Nyt, kun sähköautot näyttävät ilmestyvän yhä tiiviimmin Suomeenkin (ainakin mainostuksessa), voi olla hyvä miettiä niiden primäärienergian kokonaistarvetta.
Karkeasti sanottuna Suomessa on 2,5 miljoonaa autoa: lähinnä 100-200 kW (135 - 270 hv) tai vähemmän (VW Golf, Toyota Avensis jne.). Keskimäärin ajetaan 80 kph 10 000 km vuodessa eli noin 1,5 % ajasta tai sen monikerralla. Osa vähemmän ja osa enemmän.
Siis liikenteeltä saattaa vapautua päästöoikeuksia ja lisäenergian tarve kasvaa ainakin 7½ GW (100 %:lla energian tarve kasvaa jopa 500 GW).
Voi olla, että tekee tiukkaa sillä nyt sähköä kulutetaan 10 GW ja siitä nettotuontia on noin 1½ GW. Ydinvoimaa on noin 2,7 GW ja vesivoimaa noin 2 GW.
Vaikka päästöoikeuksia vapautuisikin merkittävästi, tulee Suomeen rakentaa tilalle merkittäviä öljy- ja turvevoimaloita. Tai erittäin nopeasti ydinvoimaloita ja uusiutuvaa energiaa, jos edullinen sähkö polttoaineena houkuttelee ihmisiä ostamaan sähköautoja. Kuten dieseleitä ostettiin hieman enemmän niiden edullisuuden vuoksi.
Ellei paljon puhutut passiivirakennukset tms. kompensoi kulutusta, saattaa sähkön hinta tuplaantua 70 € / MWh:n nykyisestä 35 € / MWh (Elspot hinta Suomessa). Eikä noilla ratkaisuilla ole vaikutusta kuin suorasähkölämmitteisiin taloihin.
Karkeasti sanottuna Suomessa on 2,5 miljoonaa autoa: lähinnä 100-200 kW (135 - 270 hv) tai vähemmän (VW Golf, Toyota Avensis jne.). Keskimäärin ajetaan 80 kph 10 000 km vuodessa eli noin 1,5 % ajasta tai sen monikerralla. Osa vähemmän ja osa enemmän.
Siis liikenteeltä saattaa vapautua päästöoikeuksia ja lisäenergian tarve kasvaa ainakin 7½ GW (100 %:lla energian tarve kasvaa jopa 500 GW).
Voi olla, että tekee tiukkaa sillä nyt sähköä kulutetaan 10 GW ja siitä nettotuontia on noin 1½ GW. Ydinvoimaa on noin 2,7 GW ja vesivoimaa noin 2 GW.
Vaikka päästöoikeuksia vapautuisikin merkittävästi, tulee Suomeen rakentaa tilalle merkittäviä öljy- ja turvevoimaloita. Tai erittäin nopeasti ydinvoimaloita ja uusiutuvaa energiaa, jos edullinen sähkö polttoaineena houkuttelee ihmisiä ostamaan sähköautoja. Kuten dieseleitä ostettiin hieman enemmän niiden edullisuuden vuoksi.
Ellei paljon puhutut passiivirakennukset tms. kompensoi kulutusta, saattaa sähkön hinta tuplaantua 70 € / MWh:n nykyisestä 35 € / MWh (Elspot hinta Suomessa). Eikä noilla ratkaisuilla ole vaikutusta kuin suorasähkölämmitteisiin taloihin.
Vastaukset 11
Vanhimmat
Voihan vanhoja myllyjen ja rautaruukkien mikro- ja pienvesivoimaa hyödyntää asentamalla niihin uudet turbiinit ja huoltamalla vanhoja rakenteita.
Asuinrakennusten kulutus vähenee tehokkaampien laitteiden myötä ja osa asentaa omia tuotantojärjestelmiä.
Toisaalta, sähköautojen yleistyminen voi viedä tovin. Monilla ei ole varaa hankkia uutta autoa heti ja siten vie aikaa että nuo yleistyvät.
Lisäksi, Suomen käyttövoimavero pitää huolen että sähköajoneuvojen "polttoaine" pysyy vähemmän kilpailukykyisenä etanoli- ja biodieseltempauksille.
Siis, saattaa jäädä harvan käyttöön... mikäli kukaan saa edes tuotua moisia Suomeen. Onko vielä yhtäkään Tesla Roadsteria rekisteröity tai Pininfarinaa ennakkotilattu?
En jaksanut selvittää sun teholukemia (GW), jotka nähdäkseni olisi hyvä ollut esittää energialukuina (esim. TWh). Puretaan toisinpäin, ihan esimerkillä vain kotilaturi:
- sähkömoottorin teho: 250kW
- ajoaika/vrk: 1h
-- (= 365h/vuosi, 60km/h = 60km/vrk ==> 22000km/vuosi)
- energiaa kulutettu vuodessa .25MW*365h = 91MWh
- keskimääräinen tehon kulutus 91MWh/8760h=0.01MW = 10kW (jatkuvaa tehoa)
- 'kotilatauksessa' tarvittaisiin siten 10 kW laturi
Laskuesimerkki on tosiaan vain suuntaa antava. Hyötysuhteet ja tuotantokertoimet (tuuli- ja aurinkovoimalla) tulee huomioida tarkemmissa laskuissa.
Ja sekin kannattaa muistaa, että jokainen otse tuotettu watti on pois sähkölaskusta,
2,5M (autojen lukumäärä) x 200 000 W (auton teho)
= 500 000 MW = 500 GW
10 000 km / 80 kph / vuosi
= noin 20 minuuttia päivässä
= noin 1,5 % vuodesta tai päivästä
Näin ollen pitkällä juoksulla tarvitaan...
500 GW x 1,5 %
= 7,5 GW [jatkuvaa tehoa]
... kun oletetaan että lataus on tasaista, mitä se ei kuitenkaan ole. (Mutta helpottaa laskua.)
(...)
Vuodessa wattitunteina tämä olisi siis
7,5 GW x 24 h x 365 d
= 65 700 GWh
= 65,7 TWh [10 000 km vuodessa]
= 98,55 TWh [15 000 km vuodessa]
= 131,4 TWh [20 000 km vuodessa]
(...)
Autoa kohti tämä on
7,5 GW / 2,5M / auto
= 3 000 W / auto [10 000 km] [jatkuvaa tehoa]
= 4 500 W / auto [15 000 km] [jatkuvaa tehoa]
= 6 000 W / auto [20 000 km] [jatkuvaa tehoa]
(...)
Siinä on kyllä hyvä huomio että itse tuotettuna säästytään ylimääräisiltä laskuilta ja jopa verkkoon liittymisen tarpeelta. On olemassa kuitenkin se mahdollisuus, että kaikki ne jotka siirtyvät sähköautoihin eivät välttämättä ryhdy kuitenkaan asumaan passiivi-, nollaenergia- tai plusenergiarakennuksissa.
Ellei sähkön hinta nouse kovin suureksi, monet eivät välttämättä edes hanki omia aurinkopaneeleita ja/tai pientuulivoimalaa.
Eri asia on sitten, jos/kun energian verotusta kiristetään mikä nostaa joka tapauksessa sähkön ja polttoaineiden hintaa.
Että autoa varten 10 kilowatttia jatkuvaa tehoa?
Kun se sähkölämmitteinen omakotimökkikään ei tarvii kun pari kilowatttia:
20.000 kWh jaettuna 8760 tunnilla saadaan omakotimökin keskikulutukseksi 2,3 kilovattia.
Polttomoottorikäyttöiselle henkilöautolle riittää alle 20 kW:n teho 100 km/h nopeuden ylläpitoon.
Päässälaskien 50kWn moottorille tarvittava laturi saadaam jakamalla kulutusarvojakin viidellä. Siis näin:
- sähkömoottorin teho: 50kW
- ajoaika/vrk: 1h
-- (= 365h/vuosi, 60km/h = 60km/vrk ==> 22000km/vuosi)
- energiaa kulutettu vuodessa 50kW*365h = 18000kWh
- keskimääräinen tehon kulutus 18000kWh/8760h = 2kW (jatkuvaa tehoa)
- 'kotilatauksessa' tarvittaisiin siten 2 kW laturi
Edelleen: vain suuruusluokka laskettu.
Dieselkone ei pääse parhaimmillaankaan kuin viidenkymmenen prosentin hyötysuhteeseen.
Sähkömoottori pyörii 80-90 prossan hyötysuhteilla.
Ajon aikana ei tarvi koko aikaa täyttä tehoa.
Eli laskelmasi voi vielä huoleti puolittaa.
Henkiläautot arvioitiin kuluttavan energiaa vuonna 2007 100 PJ energiaa.
1 PJ= 1000 TJ
1 TJ= 0.278 GWh
eli
100 *1000 *0.278 *1000 MWh=278*1E5 MWh
auton moottorin hyötysuhde lienee 30 %. eli auton käyttmä energia 100% hyötysuhteella olisi
278 1E5*0.3=83.4E5
Jos oletetaan että sähkölaitteiden hyötysuhde olisi 100 % niin autojen henkilöautojen kulutuksen kompensoimiseen tarvitaan esim ydinvoimaa. Tarvittava ydinvoimakapasiteetti on keskimäärin (8000 tunnin käyntiajalla)
83.4E5/8000=1042 MW.
Voisi kuvitella että autojen käyttö piikittyy työaikoihin jolloin autoja ladataan esim 9:00-15:00 välisenä aikana ja 18:00-06:00 välisinä aikoina. Suurin lataushuippu saattaisi osua juuri auton käytön jälkeisiin tunteihin.
Voisi hyvinkin vastata normaalia sähkönkulutuksen vuorokautista vaihteluväliä, jos latausaikoja ei lainsäädännöllä rajoiteta.
1000 MW:n keskiteho vaatii noin about 1300 3 MW tuulimyllyä.
Ydinvoima, vesivoima, varavoimana käyvä hiililauhde, ostettu (vesivoima norjasta ja ruotsista) lienee ne tavat millä autojen kuluttama sähköenergia tuotettaisiin.
liikenteen energian kulutusta on arvioitu
http://lipasto.vtt.fi/liisa/liisa2007raportti.pdf , sivu 83.
ja PJ=Peta Joule
http://fi.wikipedia.org/wiki/Joule
ottomoottorin hyötysuhde
http://fi.wikipedia.org/wiki/Auto
unohdit myös ydinvoiman surkean hyötysuhteen (n.35%), kuten kaikilla lauhdevoimaloilla, mutta se on ihan tavallista unohtaa.
Yleisten latauspisteiden energialähde ei kai tule olemaan aina tiedossa. Elleivät sitten jaotu "Vihreän sähkön" ja "sekasähkön" käyttäjiksi. Syytä olisi.
Lauhdehöyryvoimalaitosten hyötysuhteet ovat helposti yli 40 %, Meriporissa n 42 %. Hyvin viritetyllä ja säädetyllä laitoksella päästäneen aina tuonne 43-44 % alueelle. Tosin keskimääräinen hiilivoimalaitosen hyötysuhde liene aika alhainen, luokkaa 30 %.
http://www.turunsanomat.fi/talous/?ts=1,3:1004:0:0,4:4:0:1:2007-06-26,104:4:468297,1:0:0:0:0:0:
Ydinvoimalaitoksissa bruttohyötysuhteet ovat 33-37+ %, (37+% kun ei vielä tarkkaan ole tietoa mitä esimerkiksi OL3:n tai Alstomin Arabellen hyötysuhde tulee olemaan, vähintäin 37%). Nettohyötysuhteen n 2-3 % pienenmpiä.
Tässä yhteydessä ydinvoimalaitoksen, tai minkään muunkaan voimalaitoksen hyötysuhteella ei ole merkitystä, koska kyse oli korvaavan keskisähkötehon määrästä riippumatta siitä miten se tuotetaan. Enhän maininnut tuulivoiman, aurinkopaneelin, kaasuturbiinin kaasu-combin yms laitostenkaan hyötysuhteita tai CHP-laitosten hyötysuhdetta.
Ottomoottorin ja sähkömoottorin (jonka laskun yksinkrtaistamisen takia oletin 100%:ksi) hyötysuhteen ilmoitin koska ne ovat oleellista tietoa jotta pystytään ymmärtämään minkä kokoisesta sähköenergiamäärästä on siirryttäessä 100%:sesti sähköautoihin.
Olet oikessa, oli ymmärrettävää miksi lauhdevoimalaitoksen hyötysuhdetta ei tarvitse (eikä minkään muunkaan tuotantolaitoksen) ilmoittaa, sitä ei tarvitse tietää.