Sähköautot tulevat. Autoalan Keskusliitto ry:n 40. Autokauppiaspäivät Kalastajatorppa, Helsinki Seminaariluento Vesa Korhonen

Transkriptio

1 Sähköautot tulevat Autoalan Keskusliitto ry:n 40. Autokauppiaspäivät Kalastajatorppa, Helsinki Seminaariluento Vesa Korhonen

2 Sähköautot tulevat Sähköautoja jo yli 100 vuotta Autoteollisuuden murros: sähkö tulevaisuuden käyttövoima Akkutekniikkaa - sähköautotyyppejä Sähköautomarkkinat kasvavat Valmet Automotive eturivistä sähköautoihin - Fisker Karma - Think City - Garia golfauto - EVA -konseptisähköauto 2

3 Sähköautoja jo yli 100 v. Ensimmäinen sähköauto Ranskassa alkoi lyijyakkujen valmistus - Sähköllä kuljettiin maalla ja merellä Ensimmäinen hybridi - Lohner-Porsche 1900-luvun alussa - Lyijyakut - Neliveto napamoottoreilla - 1. Porschen suunnittelema auto Kuva: Porsche Tunnetuin sähköauto ja autoilija kautta aikojen? 3

4 Sähköautoja jo yli 100 v. Ensimmäinen sähköauto Ranskassa alkoi lyijyakkujen valmistus - Sähköllä kuljettiin maalla ja merellä Ensimmäinen hybridi - Lohner-Porsche 1900-luvun alussa - Lyijyakut - Neliveto napamoottoreilla - 1. Porschen suunnittelema auto Kuva: Porsche Tunnetuin sähköauto ja autoilija kautta aikojen? - General Electric 1910 ja Mummo Ankka! 4

5 Autoteollisuuden murros Tulevaisuuden käyttövoima: siirtyminen sähköön öljyperustaisesta energiasta

6 Öljyriippuvuus ja päästöt EU:ssa kuljetuksiin 58% kaikesta öljynkulutuksesta Öljyn tuonti on kasvussa Päästöt kaupungeissa aiheuttavat lisähuolta: käyttörajoituksia ja zero zones -vyöhykkeitä Sähköautot vähentävät öljyriippuvuutta Sähköautot vähentävät päästöjä kaupungeissa 6 Source: World Energy Outlook, International Energy Agency

7 Sähköauto vastaan polttomoottoriauto 7

8 Sähkö tulevaisuudessa autojen käyttövoimana Öljyvarojen vähentyessä saatavuus heikkenee ja hinta nousee Öljyn käyttö aiheuttaa CO 2 -päästöjä Eurooppa (International Advanced Mobility Forum, Geneve, maaliskuu 2009): - Autojen CO 2 -päästöt korkeintaan 95 g/km v (~alle 4 l/100 km) strategia: 20 % vähemmän kasvihuonekaasuja, 20 % lisää tehokkuutta, 20 % lisää uusiutuvaa energiaa Sähköajoneuvojen suurimmat edut - Energiatehokkuus ja alhaiset käyttökustannukset - Ei päästöjä liikenteessä - Energian saatavuus Lyhyen ja pitkän aikavälin tulevaisuus sähkövoimassa - Sähköntuottajien, autonvalmistajien ja viranomaisten tehtävä yhteistyötä ladattavien autojen laajamittaisen käyttöönoton mahdollistamiseksi 8 Source: Int l Advanced Mobility Forum 2009

9 Päästöjen vähentämispotentiaali 9 Source:European Commission, expert interviews; Bain analysis

10 Tilaisuus uuden teknologian kehittäjille! 10 Source: Bain &Cmpany experience

11 Akkutekniikkaa ja sähköautotyyppejä

12 Sähköajoneuvojen akut Akut ovat sähkökemiallisia energiavarastoja pitkäaikaiseen energian varastointiin. Sähköautojen yleistymisen suurimpana esteenä on pidetty teknisesti puutteellista ja kallista akkuteknologiaa. Litiumpohjaiset akut ovat syrjäyttämässä muut akkukemiat ajoneuvokäytöissä. - Parantunut energiatiheys pitempi ajomatka - Akkukemioita: LiFePO4, LiPo, NMC jne. - Käyttöikä jopa lataussykliä (yli 10 vuotta) - Rajoitteina ympäristölämpötilan sieto ja ominaisteho ikääntyminen 12

13 Akkumateriaalien roadmap 13 Source: Frost&Sullivan

14 Litium-akkujen kustannusrakenne 14 Source: Frost&Sullivan

15 Litium-akkujen odotettu hintakehitys Kokemuskäyrä Tuki päättyy (F) Renaultin hinnoittelutaso Ns kokemuskäyrä olettaa tuplaantuvan valmistuksen laskevan hintaa 20%:lla, mitä CSM:n haastattelujen tulokset tukevat. Vuosien hintakehitys edustaa teollisuusmielipiteitä ja vastaa hyvin käyrää. Suursarjavalmistus on paras tae alenevaan hintakehitykseen. 15 Source: csm worldwide

16 Mikä on hybridi? Usean voimanlähteen, yleensä poltto- ja sähkömoottorin yhteiskäyttö Rinnakkais- ja sarjahybridi (moottorien välinen toimintasuhde) 16 Source: Credit Suisse Research

17 Erilaisia sähköautotyyppejä EV / PEV (Pure Electric Vehicle), (täys-) sähköauto Light EV / NEV (Neighborhood Electric Vehicle), lähisähköauto - Luokitus alle 400 kg painaville sähköautoille, joiden ajonopeus on alle 40 km/h. CEV (City Electric Vehicle), sähköinen kaupunkiauto - Eurooppalainen luokitus kaupunkiautoille, jotka ovat pieniä ja kevyitä ja jotka on tarkoitettu ajoon kaupunkialueilla ja maanteilläkin. Ajomatka n km, nopeus km/h. - Smart EV, Think City, Mini HPEV (High Performance EV), urheilullinen sähköauto - Nopeus yli 160 km/h, ajomatka yli 160 km ja hinta noin $ tai yli. - Tesla, Venturi-Fetish, Lightning GT erev (Extended-Range EV), Range Extender -sähköauto - Pieni polttomoottori tai muu toissijainen voimalaite akkujen lataamiseen. - Chevy Volt, Toyota Prius PHEV, Chrysler Sedan 17

18 Markkinat kasvavat Murros luo tilaa uusille toimijoille

19 Sähkö- ja hybridiautojen markkinoiden kehitys Vuonna 2009 myytiin hybridiautoa, pääosa USAssa. Sähkö- ja hybridiautomarkkinat kasvavat voimakkaasti lähivuosina - Arvio: hybridiautoja valmistetaan vuonna 2015 kolme miljoonaa ja (täys-) sähköautoja Markkinaosuuden kasvu kiihtyy 2015 jälkeen Sähköautojen myynti on käynnistymässä. Haasteena on akkujen kehitys ja autojen korkea hinta alussa, mikä vaatii valtioiden tukea. Yli 90 % ihmisistä ajaa autolla alle 100 km päivässä, mikä luo USA: ajo kertalatauksella? suuret mahdollisuudet sähkö- Keskimäärin 89 mi/144km ja hybridiautoille. 45%:lle riittää 75 mi/120 km 29%:lle riittää 50 mi/ 80 km 19

20 IAA 2009: "Sähköautosatoa" (vain PEV & PHEV) Audi R8 e-tron VW E-UP Hyundai i10 electric Hyundai Blue-Will Toyota EV Citroen Berlingo Electric Citroen Revolution Peugeot ion (Mitsubishi i-miev) Tesla Roadster E-Mini Reva NXG Subaru R1e Ford Tourneo electric Ford Focus electric Smart ForTwo ED Renault: Twizy Z.E. Zoe Z.E. Fluence Z.E. Kangoo Z.E. Trabant nt Fisker Karma 20

21 Sähköautojen myyntiennuste Euroopassa Täyssähkö- (PEV) ja ladattavat hybridiautot (PHEV) 21 Source: cms worldwide

22 Sähköautojen myyntiennuste USA:ssa 22 Source: University of California

23 Sähköautoihin liittyviä valtioiden tukitoimia USA sähköautojen latauspistettä käytössä 11 suurkaupungissa 2010 DoE myönsi 100 milj. USD etec-yritykselle infraa varten 23 Source: csm worldwide ja muut nettiuutiset

24 Saksalaiskysely sähköautoista (syyskuu 2009) Otos: runsas 1000 vähintään 14-vuotiasta - Handelsblatt / TNS Infratest Kuinka paljon olet valmis maksamaan lisähintaa sähkökäyttöisyydestä? En yhtään 12% Alle 5% 35% Alle 10% 37% Alle 15% 6% Yli 15% 8% Paljonko sähköauton tankkausvälin on vähintään oltava? 100 km 16% 200 km 16% 300 km 23% 400 km 12% 500 km 29% 24 Source: Handelsblatt

25 Sähköautojen hankinnan tukitoimia Sähköautojen hankintaa tuetaan eri maissa erisuuruisesti. Tukea ollaan antamassa muutaman vuoden ajan ja tässä on esimerkkejä: - UK: sähköauto: n EUR asti - F: sähköauto: EUR - NL/yritys: max EUR h-a, EUR p-a, EUR k-a tai taksi, EUR >20 auton fleet; 50% asti sähköauton lisähinnasta - DK: vapautus autoverosta (180%; tieto vuodelta 2009) - USA: sähköauto: EUR asti verotuki ostajalle hybrideille 20% - CN: hybridiauto: Yuan ~ n EUR sähköauto: Yuan ~ n EUR Shenzhen 60%: Yuan in BYD-hybridille n EUR Saksan autoteollisuus lobbaa voimakkaasti hankinnan tuen puolesta, mutta maan hallitus tukee teknologian ja infran kehittämistä. EU:n linja on sama eikä se valmistele yhtenäistä tukisuositusta. 25 Internet-haut

26 Valmet Automotive eturivistä sähköautoihin Fisker Karma Think Garia EVA -konseptiauto

27 Sähköautot ja Suomi Suomen ensimmäinen sähköauto Helsingin palokuntaan 1909, auto oli käytössä 1927 saakka Elcat valmisti sähköautoja 1980-luvulta alkaen parikymmentä vuotta - Talbot Horizon 1981, Subaru-koriin perustuvia Elcat Cityvan -autoja postin ja sähköyhtiöiden käyttöön - Sähkökäyttöisiä prototyyppejä eri ajoneuvoista (mm. VW Kupla ja Citroen AX) - Yhteensä valmistui noin 250 sähköautoa Metropolia kehittää ERA-sähköurheiluautoa, julkistus ensi viikolla Sähköautot nyt nettiyhteisö, konversiosähköautot Sähköautojen valmistus Valmet Automotivella käynnistyi 2009 Valmet Automotive kehitti konseptisähköauto EVAn yhdessä Fortumin kanssa, esittely Geneven autonäyttelyssä viime kuussa Suomeen on muotoutumassa alan yritysten verkosto 27

28 Valmet Automotive tänään Yli 40 vuoden kokemus 1,1 milj. autoa, joista yli Porschea ja lähes kolmannes avoautoja Yli 800 työntekijää, joista suunnittelijoita n. 150 Porsche Boxster ja Cayman tuotannossa vuoteen 2012 Sähköajoneuvojen suunnittelu ja valmistus: - Fisker Karma plug-in-hybridi - Think City sähköauto - Garia-golfauto - Konseptisähköauto EVAn kehittäminen 28

29 Eturivistä sähköautoihin 29

30 THINK City -sähköauto tuotantoon 2009 Kuva: Think 30

31 THINK City Sähköinen kaupunkiauto, joka sopii myös maanteille (CEV) 30 kw kolmivaiheinen asynkroninen moottori Ajo yhdellä latauksella 180 km (MES DEA Zebra akku) Huippunopeus 100 km/h Turvallinen rakenne 2-paikkainen +165 kg Kulutus: 30 kwh/180 km = kwh/km Energiavaraston koko: 28 kwh Kuva: Think 31

32 Garia-golfauto tuotantoon 2009 Sähköauto kw/ AC-moottori - Akut 6x8V, 50 km latauksella - Alumiinirunko Luksusmalli - Esittely syyskuussa USA:ssa - Päämarkkinat USA, Lähi-Itä Valmistusprosessi - Hitsaamo, kokoonpano - Muutamia tuhansia autoja vuodessa Mahdollisuus kehittää NEV-autoksi Kuva: Garia A/S 32

33 Fisker Karma vihreä luksushybridi Neliovinen luksushybridi (HPEV) Lataus pistorasiasta (plug-in) Ajo kertalatauksella 80 km Polttomoottorin ladatessa akkua ajomatka yhteensä 480 km Kevyt rakenne: alumiini, muovi Kiihtyvyys km/h alle 6 s Huippunopeus 200 km/h Vääntömomentti 1300 Nm Kulutus 3,5 l/100km CO 2 -päästöt 83 g/km Kuva: Fisker Automotive 33

34 Kuva: Fisker Automotive Fisker Karman rakenne Tasauspyörästö Sähkömoottori Ohjausyksikkö Litium-ioni akkupaketti Generaattorii Polttomoottori 34

35 Sarjahybridin kaaviokuva Energiavarasto Invertteri + - DC/DC - muuttaja Sähkömoottori Verkkovirtalaturi Polttomoottori DC -jännite Invertteri Generaattori + Invertteri Sähkömoottori 35

36 Valmet Automotive toiminta Fisker Automotiven suunnittelu- ja valmistuskumppanina Fisker Karman sarjatuotanto alkaa 2010 Tuotannon asiantuntemus auton tuotekehitykseen (SE) Vastuu toimittajaketjusta Suunnitelma autoa/v Työllistää meillä 500 henkeä Konseptikehitys (mm. Karma Sunset -avoauto) Suunnittelu digitaalisesti 3D-mallitiedon avulla USA:ssa ja Suomessa 36

37 Sähkö- ja hybridiautoihin liittyvä kehitystyö Valmet Automotivessa Tuotesuunnittelu - Ekologiset voimanlähteet/integraatio, konseptikehitys - Kevyet ja turvalliset korirakenteet ja uudet sähköteknologian sovellukset ajoneuvoissa, konseptikehitys - Digitaalisen tuoterakenteen ratkaisut toiminnan ohjaamiseen tuotesuunnittelusta prosessisuunnitteluun ja valmistukseen Prosessisuunnittelu - Uusien materiaalien liittämismenetelmät - Uudet materiaalit maalausprosessissa - Akku- ja vahvavirtateknologia autojen kokoonpanossa - Erilaisten ajoneuvojen joustava valmistusprosessi - Piensarjatuotanto - Korkea laatu ja ympäristöystävällinen valmistus Uudet liiketoimintamallit (EV:t ja uudet toimijat) 37

38 Konseptisähköauto EVA Tavoite: konseptisähköauto Geneven autonäyttelyyn paikkainen kaupunkiauto, ajomatka 160 km, nopeus 120 km/h Projektiimme osallistui 12 suomalaista alan yritystä, mm. sähköauton latausteknologian kehittäjänä Fortum ja human-machineinterfacea kehittävä Nokia. Projektissa autoon kehitettiin ratkaisuja, jotka voidaan liittää osaksi Valmet Automotiven ja kumppaniyritysten palvelutarjontaa autoteollisuudelle 38

39 Konseptisähköauto EVA 39

40 Uuden ajoneuvoteknologian eturivissä, kun sähköautot tulevat! 40