Sähköauto, huoltovarmuus ja liikenteen tulevaisuudennäkymät

Koronaviruksen jatkaessa tuhojaan ja lamaannuttaen yhteiskuntaamme, jo nyt on selvää, että autojen myyntimääristä ei tänä vuonna voi vetää johtopäätöksiä, jotka olisivat vertailukelpoisia muihin vuosiin. Autotehtaat joutuvat pysäyttämään tuotantojaan ja on enemmän tai vähemmän sattumankauppaa, millaisia autoja valmistavat tehtaat ovat kiinni. Tästä poikkeuksellisesta tilanteesta tuli mieleeni pitkään muhinut näkökulma liikenteen sähköistymisestä huoltovarmuuden kannalta.

Koukussa öljyyn

Kuten tiedämme, liikenne hoidetaan Suomessa pääosin fossiilisilla tuontipolttoaineilla, käytännössä siis öljyllä. Lähes kaiken liikenteen pyörittäminen tuontiöljyllä on pitänyt yhteiskuntamme toimintaa jo pitkään alttiina Suomen ulkopuolisille häiriöille, kuten sodille. Myös lukemattomat muut tekijät voivat aiheuttaa häiriöitä öljyn toimituksiin.

Tuoreena esimerkkinä öljyn epävarmuudesta, juuri nyt on käynnissä OPEC-kartellin maiden välinen kinastelu, joka yhdessä koronaviruskriisin kanssa on laskenut öljyn hinnan pohjalukemiin. Tämä taas saattaa ennen pitkää johtaa öljyntuotannon supistumiseen, mikä on sinällään hyvinkin toivottava asia, mutta voi pidemmän päälle vaikuttaa öljyn saatavuuteen. Ja on sitä vähäisemmistäkin syistä sodittu. Jos tilanne eskaloituisi pahasti, niin voisin arvata, että öljyntuottajamaissa ei mietittäisi ensimmäisenä sitä, saadaanko öljyä vietyä pienen Suomen tarpeisiin riittävästi.

Öljy on myös siitä huono raaka-aine, että sitä käyttävillä liikennevälineillä ei oikein ole vaihtoehtoja. Biopolttoaineet, kuten biodiesel, -etanoli ja -kaasu ovat toki kestävästi tuotettuina hyvä osaratkaisu, mutta niitä ei yksinkertaisesti riitä läheskään koko liikennesektorin tarpeisiin, sillä kestäviä raaka-aineita, kuten jätteitä, ei ole tarpeeksi. Kaikki mahdollinen on kuitenkin syytä ottaa hyötykäyttöön, kuten jo ollaan tekemässäkin.

Pähkinänkuoressa yllä mainittu tarkoittaa, että tuontiöljyn tulon loppuessa Suomen liikenne suurimmalta osin lamaantuisi. Öljyn tuotantoketjussa on myös monia osia, joista yhdenkin häiriintyminen vaikuttaa saatavuuteen.

Fossiilisen öljyn reitti maaperästä auton tankkiin. Jokainen välivaihe tässä ketjussa aiheuttaa myös päästöjä, mutta ei siitä sen enempää.

Sähkö huoltovarmuuden näkökulmasta

Liikenteen jatkaessa sähköistymistään on syytä tehdä riskiarvio myös sähkölle. Onneksi sähkön suhteen olemme paremmassa asemassa, sillä toisin kuin öljyä, sähköä voi tuottaa tarvittaessa lähes mistä vain ja ennen kaikkea kotimaisesti. Alla kuva Suomen vuoden 2019 sähköntuotannosta:

Sähkön reitti auton akkuun tarvitsee väliin vain sähkönsiirron.

Kuvasta näkyy, että sähköä tuotetaan Suomessa lukuisin eri tavoin. Moni on kritisoinut sähköautolla ajamista sillä virheellisellä perusteella, että siinä vain siirrettäisiin päästöjä pakoputkesta muualle, mutta tämä ei useimpien maiden kohdalla pidä paikkaansa, eikä varsinkaan Pohjoismaissa. Suomen tapauksessa sähköntuotanto oli viime vuonna jo 82 % hiilidioksidineutraalia ja suunta on siitäkin puhtaammaksi. Lisää tilastoja Suomen sähköntuotannosta voit lukea tästä linkistä.

Tuotantomuotojen moninaisuus tarkoittaa hyvää huoltovarmuuden kannalta ja sähkön tapauksessa vaihtoehtoja piisaa. Normaalitilanteessa Suomi toki tuo osan sähköstään muista maista (viime vuonna 23 %), mutta valtaosa siitä tulee Pohjoismaista. Toisaalta tuonnin osuutta tulee rankalla kädellä pienentämään Olkiluoto 3:n käynnistyminen lähitulevaisuudessa, sekä voimakas tuulivoiman rakentaminen. Saatamme vielä päätyä sähkön nettotuojasta jopa nettoviejän asemaan. Sivuhuomiona mainittakoon, että sähköautojen käytöstä poistetut akut sopivat mainiosti sääriippuvan tuotannon rinnalle.

Kuitenkin yksi epätodennäköinen, mutta mahdollinen riski on sähkön siirtoverkon lamaantuminen joko fyysisen tai kyberhyökkäyksen johdosta ja siitä seuraava valtakunnanlaajuinen sähkökatko. On samaan hengenvetoon todettava, että siinä tilanteessa ei polttoainettakaan tule tankkiin, sillä huoltoasemien bensapumput vaativat toimiakseen sähköä.

Lisäksi äärimmäisessä kriisissä sähköautoa voidaan ladata vaikka suoraan voimalaitoksista, tai sitten aggregaateilla, jotka toimivat esimerkiksi bensalla tai dieselillä. Eli siinä missä bensa-autoon voi tankata vain bensaa ja dieselautoon vain dieseliä, voi sähköautoa hätätapauksessa ladata millä vain polttoaineella. Se kuulostaa varsin toivottavalta ominaisuudelta huoltovarmuuden näkökulmasta.

Akkumineraalien riittävyys

On syytä käydä läpi myös tilanne akkumineraalien riittävyyden suhteen, sillä tätä argumenttia käytetään usein löysänä heittona sähköautojen yleistymisen vastustamisessa. EU:ssa on selvitetty kriittisten raaka-aineiden tilannetta. Tiivistetysti voidaan sanoa, että sähköautojen tapauksessa suurin huoli on koboltin riittävyydestä.

Tässä on kuitenkin se onnellinen puoli, että Suomesta kobolttia löytyy yllin kyllin. Käytännössä siis pelkästään yhden suomalaisen kaivoksen (Terrafame) vuosittainen koboltintuotanto riittäisi Suomen kaikkien uutena myytävien autojen sähköistämiseen - yli kahteen kertaan. Ja siinä missä kaikki polttoaine on kertakäyttöistä, koboltti on täysin kierrätettävää (sivu 19). 

Koboltin riittävyyskin on suurelta osin kiinni tuotantokapasiteetin kasvun hitaudesta. Itse mineraalia kyllä riittää maailmassa, arviolta 7 miljoonaa tonnia. On arvioitu, että yhden Tesla Model 3:n akkuun tarvitaan noin 4,5 kg kobolttia, joten siitä laskien maailman kobolttivarannot riittäisivät (7 000 000 000 kg / 4,5 kg) noin 1,6 miljardin täyssähköauton akkuun. Maailmassa on arvioitu olevan noin 1,4 miljardia autoa, joten periaatteessa kobolttia riittäisi koko maailman autokannan muuttamiseksi täyssähköautoiksi.

Vaikka kobolttireserveistä otettaisiin Kongo pois kokonaan ja jäljellä olevista varannoista hyödynnettäisiin sähköautoihin vain puolet, puhutaan silti vähintään 400 miljoonan täyssähköauton tuotantokapasiteetista. Kun otetaan lisäksi huomioon, että ladattavan hybridin akku on kapasiteetiltaan karkeasti noin viidesosa täyssähköauton akusta ja siten siihen tarvitaan vähemmän kobolttia, voidaan todeta, että valtaosa maailman henkilöautoista voidaan sähköistää. Lisäksi on tärkeää huomioida, että näissä laskelmissa ei ole mukana kierrätyksestä käyttöön palautuvaa kobolttia.

Kaiken koboltista puhumisen ohella on syytä muistaa, että sähköautojen akkuja voidaan valmistaa myös ilman kobolttia, esimerkiksi LiFePO4 -akkukemia on tällainen. Sen energiatiheys ei ole yhtä hyvä kuin nykyisillä kobolttipitoisilla akkukemioilla, mutta lyhyehkön kantaman autoihin se sopii mainiosti.

Lisäksi akut kehittyvät hyvää vauhtia edelleen ja onkin varsin todennäköistä, että markkinoille tulee tämän vuosikymmenen aikana uusia akkuja, jotka sisältävät selvästi vähemmän tai ei ollenkaan kobolttia. Sitä odotellessa koboltin tarve ei kuitenkaan ole este nykyakkujen käytölle, sillä kuten todettua, kobolttia riittää vähintään satoihin miljooniin sähköautoihin.

Biopolttoaineet, synteettiset polttoaineet ja vety

Aiemmin mainittu biopolttoainekortti kannattaa ehdottomasti käyttää, ihan jo pelkästään sen vuoksi, että laiva- ja lentoliikenteessä sekä pitkän matkan raskaassa liikenteessä ei käytännössä ole - bion lisäksi - muuta vähäpäästöistä vaihtoehtoa. Päästöjen vähentämisessä ei siis kannata nirsoilla, kunhan raaka-aineiden kestävyydestä ja riittävyydestä huolehditaan.

Siinä missä monet biopolttoaineet ovat jo nyt käyttökelpoisia, vedyn liikennekäytön kohdalla ei vieläkään voida puhua kuin pilottitason teknologiasta. Vetyä on aina välillä nostettu keskusteluissa esiin, mutta nykytiedon valossa ei näytä todennäköiseltä, että siitä tulisi kilpailukykyinen vaihtoehto, ainakaan henkilöautoissa. Yksi haaste on energiatehottomuus: Elektrolyysillä valmistettu puhdas vety tarvitsee ainakin 2,5 kertaa enemmän sähköä kuin sähköauto. Tämä arvio on muuten optimistisimmasta päästä, karumpiakin arvioita on olemassa.

Lisäksi, kun sähköauton lataamiseen tarvitset pienimmillään itse auton lisäksi vain voimavirtapistorasian, on vetyautoilija edelleen täysin riippuvainen tankkausverkostosta. Jonka rakentaminen maksaa; useimmissa arvioissa puhutaan miljoonista dollareista per vetytankkausasema. Tämä kustannus tulee siihen päälle, että lähtökohtaisestikin vedystä maksetaan moninkertaisesti sähköauton lataussähköä enemmän. Vedyn tuotanto- ja paineistuslaitteet eivät nekään varsinaisesti ole ilmaisia, ja kuljettaakin sitä pitäisi. Lisäksi vety saattaa vuotaessaan räjähtää varsin helposti.

Jos et vielä vakuuttunut, niin kannattaa myös vilkaista maailman eniten myydyn vetyauto Toyota Mirain huolto-ohjelmaa. Se pitää huoltaa puolen vuoden tai 8 000 kilometrin välein(!). Tässä on iso kontrasti esimerkiksi Teslan autojen huolto-ohjelmaan, johon ei kuulu mitään pakollista. Tesla ei siis vaadi mitään huoltoja, että auton takuu pysyy voimassa.

Vielä sananen synteettisistä polttoaineista. Niiden energiatehokkuus on monin verroin vetyäkin huonompi. Myös valmistaminen on jossain määrin monimutkaisempi prosessi, mutta toisaalta varastoiminen on vetyä helpompaa. Kuitenkin, niin kauan kuin sähköntuotanto ei ole ilmaista, puhutaan erittäin huonosta energiatehokkuudesta - toisin sanoen sähkön tuhlauksesta -, jos tehdään synteettisiä polttoaineita sähköllä. Optimistisimmat synteettisten polttoaineiden skenaariot yleensä olettavat sähkön olevan ilmaista, jolloin homma kyllä voidaan saada taloudellisesti toimimaan, mutta ilmaista sähköä ei käsittääkseni ole vielä keksitty. Ja sille ilmaiselle sähkölle kyllä riittää muitakin ottajia, muun muassa - arvasit oikein - sähköautot.

Lopuksi

Vielä haluan muistuttaa siitä tosiasiasta, että meillä on jo valmiiksi vedettynä sähköt jokaisen kotiin ja työpaikalle. Useimpien tarpeisiin ei arjen sähköautoilussa muuta tarvita: Koti- ja työpaikkalataukset riittävät. Jonkin verran toki tarvitaan pikalatureita myös valtateiden varsille, mutta tarve ei mene samassa suhteessa polttoaineenjakelun kanssa, sillä koti- ja työpaikkalataukset kattavat luokkaa 90% latauksista. Ja kyllä pidemmätkin talvireissut onnistuvat jo nykyautoilla ja -latausinfralla.

Silti on syytä täsmentää, että en vastusta ainuttakaan potentiaalista päästövähennyskeinoa, oli se mikä vain. En siis vastusta puhdasta vetyä, en alkuunkaan, vaikka tekstistä sen kuvan helposti saakin. Valitettavan usein vetyä tai synteettisiä polttoaineita kuitenkin käytetään argumenttina, jonka perusteella akkusähköautot kannattaisi unohtaa. Usein tähän argumenttiin kuuluu sen mielikuvan luominen, että vety tai synteettiset polttoaineet olisivat jotain parempaa, joka on aivan nurkan takana. Tämä taas ei pidä paikkaansa.

Toki kukaan meistä ei voi varmuudella tietää, miltä maailma näyttää 20 vuoden päästä, mutta meillä ei ole varaa jättää päästövähennyksiä tekemättä tässä ja nyt. Varsinkin, kun käytettävissä on täyteen massatuotantovaiheeseen päässyt puhdas teknologia, joka myös muuttuu jatkuvasti puhtaammaksi. Toisin kuin joistakin kommenteista voisi luulla, valitettavasti vetyautojen myyntimäärät eivät ole kasvaneet sähköautojen kanssa samaa tahtia.

Monen asenne täyssähköautoja kohtaan tuntuisi myös noudattavan samaa kaavaa kuin Nokian ja iPhonen välinen vertailu aikanaan - mihin sitä kosketusnäyttöä tarvitaan, kun sillä on niin hidasta ja vaivalloista kirjoittaakin? Vastaavasti moni näkee viiden minuutin tankkauksen vaihtumisen (silloin tällöin tapahtuvaan) 15-30 minuutin pikalataamiseen askeleena huonompaan suuntaan. Tämänkaltainen ajattelu keskittyy yhteen huonontuvaan ominaisuuteen ja jättää huomiotta kaikki ne ominaisuudet, jotka muuttuvat paremmiksi - kiihtyvyys, hiljaisuus, päästöttömyys, huoltovapaus, kotilataus, energiatehokkuus sekä ajamisen edullisuus, vain muutamia mainitakseni. Vaikka fyysinen näppäimistö on tänäkin päivänä kirjoitusnopeudessa ja -tarkkuudessa kosketusnäyttöä parempi, valloitti iPhone maailman, eikä kaupasta juuri muunlaisia puhelimia enää saa. Yhden ominaisuuden hieman huonontuessa sait vastalahjaksi lukuisia hyviä ominaisuuksia, kuten käy sähköautonkin tapauksessa.