Päästöttömät ajoneuvot liikenteessä Demo2013 Seminaari 10.9.2012 Vuosaaren satama, Helsinki Principal Scientist (TkT) Juhani Laurikko, VTT
Päästöttömät ajoneuvot liikenteeseen Demo2013 Seminaari 10.9.2012 Vuosaaren satama, Helsinki Principal Scientist (TkT) Juhani Laurikko, VTT
11.9.2013 3 Sisältö Autoteollisuuden haasteet ja reunaehdot Päästöttömät energiavaihtoehdot ja voimalaitteet Vaihtoehtojen vertailua Markkinoille tulon aikataulu Yhteenveto ICE-PHEV EREV ICE ICE-HEV BEV H 2 FCEV
Haasteet 11.9.2013 4
vaikeusaste >>> K-EFAM, 1778/1-drob-fr 08/01 11.9.2013 5 AJONEUVOTEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖHAASTEET Evolution of Environmental Aspects energian saatavuus Energy kasvihuonekaas ut tavanomaiset pakokaasupäästöt Greenhouse Gases CO 2 Exhaust Emissions CO,NOx,HC,PM 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 VOLKSWAGEN AG Group Research
11.9.2013 6
11.9.2013 7 Nissan Motor Co.
11.9.2013 8
but how? 11.9.2013 9
Just Ask 11.9.2013 10
11.9.2013 11 Google-kuvahaku Zero-emission Vehicle @ 8.9.2013 Hit #1 Hit #2 Hit #3
Naah,. 11.9.2013 12
11.9.2013 13 Technology Roadmaps
11.9.2013 14 Industry Perspectives
11.9.2013 15
Sähkö 11.9.2013 16
11.9.2013 17 Sähkökäytön ominaisuuksia H2 Etuja & hyötyjä: Hyvä hyötysuhde reversibiliteetti Hyvä vääntömomentti liikkeellelähdössä Vähän mekaanisia osia >> pieni huollontarve Pyöramoottorit mahdollistavat uusia, joustavia ja jopa radikaaleja rakennevaihtoehtoja Haittoja & haasteita: Teho-painosuhde vielä kaukana optimista Tehoyksikön hinta ei ole (vielä) kilpailu-kykyinen verrattuna polttomoottoriin Korkeiden jännitteiden turvallisuuskysymykset
11.9.2013 18 Sähkö energianlähteenä H2 Etuja & hyötyjä: hyvin monipuolinen tuotantorakenne mahdollisuus käyttää uusiutuvaa ja kotoperäistä energiaa voimakas CO 2 vähenemä mahdollinen (riippuu sähkön tuotantotavasta) jakeluverkko olemassa Haittoja & haasteita: vaikea varastoida, hyvät (ja kohtuuhintaiset) akut vielä kehitteillä Korkeiden jännitteiden turvallisuus Vaatii uuden autokaluston
11.9.2013 19 Sähkö energianlähteenä H2 Etuja & hyötyjä: hyvin monipuolinen tuotantorakenne mahdollisuus käyttää uusiutuvaa ja kotoperäistä energiaa voimakas CO 2 vähenemä mahdollinen (riippuu sähkön tuotantotavasta) jakeluverkko olemassa Haittoja & haasteita: vaikea varastoida, hyvät (ja kohtuuhintaiset) akut vielä kehitteillä
11.9.2013 20 Show-stopper N o 1 Battery Technology Sucks! Insufficent Capacity + High Costs + High Risks (lifetime) = Stay Away From It!
Take A Detour Instead 11.9.2013 21
11.9.2013 22 Let s Take the Half-way House Best Battery Technologies
11.9.2013 23
11.9.2013 24 H2 Vaihtoehto: Vety Etuja & hyötyjä: erittäin monipuolinen tuotantorakenne mahdollisuus käyttää uusiutuvaa ja kotoperäistä energiaa Haittoja & haasteita: pieni energiasisältö (kaasuna) käyttöturvallisuus? (painesäiliöt) vaatii uuden kaluston (=polttokenno) voimakas CO 2 vähenemä - vedyn tuotantotavasta riippuen
11.9.2013 25
11.9.2013 26 LoU Vetyauto markkinoille 2015 Vahva sitoutuminen, kaikki suuret valmistajat* mukana Valmistusmäärät merkittäviä, yli 100,000 vuonna 2015 Infrastruktuuri rakentuu aluksi keskuksiin, EU/Saksa, USA/Kalifornia, JPN/Tokio-Yokohama *Daimler, Ford, GM/Opel, Honda, Hyundai, Kia, Renault/Nissan, Toyota Lähde: http://www.greencarcongress.com/2009/09/automakers-fcv-20090909.html
11.9.2013 27 We Are Ready to Roll-Out Production > 100k by 2015
11.9.2013 28 And We Support our Partners & & & &
11.9.2013 29 Point of No Return Has Been Passed
11.9.2013 30 FUEL OF CHOICE by the Auto Industry CHEERS: Even Higher Potential for Use of Renewable Energy Resources Decent Range with One Fill, and Fill-up Time Like with Petroleum Fuels High Efficiency of the Electric Drivetrain Fossil (Methane Reformate) Option Offers Nearly-decent Entry-level Fuel Cost per MJ JEERS: Must Find Capital & Partners to Create Distribution Infrastructure
11.9.2013 31 Polttokennosähköautot polttoaine & jakelu
11.9.2013 32 Vetytankkauksen globaali kuva Skandinavia Pohjois-Amerikka Japani-Korea-Taiwan 200 Keski-Eurooppa
11.9.2013 33 Vetytankkaus Mittava investointitarve!
11.9.2013 34 Vedyn jakelu ja tankkaus tarjonta=asemat käyttöast e kasvaa hitaasti kysyntä=autot
11.9.2013 35 Total investment for a large-scale roll-out of hydrogen supply infrastructure in Europe is estimated at EUR 100 billion over 40 years 1000 2000 EUR/auto
Vaihtoehtojen vertailua 11.9.2013 36
11.9.2013 37 Dr. Martin Linder McKinsey & Company Huomattava kustannusten alenema odotettavissa!
11.9.2013 38 Kustannuskuuri tuottaa tuloksia
pieni keski suuri 11.9.2013 39
11.9.2013 40 Radikaali kustannusten alenema odotettavissa! Dr. Martin Linder, McKinsey & Company
11.9.2013 41 Total investment for a large-scale roll-out of battery hydrogen recharging supply infrastructure in Europe is is estimated at EUR 500 100 billion over 40 years
? 11.9.2013 42
11.9.2013 43 Maailman autokanta käyttövoimittain 1 000 000 000 1 000 000 000 800 000 000 600 000 000 400 000 000 200 000 000 0 Conventional ICE 1/200 5 500 000 "Advanced" = 0,5%
11.9.2013 44 Maailman autokanta käyttövoimittain 6 000 000 5 400 000 5 000 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1 000 000 0 1/30 1/100 100 000 1 000 Hybrids BEV FCEV
Kehitystä pitää vauhdittaa! 11.9.2013 45
11.9.2013 46 Californian Zero-emissions Vehicle Mandate BEV & H2-FCEV + PHEV 9,5% 22%
11.9.2013 47 EU:n direktiiviehdotus vaihtoehtopolttoaineiden jakelujärjestelmistä 2013/0012(COD) Deployment of alternative fuels infrastructure Kattaa seuraavat polttoaineet/energiat: Nestemäiset biopolttoaineet Maa- ja biokaasu (metaani), CNG & LNG Nestekaasu (butaani & propaani, LPG) Synteettiset polttonesteet (Gas-to-Liquid,GTL) Sähkö Vety
11.9.2013 48 EU:n direktiiviehdotus vaihtoehtopolttoaineiden jakelujärjestelmistä Tavoitevuosi 2020 Määrittää tarvittavan tiheyden jakelupisteille, eli ajomatkan asemalta asemalle: Metaani/CNG: 150 km Metaani/LNG: 400 km Vety: 300 km Vauhdittaa myös jakeluun liittyvää standardisointia
11.9.2013 49 Yhteenveto ja johtopäätökset Conclusions
11.9.2013 50 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!
11.9.2013 51 kuva:
11.9.2013 52 There Is No Silver Bullet Mikään uusista vaihtoehdoista ei yksinään syrjäytä nykyisiä, vaan Liikenteen energiatulevaisuus on monipuolisuudessa Käyttökohde ja painotukset vaikuttavat voimakkaasti Sähkön ja sähkökäytön osuus selvässä kasvussa Vety-polttokennoteknologia tarjoaa parhaan vastineen nykyautoille suorituskyvyn ja toimintamatkan suhteen Kustannuskuuri tuottaa tulosta 2030 mennessä Sähkö & vety korvaavat lähinnä bensiiniä, mutta mistä apu raskaaseen maantieliikenteeseen?
11.9.2013 53
11.9.2013 54 Integrated Energy System of the Future
11.9.2013 55 Integrated Energy System of the Future Jussi Solin, VTT
11.9.2013 56 Parallell, Co-working Energy Circles with Binding, Two-way Nodes Methane Electricity Hydrogen Heat
11.9.2013 57 12 11 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 Loppu Kysymyksiä? Kiitos mielenkiinnostanne!