Tieliikenteen vaihtoehtoiset käyttövoimaratkaisut vuoteen 2030: Bio, sähkö vai molemmat?

Transkriptio

1 Tieliikenteen vaihtoehtoiset käyttövoimaratkaisut vuoteen 2030: Bio, sähkö vai molemmat? VTT 2G 2020 Biofuels Seminaari Bioruukki, Espoo Nils-Olof Nylund, tutkimusprofessori

2 Aloitetaan vastauksella: Vuonna 2030 tulemme tarvitsemaan niin biopolttoaineita kuin sähköä Suomessa biopolttoaineiden merkitys liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä tullee kuitenkin olemaan merkittävästi suurempi kuin sähköautojen Miksi näin? Suomalaiset yritykset ja suomalainen tutkimus kulkevat biopolttoainekehityksen kärjessä Parhaimmat biopolttoaineet sopivat olemassa olevaan autokalustoon, uusia autotyyppejä ei tarvita Biopolttoaineet voivat korvata öljypohjaisia polttoaineita niin maalla, merellä kuin ilmassa Sähköautot ovat toistaiseksi kalliita, yleistyminen on hidasta eikä sähkö sovellu kaikkiin liikennemuotoihin Sähköautojen vaikutus CO 2 päästövähennyksiin enintään joitakin prosentteja vuonna 2030 Biopolttoaineen jakeluvelvoite tuo kustannustehokkaasti biopolttoaineita markkinoille, kuluttajia ei voi velvoittaa ostamaan sähköautoja 29/05/2015 2

3 EU:n vuoden 2011 liikenteen valkoinen kirja Vuoden 2011 valkoinen kirja esittää tiekartan kilpailukykyiseen ja resurssitehokkaaseen eurooppalaiseen liikennejärjestelmään Tavoitteena mm. öljyriippuvuuden vähentäminen ja liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen 60 % vuoteen 2050 mennessä 10 toimenpidettä/tavoitetta ryhmiteltynä 3 pääryhmään: Uusien kestävien polttoainevaihtoehtojen ja voimanlaiteratkaisujen kehittäminen ja käyttöönotto Multimodaalisten matka- ja logistiikkaketjujen optimointi ja tehokkaampien liikennemuotojen käyttöönotto Liikennejärjestelmän ja siihen liittyvän infrastruktuurin tehokkaampi käyttö mm. informaatiotekniikkaa hyödyntämällä 29/05/2015 3

4 CO 2 päästöjen muodostuminen ja niiden vähentäminen Kokonaispäästö Suorite (km)* Energian kulutus (MJ/km)* * * Hiili-intensiteetti (g CO2/MJ) Vähennystoimenpide Vähennetään liikennettä Modal shift, fiksu toiminta & energiatehokkuus Uusiutuva energia * henkilökilometri/tonnikilometri 29/05/2015 4

5 Uudet raskaat Euro VI autot ovat erittäin vähäpäästöisiä Väittämä siitä että jokin polttoaine olisi lähipäästöiltään parempi kuin toinen alkaa olla historiaa Loppupeleissä voittaja on se vaihtoehto joka tarjoaa kustannustehokkaimman CO 2 reduktion 0,04 Alhaiseen päästötasoon tarvitaan hyvälaatuisia 0,02 polttoaineita (rikittömyys, ei epäpuhtauksia )! 0 Euro Euro Euro Euro Euro EEV EEV EEV Euro Sähkö II III III IV V diesel diesel kaasu VI 29/05/2015 diesel kaasu hybr 5 /km 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 Laskennallinen päästöhaitta PM NOx

6 Miksi hiilivetypolttoaineet ovat niin suosittuja? Nestemäisten hiilivetypolttoaineiden ylivoima perustuu: erinomaiseen energiatiheyteen helppoon käsiteltävyyteen helppoon valmistukseen 100-vuotiseen perinteeseen! Lähde: Goguen/US DOE /05/2015 6

7 Pikatankkaus/pikalataus Dieselin tankkaus 70 l/min ~40 MW Sähköbussin pikalataus 650 kw (suunnitteilla) Opbrid/Busbaar V3 29/05/2015 7

8 Sähkö ei sittenkään sovi kaikkiin ajoneuvoihin! 29/05/2015 8

9 Polttoaineen kulutuksen jakauma ja polttoainemäärät Polttoaineen kulutuksen jakauma Lähde VTT LIISA % 24 % 4 % 61 % 10 % HA PA LA KA 2P Dieselin osuus n. 38 % Polttoainemäärät 2014 Lähde Öljy- ja biopolttoaineala ry Moottoribensiini t Korkeaseosetanoli t Diesel t Yhteensä t Dieselin osuus 62 % Vuoden 2020 biojakeluvelvoite 20 % Mukana ns. kaksoislaskenta Päästöjen vähentämiseen tarvitaan todellisia tonneja! 29/05/2015 9

10 Substitution of fossil diesel oil is crucial! Threats Already shortage of Diesel oil in Europe Higher share of diesel cars due to regulations of fuel consumption Aviation fuels and diesel oil are competitors Environmental marine regulations will raise demand for diesel oil? Solutions Biofuels ought to be be used in heavy vehicles Biomethane Synthetic diesel oil Dimethyleter (DME) Electrification of roads. Olle Hådell

11 Olennaista on uusiutuvaan energiaan siirtyminen! S. Schmerbeck/VW /05/

12 Volkswagen Golf voimalaitevaihtoehdot: Kuluttajalla valinnan vaikeus FCV S. Schmerbeck/VW /05/

13 Volkswagen Golf hinnat Bensiini Etanoli (flex-fuel) Maakaasu (bi-fuel) Lataushybridi (PHEV) Täyssähkö (BEV) /05/

14 Sähköbussi on kustannustehokas jo tänään Käyttöaste vaikuttaa olennaisesti kustannustehokkuuteen! 29/05/

15 Käytetty energia ratkaisee CO 2 päästöt, ei ajoneuvoteknologia Henkilöauton well-to-wheel CO2 päästöt C-kategorian auto, valm. ilm. suoritusarvot, biopolttoaineet direktiivi 2009/28/EY g/km /05/

16 Määritelmiä.. Drop-in polttoaine sopii heittämällä olemassa olevaan jakeluinfrastruktuuriin ja olemassa oleviin ajoneuvoihin Blending wall tekninen rajoite komponenttikäytössä E10, 10 til.-% etanolia = 6,5 % uusiutuvaa energiaa B7, 7 til.-% FAME-biodieseliä = 6,5 % uusiutuvaa energiaa paineita pitoisuuksien korotuksiin 29/05/

17 ..Määritelmiä Flex-fuel vehicle auto joka pystyy käyttämään joustavasti bensiiniä tai korkeaseosteista etanolipolttoainetta Bi-fuel vehice auto joka pystyy käyttämään kahta polttoainetta, tyypillisesti bensiini ja kaasu Dual-fuel vehicle auto joka käyttää kahta polttoainetta samanaikaisesti, tyypillisesti diesel ja kaasu Monofuel vehicle ajoneuvo joka käyttää tiettyä vaihtoehtoista polttoainetta, esim. raskaat kipinäsytytysmoottorilla varustetut kaasuautot, raskaat etanoliautot, DME-autot 29/05/

18 Vaihtoehdot jotka edellyttävät muutoksia ajoneuvoihin Korkeaseosteinen etanoli Kaasumaiset polttoaineet DME maakaasu nestekaasu vety 29/05/

19 Kaiken on pelattava yhteen, yhteistyötä tarvitaan! 29/05/

20 TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY Tieliikenteen 40 %:n hiilidioksidipäästöjen vähentäminen vuoteen 2030: Tekninen keinovalikoima ja kansantaloudelliset vaikutukset Toimijakokous

21 Tausta ja tavoitteet Toimeksiantajana Työ- ja elinkeinoministeriö Tutkimuksessa arvioitiin biopolttoaineiden ja muiden vaihtoehtoisten energiamuotojen ilmasto- ja kustannusvaikutuksia Tässä työssä tutkimus jatkoi Suomi 2020 selvityksen viitoittamaa tietä vaihtoehtoisten toimintapolkujen selvittämiseksi, mutta ulottaen tarkastelujakson vuoteen 2030 Uudessa tutkimusvaiheessa terävöitettiin ja tarkennettiin tarkasteluja, nyt on arvioitu tarkemmin mm. vaihtoehtoisten energian jakelusta aiheutuvia infrastruktuurikustannuksia Selvitys toteutettiin Teknologian tutkimuskeskus VTT:n ja Valtion taloudellinen tutkimuskeskus VATT:in yhteistyönä VATT:in Saara Tamminen kertoo tuloksista myöhemmin tämän seminaarin aikana

22 Teknologiaskenaariot

23 Vaihtoehtoisten autojen kannan kehitys KEHITYS -skenaariossa ja energiamäärät 2030 Yhteensä KONV DROP-IN FFV GAS PHEV BEV FCEV KEHITYS Fossiilinen bensiini toe/a Fossiilinen diesel toe/a Biodiesel toe/a Etanoli toe/a Fossiilinen kaasu toe/a Biokaasu toe/a Sähkö toe/a Vety toe/a yhteensä % 98 % 101 % 97 % 78 % 77 % 94 % 98 %

24 Yhteenveto Päästöjen rajoittamisen tarve ei katoa Paikalliset päästöt, hiilidioksidipäästöt Uudet autot ovat lähipäästöiltään lähes nollapäästöisiä, kipupisteenä vanha kalusto Liikenteen öljyriippuvuutta halutaan edelleen vähentää Keinovalikoima päästöjen ja öljyn kulutuksen vähentämiseen: Energiatehokkuus Fiksu liikennejärjestelmä ja fiksut toimintatavat Uusiutuva energia (biopolttoaineet, sähkö, vety) Äly tulee liikennejärjestelmän kaikille tasoille järjestelmät kommunikoivat autot keskenään, autot ja kiinteä infrastruktuuri 29/05/

25 Perinteistä dieselpolttoainetta korvaavat biopolttoainevaihtoehdot: Yhteistyö ja verkostoituminen uusien vaihtoehtojen pilotoinnissa BioPilot Projektin kalusto- ja posterinäyttely Bioruukissa 29/05/

26 TEKNOLOGIASTA TULOSTA