”Lähes päästötöntä palamistekniikkaa kehitetään, mutta lopulta markkinat tietysti määräävät, mikä teknologia yleistyy ja ottaa isommin jalansijaa”, muistuttaa energiatekniikan professori Martti Larmi.
Larmi tutkii Aalto-yliopistossa ryhmineen polttomoottoritekniikkaa ja erityisesti palamisen prosesseja ja termodynamiikkaa.
Viime aikoina automaailmaa ovat puhuttaneet kuitenkin eniten sähköautot. Larmi sanoo, että silmiinpistävää on se, että akkuteknologiasta puhutaan kovin vähän – sähköautojen yleistymisen tiellä kun on akkujen rajallinen kyky varastoida energiaa.
”Akut pysyvät sähköautojen akilleen kantapäänä, eikä kehityksessä ole odotettavissa suuria hyppäyksiä.”
Larmi sanoo, että parhaimmillaankin akkujen energiatiheys on vain kaksi prosenttia hiilivetypolttoaineiden energiasisällöstä. Akkujen varauskyky suhteessa niiden painoon on edelleen vaatimaton. Pari tonnia painavan Teslankin painosta lähes tuhat kiloa on akkuja.
”Litiumioniakkujen kapasiteetti on kasvanut neljännesvuosisadassa vain vajaalla kolmanneksella. Siksi latausaika ja toimintasäde tulee edelleen olemaan sähköautojen pullonkaula.”
Larmi ei halua lytätä sähköautoja, hän vain toivoo realismia päätöksiin.
”Ei pidä odottaa, että sähkö korvaa polttomoottoriautot. Tai autoilu on sitten ainakin ihan erilaista.”
Ekologisuutta tehoja vähentämällä
Sähköautojen kaivattu ympäristöystävällisyyskään ei ole yksiselitteinen asia. Akkujen vaatimat luonnonvarat aiheuttavat sen, että koko elinkaaren aikaiset vaikutukset huomioiden sähköauto voittaa polttomoottorin ekologisuudessa vasta noin 60 000 kilometrin jälkeen – toki riippuen akkujen määrästä ja polttomoottoriauton päästöistä. Tämän päälle tulevat vielä sähkön tuotannon kasvihuonepäästöt.
Larmi sanoo, että ensiarvoisen tärkeää on kuitenkin vähentää autoilun energiankulutusta, tapahtuu se keinolla millä hyvänsä. Keinot ovat jopa helpompia kuin luulemme.
”Autojen nopeuksia, painoa ja tehoja voisi hyvin pienentää, se olisi nopein ympäristöteko. Ei siviiliautossa tarvita 250 hevosvoimaa eikä edes 10 sekunnin kiihtyvyyttä nollasta sataan.”
Polttomoottorillakin on vielä edessään pitkä tulevaisuus uusien ratkaisujen rinnalla. Tehokkaammat palamisen prosessit sekä uusien polttoaineiden – muun muassa kaasu, metanoli, dimetyylieetteri – käyttö ovat avainasemassa ja potentiaalisia kehityskohteita.
Vaikka uusia teknologioita voisi kaupallistaa nopeastikin, yksi haaste bensiinin ja dieselin kyllästämässä maailmassa on uusien polttoaineiden jakelun vaatima infra.
Palamisen mekanismit hillitsevät päästöjä
Uusista teknologioista Larmi nostaa esille RCCI-tyyppisen (Reactivity Controlled Compression Ignition) moottorin, jota muun muassa Mazda on kehittänyt aktiivisesti.
”Se on lähes päästötön, erilainen kuin ottomoottori tai dieselmoottori. Siinä esisekoitettu seos puristussytytetään, mutta palamisen reaktiota hallitaan uusilla tekniikoilla.”
Eri valmistajat kehittävät moottoreihin myös pienempiä teknisiä muutoksia, jotka voivat tehostaa palamista ja pienentää päästöjä. Yksi näistä on muun muassa moottori, jossa on muuttuva puristussuhde.
Larmin mukaan kaikki kehitys on hyvästä, mutta suurimmat innovaatiot syntyvät kuitenkin palamistekniikan kautta. Oleellista on saada raakapäästöt alemmaksi – siis ne päästöt, mitkä moottorista tulevat ennen kuin ne päätyvät pakokaasujen jälkikäsittelyyn. Jos raakapäästöt pienenevät, on jälkikäsittelykin yksinkertaisempaa.
”Pienten dieselmoottoreiden pakokaasujärjestelmien hinnat alkavat olla samaa luokkaa kuin itse moottorin. Se ajaa taloudellisestikin etsimään uusia vaihtoehtoja.”
Politiikalla viisautta liikenneratkaisuihin
Hybridiratkaisut, jossa hyödynnetään rinnakkain poltto- ja sähkömoottoria, yleistyvät monilla merkeillä. Volvo ilmoitti, että heidän autoissaan ei enää vuonna 2019 ole pelkkää polttomoottoria, vaan Volvot kulkevat joko sähköllä tai ainakin hybrideinä.
Martti Larmi kehuu ruotsalaisten asennetta kehittää uusia ratkaisuja, mutta muistuttaa, että ei Volvokaan ole kokonaan polttomoottorista luopumassa.
”Päästöjen hallinta on toki helpompaa hybridissä, mutta se on usein kalliimpi rakentaa.”
Teknologia siis kehittyy ja taipuu uusiksi ratkaisuiksi, mutta niiden yleistyminen on kiinni myös poliittisista päätöksistä. Siksi päätöksiä ei voi tehdä laput silmillä tai yhtä näkökulmaa painottaen.
”Tuulienergiakin laittoi muut investoinnit jäihin. Mutta kukaan ei nyt panosta siihen, että kun ei tuule, jostain saataisiin energiaa. Tietyillä tekniikoilla ei voi vain kuoria kermoja päältä.”
Teksti: Sami Turunen
Autotalli.com
Käytetyt sähköautot
Uudet sähköautot
