Älykästä liikennettä: Katsaus sähköistyvän liikenteen kuluvaan vuosikymmeneen

Sähköautot kuuluvat jo näkyvästi katukuvaan eri automerkkejä edustaen. Miltä näyttää sähköautoilun lähitulevaisuus? Entä mitä sähköautoilun valtavirtaistuminen edellyttää?

Liikenteen sähköistyminen nojaa vahvasti akkuteknologioihin ja niiden kehittymiseen. Sähköautojen myyntiluvut ovat olleet viime vuosina vahvasti kasvujohteisia: kansainvälisen energianjärjestö IEA:n julkaisun (2022) mukaan vuonna 2021 myytiin maailmanlaajuisesti noin 6,6 miljoonaa sähköautoa – noin kolme kertaa enemmän kuin kaksi vuotta aiemmin. Samana vuonna Suomessa myytiin 10 152 sähköautoa, mikä edustaa noin 10,3 prosenttia kaikista uusista autoista (Autoalan tiedotuskeskus, 2022).

IEA:n globaalia sähköautojen tulevaisuutta koskevan raportin (2022) mukaan käytössä on kymmenen vuoden kuluttua globaalisti arviolta jopa 200 miljoonaa sähköautoa. Lisäksi IEA:n mukaan vuoteen 2050 mennessä akkujen arvioidaan olevan jo suurin yksittäinen sähkön käyttökohde, muodostaen noin viisi prosenttia globaalista sähköntarpeesta (2020, s. 29). Tällä hetkellä ei ole mitään toista yleisessä käytössä olevaa päästötöntä käyttöenergiaa maanteillä liikkuville ajoneuvoille. Akut näyttäytyvät siis erittäin keskeisessä roolissa siirryttäessä fossiilisista polttoaineista kohti liikenteen ja energiantuotannon vihreämpää huomista. Tämä vaati akkujen kehitykseltä nopeita, ympäristöystävällisiä ja kestäviä ratkaisuja. Uusimmat innovaatiot lupaavat mullistavia löydöksiä esimerkiksi sahanpurun ja meriveden ainesosien käytöstä sähköisten kulkuneuvojen akuissa (Sustainable Tour, 2021; Business Norway, n.d.; Na, 2019).

Akkukehitys ja latausinfrastruktuuri sähköistyvän liikenteen kulmakivinä

Akkujen kysynnän kasvaessa huimaa vauhtia markkina odottaa yhä tehokkaampia ja paremman suorituskyvyn akkuja, joissa on huomioitu myös ekologisuus ja hinta. Vaikka sähköautoissa käytettävien litiumioniakkujen hinnat ovat pudonneet jo lähes 90 prosenttia vuodesta 2010 (IEA, 2020, ss. 5, 46), akut edustavat yhä noin yhtä kolmasosaa sähköautojen kokonaishinnasta. Hintakysymyksen ollessa yksi avaintekijä sähköautojen valtavirtaistumisessa ovat myös akkujen hinnat erittäin merkittävässä roolissa.

Akkumallien tekniseltä kehitykseltä puolestaan odotetaan lähitulevaisuudessa akkujen keskimääräisen koon kasvua, mikä mahdollistaa paremman suorituskyvyn ja pidemmän kantaman yhdellä latauksella (IEA, 2020, s. 29). Lisäksi huomio on kiinnittynyt akkumateriaalien kestävimpiin ratkaisuihin perinteisten raaka-aineiden louhinnasta ja jalostuksesta aiheutuvien ympäristöhaittojen, geopoliittisten ongelmien sekä raakamateriaalien rajallisuuden vuoksi (Fichtner ym., 2022). Uudet akkujen rakenteet, kuten esimerkiksi akku osana auton runkoa, tarvitsevat huomattavasti vähemmän materiaaleja ja komponentteja, ja ne erottuvat jo alan nousevina trendeinä (Automotive Cells Co, 2022).

Sähköautojen ja sähköverkon välinen synergia kiinnostaa tutkijoita muun muassa sähköautoilun hinnan alentamisen ja sähkönkulutuksen piikkien tasaamisen osalta. Sähköajoneuvojen osuuden kasvaessa myös niiden latausratkaisut ovat avainasemassa. IEA:n mukaan yhtenä fokuksen kohteena on esimerkiksi, miten latausratkaisuissa voidaan hyödyntää tuuli- ja aurinkoenergian tuotannon huippuja tai hallita ja tasapainottaa sähkön kysynnän vaihtelua eri vuorokauden aikoina. Paitsi akkukehityksellä myös latausinfrastruktuurilla sekä kestävällä ja edullisella sähköntuotannolla on keskeinen rooli liikenteen sähköistymisessä. (IEA, 2020, s. 34)

Uudet akkuteknologiat kilpajuoksussa

Tällä hetkellä perinteiset litiumioniakut dominoivat sähköautojen akkuteknologiratkaisuissa. Uudempia, potentiaalisia vaihtoehtoja, jotka täyttävät suorituskyvyltään huomisen teknologiavaatimukset, ovat esimerkiksi litiummetalli solid state, litiumrikki, natrium ja jopa litium-ilma-akut, jotka voisivat tarjota etuja hinnan, energiatiheyden, materiaalisaatavuuden ja elinkaaren osalta perinteisiin litiumioniakkuihin verrattuna. Vielä ei ole kuitenkaan olemassa yhtäkään teknologiaa tai ratkaisua, joka ohittaisi perinteisen litiumioniteknologian kaikilla edellä mainituilla osa-alueilla. (Fichtner ym., 2022.)

Uusilta akkuteknologioilta odotetaan nopeampaa testausta, kehitystä ja käyttöönottoa kuin litiumioniakulta (Fichtner ym., 2022). Toisaalta uudet teknologiat joutuvat kilpailemaan olemassa olevien akkumallien kanssa – tämä on uusi tilanne litiumioniakkujen kehityskaareen verrattuna. Lisäksi litiumioniakkua koskeva pitkän aikavälin kumulatiivisesti kertynyt tieto ja kokemus antavat etumatkaa litiumioniakkujen kehitys- ja innovointitoimintaan.

Ratkaisuja uuden sukupolven akkujen kehittämiseen haetaan Euroopassa laajan BATTERY 2030+ -tutkimusaloitteen avulla, jossa keskeisiksi akkukehityksen tarpeiksi on määritelty muun muassa materiaalien kehittäminen, akkujen itsekorjautuvuus, tuotannon kehittäminen sekä kierrätettävyys (Battery 2030+, n.d.). Euroopan komissio (2018, s. 1) puolestaan kannustaa kuluvan vuosikymmenen akkuja koskevassa strategisessa toimintasuunnitelmassaan alan eurooppalaisia toimijoita maiden rajat ylittävään akkukehitystyöhön sekä koko tuotantoketjun laajuiseen kestävyyteen.

Ilmastotavoitteet ja energiapolitiikka ohjaavat liikenteen sähköistymistä

Uuden sukupolven akkuteknologioiden kehittäminen käytännön ratkaisuiksi on nopeasti kiihtyvä globaali kilpajuoksu. Se on myös tärkeä osa ratkaisu yhteisen päämäärän, ilmastotavoitteiden, saavuttamiseksi. Liikenteen energiaratkaisut kulkevat käsi kädessä energiapoliittisten ratkaisujen kanssa.

Suomessa liikenteen aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt tulisi hallituksen fossiilittoman tiekartan mukaan puolittaa vuoteen 2030 mennessä, ja liikenteen tulisi olla päästötöntä vuoteen 2045 mennessä (Liikenne- ja viestintäministeriö, 2022a). Sähköautojen nopea yleistyminen viime vuosina on jo vauhdittanut ennakoitua nopeammin näihin tavoitteisiin pääsemistä (Liikenne- ja viestintäministeriö, 2022b). Tämä kuvastaa sähköautoilun tärkeää roolia vihreän siirtymän toteutumisessa.