Avainsana-arkisto: energiatehokkuus

Sähköinen liikkuminen ja energiatehokkuus

Sähköinen liikkuminen on hyvä kehityssuunta, joka parantaa liikkumisen energiatehokkuutta kun riippuvuus öljystä vähenee. Tällä hetkellä suurin puhe ja hypetys tapahtuu sähköautojen ympärillä. Sitä on helppo edistää, osin sen takia että se on helppo selittää kansantajuisesti. Sähköauton periaate on yksinkertainen: energia varastoidaan akkuun, josta se johdetaan sähkömoottorille joka liikuttaa autoa. Aivan kuin lasten leluissa tai taskulampussa. Yksinkertaista ja ymmärrettävää. Viime päivinä mediassa muistutettiin myös siitä, että vetyautojakin on tulevaisuudessa. Tekniikka on pääosin sama kuin sähköautossa. Akku on pienempi, ja sitä ladataan polttokennolla. Polttokenno muuntaa esimerkiksi vedyn sisältämää energiaa sähköksi, joka saatetaan varastoida vielä akkuun tai superkapasitoriin ennen kuin se johdetaan sähkömoottorille. Mediassa on keskusteltu sähköautoista osin myös kriittiseen sävyyn. Esimerkiksi siitä, mistä saadaan riittävästi raaka-ainetta akkuja varten ja miten akkujen kierrätys hoidetaan? Laajamittaisessa liikenteen sähköistämisessä on haasteita, jos se tehdään käyttämällä suhteellisen raskaita ja suurikokoisia ajoneuvoja. Kaiken tämän hypen keskellä tuntuu siltä, että onko kukaan muistanut ajatella tätä asiaa hieman laajemmasta näkökulmasta. Eli miten ja minkälaisilla ajoneuvoilla (sähköinen) liikkuminen järjestelmänä kannattaa toteuttaa? Sähköauto ei ole ainoa mahdollisuus. Sähköpyörä on myös yksinkertainen ja helposti lähestyttävä sähköinen ajoneuvo. Seuraavissa kuvissa esitetään muutamia faktoja, joissa verrataan sähköpyörän ja -auton ominaisuuksia toisiinsa. Esimerkiksi se kannattaa ymmärtää, että samalla määrällä akkumateriaalia voi valmistaa liki kaksisataa sähköpyörän akkua, tai yhden sähköauton akun. Jos olemme huolissamme esimerkiksi akkumateriaalin riittävyydestä ja haluamme sähköistää kaupunkien liikennettä, niin resurssien käytön suhteen sähköistäminen kannattaa tehdä suurelta osin sähköpyörien avulla. Tai jos ollaan huolissaan energiankulutuksesta, niin sama asia. Tai jos mietitään katupölyn määrää ja nastarenkaiden vaikutusta, niin sähköpyörä on yhä ylivoimainen ratkaisu. Sähköpyörä tarjoaa myös ihmisen kokoista liikkumista, ilman ruuhkia. Ja terveyshyötyjä siinä ohessa. Eli vanha polttomoottoriauto kannattaa ensisijaisesta korvata sähköpyörällä kaupunkiliikenteessä, ja vasta sen jälkeen kannattaa miettiä sähköautoa vaihtoehtona.
(Esitys: Aalto Energy Breakfast: Electromobility Ecosystems -tapahtumasta 24.10.2019)

Päivitys 14.11.2019: Ensimmäisen vuorokauden aikana tämä artikkeli oli luettu Liikkuvan Laatikon facebooksivuilla yli 9000 kertaa. Koska aihe selvästi kiinnostaa, niin lisää vastaavia vertailuja voitte lukea esimerkiksi Sustainable energy -without the hot air -kirjasta sivulta 254 alkaen. Kirjalla on jo ikää kymmenisen vuotta, mutta fysiikan lait ovat onneksi pysyneet ennallaan. Tämä on ajankohtaista myös siksi, että eilen Hollannissa pienennettiin suurimpia nopeusrajoituksia 130 km/h ->100 km/h moottoriteillä. Se oli tehtävä päästöjen pienentämiseksi. Kuten edellä mainitussa kirjassa ja wikipediassa todetaan, ilmanvastus nousee toiseen potenssiin suhteessa nopeuteen. Tehonkulutus nousee jopa kolmanteen potenssiin suhteessa nopeuteen. Nopeammin ajaessa toki päästään perille lyhyemmässä ajassa, mutta fysiikan lakien mukaan ilmanvastuksesta johtuva energiankulutus nousee silti toiseen potenssiin suhteessa nopeuteen. Eli kaksinkertainen nopeus vaatii kahdeksankertaisen tehon ja nelinkertaisen energiamäärän. Toisin sanoen, Hollantilaisten päätös laskea maksiminopeuksia on tehokas keino pienentää liikenteen päästöjä. Eikä se edes vaadi mitään uutta tekniikkaa tai muutoksia liikennejärjestelmään. Jos, ja kun, Suomessa halutaan pudottaa liikenteen energiankulutusta niin myös täällä yksi keino on nopeuden rajoittaminen, myös moottoriteillä. Esimerkiksi Ruotsissa on jo yleisesti käytössä 110 km/h rajoitukset. Alhaisemmat nopeusrajoitukset ovat eduksi myös sähköautoille, koska niiden toimintasäde kasvaa.

Ajoneuvojen energiankulutus

Usein kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa. Sen vuoksi alla esitetään hyvin yksinkertainen kuva eri ajoneuvojen energiatehokkuudesta. Siinä on kuvattu neljän eri ajoneuvon energiankulutus, joista kaksi on sähköpyöriä ja toiset kaksi autoja.

Ajoneuvon energiankulutus. Kuvaa saa käyttää ja lainata kaikissa yhteyksissä. Tekijäksi voi mainita viittauksissa: www.LiikkuvaLaatikko.fi

Käyttäjäkokemuksista ilmenee suunnilleen, että tavallinen sähköpyörä kuluttaa keskivertokäyttäjällä noin 700 Wh energiaa sataa kilometriä kohden. Saisin toki myös tarkat mittaustulokset ylös, jos kirjoittaisin ylös huollossa käyvien pyörien akkujen statistiikat. Mutta tämä arvio lienee tähän vertailuun aivan riittävän tarkka. Seuraavana listalla on nopea L1e-B luokkaan kuuluva mopoksi rekisteröity nopea sähköpolkupyörä.
Sitten tulee listalla sähköauto, jonka kulutuslukemia arvioitiin muutaman netistä nopeasti löytyneen lähteen avulla. Viimeisenä energiasyöppönä listalla on polttomoottorilla varustettu auto, Skoda Oktavia, joka sattumoisin oli myydyin auto Suomessa 2017. Tämän auton todellinen kulutustieto perustuu Spritmonitor -sivustolta löytyvään noin 3100 auton todelliseen kulutukseen.
Lyhyt kuvaaja esittää useimmille lukijoille shokeeraavan tiedon: Yksi polttomoottorilla varustettu auto kuluttaa liikkumiseen energiaa yhtä paljon kuin sata sähköpyörää. Toki nyt moni älähtää, että auto on nopeampi ja korkeampi kulutus johtuu siitä. Auto on toki maantiellä nopeampi (mutta kuluttaa silti paljon). Sen sijaan kaupungissa ero on jopa suurempi, koska kaupungissa auton keskikulutus nousee korkeammaksi kuin ilmoitetut ja tässä käytetyt kulutuksen keskiarvot.
Kaikessa ilmastonmuutoskeskustelussa ja energiankulutuskeskustelussa olisi hyvä muistaa, että yksittäisen kuluttajan jokapäiväisillä valinnoilla on merkitystä. Kuljetko sinä tänään työmatkasi energiasyöpöllä vai energiapihillä tavalla? Energiansäästöön ja ihmisten valintoihin pitäisi vaikuttaa myös poliittiselta tasolta. Kannattaa muistaa, että Ruotsissa otettiin käyttöön esimerkiksi tuki sähköpyörille, Suomessa sitä vasta harkittiin vuonna 2018. Jos jotain näin radikaalisti energiatehokkaampaa ratkaisua voidaan edistää, niin se on lähes aina erittäin kannattavaa myös kansantaloudelle. Tämän kuvan viesti kannattaa pitää mielessä.

Lähteet:

  • www.spritmonitor.de
  • https://www.talouselama.fi/uutiset/tahdotko-tietaa-paljonko-toiveidesi-auto-ihan-oikeasti-kuluttaa-katso-ja-pety/ba8b2471-4c34-323b-92fe-41f68ca60907
  • Bensiinin energiasisältönä käytetty noin 9 kWh/l (Wikipedia)
Podbiken vertailu

Podbiken sivuilla 28.5.2019 esitetty selkeä vertailu erilaisten henkilökohtaisten ajoneuvojen energiankulutuksesta tukee hyvin edellä esitettyä laskelmaa. Erityisesti kannattaa huomioida vielä se, että kevyet ajoneuvot eivät myöskään aiheuta katupölyä kuten raskaammat ajoneuvot. Usein ajoneuvojen päästöissä huomioidaan vain moottorin päästöt ja unohdetaan että renkaiden ja tien välinen kontakti aiheuttaa huomattavan paljon hiukkaspäästöjä. Esimerkiksi nastarenkailla varustettu henkilöauto kuluttaa tietä noin kahdeksan grammaa ajokilometriä kohden*. Tien pinnasta irtoava pöly aiheuttaa merkittävän haitan kaupungeissa etenkin keväällä ja kuivina talvipäivinä. Toinen asia on melukuormitus. Kevyillä sähkökäyttöisillä ajoneuvoilla ei myöskään synny havaittavaa melua.

*Lähde: Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja, Nastarenkaiden kuluttavuus. 

Ajoneuvojen vertailua energiankulutuksen ja massan suhteen. Lähde: Podbike ja Velo-Promo-Biel
(https://www.podbike.com/vehicle-comparison-chart-one-person-commute/)