Kuorma-autot
Kuorma-autot
On selvää, että kuljetusalan on vähennettävä hiilijalanjälkeään ja siirryttävä pois fossiilisista polttoaineista. Ratkaistavana on kuitenkin kaksi pääkysymystä: mikä on paras vaihtoehto raskaille kuorma-autoille ja mitä kestäviä vaihtoehtoja on jo nyt käytettävissä?
Tällä hetkellä vaihtoehtoisia teknologioita on useita, kuten sähköakut ja vetypolttokennot, sekä uusiutuvat polttoaineet, kuten HVO (hydrogenoitu kasviöljy) ja LBG. Kullakin on omat kehitystä, infrastruktuuria, kustannuksia ja elinkaaren ympäristövaikutuksia koskevat etunsa ja rajoituksensa.
Chalmersin teknillisen korkeakoulun apulaisprofessori Maria Grahnin keskittyy työssään laaja-alaisesti energiajärjestelmien analysointiin ja kuljetusalalla käytettävien polttoaineiden tutkimukseen. ”Tarkoituksemme on saada parempi käsitys eri vaihtoehdoista, ja tällä tavoin voimme toivottavasti auttaa hallituksia ja päättäjiä löytämään parhaiten sopivan vaihtoehdon”, hän selittää. ”Vastausta vailla on vielä paljon erilaisia skenaarioita ja kysymyksiä. Nykyisessä tilanteessa on kuitenkin nähtävillä selkeitä trendejä ja pyrkimyksiä kohti tiettyjä polttoainetyyppejä.”
Maria on työnsä puitteissa osallistunut tulevien polttoaineiden ja trendien mallinnukseen, joiden avulla on tarkoitus ennustaa, mitä polttoaineita todennäköisimmin käytetään eri kuljetusmuodoissa, mukaan lukien vesi- ja ilmakuljetuksissa sekä henkilöautoissa. Raskaiden ajoneuvojen osalta toimiala on selkeästi siirtymässä tiettyyn suuntaan.
”Siinä tapauksessa, että määräykset estävät käytännössä kaikki CO2-pakokaasupäästöt, ainakin Euroopassa on oikeastaan vain kaksi vaihtoehtoa: akkusähkö ja vety. Raskaiden kuorma-autojen tulevaisuuden polttoaineseosta mallinnettaessa havaitsemme, että nämä kaksi polttoainetta ovat jatkossa todennäköisesti hallitsevia.”
Lyhyt vastaus on, että molempiin. Kummankin vaihtoehdon paremmuus tietyssä tilanteessa perustuu kuitenkin useisiin tekijöihin, kuten ajoneuvon painoon ja kokoon, matkan pituuteen, polttoaineen saatavuuteen sekä käytössä olevaan tankkausinfrastruktuurin.
”Suurin haaste on infrastruktuuri etenkin vedyn osalta, sillä sen kuljettaminen on hankalaa”, Maria toteaa. ”Lisäksi on otettava huomioon, mistä kaikki sähkö saadaan. Tämä ei koske ainoastaan sähköajoneuvojen tarvitsemaa virtaa vaan myös tarvittavan vedyn tuottamista. Kuljetusalan lisäksi todennäköisesti myös muut alat, kuten teräs- ja kemianteollisuus, tarvitsevat jatkossa runsaasti vetyä. Yhteiskuntana meidän on tuotettava runsaasti halpaa sähköä tätä kysyntää varten, ja tämä sähkö on saatava uusiutuvista lähteistä.”
Yleistäen voidaan todeta, että nykyisiä teknologioita käytettäessä mitä lyhyempi ajomatka on, sitä helpompaa akkukäyttöisten sähkökuorma-autojen käyttö on. Tämä johtuu siitä, että niiden toimintasäde on rajallinen, minkä lisäksi ne tarvitsevat aikaa ja paikkoja lataamiseen. Pitkillä ajomatkoilla, joissa latausinfrastruktuurin käyttömahdollisuudet ovat rajalliset, vetypolttokennot ovat todennäköisen vaihtoehto tulevaisuudessa, sillä niiden toimintasäde on pidempi ja tankkausaika paljon lyhyempi. Siinä missä vetykuorma-autot kuuluvat vielä tulevaisuuteen, akkukäyttöisiä sähkökuorma-autoja on jo käytössä, ja niiden avulla voidaan vähentää jo nyt hiilidioksidipäästöjä suuressa osassa eurooppalaisia tavarankulkujetuksia.
Koska akkukäyttöiset raskaat sähkökuorma-autot ovat melko uusi asia markkinoilla ja vetypolttokennoja kehitetään edelleen, perinteisten polttomoottorien käytön odotetaan jatkuvan vielä jonkin aikaa. Polttomoottoreilla voi olla itse asiassa käyttöä vielä myös fossiilisten polttoaineiden jälkeisessä maailmassa, jolloin niissä käytetään vaihtoehtoisia polttoaineita – biokaasun lisäksi myös vetyä ja sähköpolttoaineita.
”Sähköpolttoaineet tuotetaan yhdistämällä vetyä ja hiiltä, ja tällä tavoin saadaan käytännössä juuri sitä polttoainetyyppiä, mitä halutaan”, Maria selittää. ”Sähköpolttoaineiden tärkein etu on se, että monia niistä voidaan käyttää samoissa moottoreissa kuin perinteisiä polttoaineita, ja ne voivat hyödyntää samaa tankkausinfrastruktuuria. Mallinnus osoittaa, että kyseisiä polttoaineita käytetään todennäköisesti merenkulku- ja lentoteollisuudessa. Lisäksi tietyissä vaativissa maantieolosuhteissa, joihin sähköakku- tai polttokennoteknologia ei sovellu, sähköpolttoaineet tai vety voi olla sopiva vaihtoehto.”
Jos päivittäisten toimintojen toimintasäde on alle 300 kilometriä, sähkökuorma-auto on jo käyttökelpoinen fossiiliton polttoainevaihtoehto
Vaikka voi tuntua siltä, että useimmat mahdolliset fossiilittomat polttoaineratkaisut liittyvät vielä suunnitteluvaiheessa oleviin teknologioihin, biokaasua käyttäviä kaukokuljetuksen kuorma-autoja ja akkukäyttöisiä sähkökuorma-autoja, joita käytetään jakelussa ja aluekuljetuksissa, on jo markkinoilla.
”Jos päivittäisten toimintojen toimintasäde on alle 300 kilometriä, sähkökuorma-auto on jo käyttökelpoinen fossiiliton polttoainevaihtoehto”, kertoo Volvo Trucksin ympäristö- ja innovaatiojohtaja Lars Mårtensson. ”Tämä toimintasäde perustuu yön aikana tapahtuvaan lataukseen. Jos täydentävä lataus voidaan integroida kuorma-auton aikatauluun, mikä helpottuu julkisen latausinfrastruktuurin laajentuessa entisestään, kuorma-auton toimintasäde on tätäkin pidempi.”
Uusiutuvien polttoaineiden, olipa kyse sitten biodieselistä, HVO:sta tai LBG:stä, tämän hetkinen tilanne vaihtelee markkinoittain. Esimerkiksi biodieselin kulutus kasvaa Ranskassa. Yritykset, kuten Shell ovat lisäämässä LBG-tuotantoa ja parantamassa sen saatavuutta kuorma-auton kuljettajille. Lisäksi tankkausverkosto kasvaa nopeasti kaikkialla Euroopassa. Suomalainen HVO-tuottaja Neste laajentaa parhaillaan Singaporen tuotantolaitostaan maailman suurimmaksi. Kussakin tapauksessa tuotantoon tarvittavien raaka-aineiden saatavuuden odotetaan kuitenkin rajoittavan tuotantoa.
Vetypolttokennojen osalta Volvo Trucksin ensimmäiset testit päättyivät vuonna 2022, ja asiakkaiden kenttätesteihin päästään muutaman vuoden päästä. Tavoitteena on, että kaupallinen valikoima voidaan julkaista vuosikymmenen jälkipuoliskolla.
”Useita ratkaisuja ollaan kehittämässä samanaikaisesti, sillä monet kuljetusalalla toimivat tietävät, ettei ole yhtä tiettyä ratkaisua, jolla ilmastohaaste ratkaistaan”, Lars sanoo. ”On kuitenkin tärkeää muistaa, että nämä teknologiat ovat toisiaan täydentäviä eivätkä toisiaan vastaan kilpailevia. Niinpä, jos tarkoituksena on siirtyä pois fossiilisista polttoaineista, ei kannata odottaa, mikä teknologia voittaa. Sen sijaan voit perehtyä jo nyt paikallisilla markkinoilla oleviin kehityshankkeisiin ja saatavana oleviin vaihtoehtoihin. Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen etsimäsi ratkaisu on luultavasti jo saatavana.”
Jos haluat kuulla, mitä muuta kerrottavaa Maria Grahnilla, katso lyhyt video, jossa hän kertoo näkemyksiään fossiilittomia polttoaineita käyttävästä kuljetusalasta.
