Blogit

Markkinat Omakynä Antti Kohopää

Ympäristöneuvostossa ilmastopolitiikan tulevaisuus

22.03.2024, kello 13:48

Maanantaina Brysselissä kokoustaa ympäristöneuvosto. Ympäristöneuvostoon kuuluvat EU-maiden...

Omakynä Tuotanto Marja Rankila

Pienistä puroista kasvaa suuri virta

20.03.2024, kello 15:12

Keskusteluissa nousee usein eteen väite, että vesivoimaa ei enää tulevaisuudessa tarvita, kun...

Jäsenkynä Markkinat Kimmo Alatulkkila

Kaupunkien energiayhtiöt vetytalouden ja viennin vetureiksi?

05.03.2024, kello 12:25

Pitkä ja kylmä talvi alkaa tuntua hiljalleen punteissa. Kylmissä olosuhteissa eläminen antaa meille...

Onko sähköverkko pullonkaula?

Raskas lataus lähdössä liikenteeseen

07.09.2023, kello 14:14

Teksti Vesa Ville Mattila | Kuva Scanstockphoto

Raskas lataus lähdössä liikenteeseen

Seuraavan viiden vuoden aikana raskas liikenne nousee sähköautoissa nopeimmin kasvavaksi ryhmäksi. Kehitys kiihtyy, kun markkinoille saadaan lisää pitkillekin matkoille sopivia automalleja – ja latausmahdollisuuksia kuljetusreittien varrelle.     

Jo kaksi vuotta sitten joka toinen Suomessa ensirekisteröity bussi oli sähköbussi. Sen sijaan liikenteessä sompailee vasta parisenkymmentä täyssähkökuorma-autoa.             

Kuljetusyritykset vaihtavat kalustoaan pääsääntöisesti 3–5 vuoden välein. Kalustopäätösten tueksi ne seuraavat käyttövoimasiirtymän ja latausinfrastruktuurin kehityksiä.

— Alalla lasketaan tarkasti, milloin sähköauton käyttö rupeaa kannattamaan ja näkymään katteissa. Kuinka nopeasti dieselautoon verrattuna jopa kolminkertainen hankintahinta kuittautuu edullisempina polttoainekuluina ja huolto-ohjelman keveytenä, sanoo VTT:n erikoistutkija Marko Paakkinen.

Paakkinen arvioi, että bussien lailla kuorma-autojenkin sähköistymisen yleistyy ensimmäisenä kaupungeissa. Sittemmin sähköistyvät alueelliset kuljetukset ja 200–300 kilometrin edestakaiset reitit, esimerkiksi Helsingin Vuosaaren satamasta Jyväskylään. 

Megawattitason latausstandardi valmisteilla

Juuri pitkän matkan liikenne on sähkökuorma-autojen suurin haaste.

Raskas sähköinen kalusto tarvitsee paljon isompia tehoja kuin sähköhenkilöautot. Ja kun kuljetusmatka pitenee, kasvaa tarvittava akkukapasiteetti. Se puolestaan mikä lisää akkujen painoa ja ajoneuvojen kustannuksia.

Vaikka akkujen energiatiheyden tehostuminen voi jatkossa keventää akkuja, raskaan kaluston akustot kasvavat helposti kymmenkertaisiksi verrattuina tämän päivän suurimpiin henkilöautoakkuihin. Silloin tarvitaan entistä enemmän lataustehoa.

Maailmanlaajuinen CharIN-organisaatio valmistelee parhaillaan Megawatt Charging System (MCS) -standardia. MCS-latausta on testattu julkisesti ja todellisilla ajoneuvoilla noin 1,3 MW:n teholla. Standardin sallima maksimiteho on kuitenkin lähes kolminkertainen. Standardointi saataneen valmiiksi vuoteen 2025 mennessä.

— Megawattitason latausinfra mahdollistaisi akkujen tehokkaan lataamisen kuljettajan lakisääteisenä lepoaikana neljän ja puolen tunnin ajon jälkeen. Tarvittava akkukapasiteetti säilyisi silti järkevällä tasolla, Paakkinen arvioi. 

Uutta, vanhaa ja varmatoimista

Sähköverkkoyhtiölle raskaan liikenteen latausinfran toteuttaminen tarkoittaa verkon uusien liittymien rakentamista ja usein myös vanhojen verkkojen vahvistamista. Toimintavarmuus on yksi tärkeimmistä toteutuksen tekijöistä.    

Kun raskaan liikenteen latausinfraa aletaan suunnitella, otetaan jakeluverkosta monin tavoin mittaa. Tiiviillä kaupunkialueella paikallisessa jakeluverkossa lukuisat käyttäjät vähentävät vapaata kapasiteettia. Harvaan asutuilla alueilla haasteita aiheuttavat pitkät etäisyydet.

— Haja-asutusalueella verkkoa täytyy vahvistaa pitkältä matkalta, mutta verkon rakentaminen sujuu yleensä helpommin kuin kaupungeissa, toteaa Elenia Verkko Oyj:n kehityspäällikkö Vesa Hälvä.

— Vaikka suunnitellun latauskentän läheisyydessä olisi 20 kV:n keskijännitejohto, ei se välttämättä mahdollista megawattiluokan tehon liittämistä ilman verkon vahvistamista.

Syöttöä tarvitaan toiseenkin suuntaan

Teknisten ratkaisujen – esimerkiksi energiavarastojen – avulla tehontarvetta voidaan rajoittaa ja liittymätehoa optimoida.

— Sähköverkkoyhtiöt eivät kuitenkaan voi omistaa energiavarastoja eikä tarjota niistä sähköä esimerkiksi Fingridin taajuussähkömarkkinoille. Sen sijaan latausoperaattoreille tämä on mahdollista.   

Hälvä muistuttaa, että raskaan liikenteen latausinfran toteuttamisessa täytyy kaikin tavoin ottaa huomioon toimintavarmuus. On oltava mahdollisuus syöttää tehoa toisesta suunnasta vaikkapa sähköverkon huoltotilanteissa ja palauttaa sähkönjakelu vikatilanteen aikana.

Odottelua ennen kiirettä

Haastavimmalta Hälvän mielestä tuntuu aikataulujen sovittaminen ja kokonaiskuvan muodostaminen. Mitä tapahtuu, minne ja milloin? 

— Raskaan liikenteen sähköistymisessä kaikki osapuolet odottavat, mitä toiset tekevät. Sitten jossain vaiheessa tapahtuu paljon ja nopeasti.

— Emme etene pitkälle ennen perusteellista keskustelua latausoperaattoreiden ja muiden keskeisten toimijoiden kanssa. On vielä epäselvää, millä mallilla Suomessa raskaan liikenteen latausinfraa lähdetään toteuttamaan ja mikä on AFIR-asetuksen lopullinen aikataulu. 

Jossain tapauksissa tarvittaneen myös 110 kV:n suurjänniteverkon rakentamista. Hälvän mukaan verkkoa voidaan vahvistaa ja rakentaa ennakoivasti, mikäli tuleva tarve selvästi nähdään. Mutta 110 kV:n voimajohdon rakentaminen tarvittavine luvituksineen ei etene pikavauhtia. Ja jos iso latauskenttä vaatii sähköaseman, senkin toimitus kestää.

 

Infratuen painotusta muutettava

Tänä päivänä raskaat täyssähköiset ajoneuvot turvautuvat pääasiassa omiin yksityisiin – usein varikoille rakennettuihin – latauspaikkoihin. Jatkossa julkisen latausinfrastruktuurin kattavuus nousee keskeiseen asemaan.

— Raskaan sähköisen kaluston latausratkaisuihin pitäisi pikaisesti panostaa etenkin vilkkaissa liikenteen solmupisteissä. Energiaviraston myöntämän infratuen kriteereissä kannattaisi painottaa tätä puolta enemmän kuin henkilöautojen latauspaikkoja, jotka rakentuvat jo markkinaehtoisesti, Paakkinen toteaa.

Mutta miten megawattitason latausteho toteutettaisiin kustannustehokkaasti ja saataisiin sovitettua sähköverkkoon eri puolilla Suomea? Onhan latausinfra kuitenkin kalustoinvestointien edellytys ja päinvastoin.

— Raskaan liikenteen latauskenttien toteutus on systeemitason haaste. Se vaatii ratkaisuja, joihin mikään toimija ei yksin pysty, Paakkinen korostaa.

Latausratkaisujen toteuttaminen edellyttää siis uudenlaista yhteistyötä kuntien tai kaupunkien, laitevalmistajien, sähköverkkoyhtiöiden, latausinfran toteuttajien ja operaattorien sekä kuljetusyrittäjien välillä.

Asetus vauhdittamaan rakentamista

Raskaan liikenteen latausinfraa koskevat vaatimukset kiristyvät merkittävästi, jos Euroopan unionin asetusehdotus vaihtoehtoisten käyttövoimien jakeluinfra-asetus (AFIR) etenee suunnitellusti. Nopeimmillaan asetus tulee voimaan vielä vuoden 2023 aikana.

AFIR-ehdotuksen mukaan vuoden 2025 loppuun mennessä kahden megawatin latauskenttien tulisi kattaa vähintään 15 prosenttia Euroopan laajuisesta TEN-T-liikenneverkosta. Tämä tarkoittaa raskaiden ajoneuvojen latauskenttiä vähintään 120 kilometrin välein valtateillä 1,4 ja 7. Vaatimukset kiristyvät niin, että vuoden 2030 lopussa Suomessa näillä valtateillä tulisi olla 24 raskaan liikenteen latauskenttää. 

Yhden raskaalle liikenteelle tarkoitetun latauskentän latauspisteen antoteho on esityksen mukaan vähintään 350 kW ja koko latauskentän vähintään 3,5 MW. Latauskentän hinnaksi tulisi karkeasti arvioiden 1,7 miljoonaa euroa. 

— Investoinnin takaisinmaksu ainakin alussa vauhdittuisi, jos raskaan liikenteen latauskentillä voisi tarjota latauspalveluja myös henkilöautoille, Paakkinen huomauttaa.

Latausjärjestelmän voi hankkia palveluna ja avaimet käteen -periaatteella. Silti edelleen on epäselvää, kuka vastaisi latauskenttien toteuttamisesta. Yhden mallin tarjoaa Norja, jossa homman saa hoidettavakseen vähiten tukea tarvitseva toimija.

Akkupuskurointi avuksi

Raskaan liikenteen latauskentillä turvaudutaan todennäköisesti akkupuskurointiin. Sen avulla sähköliittymän koko saadaan optimoitua.

Energiateollisuus ry:n asiantuntija Tuukka Heikkilän mukaan sähköinen tavaraliikenne on osa puhtaan teollisuuden esiinmarssia, joka tarjoaa Suomelle ainutlaatuinen tilaisuuden nousta edelläkävijöiden joukkoon. Raskaan liikenteen sähköistymisen aikatauluun sisältyy silti paljon kysymyksiä.

— Vielä ei esimerkiksi tiedetä, minkä kokoisia sähköliittymiä aikanaan valmistuva AFIR-asetus käytännössä edellyttää.   

— Joka tapauksessa megawattitason lataukset tulevat käyttöön jo tällä vuosikymmenellä. Tavallisesti ainakin viiteen megawattiin asti riittää keskijänniteliittymä. Siitä ylöspäin haastekerroin kasvaa nopeasti ja edessä on ehkä siirtyminen suurjännitteen puolelle. 

Heikkilä uskoo, että raskaan liikenteen latauskentille asennetaan useita puskuriakkuja. Niiden avulla voidaan välttää hidas ja kallis suurjännitejohdon rakentaminen.

— Akkupuskurointi auttaa optimoimaan sähköliittymän koon. Aikanaan AFIR-asetus määrittelee latauskenttien suorituskyvyn minimitason.

Eniten Heikkilääkin huolestuttavat aikataulut.

— Ennen kaikkea täytyy huolehtia siitä, ettei verkonrakentaminen hidastu lyhytnäköisten päätösten takia. Myös sähköalan ammattilaisia tulisi kouluttaa lisää ja verkonrakentamisen lupaprosesseja sujuvoittaa.

 

Tuleeko sähköverkosta pullonkaula?

Koska raskas sähköinen kalusto tarvitsee henkilöautoja suurempaa lataustehoa, sähköverkolta vaaditaan riittävästi vahvuutta ja tehokapasiteettia. Sinänsä hyvä sähkön jakeluverkko saattaa muodostua pullonkaulaksi, jos tehonsiirtokapasiteetin kasvattaminen venyttää tarvittavan liittymän toimitusaikaa.

Joka tapauksessa raskaan liikenteen sähköistyminen vaatii sähköverkon vahvistamista ja latauskenttä keskijännitemuuntamoa. Lisäksi tarvetta on älykkäälle lataukselle, sähkönkulutuksen joustomahdollisuuksille ja mahdollisesti myös paikallisille energiavarastoille, jotka voisivat pienentää huipputehon tarvetta.

Yhtenä vaihtoehtona nopealle lataukselle on niin sanottu akku palveluna -ratkaisu, eli mahdollisuus nopeasti vaihtaa kuljetuksen aikana tyhjentyneet akut täysinäisiin.

#sähköinen liikenne
Jaa artikkeli:
Vastuullista journalismia

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakkolliset kentät merkitty *

Kommentit ()

Ei kommentteja