Liikenteen uudet käyttövoimavaihtoehdot Heijastumat jakelujärjestelmiin

Transkriptio

1 Liikenteen uudet käyttövoimavaihtoehdot Heijastumat jakelujärjestelmiin Biopolttoaineet H2 Juhani Laurikko TkT, johtava tutkija VTT Maa- ja nestekaasu Sähkö & Vety

2 Sisältö Lähtökohta TransSmart-tutkimukselle Liikenteen energianlähteiden globaali kuva EU-viitekehys ja direktiivit Vaihtoehtoisten energioiden jakelu Suomessa Tulevaisuusnäkymiä Yhteenveto

3 Selvitys Työ- ja Elinkeinoministeriölle (TEM) Sisältää mm. Arviot eri polttoaineiden ja energioiden osuuksista vuoteen 2030 Kustannukset ajoneuvoista Kustannukset jakelusta Kansantalousvaikutukset Pohjustaa uusien (bio)- polttoaineiden ja energiamuotojen markkinoille tuloa 3

4 Suomen näkymät

5 Ajoneuvoteollisuus on globaalia 5

6 vaikeusaste >>> AJONEUVOTEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖHAASTEET Evolution of Environmental Aspects energian saatavuus Energy tavanomaiset pakokaasupäästöt kasvihuonekaasut Greenhouse Gases CO 2 Exhaust Emissions CO,NOx,HC,PM K-EFAM, 1778/1-drob-fr 08/01 VOLKSWAGEN AG Group Research 6

7 Wolfgang Hatz Audi AG

8

9 Energiaketju - lähteestä pyöriin Pathway analysis Well-to-Wheels (WTW) Raaka-ainetuotanto Raw Material Extraction Polttoainetuotanto Fuel production Polttoaine tankissa On-board fuel Primaarienergia Primary energy Sähkön tuotanto Electricity production Jakelu ja tankkaus & lataus Distribution, Refuelling, Recharging Sähkö akussa Electricity On-Board Energian muunto työksi Energy conversion 9

10 Energian kantaja määrää voimalaitteen Polttomoottori nestemäiset (myös bio-) maa- ja biokaasu vety (H 2 ) Polttokenno vety (H 2 ) Sähkömoottori sähkö 10

11 Technology Roadmaps 11

12 Industry Perspectives 12

13

14 Polttoaine- ja voimalaiteteknologia elää voimakasta murrosvaihetta Monoteistisen, öljyyn perustuvan energiahuollon rinnalle kehitetään uusia vaihtoehtoja Teknisesti vaihtoehtojen lukumäärä on hyvin suuri, mutta kaikki eivät ole kilpailukykyisiä! 14

15 Kriittiset tekijät Critical Issues Saatavuus Abundance Joku näistä rajoitteista määrää tason, johon enintään ylletään! Polttoainejakelu Refuelling infrastructure Yhteensopiva kalusto Compatible engines & vehicles 15

16 EU Alternative Fuels Strategy 16

17 EU-Viitekehys 17

18 Overall Framework Europe is heavily dependent on imported oil for its mobility and transport Replacing oil with alternative fuels and build up the necessary infrastructure could bring savings on the oil import bill Support to the market development of alternative fuels and investment in their infrastructure in Europe will boost growth and a wide range of jobs in the EU Low-CO 2 alternatives to oil are also indispensable for a gradual decarbonisation of transport A coherent and stable overarching strategy with an investment friendly regulatory framework needs to be put in place 18

19 A Comprehensive Mix of Alternative Fuels There is no single fuel solution for the future of mobility All main alternative fuel options must be pursued, with a focus on the needs of each transport mode A strategic approach for the Union to meet the long-term needs of all transport modes must therefore build on a comprehensive mix of alternative fuels All options need to be included in the strategy without giving preference to any particular fuel, thereby keeping technology neutrality 19

20 Coverage of transport modes and travel range by the main alternative fuels Source: Clean Power for Transport: A European alternative fuels strategy 20

21 Next Step 22

22 Päätavoitteet Luoda riittävä jakeluverkko, jotta kuluttajat saadaan vakuuttuneiksi vaihtoehdoista, ja autonvalmistajat alkavat tarjota autoja Murretaan muna vai kana pattitilanne Yhdenmukaistaa teknologioita standardoinnin kautta, jolloin kustannukset laskevat ja saavutetaan yhteensopivuus ja vapaa liikkuvuus koko Unionin alueella Esimerkkinä päätös sähköautojen latauspistokkeesta (EN ) Lisätä kuluttajien informaatiota ja toteutetaan näyttäviä demoja Horizon 2020 innovaatio-ohjelma toimii toteutusalustana Luoda Unionin laajuinen LNG-terminaaliverkko täydentämään nykyistä maakaasuputkiverkkoa Vähennetään riippuvuutta Venäjän tuottamasta maakaasusta, ja vahvistetaan kaasun tuontimahdollisuuksia Euroopan ulkopuolelta 23

23 Minimum infrastructure network for LNG Vahva kytkentä Euroopan laajuisen liikenneverkon (Trans-European Transport Networks, TEN-T) pääkäytäviin Source: COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT: IMPACT ASSESSMENT Accompanying the document Proposal for a Directive on the deployment of alternative fuels infrastructure, Part I 24

24 Minimum infrastructure network for hydrogen Vahva kytkentä Euroopan laajuisen liikenneverkon (Trans-European Transport Networks, TEN-T) pääkäytäviin Source: COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT: IMPACT ASSESSMENT Accompanying the document Proposal for a Directive on the deployment of alternative fuels infrastructure, Part I 25

25 Mikä on tilanne Suomessa? Metaani (CNG/LNG) Sähkö Vety 26

26 Maa- ja biokaasu (metaani) Lähde: Gasum Oy 27

27 Metaanikaasun tankkauspisteet Asemia 18 (Gasum ) + 6 (muut toimijat ) Lähde: 28

28 Maa- ja biokaasu (metaani) Maakaasun jakelu on toistaiseksi riippuvainen putkiverkosta, joka ulottuu vain Kaakkois- ja Etelä-Suomeen Biokaasu voi luoda paikallista tuotantoa putkiverkon ulkopuolelle, mutta edellyttää investointia kaasun puhdistukseen ja paineistukseen Metaani (CNG/LNG) Nesteytetty metaani (LNG) lisää energiatiheyttä ja (LNG>CNG) tekniikka mahdollistaa satelliittiasemat myös putkiverkon ulottuman ulkopuolella 29

29 Sähköautojen latauspaikat Kuva: Fortum Kuva: Liikennevirta 30

30 Sähköautojen latauspaikat Oulu - Tornio Eteläinen Suomi 31

31 Sähköautojen latauspaikat PK-seutu 32

32 Sähkön pikalataus Sähkö Pikalatausjärjestelmä edellyttää suurteholiittymää sähköverkkoon Pikalataus tarkoittaa käytännössä 20 min kytkentäaikaa, joten yksi latauspiste voi palvella vain enintään kolmea autoa tunnissa Latauspisteiden lisääminen kasvattaa kustannuksia moninkertaisesti, sillä sähköverkon liitäntätehoa on kasvatettava Hajautetaan niin, että mahdollisimman monella asemalla on 1-2 latauspaikkaa Standardointi vielä vaiheessa 33

33 Battle over the Plug CHAdeMO plug Combo-2 plug J1772 plug and port J1772 combo plug and port 34

34 Battle over the Plug Kuvat: ABB 35

35 Battle over the Plug Tältä se näyttäisi nestemäisten polttoaineiden jakelussa 36

36 Battle over the Plug Combo-2 saamassa vahvan aseman Euroopassa Kuvat: ABB 37

37 Suomalainen latausoperaattori VIRTA

38 Vedyn tankkaus 39

39 Vedyn tankkauspaikat Suomessa Woikoski Oy, Voikoski Vuosaaren satama, Helsinki 40

40 Vetytankkaus Aivan uusi energiatuote, jolla tuotanto- ja jakeluketju on vielä aivan kehittymätön* Autojen hinta on verrattain korkea, joten kannan kasvaminen on hidasta Tankkausaika yhtä lyhyt kuin nestemäisillä nykypolttoaineilla ja autojen ajomatka samaa suuruusluokkaa Paikallinen valmistus mahdollista sekä maakaasusta että elektrolyysillä (vesi+sähkö) Vety * vain Woikoski Oy toimittaa vetykaasua teollisuusmittakaavassa koko Suomen alueelle 41

41 Vedyn jakelu ja tankkaus tarjonta=asemat käyttöaste kasvaa hitaasti kysyntä=autot 42

42 Vetytankkauksen globaali kuva Pohjois-Amerikka Skandinavia Japani-Korea-Taiwan 200 asemaa Keski-Eurooppa 43

43 BEV Akkusähköauto ja polttokennosähköauto ovat molemmat sähköautoja! FCEV 44

44 Yhteinen DNA BEV FCEV 45

45 Yhteinen DNA BEV Sähköinen voimalinja FCEV 46

46 Yhteinen DNA, mutta BEV Erilaiset energiavarastot Vetysäiliö Akku Sähköinen voimalinja Polttokenno FCEV 47

47 Cost Redcutions 100/1 = 100>10 % 10/1 = 10>1 % Graph: Toyota 48

48 49

49 We Are Ready to Roll-Out Production > 100k by

50 And We Support our Partners & & & & 51

51 Point of No Return Has Been Passed 52

52 53

53 54

54 55

55 Vetyautoilu on alkanut jo Suomessakin! 56

56 Tulevaisuusnäkymiä Visions of the Future 57

57 Present-day Value Chains of Cars & Fuels Crude extraction Supply Refining Distribution Marketing & Sales Dialogue Only via Fuel Standards Co-Development! + Product Planning Assembly Sourcing Components Distribution Marketing & Sales Well-Established and Long-Term Co-Existence, but No Cross-Ownership! 58

58 Biopolttoaineiden arvoketju on monimutkaisempi Biomass Surplus Process Heat Preprocessing (crushing, crunching etc.) Extraction of chemicals Biodiesel production Sugar fermentation Thermochemical conversion Proteins Vitamins Fragrances Pharmaceuticals Glycerol Chemicals Animal fodder Ethanol +Lactic acid Chemicals Rejects to Combustion Energy Production Synthesis gas Bio-SNG Chemicals BTL diesel Chemicals 59

59 Evoluutio Make Your Own Fuel Polttoaine tai energia tulee kotiin, jolloin huoltoasemaa ei enää tarvita Biometaani Paikallinen tuotanto +kotikompressori Sähkö Sitähän saa töpselistä Vety Biokaasu+reformeri tai veden elektrolyysi +kotikompressori 60

60 Parallell, co-working Energy Circles with binding, two-way Nodes Hydrogen Electricity Methane Heat Source: Juhani Laurikko, Intergating transport energy supply with the energy system of the future. MOBILITY: TECHNOLOGY PRIORITIES AND STRATEGIC URBAN PLANNING IEA-EGRD Workshop, May, 2013, Espoo, Finland 61

61 YHTEENVETO 62

62 Kriittiset tekijät Critical Issues Saatavuus Abundance Polttoainejakelu Refuelling infrastructure Yhteensopiva kalusto Compatible engines & vehicles 63

63 VAIHTOEHDOT Menestyksen avaimet saatavuus/tuotanto jakelu autot Biopolttoaineet H2 Maakaasu Matalaseosteiset, taaksepäin yhteensopivat, olemassa oleviin autoihin Sähkö & Vety (tuotettu ei-fossiilisella energialla) Markkinoilla ? 64

64 Yhteenveto Liikenteen polttoainehuolto elää voimakasta murrosta, joka heijastuu myös jakeluun EU:n energia- ja ilmastopolitiikka ajaa lisäämään uusia vaihtoehtopolttoaineita ja -energioita, jota vielä vauhditetaan jakeluverkostoa koskevalla direktiivillä Vaihtoehtojen yhdistäminen samalle jakelupaikalle on haasteellista laajan säädöstön takia Uusia toimijoita ja uusia arvoketjuja Liikenteen energiahuolto hajautuu, monipuolistuu ja integroituu muuhun energiajärjestelmään, kun ei enää tarvita enää erikseen autosähköä tai autovetyä

65 Loppu Kysymyksiä? Kiitos mielenkiinnostanne! 66