Vähähiilinen energia

Vähähiilisen energian teemakokonaisuudessa keskitytään:

• liikenteen energialähteisiin,
• polttoaineisiin,
• biopolttoaineisiin,
• sähköautojen energiainfrastruktuuriin (sähkö ja vety),
• sähköisten ajoneuvojen latauksen vaikutuksiin sähköverkkoon sekä
• energian varastointiin (vedyn tuotanto elektrolyysillä).

Vähähiiliseen energiaan liittyvissä hankkeissa tarkastellaan energialähteiden käytettävyyttä ja vaikutuksia päästöihin ja energiankulutukseen.

Merkittävien (suuruusluokkaisesti 30-40 prosenttia vuoteen 2030 mennessä) kasvihuonekaasupäästövähennysten saavuttamiseksi tieliikenteessä, tulee tieliikenteen energiankäyttöä tehostaa ja ottaa käyttöön uusiutuvaa tai vähähiilistä energiaa. Vähähiiliset vaihtoehdot ovat biopolttoaineet, sähkö ja vety, tässä aikajärjestyksessä. Laivojen osalta myös maakaasu voidaan katsoa vähähiiliseksi vaihtoehdoksi.

Kaikki energiavaihtoehdot eivät kuitenkaan sovi kaikkiin käyttökohteisiin. Sähköistys onnistuu helpoimmin tieliikenteen keveiden ajoneuvojen ja kaupunkiliikenteen sekä työkoneiden osalta. Lentoliikenteessä taas uusiutuva nestemäinen polttoaine on ainoa vähähiilinen vaihtoehto.

Useimmissa tapauksissa uutta liikenteen energiavaihtoehtoa ei voi tarkastella pelkästään ajoneuvoteknisestä näkökulmasta. Esimerkiksi laajamittaisessa biopolttoaineiden käyttöönotossa on huomioitava biomassaresurssien riittävyys ja sähköautojen osalta latauksen vaikutukset sähköverkkoon. Tulevaisuudessa vety saattaa olla niin liikenteen energiavaihtoehto kuin tärkeä energian varastointikeino hajautetun energiantuotannon yhteydessä. Mikään uusi polttoaine- tai käyttövoimavaihtoehto ei saa lisätä päästöjä, ei lähipäästöjä eikä kasvihuonekaasupäästöjä.

Eri energiavaihtoehtoja punnittaessa pitää arvioida muun muassa:

• Käytettävyyttä ja käytännöllisyyttä ajoneuvon tasolla (esimerkiksi biopolttoaineiden ja vedyn laatukysymykset, tankkaus, tankkauspisteiden tiheys  ja toimintamatka eri vaihtoehdoilla).
• Heijastumia jakelujärjestelmään (erityisesti biopolttoaineet ja kaasumaiset polttoaineet).
• Heijastumia energiajärjestelmiin ja verkkoihin (muun muassa sähköautojen pikalataus).
• Vaikutukset päästöihin (lähipäästöt ja kasvihuonekaasupäästöt) ja energiankulutukseen, ensisijaisesti elinkaaritarkasteluna (well-to-wheels).
• Eri energiavaihtoehtojen kustannusvaikutukset, mukaan lukien vaikutukset kansantalouden kannalta.
• Ohjauskeinot ja kannustimet uuden teknologian käyttöönoton nopeuttamiseksi.

Biopolttoainetutkimuksessa tehdään niin kokeellista toimintaa moottoreilla ja ajoneuvoilla (niin sanottu BioPilot-hanke) kuin erilaisia järjestelmätason tarkasteluja, mukaan lukien kustannusvaikutukset. Biopolttoainetutkimus linkittyy kansainvälisesti IEA:n tutkimussopimuksiin (Advanced Motor Fuels, Bioenergy) ja teollisuusvetoiseen European Biofuels Technology Platform’iin. Meriliikenteen polttoainevaihtoehtoja tutkitaan SeaEffects-hankkeessa.

Sähköautojen osalta fokus on bussijärjestelmän sähköistämisessä. eBusSystem- ja eCharge-hankkeet paneutuvat sähköbusseihin järjestelmämielessä, erityisesti reittisuunnitteluun ja pikalatauksen mukanaan tuomiin haasteisiin. Vetyteknologiassa tutkimuksen fokus on EU-hankkeina toteutettavissa vedyn laatuun ja paikalliseen tuotantoon liittyvissä hankkeissa.

Järjestelmäanalyysiä edustaa hanke ”Tieliikenteen 40 %:n hiilidioksidipäästöjen vähentäminen vuoteen 2030: Tekninen keinovalikoima ja kansantaloudelliset vaikutukset”, jossa arvioidaan eri käyttövoimavaihtoehtoja niin päästövähenemien, suorien kustannusten kuin kansantaloudellisten vaikutusten kannalta.

Liikenteen tulevaisuus ei tule olemaan yhden tai kahden käyttövoimavaihtoehdon varassa. Tutkimuksella voidaan varmistaa, että eri vaihtoehdoista saadaan maksimaalinen hyöty ja suorituskyky mahdollisimman pienillä kustannuksilla.

Hankekuvaukset:

1.01 eStorage2 – Sähköajoneuvojen energiavarastot (pdf) (52.5 KB)
1.02 TEM 2030 selvitys (Biopolttoaineet 2020 – 2030 tavoitteissa ja liikenteen muu uusiutuva energia – Vaikutukset ilmaston ja kansantalouden kannalta) (pdf) (54.1 KB)
1.03 Vähähiilinen energia – FCEP-koordinaatio (pdf) (50.1 KB)
1.04 Vähähiilinen energia – PEMFC System and Low-grade Bioethanol Processor Unit Development for Back-up and Off-grid Power Generation (pdf) (56.6 KB)
1.05 Vähähiilinen energia – Durability Demonstration of PEFC in Working Machine and Stationary Power Generation Applications (pdf) (52.7 KB)
1.06 Vähähiilinen energia – Integrating European Infrastructure to support science and development of Hydrogen- and Fuel Cell Technologies towards European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy (pdf) (75.6 KB)
1.07 Vähähiilinen energia – Low Carbon Finland 2050 -platform (pdf) (53.4 KB)
1.08 Vähähiilinen energia – BeingEnergy (pdf) (65.2 KB)
1.09 Vähähiiliinen energia – Hydrogen Contaminant Risk Assessment (HyCoRA) (pdf) (55.1 KB)
1.10 Vähähiilinen energia – Solar Integrated Pressurized High temperature Electrolysis (SOPHIA) (pdf) (56.3 KB)
1.11 Vähähiilinen energia – Shipping Emissions in the Arctic – Black Carbon (pdf) (54.7 KB)


Yhteyshenkilöt:

Nils-Olof Nylund
nils-olof.nylund(@)vtt.fi
puh. 0400 703 715

Jari Kiviaho
jari.kiviaho(@)vtt.fi
puh. 050 511 6778