10.12.2019
Sähköautojen kulutuksissa on eroja ja sillä on merkitystä käyttäjälle
Sähköautojenkin energiatehokkuuksissa on eroja, jotka eivät selity esimerkiksi autojen välisillä painoeroilla. Tästä saatiin jonkin verran konkreettista näyttöä myös Suomen ensimmäisessä sähköautoille suunnatussa Ecorun-kilpailussa lokakuussa 2019. Hyvän ja tarkan kuvauksen kilpailusta kirjoitti Jenni Poloinen-blogissaan, joten minä keskityn nyt enemmän pohtimaan autojen kulutuksien eroja ja niiden merkitystä.
Itse tarkastelen ensisijaisesti tällä tarkoin vakioidulla kilpailureitillä saavutettuja todellisia kulutuksia. Nekin tosin ovat auton mittaristosta otettuja, mutta sähköautoissa ne ovat yllättävän tarkkoja lukemia.
Pienimmällä kulutuksella kulki Bemarin i3:nen 10,9 kWh/100km, mutta hienona saavutuksena pidän Hyundain 12,4 kWh/100km sekä etenkin Teslan Model 3:sen 13,8 kWh/100km lukemia. Nämä kaikki peittosivat minun ajamani Nissan Leaf e+:ssan 14,2 kWh/100km lukeman jopa merkittävällä tasolla. Hyundai ja etenkin Tesla ovat vieläpä huomattavasti painavampia kuin käyttämäni Leaf. Hyundain alhainen kulutus tuli todettua myös jo vuotta aiemmassa Ecorun-kilpailussa ja nyt sama toistui uuden Ioniqin aiempaa isommalla akullakin. Jotain siis Hyundai ja Tesla ovat osanneet Nissania paremmin.
Ioniq siis kulutti tällä kertaa 12,7% ja Teslan Model 3 2,8% vähemmän kuin ajamani Leaf e+. Kiinnitän huomioni erityisesti Ioniqiin, koska i3 on niin paljon pienempi auto ja Model kolmonen on huikean paljon tehokkaampi nelivetoinen auto.
Kulutuksella merkitys ajamisen hintaan on pieni
Sähköauton kulutuksella on tietenkin merkitystä liikenne-energiasta tuleviin kuluihin. Itse olen ajanut 1-11/2019 noin 45600 kilometriä ja sähköä on kulunut 7585,7 kWh:n verran. Jos olisin ladannut kaiken kotona, olisi tuolle kertynyt hintaa kaikki sähkökulut huomioiden (osto+siirto+kaikki verot noin 17c/kWh) 1290 euroa, eli 2,83 euroa/100km. Jos olisin ajanut tuon matkan Ioniqilla ja sen kulutus olisi toteutunut 12,7% pienempänä, niin olisi sähköä kulunut noin 6622 kWh ja sille olisi kertynyt hintaa noin 1125 euroa, eli noin 2,47 e/100km. Tuolla nyt ei ole juurikaan merkitystä ajamisen kuluihin. Tässä ei ole se olennainen seikka, johon pienemmällä kulutuksella on merkitystä.
Kulutuksen merkitys toimintamatkaan on olennainen
Vuosittainen noin 50 000 kilometrin ajoni koostuu 99% alle 350 km/pv ajoista. Tyypillinen ajo on työpäivän aikana tapahtuva käynti Tampereelta Helsinkiin ja takaisin, eli 176 kilometriä suunta. Tie on koko matkalta moottoritietä ja ajan mieluiten nopeusrajoitusten mukaan ja normaalit mukavuustoiminnot päällä, kuten lämpimällä tai jäähdytetyllä autolla. Leafini kuluttaa tuolla reitillä hyvällä talvikelillä noin 18 kWh/100 km, eli noin 31,7 kWh yhteen suuntaan ajaessa ja saman takaisin tullessa. Leaf e+:n akku ei siis aivan riittäisi työpäivän edestaikasieen ajoon, koska ilmoitetusta 62 kWh:sta on käytettävissä noin 58 kWh. Ioniqin Ecorunissa saavuttamalla kulutuksella energiaa kuluisi 21,8 kWh yhden suuntaisella matkalla, eli yhteensä 43,6 kWh. Uuden Ioniqin akku on vain 38,8 kWh, joten silläkään en tätä päiväreissua tekisi yhdellä latauksella.
Sen sijaan tiedän jo kokemuksesta, että Hyundai on onnistunut Kona 64 kWh:ssa myös olemaan Nissania taloudellisempi, joten tämä matka menee sillä talvellakin ilman yhtään latausta koko päivän aikana. Konalla 340 km päiväreissu ilman yhtään välilatausta talvella. Tässä on se merkittävin vaikutus pienemmästä kulutuksesta. Samalla akkukapasiteetilla pääsee pidemmälle ja joillekin meistä sähköautoilijoista tuolla on suurta lisäarvoa.
Pienempi kulutus - nopeampi lataus tai alhaisempi latausteho
Toinen merkityksellinen vaikutus voi olla joillekin yön aikana saadun latauksen tuomasta lisämatkasta. Peilaan ajamani Leaf e+:ssan kulutusta joka siss oli 14,2 kWh/100km omaan 40 kWh Leafiini ja vertaan sitä Ioniqin 12,4 kWh/100km kulutukseen samalla reitillä. Näissä autoissa on suunnilleen saman kokoinen noin 38 kWh käytettävissä oleva akkukapasiteetti. Jos molemmilla autoilla tulee illalla kotiin 200 kilometrin taipaleelta, on akku kovin tyhjä. Leafin akussa on noin 9,6 kWh ja Ioniqin akussa noin 13,2 kWh. Autot laitetaan saamaan 8A latausvirtaa pistorasialataskaapelilla, eli ne saavat 1,84 kW:n tehoista latausta ja autot ehtivät olla yöllä latauksessa 10 tuntia, eli molempiin ehtii kertyä 18,4 kWh lisää energiaa ennen aamun lähtöä.
Leafin akussa on siis aamulla 28kWh energiaa ja Ioniqin akussa on 31,6 kWh. Tästä aihetuu sellainen tilanne, että Ioniq pystyy heti aamulla lähtemään samanpituiselle 200 kilometrin käynnille ja palata ilman välilatauksia, kun taasen Leaf ei siitä suoriutuisi ilman välilatauksia.
Eli isomman kulutuksen takia osalle sähköutoilijoista tuo Leafin 12,7% suurempi kulutus aiheuttaisi tarvetta joko kasvattaa lataustehoa investoimalla arvokkaampaan ja nopeampaan latauslaitteistoon tai välilataustarvetta. Tämä sama tilanne toistuu jatkuvasti arkiajossa, jos ajaa paljon.
Tästä johtuen itse arvostan sähköautoissa erityisen paljon pientä kulutusta.
Mistä kulutuserot sitten johtuvat autojen välillä? Sähköauton energiatehokkuus on korkea. Kun sain tilaisuuden kuunnella Nissanin Formula e -tallin päällikköä, minulle valkeni että korkealla energiatehokkuudella jo oltaessa pienelläkin prosentuaalisella parannuksella on iso merkitys. Hän esimerkiksi sanoi, että tiimi joka onnistuu muita paremmin ratkaisemaan energiatehokkuuden voittaa koko sarjan suurella todennäköisyydellä. Teslan Raven-malli on onnistunut uskottavasti parantamaan merkittävästi energiatehokkuutta aiempiin malleihin verrattuna. Olisi mielenkiintoista lukea kommentteja Raven Teslan ja aiemman välisistä kulutuseroista sekä jotain tarkempaa tietoa, että mistä tämä energiatehokkuuden ero on syntynyt.
Keskustelu
Ei sähköauton elinkaaren energiatehokkuus ole sen korkeampi kuin polttomoottoriautoillakaan kun huomioon otetaan autossa käytetyn polttoaineen valmistus ja auton valmistus ja kierrätys.
Sähköauton ajonakainen parempi energiatehokkuus lähinnä tasaa puntit muiden teknologian autojen kanssa mutta ei ole asiana kovinkaan olennainen.
En kyllä pidä tuon testin tuloksia mitenkään vertailukelpoisina keskenään koska tulokset otettiin autojen ajotietokoneista.
Jos kiinnostaa niin käy katsomassa esim. seuraava linkki. Nissan ladattiin täyteen 236 mailia ja Teslaa ei ladattu täyteen mutta ajotietokoneen mukaan siihen ladattiin 236 mailia eli täsmälleen sama kuin Nissaniin. Perillä Nissan 84 jäljellä, Tesla 83. Matkalla Nissanin lukemat muuttuivat rajusti kuormituksen mukaan, jos takana oli pitkä pätkä nousua laskettiin loppumatkankin toimintamatka kuin se olisi nousua. Tesla taas ennusti akun kulumista joko korkeuskäyrien mukaan tai siinä ennen ajaneiden Teslojen kulutusdatan mukaan.
https://www.youtube.com/watch?v=a90pI-8xibw
Moi Jani,
En käsittääkseni puhunut koko elinkaaren energiatehokkuudesta?
Mutta sinulla on varmaan näyttää jokin tuore laskelma ja lähde tuolle väittämällesi, ettei sähköauto olisi koko elinkaarensa aikana energiatehokkaampi?
Onko sillä sitten kuinka paljon merkitystä, jos sähköauto valmistetaan CO2-neutraalisti ja merkittäviltä osin esim. aurinkovoimalla ja sen ajonaikainen energia ladataan uusiutuvilla energioilla?
Joka tapauksessa sähköauto on dramaattisesti energiatehokkaampi ajossa kuin polttomoottoriautot.
Morjes nimim: gxchhvjn
sähköautojen toimintamatka-arvio on eri asia kuin kulutusmittari. Kulutusmittarit näissä näyttävät yllättävän tarkasti oikein. Olen sen useita kertoja eri sähköautoilla tarkastanut myös ajomatkan ja ladatun energian kautta.
Mutta tosiaan absoluuttisen tarkkoja ne sähköautojenkaan kulutusmittarit eivät ole. Lisäksi jos mitataan ladatun energian kautta saadaan laskettua myös latauksen energiahukka mukaan kulutukseen. Sitten se on eri asia, mitä halutaan vertailla ja mitata. Jos ajonaikaista kulutusta halutaan vertailla, jolla on nimenomaan sähköautoilijalle merkitystä toimintamatkan näkökulmasta, niin latauksen aikaista häviötä ei pidä huomioida. Jos taasen halutaan vertailla sähköautoilijalle melko pienellä merkityksellä olevaa liikenne-energiaan kuluvan hinnan merkitystä, niin kannattaa mitata lataushäviöt huomioiden.
Sen sijaan toimintamatka-arvio perustuu aina jonkun mittaisen aiemman ajamisen kulutukseen. Se päivittyy koko ajan ajamisen aikana. Itselle on Leafilla käynyt useita kertoja siten, että olen ajanut ensin kesäistä moottoritietä TRE-HKI-TRE päiväreissun 120 km/h todellista navi-nopeutta käyttäen.
Sitten kun akku on latautunut yön aikana täyteen, näyttää toimintamatka-arvioksi noin 190 km. Kun olen ajanut kotiin 40 kilometrin matkan, saattaakin jäljellä olla vielä 195 km toimintamatkaa.
Taitaa jäädä muistiin aiemman ajon data. Mulla myös näyttänyt eri ajomatkoja latauksen jälkeen. Riippuu kaasujalasta ja onko lämmitys päällä ??
Moi Teukka,
Joo rangearvio huomioi lämmityslaitteen hetkellisen kulutuksen varmaan kaikissa kun laskee toimintamatkaa.
Onhan minulla kun olen vuoden asiaa tutkinut pyynnöstä ja tehnyt seikkaperäisen taulukon. Se on edelleenkin facebookryhmässäni, ja eipä sitä koskaan oikein kukaan kommentoi - luultavasti koska ei näytä haluttuja tuloksia vaan totuuden sellaisenaan.
Paikallisladattu tuulisähkö olisi hyvä, mutta laskelmissa käytin tietenkin suomen sähköntuotannon energiatehokkuutta mikä on erityisen huono ja tulee huonontumaan entisestään kun OL-3 otetaan käyttöön.
Mutta ko. asia ei siis ole periaatteessa edes olennainen koska resursseja on kyllä yllin kyllin. Lähinnä viihteellistä knoppitietoa jos jotakuta kiinnostaa.
En naamakirjaa käytä... mutta miten lasketaan ydinvoiman energiatehokkuus? Tuskin sentään lähtökohtana E=mc²... onko lähtökohtana reaktorissa vapautunut lämpöenergian määrä vai mikä? Voidaan myös kysyä mitä merkitystä tässä tapauksessa hyötysuhteella on kun 'polttoaine' ei kuitenkaan ole suurin kustannustekijä? Ei se tuulivoimalakaan ota laajemmalla alueella puhaltavasta tuulesta kuin pienen murto-osan hyödyksi ja loppu puhaltaa ohi, mutta eihän sillä ole muuta merkitystä kuin korkeintaan tuotantotaloudellinen merkitys. Ydinvoiman kohdalla tietysti huono hyötysuhde lisää vähän syntyvän ydinjätteen määrää.
Yleensä jonkin energiamuodon täydellinen kokonaishyötysuhde on aika hankala asia selvittää. Jos öljyn suhteenkin otetaan huomioon esim öljynporauslauttojen ja -kenttien, tankkerien sekä jalostamojen rakentaminen ja käyttö, putkien tai maantiekuljetusten kautta aina mittarikentän rakentamiseen, talvikunnossapitoon ja jopa sen käyttämään sähköön; ja lopulta siirrytään polttomoottorin parhaimmillaankin noin alle 50% hyötysuhteeseen niin aika pieneen prosenttilukuun päädytään. Prosessin sisäinen hyötysuhde voi olla hyväkin, mutta minusta mukaan pitää huomioida myös prosessin rakentamisen ja ylläpidon käyttämä energia. Ehkä jopa purkaminenkin elinkaaren lopussa - niinhän sähköautojakin arvostellaan. Vähän aikaa sitten seurailin kun yhtä vanhaa huoltoasematonttia siivottiin - noin viikon taisivat kaivinkoneet kaivaa pilaantunutta maata ja kuorma-autot ajoivat ainakin osan siitä noin 100 km:n päähän EkoKemille. Vähän meni energiaa 'hukkaan' siinäkin, lasketaanko mukaan kokonaishyötysuhteeseen?
On virhe väittää, että sähkömoottorin hyötysuhde on kaikissa tilanteissa hyvä. Mikäli moottoria kuormittaa riittävästi, niin hyötysuhde voi olla tätä, mutta jos 100kW moottoria kuormitetaan esim 15kW teholla, niin hyötysuhde voi olla jo paljon huonompi. Toki hyötysuhde on varmaankin näissäkin tilanteissa parempi kuin polttomoottorilla. Tästä puhutaan mielestäni aivan liian vähän. Ilmanvastus voi myös selittää tuloksia melko paljon.
Jotta ei jäisi liian vihamielistä kuvaa, niin sanon, että olen tilannut mercedes benz A250e sedan auton itselleni aerovanteilla ja odotan saavani auton ensi keväänä. Imanvastus lienee pienimmästä päästä.
Moi,
Nyt kaipaan hiukan lisää lähdettä ja faktaa, että ajaessani Leafillani osateholla, siis lähes aika! Sen energiatehokkuus olisi jotenkin heikompi. Mikään oma havaintoni ei tue tuota mahdollisuutta. Sen sijaan polttomoottoreissa nimenomaan osateholla käyttäminen käsittääkseni tyypillisesti heikentää ennestään energiatehokkuutta. Tosin ajonaikaisella energiatehokkuudella ei ole sitten suurtakaan merkitystä kuin sähköautoissa toimintamatkaan.
Onnea sähkö-Mersullesi!
Moi
Tuon aineiston sivulla 8 sanotaan, että jos kuorma on alle 25% niin hyötysuhde laskee. Itselleni ei ole täysin selvää, että miten kuorma määritellään. Olettaisin tarkemmin asiaa tuntematta, että olisi vääntömomentista. Tosin onhan 60% hyvä luku polttomoottoriin nähden, mutta jos kuorma on alle kymmenen prosenttia, niin toi hyötysuhdekuvaaja lakee aika jyrkän näköisesti ja kyllä uskon että on ylivoimainen polttomoottoriin nähden, mutta jos nyt mietitään sähköautojen kulutuseroja niin tällä voi olla merkitystä, jos verrataan hyvin tehokasta autoa vähemmän tehokkaaseen . Onhan sähkömoottoreissakin eroja, vaikka voisi kuvitella, että pyrkivät optimi ratkaisuihin.
Lähde:Motiva
file:///C:/Users/Markku/Downloads/Energiatehokas_moottorijarjestelma_KOULUTUSAINEISTO%20(2).pdf
Moi,
En saanut linkkiäsi auki.
Kyllä sillä on tosiaan merkitystä, kuinka energiatehokas sähköinen voimalinja on. Leaf on heikoimmillaankin 85% ja sitä parempi melkein kaikissa arjen ajonopeuksissa. Mutta jos tuosta onnistuu vähänkin parantamaan, on vaikutus varmasti merkittävä.
Eli tärkeä asia on tosiaan ja voinee kehittyä vielä paremmaksikin.
Esim tuolla keskustelussa esiintyy Leafin energiatehokkuuskuvaaja.
https://mynissanleaf.com/viewtopic.php?t=5509&start=30
Moi
Tuo kuvaaja kyllä tuki sitä mitä sanoit. Yritin löytää nopeasti sähkömoottorin hyötysuhdekuvaajia, mutta en onnistunut löytämään kuin tuon motivan koulutusaineiston.
En kyllä tiedä, että miten ne on pystynyt kiertämään sähkömoottorin hyötysuhteen laskemisen pienillä kuormilla. On niin paljon parempi, mitä tuosta motivan aineistosta saa käsityksen. Tässä on kopioitu linkin osoite. Viimeksi kopioin jotain ihan muuta. Pitäisi löytyä motivan sivulta myös hakutyökalulla.
https://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=2ahUKEwjU2-3Y6sjmAhVwo4sKHWt7CZIQFjABegQIARAC&url=https%3A%2F%2Fwww.motiva.fi%2Ffiles%2F7807%2FEnergiatehokas_moottorijarjestelma_KOULUTUSAINEISTO.pdf&usg=AOvVaw3bp593y_xxwQCVa0Pu0eOJ
Moro,
Kiitos linkistä.
En osaa enempää ottaa kantaa aiheeseen.
Löytyisiköhän tuolta sähköautoilijat -Nyt FB-ryhmästä kiinnostunutta osaajaa avaamaan aihetta lisää? Itseänikin kyllä kiinnostaa.
Juhani V:
Lasken vain puhtaan energian käyttövoimien autoja, eli sähkö, biokaasu ja vety. Ydinvoimalan alle 40% hyötysuhde on ihan yleistä tietoa mistä vain ja hyväksytty sellaisenaan. Knoppitietona mainittakoot että 100:ssa vuodessa öljyinfra on niin läpeensä optimoitu että sen polttoaineen tuotannon hyötysuhde on yli 80% mikä tarkoittaa sitä että energiatehokkuudessa monet bensa-autotkin on parempia kuin Suomen sekasähköllä sähköautot, siksi energiatehokkuus on harhaanjohtava topic koska se tuo kalseita faktoja esiin. Ympäristöarvojen parannus on kautta aikain perustunut energiankulutuksen kasvuun, esimerkkinä esim. EGR, katalysaattori. Energiankulutus ei ole se ongelma tai resurssien riittävyys, mutta sähköauto on taatusti ympäristöystävällisempi aina kuin bensa-auto vaikka energia kuluisi sähköautolla enemmän valmistuksessa ja sähkön tuotannossa - siksi sähköauto.
