Vedyn ja polttokennon tulemisesta autoiluun on puhuttu jo yli 20 vuotta. VTT:n johtava tutkija Jari Ihonen, mikä on ollut suurin este tai haaste sille, että polttokennoautot eivät ole vieläkään päässeet sarjatuotantoon ja laajemmin markkinoille?
”Aiemmin oli elinikään liittyviä ongelmia sekä kustannukset. Molemmat on ratkaistu, mutta kustannukset saadaan riittävän alas henkilöautoja varten alas vain suuren mittakaavan sarjatuotannolla.”
Voidaanko polttokenno valmistaa nykyään jo kohtuullisin kustannuksin?
”Voidaan valmistaa, jos valmistusmäärät saadaan riittävän suuriksi. Polttokennon ohella vetysäiliön hinta on merkittävä kustannustekijä. Raskaassa ammattiliikenteessä tankattavan vedyn hinta on huomattavasti polttokennojärjestelmän hintaa tärkeämpi.”
Vierailin Mercedes-Benzin polttokennotehtaalla neljä vuotta sitten. Siellä insinööri kertoi, että heiltä meni kaksikymmentä vuotta selvittää, miten polttokenno käynnistetään ja sammutetaan. Hän vertasi polttokennoa isoon voimalaitokseen ja toisaalta kemialliseen prosessiin, joita ei voi käynnistää ja sammuttaa ”napista painamalla”. Ovatko tällaiset haasteet täysin mennyttä aikaa?
”Käynnistyksen ja pysäytyksen eri elinikää laskevat ongelmat tunnetaan nykyään hyvin ja ne voidaan ratkaista eri tavoin. Mikäli käynnistykseen voidaan käyttää muutaman sekunnin sijaan pari minuuttia, ovat nämä vielä paljon helpompia ratkaista. Hybrideissä voidaan ajaa akulla tämä aika.”
Entä polttokennoauton käynnistäminen Pohjolan oloissa kovassa pakkasessa?
”Jos käynnistykseen käytetään pari minuuttia aikaa, kylmäkäynnistys ei ole mikään ongelma. Isompi haaste on oikeastaan luotettava kuivaus ennen pysäytystä pakkasella, mutta sekin onnistuu.”
Moni asiantuntija on sitä mieltä, että polttokennolla on tieliikenteessä iso potentiaali raskaassa liikenteessä, mutta huonommat tulevaisuudennäkymät henkilöautopuolella. Onko asia mielestäsi näin?
”Kyllä, akut täyttävät liikkumisen tarpeet henkilöautopuolella hyvin laajasti. Raskaissa pitkän matkan kuljetuksissa akun paino ja latausaika heikentävät kuljetusten tuottavuutta, erityisesti jos reitit ovat vaihtelevia.
Henkilöautopuolella on jonkin verran sellaista yksityis- ja ammattikäyttöä, jossa akuilla on vaikeaa pärjätä. Muun muassa asuntovaunun veto ja peräkärryt luovat haasteita toimintamatkan suhteen.”
”Aiemmin oli elinikään liittyviä ongelmia sekä kustannukset. Molemmat on ratkaistu, mutta kustannukset saadaan riittävän alas henkilöautoja varten alas vain suuren mittakaavan sarjatuotannolla.”
Voidaanko polttokenno valmistaa nykyään jo kohtuullisin kustannuksin?
”Voidaan valmistaa, jos valmistusmäärät saadaan riittävän suuriksi. Polttokennon ohella vetysäiliön hinta on merkittävä kustannustekijä. Raskaassa ammattiliikenteessä tankattavan vedyn hinta on huomattavasti polttokennojärjestelmän hintaa tärkeämpi.”
Vierailin Mercedes-Benzin polttokennotehtaalla neljä vuotta sitten. Siellä insinööri kertoi, että heiltä meni kaksikymmentä vuotta selvittää, miten polttokenno käynnistetään ja sammutetaan. Hän vertasi polttokennoa isoon voimalaitokseen ja toisaalta kemialliseen prosessiin, joita ei voi käynnistää ja sammuttaa ”napista painamalla”. Ovatko tällaiset haasteet täysin mennyttä aikaa?
”Käynnistyksen ja pysäytyksen eri elinikää laskevat ongelmat tunnetaan nykyään hyvin ja ne voidaan ratkaista eri tavoin. Mikäli käynnistykseen voidaan käyttää muutaman sekunnin sijaan pari minuuttia, ovat nämä vielä paljon helpompia ratkaista. Hybrideissä voidaan ajaa akulla tämä aika.”
Entä polttokennoauton käynnistäminen Pohjolan oloissa kovassa pakkasessa?
”Jos käynnistykseen käytetään pari minuuttia aikaa, kylmäkäynnistys ei ole mikään ongelma. Isompi haaste on oikeastaan luotettava kuivaus ennen pysäytystä pakkasella, mutta sekin onnistuu.”
Moni asiantuntija on sitä mieltä, että polttokennolla on tieliikenteessä iso potentiaali raskaassa liikenteessä, mutta huonommat tulevaisuudennäkymät henkilöautopuolella. Onko asia mielestäsi näin?
”Kyllä, akut täyttävät liikkumisen tarpeet henkilöautopuolella hyvin laajasti. Raskaissa pitkän matkan kuljetuksissa akun paino ja latausaika heikentävät kuljetusten tuottavuutta, erityisesti jos reitit ovat vaihtelevia.
Henkilöautopuolella on jonkin verran sellaista yksityis- ja ammattikäyttöä, jossa akuilla on vaikeaa pärjätä. Muun muassa asuntovaunun veto ja peräkärryt luovat haasteita toimintamatkan suhteen.”
Vastaukset 1
Vanhimmat
Samasta artikkelista muitakin teesejä henkilöautojen osalta. Ilmeisesti tämän takia linkki jätettiin aloituksesta tahalleen pois. Täyssähköautot ovat voittaneet pelin jos käytettään mittarina kuinka montaa merkkiä ja mallia valmistetaan tällä hetkellä vetyautoihin verrattuna. Samoin myyntitilastot kertovat monessa maassa että joka vuosi täyssähköautoja myydään joka vuosi edellistä vuotta enemmän eli kasvavat myyntimäärät.
"Tämä hetken trendi ovat akkusähköautot. Ovatko ne tulleet nyt jäädäkseen, mikä on valistunut ennusteesi?
”Henkilöautopuolella kaikki valmistajat ovat laittaneet pääosan tuotekehityspanostuksistaan akkusähköautoihin ja myös regulaatio EU:ssa ohjaa tähän suuntaan. Tähän ei ole muutosta näköpiirissä.”
Jos tulevaisuus on akkusähköautojen, se ilmeisesti edellyttää, että akkuihin löytyy tulevaisuudessa halvempia ja ympäristöä vähemmän kuormittavia materiaaleja (ilman kobolttia tai ylipäätään ilman merkittävää kaivostoimintaa). Miten näitä haasteita voidaan taklata?
”Koboltista ja myös nikkelistä pystytään tarvittaessa luopumaan, kun käytetään litiumrautafosfaattiakkuja (LFP) ja useat valmistajat näin jo toimivat. Tämä tarkoittaa hieman lisääntynyttä painoa akulle.
Akkumateriaalien saatavuudessa ja hintatasoissa esiintyy voimakasta vaihtelua, mikä on haaste autovalmistajille. Myös materiaalien tuotannon hiilijalanjälki ja eettisyys ovat valmistajille tärkeitä.
Näitä haasteita voidaan ratkoa pitkäaikaisilla toimitussopimuksilla. Natriumpohjaisia akkuja on jo koetuotannossa, mutta on epävarmaa saavuttavatko ne riittäviä ominaisuuksia korvatakseen litiumpohjaiset akut ajoneuvoissa.”
Onko näköpiirissä isoa harppausta tällä saralla?
”Pikaladattavuuden paraneminen yhdessä suurteholatausinfran laajenemisen kanssa on merkittävin lähiajan kehitys, mikä parantaa akkusähkön sovellettavuutta sekä henkilöautojen että raskaan liikenteen osalta.
Kun latausinfra on kattava, voidaan hyväksyä pienempi, kevyempi ja edullisempi akku ajoneuvoon.”
Japanista on saatu tietoa, että kiinteäelektrolyyttinen akku voisi ratkaista monia haasteita akkujen raaka-aineiden suhteen ja myös kapasiteetti voisi kasvaa reilusti. Olisiko kiinteäelektrolyyttinen akku lähitulevaisuuden ratkaisu?
”Kehityksestä ja tuotteista on julkistettu niin vähän tietoja, että arviota on vaikeaa tehdä. Erilaisia käänteentekeviä akkuteknologioita on julkistettu runsaasti viimeisen 10–15 vuoden aikana, mutta laajaan tuotantoon nämä eivät ole vielä tulleet.
Käytännössä on nähty pääasiassa samojen akkutyyppien merkittävää kehitystä niin energiatiheyden, pikaladattavuuden kuin hintatason osalta.”
https://www.taloustaito.fi/vapaalla/tuleeko-vety-henkiloautoihin/#0cf873db