keskiviikko 18. kesäkuuta 2008

Välipalaksi ilo yhdyssanasta

Blogissa toteuttamani äänestys tuotti murskaavan tuloksen: 100% vastaajista oli sitä mieltä, että blogissa voisi energia-asioiden ohella käsitellä mitä vaan.

Siispä molempien vastaajien pyynnöstä autosarjan päättymistä odotellessa välipalaksi päivän riemun aihe:

Joskus ilahtuu nähdessään jonkun tarkoitukseensa mainiosti sopivan teknisen ratkaisun. Joskus ilahtuu nähdessään hyvinistuvat housut. Tänään ilahduin työpaikan miestenhuoneessa nähdessäni pyyhekoneessa tarran "Käsipyyherullajärjestelmä". Miten hieno yhdyssana! Kyllähän sitä pystyy keksimään vaikka miten pitkiä yhdyssanoja, mutta harvinaista herkkua on nähdä neljän sanan yhdyssana tositoimissa. Hienoa!

perjantai 13. kesäkuuta 2008

Skenaario 4: Vetyautot

Vetyauto eli oikeammin polttokennoauton voimanlähteenä on sähkö, joka tuotetaan auton akkuun polttokennossa auton tankissa olevan vedystä ja ilmassa olevasta hapesta.


Vety puolestaan tuotetaan tuotantolaitoksissa sähkön avulla ja jaetaan kuluttajille kuten bensiini nykään. Prosessissa on siis kaksi vaihetta enemmän kuin sähköauton kulutusprosessissa: vedyn tuottaminen sähköllä ja sähkön tuottaminen vedystä. Näin ollen vetyauton hyötysuhde on huonompi kuin sähköauton. Lisäksi tulevat vielä jakelusta aiheutuneet hävikki, joka muodustuu jakeluverkoston infrastruktuurista ja itse jakelusta. Sähkön jakeluhan on jo valmiina ja hävikit siinä ovat vähäiset vedyn jakeluun verrattuna.


Vetyauton hyvänä puolena sähköautoon verrattuna on nopeampi "tankkaus" (jakeluverkoston ollessa valmiina) ja tällä hetkellä suurempi toimintasäde.

Kuvitellaan että sähkö tai vety tuotetaan paikassa, missä sitä on uusiutuvista lähteistä järkevä tuottaa, esimerkiksi valtavissa tuulipuistoissa Kuolan niemimaalla tai aurinkovoimaloissa Saharassa. Vety voidaan tällöin kuljettaa tankeissa nykyisten polttoaineiden tapaan laivoilla, junilla ja rekoilla. Sähkön kuljetukseen tarvitaan uusi infrastruktuuri, tekniikka sentään on jo olemassa, nimittäin korkeajännitteiset tasavirtalinjat. Tällaiset monen maan läpi kulkevat sähkölinjat olisivat paitsi iso investointi, myös herkkä poliittisille muutoksille. Lyhyellä aikavälillä kuljetus siis vedyn eduksi, mutta pidemmällä suoran sähkön käytön. Pitkiä siirtoteitä voisi tällöin tietysti käyttää kaiken sähkön siirtämiseen, ei vain autojen lataamiseen.

Inhorealistisesti voisi myös ajatella tilannetta, jossa ydinvoimalat rakennetaan kehitysmaihin, tuotetaan vety siellä ja tuodaan länsimaihin. Näin ydinvoimaan liittyvät riskit jäisivät kehitysmaihin ja hyödyt tulisivat meille. Itse en tällaista tietenkään kannata, mutta kun katsoo miten olemme toimineet ja jatkuvasti toimimme, en pitäisi yllätyksenä tällaistakaan skenaariota.


Muilta osin vetyauto kärsii sähköauton ongelmista ja riskeistä sekä tuo vielä omansa, joita ovat selvästi huonompi hyötysuhde, hinta, turvallisuus, pakkasenkestävyys ja varastointi. Ilmastonmuutoksen kannalta karkaileva vety tuo myös omat ongelmansa vedyn muodostaessa kasvihuonekaasuja ilmakehässä reagoidessaan. Ilmeisesti vetyautoa lobbaavat innokkaimmin öljy-yhtiöt, niillä on oltava jakeluverkostolleen jotain myytävää. Vetyautoista puhuttaessa

Taloudellisesti järkevä vetyauto, huomioiden koko energian tuotantoketju on huomattavasti kaukaisempaa tulevaisuutta kuin sähköauto. Ilmeisesti löysät puheet vetytaloudesta ovat hidastaneet poliittista päätöksentekoa siirtymiseksi pois öljytaloudesta.


Polttokenno- ja sähköauto ovat kilpailevia teknologioita. Aika näyttää, jääkö niistä toinen voittajaksi. Todennäköisesti meillä on 20 vuoden päästä liikenteessä iloisesti sekaisin bensiiniautoja, dieselautoja, sähköautoja, polttokennoautoja sekä edellämainittujen hybridejä. Mutta mikä on niiden sekoitussuhde, sitä on tänään mahdoton ennustaa.

Henkilökohtaisesti olen sitä mieltä, että on järkevämpää käyttää sähkö suoraan sähkönä eikä muodostaa siitä vetyä ja taas sähköä.


http://fi.wikipedia.org/wiki/Vetyauto

keskiviikko 4. kesäkuuta 2008

Skenaario 3: Sähköautot

Tässä sarjan osassa tarkastelen mitä vaikutuksia olisi sillä oletuksella, että 20-30 vuoden päästä autot olisivat melko samanlaisia kuin nykyään, mutta niiden voimanlähteenä olisi sähkömoottori.


Sähköautot on kattavasti esitelty wikipedian suomen kielisessä artikkelissa, joten en referoi sitä tässä, vaan yritän keskittyä omiin päätelmiini faktojen pohjalta.


Sähköautoihin tutustuttaessa ensimmäiseksi hämmästyttää se, miten halpaa matkanteko niillä on. Johtuen siitä, että sähköauton hyötysuhde on paljon parempi kuin polttomoottorin ja sähkön huomattavasti kevyemmästä verotuksesta bensiiniin ja dieseliin verrattuna.


Nykyisten sähköautojen kulutus on 0,2-0,3 kWh / km. Jos kotonasi on 6 kw:n kiuas ja saunakertasi muodostuu tunnin lämmetyksestä ja kahden saunomisesta, kulutus on 18 kwh. Samalla sähköllä ajelisit sähköautolla 72 km. Toisaalta, jos sähköstä olisi pulaa, mieluummin varmaan pitäisi jääkaappia päällä kuin lataisi autoa, jääkaapin vuorokautisella 0,4 kwh kulutuksella autolla ajaisi vain 1,5 km.


Helsingin Energia myy yösähköä tänään hintaan 7,6 c/kwh, joten 100 km ajo sähköautolla maksaisi 1,9 € kun se polttomoottoriautolla maksaa 9,75 € (6,5 l/100 km,1,5 €/l). Vain polttoainekustannukset huomioiden siis. Polttomoottoriauton muuttuvat kustannukset ovat siis viisinkertaiset.


Älyttömän halpaa! Miksi emme siis kaikki siirry "äänettömiin ja päästöttömiin" sähköautoihin?


Syinä ovat:

Pääomakustannukset. Sähköautojen hinnat ovat pienistä valmistusmääristä johtuen huomattavasti polttomoottoriautoja suuremmat. Tämä ongelma korjaantuu itsestään, jos sähköautoista tulee valtavirtaa.

Akkujen tekniikka. Akut ovat raskaita, kalliita ja niillä saavutettu toimintasäde on 100-500 km. Akkuteknologia kehittyy vielä merkittävästi, joten en usko tämän tulevan merkittäväksi esteeksi sähköautojen yleistymiselle.

Sähköautojen saatavuus. Nykyisellään sähköauto on kallis kuriositeetti. Sähköauton massiivisen yleistymisen voi aiheuttaa öljyn draamaattinen kallistuminen tai valtiovallan tuki. Käsittelen jälkimmäistä myöhemmin.

Entä sitten hybridiautot? Hybridiautoissa voimanlähteenä on sekä sähkömoottori että polttomoottori. Tuntuu tuhlaukselta kantaa mukanaan kahta voimanlähdettä. Lisäksi nykyisiä hybridiautoja ei voi ladata muilla kuin auton omalla polttomoottorilla, mikä aika tehokkaasti nollaa koko hybridiauton idean. Ennustan, että hybridiauto ei ole merkittävä tekijä vuonna 2028.


Millä sähköautojen tarvitsema energia Suomessa tuotettaisiin? On selvää, että fossiilisilla polttoaineilla tuotetun sähkön määrää ei voida lisätä. Tuulivoiman ja aurinkoenergian osuus Suomessa tulee myös tulevaisuudessa olemaan marginaalinen. Ydinvoima jakaa paitsi atomit, myös kansan mielipiteet. Voimasuhteet taitavat nyt olla suurin piirtein 50-50. Mutta jos kysymys asetetaan niin, että käveletkö bägisi kanssa golfkentälle vai rakennetaanko lisää ydinvoimaa, tötteröitä alkaa ilmestyä horisonttiin aika vinhaa vauhtia.


Yksi vaihtoehto on tietysti se, ettei tuoteta mitään vaan otetaan sähköä töpselistä. Tämän vaihtoehdon nykyiset ja entiset poliitikkomme ovat valinneet. Sähköä ostetaan pohjoismaisesta sähköporssistä ja Venäjältä. Venäläinen sähkö sinänsä toimii tiettävästi yhtä hyvin kuin länsimainenkin, mutta henkilökohtaisesti en luota sen saatavuuteen. Venäjän nykyhallitus käyttää energiatoimituksia ulkopolitiikkansa jatkeena, putki meneekin yllättäen poikki, jos Venäjän toimia maailmalla kritisoidaan. Minulle ei myöskään ole selvinnyt, miksi venäläinen ydinvoima olisi turvallisempaa kuin kotimainen ydinvoima. Arkijärki ja kokemukset todistavat päinvastaista: Ydinvoimaonnettomuudet Venäjän alueella 1. Suomen alueella 0. Läheltä piti -tilanteet: Suomi 0, Venäjä ?


Välipohdinta: Mitä jos OPEC-maat ottavat tulevaisuudessa oppia Venäjältä ja sitovat omat toimituksensa heille tärkeimpään arvoon eli uskontoon: öljyä toimitetaan vain maihin, jossa on otettu käyttöön islamin laki. Alkaisiko espoolaisiakin kiinnostaa Koraanin opiskelu?


Mutta asiaan: Paljonko sähköä sitten tarvittaisiin lisää? Suomen liikennesuorite on 53 mrd kilometriä. Nykyisellä sähköautotekniikalla siihen tarvitaan 0,25 kwh/km * 53 mrd eli 13,25 Twh. Tämä vastaa aika hyvin Olkiluodon nykyisten voimaloiden yhteistuotantoa (2007 14,4 Twh) tai uuden valmistuvan voimalan suunniteltua tuotantoa. Jos oletetaan, että tekniikan kehittyminen sähköautoissa ja ydinvoimaloissa nollaa ajosuoritteen kasvun, voin ennustaa, että Suomen autojen polttomoottorien korvaaminen tarvitsee yhden modernin ydinvoimalan lisärakentamista. Yksi lisäydinvoimala tarvittaisiin jo nyt tuonnin korvaamiseen ja toinen sähkön kulutuksen kasvuun ilman sähköautojakin, mutta ilmeisesti joillakin on kivempaa kun ydinvoimala on Ingalinassa eikä Loviisassa. Minulla ei ole.


Vuonna 2028 ydinvoimaa tuotetaan ehkä toriumin eikä plutoniumin avulla. Torium muuttuu vaarattomaksi jo 500 vuoden säilytyksen jälkeen, joten se on hurjan turvallista, ainakin jos vertaa uraanin 100 000 vuoteen. Tosin hyötysuhdekaan ei ole niin hyvä, mutta kustannukset silti kolmasosa kivihiileen nähden. Ja toriumin saatavuus on hyvä, sillä sitä on rantahiekassakin.


Joissakin maissa valtiovalta on ottanut ohjaavan roolin muutoksessa pois polttomoottoriautoista. Tanskan valtio lupaa sähköautoille 100% veronalennuksen. Pohdin valtiovallan roolia autokysymyksessä myöhemmin erillisessä tekstissä. Riittäköön nyt se, että jos Suomessa viriää keskustelu ohjaustoimenpiteistä sähköautojen suuntaan, valistuneen äänestäjän pitää esittää kysymys: Millä sähkö tuotetaan? Energiakysymys on liian tärkeä asia jättää poliitikkojen päätettäväksi.


Yksi kiinnostava kysymys on, miten autoilua sähköautojen yhteiskunnassa verotettaisiin. Polttoaineveroa kerätään 2007 budjetin mukaan 3 mrd €. Tämä on lähes 10% valtion tuloista (38,5 mrd). On selvää, ettei palveluita voida leikata vastaavalla summalla. Yhtä selvää on, ettei sähköä voida verottaa yhtä raskaasti kuin nestemäisiä polttoaineita, koska tällä olisi tuhoisat vaikutukset yhteiskuntaan, vaikka suurteollisuus saisikin sähkönsä eri hintaan. Jos vielä ajatellaan, että autojen sähköistymistä edistettäisiin luopumalla autoverosta niiden osalta, menetettäisiin 1,35 mrd € edestä autoveroa ja 0,59 mrd € edestä ajoneuvoveroa vuosittain. Vaikka yhtälö vaikuttaa haastavalta, luottamukseni on luja siihen, että ilman minun apuanikin keksitään tehokas tapa periä veroja myös sähköautoilusta.


Tässä kirjoitussarjan kolmannessa osassa tulin siihen tulokseen, että polttomoottoriautojen korvaantuminen sähköautoilla on mahdollinen skenaario. Se vaatii erityisesti akkutekniikan kehittymistä sekä päätöksiä siitä, millä tekniikalla tarvittava sähkö tuotetaan.


Linkit:

Hyvä artikkeli sähköautoista: http://fi.wikipedia.org/wiki/Sähköauto

Perustiedot hybrideistä: http://fi.wikipedia.org/wiki/Hybridiauto

Suomen Sähköautoyhdistyksen erittäin mielenkiintoinen hanke "kaupallistaa" Toyota Corolla-sähköauto: http://www.sahkoautot.fi/hanke:esittely

Juuttien touhuja: http://www.hs.fi/autot/artikkeli/Tanska+siirtyy+pian+sähköautoihin/1135235103987

Toyotan sähköauto vuonna 2010:
http://www.hs.fi/autot/artikkeli/Töpselistä+ladattava+auto+Toyotalta/1135237083538