ARTIKKELI
06.06.2016
Mikä on vetyauto? - Kaikki, mitä vetyautoista pitää tietää
Hyundai ix35 Fuel Cell
Kesäinen ilta suomalaisessa merenrantakaupungissa vuonna 2026. Satamassa on selvästi jokin tapahtuma meneillään. Ihmiset istuvat terasseilla, laitureilla sekä veneillään. Ohitse kaduilla ajaa toinen toistaan hienompia autoja, tällä kertaa kuitenkin jotain vähän poikkeuksellisempaa. Ohitse ajaa nimittäin ihan hiljainen auto.
Poikkeuksellisuus ei kuitenkaan johdu auton hiljaisuudesta, eikä kysessä ole hybridi-Prius tai edes täyssähköauto, joita on liikenteessä jo runsaasti. Se on nimittäin vetyauto, joita on vuonna 2026 tuotu Suomeen jo muutaman vuoden ja maan vetyasemien verkosto on levittynyt jo suhteellisen laajalle.
Nyky-Suomessa vetyauto ei vielä ole mikään yleinen näky. Vuosina 2009 - 2016 Suomeen on rekisteröity tasan yksi uusi vetyauto. Nykyään vetyautonsa voi tankata Suomessa vasta parissa pisteessä: kaasutehdas Woikoski toimittaa autoja varten vetyä vasta Vuosaaressa sijaitsevalta asemaltaan sekä nimikkopaikkakunnallaan Voikoskella.
Vedyn ja hapen polttotuotteena auton päästöt ajaessa ovat silkkaa, puhdasta vettä
Mikä tuo vetyauto sitten oikein on?
Vetyauto on enemmän tai vähemmän sähköauto, jonka moottori sekä akusto saavat virran polttokennosta. Polttokennossa auton tankissa säilytettävä vety yhdistetään hapen kanssa, jolloin saadaan virtaa. Vedyn ja hapen polttotuotteena auton päästöt ajaessa ovat silkkaa, puhdasta vettä. Polttokennossa on korkea hyötysuhde, noin 60 prosenttia energiasta saadaan käytettyä auton liikuttamiseen. Tavallisissa polttomoottoriautoissa hyötysuhde jää 20 ja 30 prosentin välille.
Puhdas ja ihmeellinen laite siis. Eikö tässä olisi hyvä tulevaisuus autoille? Tilanne ei kuitenkaan ole niin ongelmaton, sillä toisin kuin esimerkiksi öljy, josta bensiini ja diesel jalostetaan, vety ei ole suoraan kallionkolossa esiintyvä luonnonvara.
Maailmankaikkeutemme kevyintä ja yleisintä alkuainetta vetyä syntyy sivutuotteena erilaisissa kemianteollisuuden prosesseissa. Sitä myös eristetään bio- ja maakaasuista menetelmällä, jota kutsutaan höyryreformoinniksi. Reformoinnilla tuotettu vety on käytännössä fossiilinen polttoaine.
Kuten sähköautoissa, myös vetyautojen hiilidioksidipäästöt ovat kiinni siitä, miten vety tuotetaan.
Vetyä voidaan tuottaa kuitenkin myös sähköisesti hajottamalla vesimolekyyli hapeksi ja vedeksi. Tällöin puhutaan elektrolyysistä. Se vaatii energiaa, jota vapautuu jälleen siinä vaiheessa, kun auto polttaa vedyn takaisin hapeksi. Tässä mielessä vety toimii kuin kaasumaisena akkuna, jota voi tankata vetyautoon aina uudestaan ja uudestaan lisää: vettä hajotetaan ja yhdistetään uudelleen prosessin eri vaiheissa.
Elektrolyysin vaatimasta suuresta energiamäärästä on muistuttanut muun muassa Tesla-mies Elon Musk, joka pitää vetyautoja “uskomattoman typerinä”.
Vety vai sähkö?
Sähköautoihin verrattuna vetyautoissa onkin yllättäen sekä hyviä että huonoja puolia. Herkästi syttyvä ja tiiviiksi pakattu vetykaasu vaatii turvallisten tankkauslaitteistojen lisäksi myös autoihin tankit, jotka eivät saa mennä rikki, vaikka auto ottaisi kovaakin kosketusta kolarissa. Toisaalta vetyauton täyttää muutamassa minuutissa siinä missä sähköauton akusto vaatii vähintään kymmenissä laskettavan määrän minuutteja. Vetyauton kantama on helposti satoja kilometrejä pidempi kuin täyssähköauton.
Elektrolyysin vaatimasta suuresta energiamäärästä on muistuttanut muun muassa Tesla-mies Elon Musk, joka pitää vetyautoja “uskomattoman typerinä”
Mutta toisin kuin sähköautoissa, vedylle ei ole valmista jakeluverkkoa olemassa, vaan se on rakennettava alusta yksin vetyautoja varten. Vetyautojen toistaiseksi korkeiden hintojen ohella juuri vedyn jakeluinfrastruktuuri haittaakin merkittävimmin vetyautojen mahdollisuutta levitä niin Suomessa kuin maailmallakin.
Esimerkiksi Suomeen nähden asukasluvultaan yli 12-kertaisen Ison-Britannian vetyasemaverkosto lasketaan nykypäivänä vain muutamissa asemissa. Saarivaltio tukee määrärahoin vetyautoilua, ja tavoitteena on 65 asemaa vuoteen 2020 mennessä. Suomessa väkilukuun suhteutettuna se olisi viisi asemaa koko maassa. Se on hyvin vähän ottaen huomioon, kuinka hajallaan suomalaiset asuvat.
Atlantin takana Yhdysvalloissa vetyasemien jakeluverkosto on sen sijaan rajoittunut käytännössä Kaliforniaan, jossa sielläkin suuret vetyautovalmistajat Toyota ja Honda myyvät vetyautoja vain niitä erityisesti kaipaaville. Samalla ne rajoittavat myyntiä niin, että sikäläinen infrastruktuuri pystyy toimittamaan kaikille kuljettajille riittävästi vetyä ilman verkoston tukkeutumista tai polttoaineen loppumista kesken.
Etenkin Toyotalla on kuitenkin valmistajana todella kunnianhimoiset tavoitteet vetyautoilulle. Japanilainen valmistaja, joka on aiemmin on tunnettu muun muassa pioneerin asemassa toimineesta Prius-hybridistään, on asettanut tavoitteekseen lähestulkoon lopettaa perinteisten polttomoottoriautojen valmistuksen ja myynnin vuoteen 2050 mennessä.
Toyota on asettanut tavoitteekseen lähestulkoon lopettaa perinteisten polttomoottoriautojen valmistuksen ja myynnin vuoteen 2050 mennessä
Tavoitteet on määrä saavuttaa erilaisilla hybridiratkaisuilla sekä vetyautoilla. Jälkimmäisistä valmistaja myy jo Mirai-malliaan, jollainen piipahti Suomessakin Ilta-Sanomien testissä. Japaniksi Mirai tarkoittaa tulevaisuutta.
Tähän vetytulevaisuuteen Toyota panostaa nyt ennenäkemätöntä vauhtia. Valmistajan luksusmerkki Lexus on jo julkistanut LF-FC -vetyautokonseptinsa, minkä lisäksi Toyota ja BMW ovat tehneet jo pidempään yhteistyötä vetyautoilussa. Audi on puolestan esitellyt h-tron -konsepetiaan, Hondan Clarity-malli on tulossa Kalifornian teille tämän vuoden lopussa ja Hyundain ix35:n polttokennoversio sieltä löytyykin jo.
Musk puhuu siis yhä kasvavaa joukkoa vastaan.
Toyota Mirai
Japani uskoo vetyyn
Toyotan johdolla tapahtuva panostus tapahtuu kuitenkin hyvin haasteellisessa tilanteessa, sillä Japanissa sähköautoilla on jo niin kovat markkinat, että latauspisteiden määrä ylitti maassa perinteisten polttonesteiden tankkauspisteiden määrän. Eikä vetyasemien rakentaminen ole maassa halpaa, sillä maan sääntely ja vaatimukset vetyasemille tekevät niistä jopa kolme kertaa kalliimpia kuin esimerkiksi Eurooppaan rakennettavista asemista.
Silti Tokion kaupunki aikoo käyttää noin 330 miljoonaa euroa kaupungin vetyinfrastruktuurin kehittämiseen vuoden 2020 olympialaisiin mennessä. Tarkoitus on tuottaa jakeluasemia liikenteen tarpeisiin sekä muun muassa virtaa kisakylään. Usko Japanissa on kova.
Palataanpa alkuun ja kesäiltaan Suomessa vuonna 2026. Näemmekö silloin vetyautoja suomalaisten pikkukaupunkien kaduilla?
Vetyasemien verkostoa tuskin voi sanoa vielä tuolloin laajaksi. Ehkäpä maassa voisi olla tuolloin kymmenen tai viisitoista asemaa, joilla tankata polttokennoautonsa. Tasaisesti ympäri Suomen levitettynä ne mahdollistaisivat kulkemisen ympäri maata. Suurimpien kaupunkien alueella asemia voisi olla useampikin kappale.
Ehkä olisi kiinnostavampaa loikata suoraan vuoteen 2066. Sinne ei kristallipallo kuitenkaan yllä.
Kuuntele Autotie Podcastin jakso, jossa Toyotan vetysuunnitelmaa käsiteltiin, täältä.
TOPI RANTA
Keskustelu
Elon Musk siis väittää vety-autoja "uskomattoman typeriksi".
Argumenttina hänellä oli eloktrolyysin vaatima suuri energiamäärä.
On monta mahdollisuutta ohittaa hänen väitteensä näkemällä esitetty tilanne vääränä.
Siihen perustuen Munk voidaan tulkita yksinkertaisesti tietämättömäksi, joka ei tunnu todennäköiseltä mutta toisaalta harhauttajaksi, oman bisneksensä puolesta puhujaksi.
Väite suuresta energian määrän vaatimuksesta elektrlyysissä ihmetyttää. Minkä laatuisesta elektrolyysistä on kysymys ja toiseksi mitä tarkoittaa suuri energia määrä?
Toiseksi tässä yhteydessä "suuri energiamäärä" ongelmana on mahdollista myös ohittaa. Vihjeenä tähän on että jo nyt on todettavissa näyttöjä että energia on "ilmaista", mikä on todellisuutta. Siten elektrolyysillä tuotettu vety vähintäinkin edullista.
Mikä tässä vedyn tuotannon prosessissa maksaa on vain tekniikka, ei energia.
Ongelma on enemmän poliittinen bisneksessä, ja varmasti myös energiapoliittinen, lyhyesti mainittuna.
Tätä puolta ilmeisesti Munk edustaa.
Itse näen että vety on tulevaisuuden todellinen mahdollisuus ja lyhyellä aikavälillä, eikä pelkästään autojen kohdalla.
Munk on mielestäni "uskomattoman typerä" tulevaisuuden visionääri mutta kekseliäs bisnes mies hän varmaan on.
Vedyn etu sähköön nähden on se, että vetyä voidaan kuljettaa. Tankkiauton (tai rautatiekuljetuksen) kustannukset / kilometri lisättynä mahdolliseen merikuljetukseen eivät vielä tee maltaita. Vety voidaan siten haluttaessa tuottaa vaikka Islannissa maaperästä saatavalla energialla, joka on likipitäen ilmaista (kaiketi tällaisiakin laitoksia täytyy huoltaa). Toinen vaihtoehto on muuttaa nykyisten öljymaiden aavikot aurinkovoimafarmeiksi ja tuottaa siellä vetyä.
Sähköä varten taas tarvitaan voimalinjat, joista vetytaloudessa voitaisiin jopa luopua (joka talossa voisi olla oma polttokennonsa tuottamassa energiaa aurinko- ja tuulisähkön lisäksi). Yhden nettilähteen mukaan sähkönsiirron häviö on 3,5 % siirretystä sähköstä ja täytyyhän se sähkökin tuottaa. Olisi mukava nähdä asiallinen vertailu siitä, mitkä ovat sähköntuotannon ja -siirron kustannukset verrattuna vetyvaihtoehdon kustannuksiin.
Musk tietenkin myy sähköautoaan eikä hän - tai ylipäätään koko autoteollisuus - kerro oikeita vastauksia, vaan kaikki on propagandaa...
Ai sähköautoilla on valmis jakeluverkko?
Ei muuten ole, jos noita autoja on yhtään suurempia määriä. Koska suuri sähköautojen latausmäärä, etenkin jos ne pitäisi ladata rivakasti, vaatii reipasta vahvistamista sähköverkkoon, että verkossa on piikkikuormaa varten riittävä kapasiteetti.
Se muuten maksaa paljon enemmän kuin kaivaa vetysäiliö huoltsikan pihan alle.
Joten jospa ihan oikeasti toimittajat lopettaisivat väittämisen, että sähköautot eivät tarvitse mitään lisärakentamista. Koska se ei pidä paikkaansa muilla kuin marginaalisilla määrillä.
Olet Oskari aivan oikeassa siinä, ettei sähkönjakeluverkko kanna mitä tahansa muutoksia sellaisenaan, vaan vaatii tietysti lisäpanostuksia sitä mukaa kun sen kuormituskin kasvaa, mikä tarkoittaa tietysti lisäkustannuksia. Silti oleelliseta tällä hetkellä kuluttajalle on, että sähköauton voi ladata eri puolilla maata. Vetyautossa näin ei ole.
Pertin mietteen puolueettoman tutkimuksen tarpeesta jaan täysin. Olisi myös äärimmäisen mielenkiintoista tietää, mikä on lopullinen hävikki esimerkiksi sellaisessa tapauksessa, että sekä vety- että sähköauto saavat energiansa loppujen lopuksi samasta voimalaitoksesta, toinen sähköverkon kautta ja toinen elektrolyysin ja vedyn välityksellä. Tietysti on aivan selvää, ettei omaisuudellaan sähköauto- ja akkubisnekseen sitoutunut Musk voi antaa, eikä tämän voi olettaakaan antavan, puolueetonta arviota vetyautojen potentiaalista sähköautoihin nähden.
Terveisin,
Topi /Autotie
Jo pelkkä akkuauton latausteho on aika huimaava. Jos uuden mainostetun sähkö-Audin akku pystytään lataamaan 30 minuutissa 80% täydestä latauksesta, tarvitaan 250 kW sähkötehoa. Se tarkoittaa noin 80 sähkökiuasta täydellä teholla tai 630 Ampeerin sulaketta. Jos Latausasemalla olisi esimerkiksi 10 "pistoketta" tarvitaan 2,5 Megavatin teho. Loviisan yksi reaktori pyörittäisi siis 240 tällaista kuormaa eli 2400 auton latausta. Tällä saataisiin ladattua esim. 20% Suomen koko taksien päivitäisestä ajosta. Koko taksimäärälle yksi reaktori riittää hyvin, kun lataus suoritetaan hyvässä aikajärjestyksessä. Hyvin pieni osa muutakin liikennettä voitaisiin ladata. Tietysti tarvitaan lisää sähköä, jota Suomi ostaa jo 25% kulutuksestaan ulkomailta.
Ihan toinen pohdinta voisi olla, riittävätkö maailman harvinaiset materiaalivarat. Litiumakku on toistaiseksi paras tunnettu akku. Siihen tarvitaan Litiumia, Nikkeliä, Kobolttia, Grafiittia. Nykyään tunnetut Litiumvarat eivät riitä koko maailman maaliikenteen sähköistämiseen. Uusia varmaan löytyy, mutta kustannukset nousevat. Muita mineraaleja kyllä löytyy, mikäli niitä ei käytetä mihinkään muuhun.
