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