjaustarve on vähäisempi, koska sähköautoissa on vähemmän öljyn- ja polttoaineensuodattimen kaltaisia vaihdettavia osia. Öljyvaihtotarve puolestaan katoaa kokonaan.

Tutkimuksen mukaan sähköä käyttämällä vuosittaiset säästöt ovat 400–600 euroa edullisempia kuin perinteisillä polttoaineilla ja huoltokustannuksissa säästyy automallista riippuen 200–400 euroa. Kuluttajan näkökulmasta 600–1000 euron kustannusetu vain 12 kuukauden aikana on kiinnostava.

”Melko nopeasti tulee se aika, kun rationaaliset syyt tuovat sähköiselle liikkuvuudelle suuria mittakaavaetuja”, Voggenreiter toteaa.

Mutta mukana on myös tunteenomaisia tekijöitä kuten toimintamatkakammo ja huoli pikalatauksesta. Tutkimuksen tekijät uskovat, että nämä molemmat ongelmat ratkeavat eivätkä ne enää vaikuta sähköautojen pull-vaiheessa vuosien 2023–2025 jälkeen. Huoli matkan varrelle jäämisestä vähenee, kun toimintamatkat pidentyvät ja latauspisteitä on enemmän.

Jäljellä on vielä keskustelu todellisista CO2-säästöistä. Koska täyssähköautojen tuottamiseen käytetty sähkö on yhä ”likaista” – tai ainakaan se ei ole kaikkialla vihreää – täyssähköauton tuotantovaiheesta muodostuu painava selkäreppu. Tutkimusten mukaan tuotannon ja liikkumisen hiilidioksidipäästöjä alkaa säästyä polttomoottoriautoon verrattuna vasta yli 100 000 ajokilometrin jälkeen. (Suomen sähköntuotannon hiilidioksidipäästöillä ja keskimääräisellä ajosuoritteella sähköauton elinkaaripäästöt alittavat bensiiniauton päästöt noin kolmen vuoden käytön jälkeen.)

Tutkimuksen mukaan myös hiilidioksidipäästöissä täyssähköauton tilanne muuttuu lähivuosien aikana: kun auton ja akkujen tuotannossa käytetään enemmän ympäristöystävällisesti tuotettua sähköä, on selkäreppu lähtötilanteessa kevyempi ja täyssähköauto alkaa vähentää hiilidioksidipäästöjä enemmän ja nopeammin.

Horváth & Partners on törmännyt myös monien vedyn puolestapuhujien kritiikkiin siitä, että pimeät ja tyynet hetket olisi otettava huomioon akkuja käytettäessä. Tällä tarkoitetaan pimeää tai vähätuulista aikaa, jolloin päästötöntä sähköä ei voida tuottaa. Tämän kompensoimiseksi on vastaavasti lisätty akkujen laskennallisesta primäärienergian tarvetta.

Kumpi on kustannustehokkaampi vaihtoehto?

Jäljellä on kiinnostavin kysymys: mikä on energiatehokkain ja kustannustehokkain täyssähköauton energianlähde? Akut vai vety?

Akkukäyttöisissä autoissa vain kahdeksan prosenttia energiasta kuluu siirtohäviöihin ennen akkujen latausta. Ennen kuin auto liikkuu sähköllä menetetään vielä 18 prosenttia. Näin akkukäyttöisen auton hyötysuhteeksi tulee mallista riippuen 70–80 prosenttia.

Vetykäyttöisessä sähköautossa hukka on merkittävästi suurempi. Energiasta menetetään 45 % jo kun vetyä tuotetaan elektrolyysillä. Jäljellä olevasta 55 prosentista häviää vielä 55 prosenttia kun vedystä tuotetaan autossa sähköä. Tämä merkitsee, että vetyä voimanlähteenä käyttävän sähköauton hyötysuhde on mallista riippuen vain 25–35 prosenttia. Täydennykseksi on todettava, että hyötysuhde on vielä huonompi kun vaihtoehtoisia polttoaineita poltetaan: kokonaishyötysuhde on vain 10–20 prosenttia.

”Vihreässä vedyssä on todellista potentiaalia, mutta tällä hetkellä aiheen ympärillä on myös vaarallista hypeä”, varoitetaan liikkeenjohdon konsulttitoimisto Boston Consulting Grup (BCG) tuoreessa tutkimuksessaan, jota saksalainen talouslehti Handelsblatt siteeraa. Horváth & Partnersin tutkimuksessa päädytään samoihin johtopäätöksiin.

Sen sijaan että käytetään miljardeja vety-yhteiskunnan visiointiin, tutkimuksen tekijät suosittavat että lupaavan teknologian investoinnit tehtäisiin sovelluksiin, jotka ovat myös taloudellisesti järkeviä.

”Uskomme että ympäristöystävällisesti tuotetussa vedyssä on paljon potentiaalia sovelluksissa, joissa sen käyttö voi pitkällä tähtäimellä vakiintua: ennen muuta teollisuudessa, mutta myös raskaassa liikenteessä sekä merenkulussa ja ilmailussa”, sanoo Frank Klose, yksi tutkimuksen tekijöistä.

vetyauto-sahkoauto-tehokkuusvertailu

Polttokennon edut ja haitat

Johtopäätös on selvä: polttokennotoimisilla sähköautoilla on monia etuja (toimintamatka, nopea tankkaus, ei painavia akkuja), mutta yksi merkittävä ongelma: ne ovat suhteellisen tehottomia sekä taloudellisuuden että hinnan näkökulmasta.

”Kestävässä taloudenpito ei ole mahdollista, jos käytämme kaksi kertaa enemmän uusiutuvaa energiaa polttokennoautossa verrattuna akkukäyttöiseen autoon”, sanoo tutkimusta johtanut Dietmar Voggenreiter.

Vedyllä on käyttöä vain rajoitetuissa käyttötarkoituksissa: pitkän matkan rekoissa ja linja-autoissa. Akkujen paino, toimintamatka ja latausaika ovat tärkeitä tekijöitä. Niiden merkitys kasvaa valtavasti kapasiteetin kasvaessa, jonka vuoksi akut eivät ole kiinnostavia edes kuorma-autoissa. Lisäksi nykyiset kuorma-autojen tankkauspisteet voidaan niiden pienen lukumäärän vuoksi muuttaa vedyn tankkausasemiksi kohtuullisilla kustannuksilla.

Mitä kuluttaja tästä hyötyy? On selvää, että vetykäyttöiset sähköautot ovat akkukäyttöisiä kalliimpia sekä hankinta- että käyttökustannuksiltaan. Kaksinkertainen primäärienergian tarve heijastuu myös kuluttajahintoihin. Sadan kilometrin matkan ajamine vetykäyttöisellä autolla ajaminen maksaa jo 9–12 euroa, mutta sähköautolla (paikallisesta sähkön hinnasta riippuen) vain 2–7 euroa, riippuen myös omasta ajotavasta.

Tällä hetkellä on siis varsin selvää millaisilla autoilla kuluttajat tulevat ajamaan lähitulevaisuudessa.

vety-auton-polttoaineena