Nollapäästöisen liikenteen aikamatkalla

Blogit
Mikko Pihlatie
HSL electric bus

Todistamme parhaillaan todellista siirtymää nollapäästöiseen ja hiilineutraaliin liikenteeseen. Osittain se on jo täydessä vauhdissa ja tietyissä osissa liikenteen ja kuljetusten kenttää vasta aluillaan.

Biokaasusta on nousemassa uusi uusiutuvan polttoaineen vaihtoehto erityisesti raskaassa liikenteessä. Nopeasti kasvava ja markkinoilla kilpailukykyinen uusiutuva sähköntuotanto tarjonnee tulevina vuosina kasvavan määrän vihreää vetyä teollisuuden prosesseihin ja myös liikenteeseen. Norjassa ladattavien hybridien ja täyssähköautojen ensimmäisen kvartaalin markkinaosuus uusista henkilöautoista oli noin 80 %. Suomessa ladattavat autot siirtynevät eniten myydyksi ryhmäksi tämän vuoden aikana. Itsellänikin alkaa olla aika päivittää ikääntynyt polttomoottoriauto modernimpaan vaihtoehtoon.

Akkutekniikan ja sähköautojen läpimurto

Kaikki sähköisen liikenteen avainteknologioiden alkuperäiset keksinnöt on tehty 1800-luvulla. Ladattava akku, polttokenno, sähkömoottori ja tasa-vaihtosuuntaaja ovat kaikki kehittyneet merkittävästi vuosikymmenten ja satojen aikana. Myös ensimmäiset sähköajoneuvot näkivät päivänvalon jo hyvissä ajoin 1800-luvulla, ensimmäinen sarjatuotannossa ollut sähköautokin 1900-luvun alussa. 1900-luku kääntyi kuitenkin fossiilisten polttoaineiden kultakaudeksi paljolti myös siksi, että sähköisten komponenttien, erityisesti energiavarastona toimivien akkujen ominaisuudet eivät olleet autoilun vaatimuksille riittäviä.

Tie varsinaiseen läpimurtoon energian varastoinnissa alkoi 1970-80 -luvuilla, kun Stanley Whittingham, John Goodenough ja Akira Yoshino kukin tekivät keksintöjä, jotka johtivat nykyisen litiumioniakun kehittymiseen. Ennen vuosituhannen vaihdetta uusista näitä akkuja hyödyntävistä sovelluksista tuttuja olivat jo matkapuhelimet ja kannettavat tietokoneet sekä muu viihde-elektroniikka. Vuonna 2019 mainitut kolme tutkijaa jakoivat tunnustuksena keksinnöistään Nobelin kemianpalkinnon.

Paluu autotekniikan juurille eli polttomoottoreista sähköautoihin on tapahtunut viime vuosina. Monet muistavat 2010 molemmin puolin Uudenkaupungin ensimmäisen sähköauton, Think Cityn, yhden ensimmäisistä yrityksistä lanseerata massoja houkutteleva sähköauto. Markkinoilta vastineena tuli lähinnä myötätuntoa - teknologia tai aika eivät olleet vielä aivan kypsiä. Vain muutama vuosi myöhemmin Tesla räjäytti pankin, toki premium-segmentissä. Nobelin juhlahumussa 2019 voitiin todeta, että Teslalla oli sekä tekninen että markkinaetumatka, jota muut kurovat osittain edelleen umpeen. Sähköautot ovat yleistymässä alemmissa hintaluokissa ja jo monilla alueilla löytäneet yritysten hankkimien ja myös kaupallisesti käyttämien ajoneuvojen valikoimiin. Tätä kehitystä on onnistuttu myös tukemaan erilaisilla ohjaavilla ja tukevilla toimilla markkinamuutosta johtavissa maissa ja myös meillä.

Kaupunkialueiden hyötyliikenne sähköistymässä

Vuoden 2012 paikkeilla VTT aloitti ensimmäiset kokeilut kaupunkiliikenteen sähköbussiprototyypeillä yhteistyössä Helsingin Seudun Liikenteen ja Veolian (nyk. Transdev) kanssa. Ensimmäisten tuotteiden lastentaudit osoittivat, että teknologia ei ollut vielä valmista. Pian totesimme myös, että kaupallisesti toimivan hyötyliikenteen osalta korostuu vahvasti tarve nähdä sähköinen liikenne järjestelmäratkaisuna: energiaketjun muuttuessa on hankinnoissa, suunnittelussa ja toteutuksessa alusta saakka huomioitava koko järjestelmä ja latauksen toteutus niin, että infrastruktuuri tukee ajoneuvojen tuotannollista käyttöä mahdollisimman kustannustehokkaasti ja luotettavasti. Kymmenessä vuodessa on tapahtunut paljon, myös säädöspuolella, jossa eurooppalaiset vaatimukset ohjaavat sekä valmistajia että hankkijoita kohti puhtaampaa liikennettä. Merkittävä osa HSL:n bussiliikenteen kilpailutuksista voitetaan tällä hetkellä sähköbusseilla. Kansainvälinen joukkoliikennejärjestö UITP koordinoi eurooppalaista puhtaiden bussien aloitetta. Isossa kuvassa muutos on kuitenkin vasta aluillaan. 

Kaupunkialueiden hyötyajoneuvot ja jakeluliikenne ovat tällä hetkellä pisteessä, jossa kaupunkiliikenteen sähköbussit olivat noin 6 vuotta sitten: ensimmäiset toimijat tai hankkijat kokeilevat sähköisiä kuorma- tai jäteautoja, hankkien kalustoa rajallisilta markkinoilta. Esisarjat ovat kalliita ja niitä on vaikea saada Suomeen. Hitaampaa kehitystä selittää kaupunkijakelulla ja jäteautoilla myös kaupunkilinja-autoja monimaisemmat käyttötavat, operoinnin reunaehdot ja enemmän vaihtelevat suoritteet. Toisaalta kehitystä ovat vauhdittamassa viime vuosina voimakkaasti kehittyneet akkujärjestelmät, raskaan kaluston sähköiset voimalinjat ja latauksen ratkaisut - sähköisen kaluston tarjonnan ja kustannuskilpailukyvyn odotetaan nopeasti paranevan. Kaupungeissa ja rakennetussa ympäristössä latauksen infrastruktuuritarpeet ovat usein ratkaistavissa, kunhan kaupungit lähtevät muutokseen mukaan - mieluiten ns. ajajan paikalle. Säädöspuolella sekä valmistajia että julkisia hankkijoita vauhdittaa lisäksi puhtaiden ajoneuvojen hankintadirektiivi ja ajoneuvovalmistajia velvoittavat vaatimukset. Henkilöautojen ja kaupunkibussien sähköistymisen kokemusten perusteella voidaan kaupunkien hyötyajoneuvoille pakettiautoista kuorma-autoihin sekä myös osin työkoneille ennakoida seuraavan viiden vuoden aikana merkittävää muutosta sähköistyksen suuntaan.

Haasteet työkoneissa ja raskaan kaluston maantiekuljetuksissa

Aikamatkan tulevaisuusosaan jää edellä kuvattujen ajoneuvojen ja käyttötapausten lisäksi huomattava osa liikennesektorin energiankäytöstä sekä kilometri- ja kuljetussuoritteesta raskaassa liikenteessä. Teollisuuden ja kaupan kuljetusten raaka-aine-, tavara- ja arvovirrat sekä julkisesti hankitut maantiekuljetukset muodostavat hajanaisen joukon, jonka sisällä sekä kalusto, sen käyttötavat, että edellytykset ottaa käyttöön vaihtoehtoisia käyttövoimia kuten kaasua, vetyä tai sähköä ja rakentaa infrastruktuuria vaihtelevat. Suomessa tätä kenttää ei toistaiseksi ole kovinkaan järjestelmällisesti tarkasteltu.

Maantiekuljetusten tilastoista voidaan päätellä paljon tämän toimialan erityispiireistä esimerkiksi maakuntajakelun, pitkän matkan kuljetusten, puutavarakuljetusten ja maa-aineskuljetusten osalta. Kaasu ja biokaasu voivat tuoda nopeastikin uuden hyvän vaihtoehdon käyttövoimaksi monilla vaativilla kuljetuksen alueilla. Sähköistyksen osalta monet teknologiaratkaisut ovat vasta tulossa tarjolle ja tarkempi eri käyttötapausten tarpeita palveleva tarkoituksenmukainen latausinfrastruktuuri vaatii suunnittelua ja analysointia. Tilastojen perusteella raskaimmistakin maantiekuljetuksista löytyy käyttötapauksia, joissa keskimääräinen matkan pituus ja suoritteiden toistuvuus voivat hyvin mahdollistaa nollapäästöisyyden. Tähän käyttötavoiltaan ja ajoneuvokannaltaan hajanaiseen joukkoon voidaan lisäksi ja ehkä erityisesti laskea mukaan erilaiset liikkuvat työkoneet kaupunkialueilla, maa- ja metsätaloudessa ja teollisuudessa.

Kuorma-autojen, hyötyliikenteen, maantiekuljetusten ja liikkuvien työkoneiden kenttään sijoittuvat suurimmat tämän vuosikymmenen haasteemme (optimisti sanoo mahdollisuutemme) tavoiteltaessa liikennesektorin kustannuksiltaan kilpailukykyistä, hyväksyttävää, energiatehokasta ja hiilineutraalia tai nollapäästöistä järjestelmää. Älykkäinkään liikennejärjestelmä ei ole hiilineutraali, jos ajoneuvojen käyttövoimat eivät ole sitä. Puhtain ja sinänsä halvin käyttövoima ei ole kustannustehokkain, jos sitä ei saada ladattua tai tankattua ajoneuvoihin varsinaista kuljetuksen prosessia häiritsemättä - toki myös kuljetuksen prosesseja kannattaa ja pitää samalla kehittää. Yritysten ja julkisten hankkijoiden pitää olla riittävän perillä tutkimustietoon pohjaavista ratkaisuista ja vaihtoehdoista väylätasolle saakka ja rakentaa luottamus uusiin teknologioihin kokemusperäisesti. Liikenne- ja energiainfrastruktuurin valintojen pitää pystyä kustannustehokkaasti ja oikea-aikaisesti tukemaan liikenteen murrosta. Säädöksillä ja politiikkatoimilla voidaan käynnistää ja vauhdittaa liikennesektorin vihreää siirtymää, eli nopeuttaa aikamatkaamme kohti nollapäästöisyyttä. Kaikki ratkaisut on syytä ottaa punnitusti käyttöön.


Yritysten hankkimien ajoneuvojen ja työkoneiden roolia taakanjakosektorin ilmastopolitiikassa on tarkasteltu valtioneuvoston kanslian tutkimushankkeessa KAROLIINA, jonka ovat toteuttaneet VTT ja VATT. Projektin loppuraportti julkaistaan 12.5.2021.
 

Jaa