Maailma muuttuu ja autot sen mukana. Liikenteen energia ja ympäristöhaasteet. AKL:n 40. Autokauppiaspäivät 26.3.2010. Nils Olof Nylund, VTT



Samankaltaiset tiedostot
Vähäpäästöinen ajoneuvoteknologia, biopolttoaineet ja sähköautot

Tieliikenteen energiankäyttö ja päästöjä vähentävä teknologia

Uusien henkilö- ja pakettiautojen CO 2 -päästötavoitteet - Nykytilanne ja näkymä vuoteen 2030

Tulevaisuuden ajoneuvoteknologiat ja liikenteen energianlähteet

Vihreää energiaa tankkiin. Nils-Olof Nylund, VTT

Energia- ja ympäristöhaasteet

TransEco-tutkimusohjelma

Tulevaisuuden polttoaineet kemianteollisuuden näkökulmasta. Kokkola Material Week 2016 Timo Leppä

ENERGIATEHOKKUUS LIIKENTEESSÄ JA LIIKENNEVÄLINEISSÄ

Tulevaisuuden ajoneuvoteknologiat ja liikenteen energianlähteet

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa

Teknologiaraportti. Heikki Torvinen. 18/1/11 Metropolia Ammattikorkeakoulu

Henkilöautoliikenteen energiatehokkuuden parantaminen käyttäjälähtöisin toimin EFFICARUSE. TransEco Seminaari Jukka Nuottimäki, VTT

Moottoritekniikan kehityssuuntia ja tulevaisuuden polttoaineet

LIIKENTEEN OHJAUSKEINOT

AUTOTEKNIIKAN KEHITYSSUUNTIA SATL 75 v. juhlaseminaari Nils-Olof Nylund

Liikenteen CO2 päästöt 2030 Baseline skenaario

AJONEUVOTEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA UUSIEN ENERGIAMUOTOJEN SOVELTUMINEN SÄILIÖKULJETUKSIIN. Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy

Mika Jukkara, Tuotepäällikkö / Scania Suomi Oy. Biokaasu, Biodiesel, HVO vai Sähkö raskaan liikenteen käyttövoimana

LIIKENTEEN VAIHTOEHTOISET POLTTOAINEET

Kohti päästötöntä liikennettä Saara Jääskeläinen, LVM Uusiutuvan energian päivä

Liikenteen khk-päästöt tavoitteet ja toimet vuoteen 2030

Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas

Mitä EU:n taakanjakopäätös merkitsee Suomen liikenteelle? Saara Jääskeläinen, LVM Liikennesektori ja päästövähennykset seminaari

TransEco-tutkimusohjelma

Liikenteen ilmastopolitiikan työryhmän väliraportti (syyskuu 2018)

Taulukko 1. Bussien keskimääräisiä päästökertoimia. (

Luonnonkaasuratkaisuilla puhtaampaan huomiseen

Polttoaineen kulutus kauppalaatuisilla bensiineillä 95E10 ja 98E5

Smart Grid. Prof. Jarmo Partanen LUT Energy Electricity Energy Environment

Sähköautot Nyt! ecars - Now!

Liikenteen kasvihuonekaasupäästöt taudin laatu ja lääkkeet vuoteen 2030

Lausunto 1 (6)

Ajoneuvohankkeiden tulokset Henkilöautot. TransEco tutkijoiden työpaja Jukka Nuottimäki, VTT

Paketti-, kuorma- ja linja-autojen tulevaisuuden käyttövoimat Autoalan tiekartta raskaan kaluston tulevaisuuden käyttövoimista

Autotekniikan uudet tuulet ja niiden tuomat haasteet opetukselle

Energiajärjestelmän haasteet ja liikenteen uudet ratkaisut

Tekniset tiedot Mallivuosi Caddy

Liikenteen päästövähennystavoitteet ja keinot vuoteen Eleonoora Eilittä Liikenne- ja viestintäministeriö

Sähköautot tulevat. Toimitusjohtaja Ilpo Korhonen Valmet Automotive Oy TransEco tutkimusohjelman aloitusseminaari

Rakennusten energiahuollon näkymiä

Suomi muuttuu Energia uusiutuu

Henkilöauton energiankäyttö ja hybridiauton energiatehokkuus

Toimenpiteitä päästövähennystavoitteeseen pääsemiseksi. Parlamentaarinen liikenneverkon rahoitusta arvioiva työryhmä

EU:n tiekartta hiilivapaalle liikenteelle 2050 entä Suomen näkökulma? Maria Rautavirta

Sähköllä ja biopolttoaineilla uusiutuvaa energiaa liikenteeseen

Liikenteen päästövähennystavoitteet ja keinot vuoteen Saara Jääskeläinen Liikenne- ja viestintäministeriö

Autovero: autojen elinkaari, autojen määrä, vaikutus joukkoliikenteeseen

Henkilö- ja pakettiajoneuvojen uudet ratkaisut - Vaihtoehdot nyt ja tulevaisuudessa

Tekniset tiedot Mallivuosi Amarok

Kevytrakennetekniikka ja hybridisointi alentavat polttoaineen kulutusta. Tommi Mutanen Kabus Oy

Liikenteen päästövähennystavoitteet ja keinot vuoteen Saara Jääskeläinen Liikenne- ja viestintäministeriö

Luku 6 Liikenne. Asko J. Vuorinen Ekoenergo Oy. Pohjana: Energiankäyttäjän käsikirja 2013

Liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen. vähentäminen. Saara Jääskeläinen, liikenne- ja viestintäministeriö Ilmansuojelupäivät

Liikenteen ilmastopolitiikan työryhmän väliraportti (syyskuu 2018)

General Picture IEA Report. Teknologiateollisuus 1. World CO 2 emissions from fuel combustion by sector in 2014

Hiilineutraalin energiatulevaisuuden haasteet

Nestemäiset polttoaineet ammatti- ja teollisuuskäytön kentässä tulevaisuudessa

Valitse auto viisaasti -verkkopalvelu. TransECO-seminaari Vesa Peltola, Motiva Oy

Tekniset tiedot Mallivuosi Caddy

Kansallinen energia- ja ilmastostrategia öljyalan näkemyksiä

EkoAuton julkistustilaisuus

Energiasektorin globaali kehitys. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea

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

Sähköntuotannon tulevaisuus. Seppo Valkealahti Sähköenergiatekniikan professori Tampereen teknillinen yliopisto

Linja-autoliikenteen uudet teknologiat ja polttoaineet. Liikenteen cleantech-hankinnat Veikko Karvonen, tutkija VTT

LIIKENNESEKTORI JA TYÖKONEET

Arvioita ajoneuvoliikenteen päästökehityksestä: Taustaa HLJ 2015 työhön

Kehittyneet työkoneiden käyttövoimavaihtoehdot moottorinvalmistajan näkökulmasta Pekka Hjon

Interaktiivinen asiakasrajapinta ja sen hyödyntäminen energiatehokkuudessa

Tekniset tiedot Mallivuosi Transporter

Liikenteen linjaukset kansallisessa energia- ja ilmastostrategiassa. Liikenneneuvos Saara Jääskeläinen, liikenne- ja viestintäministeriö

EU:n energiaunioni ja liikenne

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND JÄLKIASENNETTAVIEN PAKOKAASUN PUHDISTUSLAITTEISTOJEN ARVIOINTI

Tekniset tiedot Mallivuosi Caravelle

Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa Heinikainen Olli

Hiilineutraali Helsinki Anni Sinnemäki Helsingin kaupunkiympäristön apulaispormestari

TransEco -tutkimusohjelma

Energia tulevaisuudessa Epävarmuutta ja mahdollisuuksia. Jyrki Luukkanen Tutkimusprofessori

Miten sähköautot muuttavat valubusinesta?

Energia- ja ilmastopolitiikan infografiikkaa. Elinkeinoelämän keskusliitto

Sähköautot liikenne- ja ilmastopolitiikan näkökulmasta

St1:n asiantuntijalausunto Liikenne- ja viestintävaliokunnalle: VNS 7/2017 keskipitkän aikavälin ilmastopolitiikan suunnitelma vuoteen 2030

Sähköauton historia I

Päästöttömät ajoneuvot liikenteessä

Machine Silver (9S) metalliväri. Sand Track (D5U) metalliväri. Dark Gun Metal (E5B) metalliväri. Space Blue (J3U) metalliväri.

Pohjois-Savon liikenneseminaari Liikkumisen ja liikenteen tulevaisuus. Jukka Haavikko

Neste palvelee taksiyrittäjää

Liikenteen ilmanlaatua heikentävien päästöjen kehittyminen

Liikenteen ja lämmityksen sähköistyminen. Juha Forsström, Esa Pursiheimo, Tiina Koljonen Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Hallitusneuvos Anja Liukko Liikenne- ja viestintävaliokunta HE 199/2018 vp

Suomi kehittyneiden biopolttoaineiden kärjessä UPM Lappeenrannan biojalostamo. Ilmansuojelupäivät Stefan Sundman UPM Sidosryhmäsuhteet

Energia- ja ilmastostrategia ja liikenteen vaihtoehtoiset käyttövoimat. Saara Jääskeläinen Liikenne- ja viestintäministeriö

Kaasuauto. Autoalan opettaja- ja kouluttajapäivät Tampere. Jussi Sireeni.

Liikenteen ilmastopolitiikan työryhmän loppuraportti

Liikennejärjestelmät energiatehokkaiksi. Saara Jääskeläinen Liikenne- ja viestintäministeriö

Ajankohtaista AKEn ajoneuvotekniikasta

Sähköautot osana älykästä energiajärjestelmää

Autoilun viisaat valinnat. Työpaikat kohti viisaita liikkumisvalintoja -seminaari Vesa Peltola, Motiva Oy

AUTOALA SUOMESSA VUONNA Autoalan Tiedotuskeskuksen vuosittain julkaisema, autoalan perustietoja esittelevä kalvosarja

Transkriptio:

Maailma muuttuu ja autot sen mukana Liikenteen energia ja ympäristöhaasteet AKL:n 40. Autokauppiaspäivät 26.3.2010 Nils Olof Nylund, VTT

2 Liikenteen sopeuttaminen kestävään kehitykseen Tieliikenteen sopeuttaminen kestävään kehitykseen IEA Renewable Energy Technology Deployment 2010 Liikennesektorin kasvihuonekaasupäästöjen ja öljyriippuvuuden vähentämiseksi liikennesektorilla ja sen energiajärjestelmissä tarvitaan todellinen muutos. Muutoksen pääelementit ovat: ajoneuvojen energiantarpeen vähentäminen siirtyminen vähähiilisiin tai hiilineutraaleihin energiamuotoihin siirtyminen energiatehokkaampiin tai vähähiilisiin kuljetusmuotoihin liikenteen kysynnän kasvun taittaminen

3 Nykyaikainen henkilöauto on: luotettava mukava suorituskykyinen turvallinen säänneltyjen päästöjen osalta vähäpäästöinen Henkilöautojen kehitystilanne Mitä voidaan parantaa henkilöautojen osalta? energiatehokkuutta kykyä hyödyntää uusiutuvaa tai CO2 neutraalia energiaa ajoneuvojen järkevää käyttöä!

4 Aikaperspektiivejä 2020 on kohta täällä! Autoalan koulutusohjelmien muuttaminen esim. varautuminen uuteen ajoneuvotekniikkaan 5 6 vuotta (2010 2015) Uusi automalli kehitys 3 vuotta (2010 2012) mallin tuotantojakso päivityksineen n. 7 vuotta (2013 2019) Autojen romutusikä Suomessa 18 vuotta vuonna 2010 ostetulla autolla ajetaan vielä 2027 EU:n energia ja ympäristötavoitteet vuodelle 2020 10 % uusiutuvaa energiaa liikenteessä (päätetty, pakollinen) uusien henkilöautojen keskimääräinen CO2 päästö 95 g/km (alustava tavoite) Kuvat Rolf Hagman

5 Henkilöautojen CO 2 päästöt EU 2020: 95 g/km Lähde: ICCT 2007

6 Aikaperspektiivejä Keskipitkä aikaväli 2030 esim. kansainvälisen energiajärjestön IEA:n World Energy Outlook aikajakso vuoteen 2030 Pitkä aikaväli 2050 EU:n pitkän aikavälin ilmastotavoitteet CO2 80 % Valtioneuvoston tulevaisuusselonteko ilmasto ja energiapolitiikasta IEA:n Energy Technology Perspectives: Scenarios & Strategies to 2050 IEA:n, Kansainvälisen Autoliiton, International Transport Forumin (OECD) ja UNEP:in (YK) yhteinen 50 by 50 Global Fuel Economy Initiative

7 Öljyn tuotannon näkymiä vuoteen 2030 Kysyntä kasvaa, tuotanto vaikeutuu! tarvittava uusi tuotanto nykyisin tuotannossa olevat kentät Lähde: IEA WEO 2009

Öljyn hintakehitys 8

9 Millä vuoden 2050 päästövähenemät saadaan aikaan? IEA ETP 2008 kustannukset lisääntyvät! kustannukset vähentyvät!

10 50 by 50 Global Fuel Economy Initiative Henkilöautokannan polttoaineen kulutuksen puolittaminen vuoteen 2050 mennessä Hankkeen takana kansainvälinen autoliitto FIA kansainvälinen energiajärjestö IEA International Transport Forum (OECD) UNEP (YK)

50 by 50 tavoitteet 11

TRANSPORT, ENERGY BLUE: advanced technologies must play a major role Unprecedented rates of change in market penetration of advanced technologies AND CO 2 Moving Toward Sustainability Passenger LDV Sales (million) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 H2 hybrid fuel cell Electricity CNG/LPG Plug in hybrid diesel Diesel hybrid Conventional diesel Plug in hybrid gasoline Hybrid (gasoline) 0 Conventional gasoline 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Lew Fulton 2009 OECD/IEA 2009

13

14 Vertailu dieselpolttoaine/litiumakku vuonna 2010 Dieselpolttoaine 1 litra dieseliä= 10 kwh itse polttoaine painaa 0,84 kg polttoaine + säiliö noin 1 kg 1 litra dieseliä maksaa verottomana 0,60 pieni dieselauto kulkee 1 litralla dieseliä noin 25 km energiakustannus kilomerille 0,024 /km auton veroton hinta 15.000 jos auton kestoikä on 150.000 km, pääomakulut ovat suuruusluokkaisesti 0,10 /km energia + pääoma 0,124 /km hinnat nousussa! Litiumakku painaa noin 10 kg/kwh maksaa noin 800 /kwh 10 kwh painaa noin 100 kg 10 kwh maksaa akkuinvestointina noin 8000 10 kwh sähköä maksaa verottomana noin 1 (kotitaloussähkö) pieni sähköauto kulkee 10 kwh:lla noin 70 km energiakustannus kilometrille 0,015 /km auton veroton hinta 25.000 jos auton kestoikä on 150.000 km, pääomakulut ovat suuruusluokkaisesti 0,17 /km energia + pääoma 0,185 /km hinnat laskussa! 1 L

15 Biopolttoaineiden tärkeimmät haasteet Raaka aineen riittävyys Kilpailu ruuan tuotannon kanssa Kestävän kehityksen mukainen tuotanto Työvoiman kohtelu kehittyvissä maissa Riittävä jalostuskapasiteetti Tuotelaadun yhteensovittaminen kasvavien moottoripolttoaineiden laatuvaatimuksien kanssa Koko polttoaineketjun CO 2 ja energiatehokkuus Kustannustehokkuus Sertifiointijärjestelmien kehittäminen

16 Valtioneuvoston tulevaisuusselonteko liikenteestä Suomessa asetetaan suuntaa antavaksi tavoitteeksi, että henkilöautokannan suorat ominaispäästöt ovat vuonna 2030 enintään 80 90 g CO2/km. Tästä päästöjen tulee edelleen laskea niin, että ne ovat enintään 50 60 g vuonna 2040 ja 20 30 g vuonna 2050. Tavoitteisiin lasketaan päästöt fossiilisten polttoaineiden käytöstä liikenteessä, kun taas autoissa käytetyn sähkön ja biopolttoaineiden päästöt lasketaan niiden tuotannon taseisiin. Myös sähkön ja biopolttoaineiden tuotannon päästöjä tulee vähentää määrätietoisesti.

Viina & Tuuli liikenteessä Jari Suominen/St1 Litium lisäakkupaketti 5 kwh 190 V 177 Ah 85 kg White Lightning FFV/E85 konversiokitti V2Green GridPoint dataloger Käytetyn energian mittaus GPS paikannus Historiatiedon tallennus ~1.3 kwh NiMh akku, ~0.3 kwh käytössä 45 l polttoainesäiliö 57 kw polttomoottori ja 50 kw sähkömoottori Fossiilinen CO2 päästö 15 g/km

18 Yhteenveto Autotekniikka on kehittynyt valtavasti viimeisten 15 vuoden aikana Haitallisten päästöjen alentaminen ja suorituskyvyn parantaminen ovat ohjanneet kehitystä, nyt painopiste on henkilöautojen osalta siirtymässä suorituskyvystä energiatehokkuuteen ja CO2 päästöjen vähentämiseen EU on jo päättänyt vuoden 2020 linjauksista Vuoteen 2050 mennessä koko liikennejärjestelmä on suurten mullistusten edessä valtioneuvoston esitys 15.10.2009: kasvihuonekaasupäästöt 80 % Kaikkia keinoja teknisestä kehitystyöstä liikenteen sääntelyyn tarvitaan sopeutettaessa liikennettä kestävään kehitykseen Energian säästöllä, uudella ajoneuvotekniikalla ja parhaimmilla biopolttoaineilla voidaan vähentää niin lähipäästöjä, kasvihuonekaasupäästöjä kuin liikenteen öljyriippuvuutta

19...Yhteenveto Parhaimmat biopolttoaineet alentavat kasvihuonekaasupäästöjä yli 80 % kaikki biopolttoaineet eivät kuitenkaan tuo merkittäviä kasvihuonekaasuvähenemiä eivätkä täytä kestävän kehityksen kriteerejä Biopolttoaineille kehitetään entistä parempia kriteerejä Yleinen näkemys on, että verkosta ladattavat sähköautot (akkusähköautot ja plug in hybridit) tulevat yleistymään henkilöautopuolella Akkutekniikka on kuitenkin toistaiseksi kovin kallista Raskas kalusto tulee, varsinkin pitkillä matkoilla, yhä edelleen tarvitsemaan dieselmoottoreita

22.3.2010 1 Miten tavoitteista tulee totta Auton rakenteen kehityspiirteitä tulevina vuosina Erikoistutkija, TkT Juhani Laurikko VTT Maailma muuttuu ja autot sen mukana meidänkin on muututtava 40. Autokauppiaspäivät 26.3.2010

22.3.2010 2 Autonsuunnittelun osapuolet Auton resepti t Järjestelmätoimittajat Auton sisältö t Autonvalmistajat eli OEM Auton konsepti t Osatoimittajat t Auton ostajat ja käyttäjät

22.3.2010 3 Automaailman osapuolet SÄÄNTELY t Autonvalmistajat MARKKINAT OHJAUS & KANNUSTIMET t Julkinen lainsäädäntövalta t Auton ostajat ja käyttäjät

22.3.2010 4 Autonsuunnittelun ristipaineet * Valmistus * Polttoainekulut * Huollot ja ylläpito Kustannukset Tukee markkinointia, nyt kun NCAP testi ja luokitus on tunnettu! * Ajostabilitetti ja ajodynamiikka * Kolariturvallisuus Turvallisuus Markkinoitavuus * Kuljetus ja suorituskyky * Varusteet * Haluttavuus * Melu * Pakokaasupäästöt * Energian kulutus * Kierrätettävyys Ympäristö Aiemmin vain heikko argumentti, lähinnä kustannuslisä! Nykyisin positiivinen ja vahvempi asema auton valintakriteereissä

22.3.2010 5 Energian käytön vähentäminen kolme tietä Jarrutusenergian regeneraatio akkuun Hybridikäytöt Biopolttoaineet H2 Maakaasu Kevyemmät autot Hitaammat ajonopeudet Ajoneuvo Polttoaine Sähkö & Vety (tuotettu ei fossiilisella energialla) Moottori Suoraruiskutusmoottorit ja uudet työkierrot (HCCI) Sähkömoottori Polttomoottori Polttokenno

22.3.2010 6 Energian käytön vähentäminen kolme tietä Vähennetään ajoneuvon liikkumiseen Hybridikäytöt Jarrutusenergian tarvittavan regeneraatioenergian tarvetta akkuun ja kehitetään energian talteenottoa Kevyemmät autot Hitaammat ajonopeudet Ajoneuvo Maakaasu Käytetään uusiutuvaa Biopolttoaineet tai enemmän vetyä H2 suhteessa hiileen sisältävää polttoainetta Polttoaine Sähkö & Vety (tuotettu ei fossiilisella energialla) Moottori Suoraruiskutusmoottorit ja uudet työkierrot (HCCI) Tuotetaan enemmän mekaanista energiaa polttoaineen (tai sähkön/vedyn) sisältämästä energiasta eli parannetaan muuntohyötysuhdetta Polttomoottori Polttokenno Sähkömoottori

22.3.2010 7 Polttomoottori edelleen vahvoilla Kohtuullinen hinta Koeteltu konsepti uskottava ja luotettava asiakkaiden keskuudessa helppo "myydä" Hyvä suorituskyky Mittavat investoinnit valmistukseen

22.3.2010 8 Diesel on luonnostaan taloudellisempi kuin ottomoottori!

22.3.2010 9 Henkilöautodieselit

22.3.2010 10 Diesel MY2009 vs. EU6 2014/2015 0.400 0.350 EU6 diesel 0.300 NO x (g/km) 0.250 0.200 0.150 Moottoriperheitä: 200 EU6 yhteensopivia: 4 0.100 Toyota Avensis 2.2 D CAT Raja arvo, diesel 0.050 0.000 Toyota Verso 2.2 D CAT Audi Q7 CleanDiesel Toyota RAV4 X2.2 D CAT Mercedes Benz E/ML/GL/R 350 BlueTec Lancia Delta TwinTurbo 1.9 Multijet 50 100 150 200 250 300 350 400 CO 2 (g/km)

22.3.2010 11 Keskeinen tavoite: säilytä hyvä hyötysuhde, puhdista pakokaasujen PM & NOx

22.3.2010 12 Kehityskohteet: ha dieselmoottorit t Suoraruiskutuksesta ja sähköisestä polttoaineen annostelusta de facto t Pakokaasun kierrätys (EGR) t Muuttuvageometrinen ahdin t Hiukkassuodatus + lean NOx kat t Nopeat ruiskutussuuttimet (pietzosähköiset); jälkiruiskutus t SCR NOx katalysaattorit myös henkilöautoihin

22.3.2010 13 Elektroniikka on tärkein jatkokehityksen mahdollistaja! Kuva: SiemensVDO

22.3.2010 14 Sähköinen ruiskutus Common Rail t Elektroninen ohjainyksikkö ja runsaasti säätöparametrejä! t Tavoite: aina oikea ruiskutusmäärä ja ajoitus Kuva: BOSCH

22.3.2010 15 Bensiinimoottorit

22.3.2010 16 Bensa MY2009 vs. EU6 (2014/2015) 0.160 0.140 0.120 EU6 bensiini Moottoriperheitä >300 Ei EU6 yhteensopivia <30 Yhteensopivia >90 % NOx (g/km) 0.100 0.080 0.060 Raja arvo, EU6 bensiini 0.040 0.020 0.000 50 100 150 200 250 300 350 400 CO 2 (g/km)

22.3.2010 17 Keskeinen tavoite: säilytä pakokaasujen puhtaus, paranna polttoainetaloutta

22.3.2010 18 Kehityskohteet ottomoottorit t t t t t t t t t Polttoaineen entistä tarkempi annostelu Muuttuva venttiilien ajoitus & nousu Resonanssi imusarjat & luistiventtiilit Uudet ahdintekniikat Monikipinä ja suurtehosytytys Laihaseossäätö ja anturi Suoraruiskutus Downsizing & Displacement on Demand Stop and go automatiikat

22.3.2010 19 VW TSI TwinCharger remmiahdin turboahdin http://www.greencarcongress.com/2005/08/inside_vws_new_.html

22.3.2010 20 Displacement On Demand Kuva: SIEMENS Kehittynyt venttiilitekniikka t Sähköisesti ohjattu ja käytetty venttiilistö t Portaaton säätö t Sylinterien lepuutus, jolloin kuormitus nousee käynnissä olevissa sylintereissä t >> pienempi kulutus

22.3.2010 21 Puhdistintekniikkaa

22.3.2010 22 Fuel Petrol, Alcohols Diesel, Vegetable Oil ICE Concept MPFI SI DI SI DI CI Depends on inj. timing Raw Exhaust Composition CO HC NOx PM CO HC NOx PM CO HC NOx PM CO HC NOx PM +++ +++ +++ o + ++ + + + + +++ ++ + + ++ +++ & or Control Technology Three way Catalyst Lean NOx Cat (storage) OxyCat + SCR NOx Cat OxyCat + PM Trap Tailpipe Exhaust Composition CO HC NOx PM CO HC NOx PM NOx NOx CO HC PM CO HC NOx PM o o o o o o o + + o o o ++ o o ++ o Legend: o Very low + Low, ++ Medium, +++High

22.3.2010 23 Fuel Petrol, Alcohols Diesel, Vegetable Oil ICE Concept MPFI SI DI SI DI CI Depends on inj. timing Raw Exhaust Composition CO HC NOx PM CO HC NOx PM CO HC NOx PM CO HC NOx PM +++ +++ +++ o + ++ + + + + +++ ++ + + ++ +++ & or Control Technology Three way Catalyst Lean NOx Cat (storage) puhdistinkehitys OxyCat + SCR NOx Cat OxyCat + PM Trap Tailpipe Exhaust Composition CO o HC o NOx o PM o CO o HC o NOx o PM + o NOx + o NOx o CO o HC o PM ++ o CO o HC o NOx ++ o PM o Legend: o Very low + Low, ++ Medium, +++High

22.3.2010 24 MercedesBenz BLUETECH Kuorma autoista tuttu SCR/NOx puhdistustekniikka tulossa myös EURO6 henkilöautoihin! http://www.germancarfans.com/news.cfm/newsid/2060110.013/pageview/photo/photo/mini2/page/1/mercedes/1.html

22.3.2010 25 Integroitu kokonaisuus Kaasunvaihto imusarja venttiilikoneisto ahdin tai ahtimet EGR Pakokaasun puhdistus katalysaattori(t) hiukkaspuhdistimet ja regenerointi Mekaaninen rakenne iskutilavuus palotila/puristussuhde Polttoaineen syöttö tarkka annostelu muuttuva ruiskutuspaine adaptoituvuus minimi ja maksimimäärille useita ruiskutuksia/työkierto Muut toiminnot OBD ja muu diagnostiikka limp home toiminnot Moottorin ohjaus joutokäynti momentin säätö hiukkasloukun regenerointi ajoituksen ja ruiskutusmäärän tarkka kontrolli

22.3.2010 26 SUORITUSARVOVERTAILU VW Golf I diesel 1976 VW Golf VI diesel 2009 iskutilavuus (l) 1,5 2,0 LISÄÄ: huipputeho (kw) 37 81 103 vääntömomentti (Nm) 84 250 320 RUUTIA huippunopeus (km/h) 144 190 209 kiihtyvyys 0 100 km/h (s) 18 10,7 9,3 omapaino (kg) 780 1420 1460 LÄSKIÄ polttoaineen kulutus (EU yhd. l/100 km) 6,4 4,5 4,9 CO 2 päästö (g/km) 169 119 129 EKOA hiukkassuodatin ei on

22.3.2010 27 Kolaritestit ohjaavat koriturvallisuuden kehitystä Turvarakenteet lisänneet auton painoa jopa 500 kg!!!

22.3.2010 28 SUORITUSARVOVERTAILU VW Golf I diesel 1976 VW Golf VI diesel 2009 iskutilavuus (l) 1,5 2,0 huipputeho (kw) 37 81 103 vääntömomentti (Nm) 84 250 320 huippunopeus (km/h) 144 190 209 kiihtyvyys 0 100 km/h (s) 18 10,7 9,3 omapaino (kg) 780 1420 1460 polttoaineen kulutus (EU yhd. l/100 km) 6,4 4,5 4,9 CO 2 päästö (g/km) 169 119 129 hiukkassuodatin ei on RUUTIA Entä jos koko tämä tekninen kehitys olisikin suunnattu pelkästään polttoaineen kulutuksen pienentämiseen? EKOA LÄSKIÄ

22.3.2010 29 VW Golf I diesel 1976 PERILLISET EVOLUUTIO VW Polo 2010 1.2 TDI kapasiteetti 5 h 1150 kg 0 100: 14 sec 89 g/km CO 2 REVOLUUTIO Olisiko kehitys sittenkin voinut mennä näin? VW 1 Liter 2010 (konsepti) kapasiteetti 2 h 1.5 L/100 km 36 g/km CO 2 380 kg Cd 0.195

22.3.2010 30 Energian kulutuksen osatekijät ja vähentäjät t Pienempiä ja kevyempiä autoja! t Turvallisuus!? t Kevyet materiaalit: valmistus & kierrätys!? AJOVASTUKSET t ajonopeus t korin muoto t paino t renkaiden vierinvastus

22.3.2010 31 Hybridiautojen tekniikkaa

22.3.2010 32 Hybridiauton idea Sähköinen ajovoimansiirto eristää moottorin kuormitusten vaihtelulta moottorin toiminta helpompi optimoida voidaan käyttää erilaista työkiertoa (esim. Atkinson) mahdollistaa regeneratiivisen jarrutuksen, jolloin hyötysuhde paranee Kaikki käyttövoima kuitenkin polttoaineesta, sähkö vain välimuoto!

22.3.2010 33 Lohner Porsche Electromobile 1900 1905 Ensimmäinen hybridi Polttomoottori+sähkö(napa)moottorit (4 kpl) Ensimmäinen F. Porschen suunnittelema auto

22.3.2010 34 Bensa hybridi vs. Diesel Säästöpotentiaali >>>> Toyota Prius VW Golf TDi Honda Insight

22.3.2010 35 Percentage NEDC CO 2 Improvement (relative to Euro 4 Petrol Engine) Euro 4/5 Diesel Diesel Gasoline Euro 4/5 Gasoline Hybrids Percentage Cost Increase (relative to Euro 4 Petrol Engine) Source: Ricardo analysis communicated to CONCAWE (2008)

22.3.2010 36 Energian käytön vähentäminen kolme tietä Jarrutusenergian regeneraatio akkuun Hybridikäytöt Maakaasu KäytetäänBiopolttoaineet uusiutuvaa energiaa tai enemmän vetyä H2 suhteessa hiileen sisältävää polttoainetta Kevyemmät autot Hitaammat ajonopeudet Ajoneuvo Polttoaine Sähkö & Vety (tuotettu ei fossiilisella energialla) Moottori Suoraruiskutusmoottorit ja uudet työkierrot (HCCI) Sähkömoottori Polttomoottori Polttokenno

22.3.2010 37 Uudet energianlähteet

22.3.2010 38 Energian käyttöketju Raakaaine (primaarienergia) Kantaja (polttoaine) Konversio (moottori)

22.3.2010 39

22.3.2010 40 Teknisesti vaihtoehtojen lukumäärä on hyvin suuri, mutta kaikki eivät ole kilpailukykyisiä!

22.3.2010 41 Energiaketju lähteestä pyöriin Pathway analysis Well to Wheels (WTW) Raaka ainetuotanto Raw Material Extraction Primaarienergia Primary energy Polttoainetuotanto Fuel production Sähkön tuotanto Electricity production Jakelu ja tankkaus & lataus Distribution, Refuelling, Recharging Polttoaine tankissa On board fuel Matkan varrella tapahtuu hävikkiä ja syntyy päästöjä, jotka kaikki tulisi ottaa vertailussa huomioon Sähkö akussa Electricity On Board Energian muunto työksi Energy conversion

22.3.2010 42 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 Alueelliset erot suuria! Jakelu ja tankkaus & lataus Distribution, Refuelling, Recharging Sähkö akussa Electricity On Board Energian muunto työksi Energy conversion

22.3.2010 43 Sähköautoilla on loistelias historia

22.3.2010 44 ja uusi, lupaava tulevaisuus!

22.3.2010 45 Yhteenveto ja johtopäätöksiä Conclusions

22.3.2010 46 Yhteenveto Polttomoottorit Elinaikaennuste vielä hyvä, > 25 vuotta Dieselin osuus kasvaa edelleen, mutta monimutkainen pakokaasun puhdistustekniikka nostaa kokonaiskustannuksia alkaako suosio hiipua Euro6 tasolla? Suoraruiskutus + elektroniikka = must have Täysin säädettävä venttiilien ajoitus, jo kulman takana displacement on demand >> tehonsäätö Taaksepäin yhteensopivat biopolttoaineet jatkavat polttomoottorin käyttökelpoisuutta

22.3.2010 47 Yhteenveto: Hybridit ja uudet voimalaitteet Hybriditekniikka tulee polttomoottorin avuksi Polttomoottorin toiminta optimisäädöillä, kun sähkömoottori hoitaa tehonvaihtelutarpeet Regeneratiivinen jarrutus & lyhyt ajomatka sähköllä lisää hyötysuhdetta & rajoitettu 0 päästöajomahdollisuus Polttokenno korvaa polttomoottorin, kunhan hinta ja kestoikä saadaan kohdalleen! Vetypolttoaineen jakelujärjestelmän rakentaminen on mittava investointi & haaste Vety polttomoottori vain muutamien harrastus, mutta voisi vauhdittaa siirtymää

22.3.2010 48 Hype aallot Polttokennot Biopolttoaineet Sähköautot What next? 1995 2000 2005 2010 2015 Hypetyksen jälkeen palataan aina todellisuuteen: Mikään yksittäinen teknologia ei pelasta maailmaa! Mutta: Niitä viisaasti yhdistelemällä voidaan saada paljon aikaan!

22.3.2010 49