Sähköautofaktat, osa 1 - eettisyys, hiilijalanjälki, kestävyys, riittävyys

Sunnuntaina 20.3.2022 sain idean tiedustella Twitterissä, millaiset asiat ihmisiä sähköautoissa mietityttävät. Aiheita tuli ilahduttavan paljon ja osa niistä on hämmästyttävän pitkälle pohdittuja. Vaikka Twitter on siitä mainio alusta, että se pakottaa tiivistämään asiat pieniin palasiin, päätin lopulta kirjoittaa vastaukset tähän blogiini.

Osasyy päätökselle on se, että Twitterin paha puute on vanhojen twiittien/twiittiketjujen löytäminen. Koska vastaukseni tulevat tukeutumaan aiempiin twiittiketjuihini, näen tarpeelliseksi koota ne tässä samalla kertaa blogiini, josta ne löytyvät jatkossa helpommin. Joskus myös twiitissä ollut linkki on vanhentunut. Blogiini voin päivittää uuden linkin, mutta twiittiin en.

Miksi teen tätä? Useimmat kirjoitukseni, kuten tämänkin, teen vapaa-ajallani. Toki olen onnekas siinä, että myös pieni osa työtehtäviäni liittyy sähköiseen liikenteeseen. Sen sijaan tämä on henkilökohtainen blogini, jota teen ilman korvausta. Osaltaan kyseessä on myös työnäyte sekä osoitus kiinnostuksen kohteena olevista asioista.

Motivaationi on lyhyesti se, että Suomessa ei kovin yleisesti tiedosteta liikenteen tulevaisuuden olevan mitä vahvimmin akkusähköinen - myös pitkällä aikavälillä. Jos asiaa ei tiedosta, siihen ei käytä ajattelukapasiteettia ja tällöin jäävät kotimaiset työllistävät innovaatiot syntymättä. Akkusähkön tulevaisuutta epäilevät voisivat käydä juttelemassa länsinaapurin akkusähköisiä kuorma-autoja valmistavien tahojen (Scania & Volvo Trucks) sekä vaikkapa akkutehtaiden (Northvolt) avainhenkilöiden kanssa.

Sitten itse asiaan. Kokoan alkuun listan väittämistä sekä mistä osasta ne löytyvät. Yhdessä osassa on viisi vastausta, jotta kirjoitus pysyy järkevän mittaisena. Kaikkiin tulleisiin kysymyksiin en ehdi vastaamaan, mutta osa oli samankaltaisia, joten niputin niitä hieman:

---

Osa 1 - eettisyys, hiilijalanjälki, kestävyys, riittävyys

1. Akkumineraalien riittävyys (twiitti)

2. Akkujen hiilijalanjälki (twiitti)

3. Arvoketjun eettisyys ja kestävyys (twiitti #1 & twiitti #2 & twiitti #3)

4. Globaalit akkumineraalien ja -komponenttien suurvallat (twiitti)

5. Litiumin riittävyys ja merivedestä erottamisen aikataulu (twiitti)

Osa 2 - arvon alenema, kylmyys, kierrätys, käyttö

6. Sähköautojen arvon alenema (twiitti)

7. Onko akussa/saako siitä vähemmän energiaa kylmänä? (twiitti #1 & twiitti #2)

8. Akkujen käyttöikä ja kierrätys (twiitti)

9. Sähköauto viikon ajan -30 pakkasessa (twiitti)

10. Miksi kaikkiin sähköautoihin ei saa vetokoukkua (twiitti)

Osa 3 - vertailua muihin käyttövoimiin, latauksen haasteet

11. Akkusähköauton ja muiden käyttövoimien mineraalitarve (twiitti)

12. Muut mahdollisuudet akkusähkön ohella, biokaasu (twiitti #1 & twiitti #2)

13. Vaikutukset öljynjalostuksen jakeiden tuotantoon (twiitti)

14. Latausliittymän tehontarve (twiitti)

15. Sähkön ja latauspisteiden tarve (twiitti)

---

Kysymys 1: Akkumineraalien riittävyys

Alkajaisiksi kannattaa lukea Auke Hoekstran erinomainen twiittiketju, joka havainnollistaa eron pysyvän ja kertakäyttöisen resurssin välillä.

Kirjoitin pari vuotta takaperin silloisessa tilanteessa, että suurin huoli on koboltista, vaikka sitäkin on saatavilla pitkäksi aikaa. Tämän jälkeen esille nousi huoli myös nikkelistä. Mutta Teslan Battery Dayn ja Volkswagen Power Dayn yhteydessä kävi selväksi, että molemmat aikovat jatkossa käyttää suurelta osin litium-rautafosfaatti (LFP)-akkuja, joissa ei ole kobolttia eikä nikkeliä lainkaan.

Kyseessä on siis hyvin samansuuntainen viesti kahdelta suurimmalta sähköautojen valmistajalta (toimitettujen autojen määrässä mitattuna). Jos tämä viesti on jäänyt huomaamatta, saattaa tehdä virheellisiä johtopäätöksiä nykyisten sähköautojen akkukemioiden pohjalta, joihin tarvitaan ensi kädessä nikkeliä.

Mutta LFP-akut ovat viime aikoina löytäneet tiensä massavalmistettuihin sähköautoihin, malliesimerkkeinä Tesla Model 3:n pienempiakkuinen versio ja Aasian markkinoilla myytävä mopoauton kokoinen Wuling Hongguang Mini EV. Viimeksi mainittua muuten myytiin vuonna 2021 lähes 400 000 kappaletta. Ja Tesla Model 3:n tapauksessa "pienempiakkuinen" tarkoittaa riittoisaa 491 km WLTP-toimintamatkaa sekä varsin sukkelaa matkantekoa, kuten yllä linkatusta videosta käy ilmi. LFP-akuilla päästään siis pitkälle jo tänä päivänä, niiden heikommasta energiatiheydestä huolimatta.

On tietenkin selvää, että nikkeliä ja kobolttia sisältävät akkukemiat ovat energiatiheydeltään parhaita, joten niitä tullaan jatkossakin käyttämään korkean suorituskyvyn käyttökohteissa. Näin ollen molempien mineraalien saatavuus vaikuttaa ensi kädessä siihen, miten akkuja riittää esimerkiksi sähkölentokoneille. Mutta isossa kuvassa nikkelin ja koboltin saatavuus ei estä sähköisen liikenteen nopeaa kasvua.

Huoli on toisaalta myös akkulaatuisen litiumin sekä kuparin riittävyydestä. Litiumin suhteen on vielä runsaasti käyttämättä olevaa tuotantokapasiteettia ja myös vaihtoehtoiset kaivoksettomat tuotantotavat nostavat päätään. Litium ei maailmasta ole takuuvarmasti loppumassa mihinkään. Kuparin suhteen taas on perusteltuja arvioita, että se saattaisi loppua noin 25 vuoden päästä. Mitään akuuttia pulaa ei siis ole näköpiirissä. Metalleja on lisäksi aina löytynyt sitä mukaa, kun niitä vain etsitään.

Vielä yksi näkökulma asiaan tulee tämän ja tämän twiitin numeroista. Yhtä akkua varten tarvittaisiin noin 344 kg eri metalleja (enkä edes erotellut muovia pois luvuista). Mikäli autoja myydään maapallolla vuoden 2021 tapaan 66,7 miljoonaa kappaletta, ja kaikki ne olisivat sähköautoja, tarvittaisiin akkuihin siis karkeasti 23 miljoonaa tonnia metalleja. Se on paljon, mutta mitäpä jos kerron, että metalleja tuotettiin vuonna 2019 mykistävät 3 250 miljoonaa tonnia? Akkujen lisätarve olisi siis 0,7 % kaikkien metallien vuotuisesta tuotannosta.

Kierrätysasteen kohdalla puhutaan yleisesti tavoiteltavasta 95 - 96 % tasosta ja tämän lisäksi akkujen energiatiheys kasvaa jatkuvasti. On ihan realistista sanoa, että nyt ostettavan sähköauton akusta voidaan sen elinkaaren lopuksi tehdä kierrätyksen myötä kaksi akkua.

Kysymys 2: Akkujen hiilijalanjälki

Tähän löydät vastaukset twiittiketjustani, jossa viittaan EU:n komissiolle tehtyyn selvitykseen.

Toinen tuore ja helppolukuisempi lähde on ICCT:n julkaisu, jonka taulukosta 2.3. löytyy eri akkukemioiden CO2ekv-päästöt (kg/kWh):

Tämä tarkoittaa, että Kiinassa valmistetun 60 kWh LFP-akun valmistuksen hiilijalanjälki olisi noin 3,1 - 3,4 tonnia. Se vastaa siis elinkaaripäästöiltään noin tuhatta litraa bensaa tai dieseliä (joiden elinkaaripäästöt löydät tästä ketjusta). Tuhannella litralla ajaa noin 15 - 20 000 km, joten kovin kauaa ei tarvitse sähköautolla ajella, että akun valmistuksen päästöt on kuitattu. Tämä huomioiden, että Suomessa ja Pohjoismaissa sähköntuotanto on hyvin puhdasta, kuten alun twiittiketjussani on todettu.

Mainittakoon vielä, että ruotsalainen Northvolt tavoittelee akun CO2ekv-hiilijalanjäljeksi vaivaiset 10 kg/kWh vuonna 2030. Joko suomalaisten olisi aika haastaa rakas länsinaapuri ja lähteä mukaan akkukennobisnekseen?

Kysymys 3: Akkukennojen eettisyys ja kestävyys

Osittain tähän kysymykseen on vastattu kahdessa aiemmassa, ja erityisesti linkattakoon toistamiseen tämä EU:n komissiolle tehty selvitys. Sen tiivistelmästä löytyy kuvaaja eri ympäristövaikutuksista nykyään ja tulevaisuudessa:

Kuvan perusteella on selvää, että akkusähköauto on ilmastopäästöjen suhteen paras mahdollinen valinta, mutta toisaalta abioottisten resurssien (mineraalit ja metallit) suhteen huonoin. Kokonaisuudessaan selvityksessä akkusähkön ympäristövaikutukset kuitenkin arvioidaan kaikista pienimmiksi:

Linkki kestävyyteen on selvä, mutta entäpä eettisyyteen? Korostan, että ympäristövaikutukset ovat myös eettinen kysymys ja niiden kohdalla ei ole kahta sanaa, että nykymeno öljyn kanssa on hirvittävän paljon kaivoksia pahempaa. Öljystä vaan ei puhuta läheskään niin paljon kuin akuista. Asian hahmottamiseksi riittää, kun katsoo tämän ansiokkaan dokumentin, jossa käsitellään 4 400 neliökilometrin öljytuhoa Amazonin sademetsässä. On ikävä sanoa tämä, mutta muutaman neliökilometrin kaivosalueet ja purkuputket nyt vain jäävät todella kauas niistä haitoista, joita öljyntuotanto aiheuttaa jatkuvasti.

Lukusuositus myös tälle ansiokkaalle kirjoitukselle aiheesta.

On aina kurjaa valita kahdesta pahasta pienempi, mutta tässä se on tehtävä. Huolimatta siitä, että siihen isompaan pahaan - öljyyn - olemme niin perusteellisesti tottuneet ja turtuneet.

Kysymys 4: Globaalit akkumineraalien ja -komponenttien suurvallat

Osin tähän tulikin jo vastattua kysymyksessä 1. Suurvallat löytynevät Australiasta ja Etelä-Amerikan maista. Itse pitäisin silmällä ainakin kuparin tuotantoa, kuten myös tunnettuja reservejä.

Australia on erityisen haluttu kumppani, sillä maassa riittää lääniä ja se on yksi maailman kehittyneimmistä valtioista. Voidaankin sanoa, että ne tahot, ketkä pystyvät parhaiten yhdistämään kaivostoiminnan kestävyyden ja kustannustehokkuuden, ovat tulevaisuuden voittajia.

Kysymys 5: Litiumin riittävyys ja merivedestä erottamisen aikataulu

Merivedestä erottamisen suhteen en osaa arvioida aikataulua. Siihen kannattaa alkaa uskomaan vasta, kun kuulemme toteutuneista investoinneista. 

Mutta asiaan läheisesti liittyen uskon geotermisen tuotannon kasvuun. Mikäpä olisi sen parempaa kuin hyödyntää maaperän uusiutuvaa lämpöä ja siinä sivussa tuottaa litiumia, ilman kaivoksia. Muitakin uusia menetelmiä löytyy. Litiumia on kaikkialla maailmassa, joten se tuskin loppuu. Kysymys on lähinnä tuotannon riittävän nopeasta kasvattamisesta, kuten muidenkin akkumineraalien kohdalla.

Kiitos mielenkiinnosta! Jatketaan osassa 2.