Yhdeksän kysymystä sähköautoilusta

1. Miksi sähköautoja ajetaan kuin käärmettä pyssyyn? Tai ainakin uutisia lukiessa tuntuu välillä siltä.
2. Mitä sähköauto maksaa ja mikä siinä maksaa?
3. Minkä kokoinen akku sähköautossa on ja kauanko sen lataaminen kestää?
4.  Voiko sähköauton ladata tavallisesta pistorasiasta vai pitääkö ostaa erillinen latausasema?
5.  Mitä sähköauton lataaminen maksaa?
6.  Kuinka pitkälle yhdellä akullisella pääsee?
7.  Joutuuko sähköautoon ostamaan uuden kalliin akun kolmen vuoden välein, kuten kannettavaan tietokoneeseen saattaa joutua?
8.  Mikä on ärsyttävin sähköautoiluun liittyvä väärinkäsitys?
9.  Kenelle sähköauto ei sovi?

Miksi sähköautoja ajetaan kuin käärmettä pyssyyn? Tai ainakin uutisia lukiessa tuntuu välillä siltä.

Sähköautojen ympärillä käydään samankaltaista hypetystä kuin kännyköiden ympärillä käytiin 1990-luvulla. Sähköautoja markkinoidaan helposti patenttiratkaisuna ilmastonmuutosta vastaan ja Suomen hallituksen tavoitteena on, että vuonna 2030 Suomen teillä huristelee 250000 sähköautoa ja ladattavaa hybridiä eli noin 10 % henkilöautokannasta olisi ladattavia.

Sähkömoottori on monella tapaa ylivertainen polttomoottoriin verrattuna: sähkömoottorilla voi periaatteessa ajaa miljoonia kilometrejä, koska ainoa käytännössä kuluva osa on moottorin laakerointi. Tasaisen vääntökäyrän ansiosta vaihteistoa ei tarvita, ja sähkömoottori on äänetön ja tärinätön ja paikallispäästötön. Sähköauton päästöt riippuvatkin siitä, millä akkuihin ladattu sähkö on tuotettu.

Kääntöpuolena tälle tulee sähköenergian hankala varastoitavuus: siinä missä polttomoottoriautoon tankkaa parissa minuutissa tuhat kilometriä lisää toimintamatkaa ja polttoainetankin koko ei vaikuta auton hintaan, on sähköauton kallein (ja painavin) osa sen ajoakku. Nykyakkutekniikalla akun lataa lähes täyteen nopeimmillaankin noin 20 minuutissa. Aivan täyteen lataaminen vie vähintään toiset parikymmentä minuuttia.

Sähköautojen päähyöty niin yhteiskunnallisessa kuin teknisessäkin mielessä on sähköauton moninkertainen kokonaishyötysuhde polttomoottoriautoon verrattuna: sähköautoon ladatusta energiasta noin 60 prosenttia muuttuu liike-energiaksi, kun polttomoottoriautossa vastaava lukema on 20-30 prosenttia.

Mitä sähköauto maksaa ja mikä siinä maksaa

Vaikka sähköauto on keksintönä yli sata vuotta vanha – ja itse asiassa jopa polttomoottoria vanhempi, vakavastiotettavia sähköautoja on tullut markkinoille vasta 2010-luvulla. Nykyaikaiset sähköautot ovat polttomoottorivastineitaan kalliimpia kahdesta pääsyystä: valmistusmäärät ovat pieniä ja ajoakku on kallis osa.

Siinä missä reilun 10000 euron hintaisen polttomoottoriauton valmistaminen maksaa 2000-3000 €, saa samalla rahasummalla vasta akun sähköautoon, ja vieläpä melko pienen sellaisen.

Tämän takia halvimmat sähköautot maksavat Suomessa uutena noin 29000 euroa, kun uuden polttomoottoriauton saa noin 10000 eurolla.

Valtio tukee sähköauton hankintaa 2000 euron hankintatuella, joka vähennetään suoraan myyntihinnasta. Halvimmillaan uuden sähköauto rattiin pääsee siis 27000 eurolla. Käytettyjä uudenaikaisia sähköautoja on markkinoilla 11-15 tuhannen euron hintaan.

Minkä kokoinen akku sähköautossa on ja kauanko sen lataaminen kestää?

Riippuu sähköautosta. Nykyään halvimmissakin, noin 30000-35000 euron hintaisissa sähköautoissa, on noin 30-40 kilowattitunnin kokoinen akku. Kalliimmissa, noin 100000 euron hintaisissa Jaguarin I-Pace ja Teslan Model S ja X -autoissa on mallista riippuen noin 70-100 kilowattitunnin akku.

Tavallisesta pistorasiasta ladattaessa latausvirta on usein turvallisuussyistä rajoitettu 8-10 ampeeriin. 10 ampeerin virralla latausteho on 230 V x 10 A = 2,3 kilowattia, eli kymmenessä tunnissa energiaa siirtyy 23 kilowattitunnin verran eli noin 115 kilometrin ajontarvetta varten.

Maksimin käytettävissä olevan lataustehon ja siten latausnopeuden määräävät auton sisäisen laturin maksimiteho ja latauspisteestä saatavilla oleva teho. Esimerkiksi 3 x 16 A voimavirtapistorasiasta voi ottaa vain 3 x 16 A x 230 V = 11 kilowatin tehon, vaikka auton laturi kykenisi vastaanottamaan suuremmankin tehon.

Voiko sähköauton ladata tavallisesta pistorasiasta vai pitääkö ostaa erillinen latausasema?

Sähköauton voi ladata tavallisesta kotitalouspistorasiasta auton mukana tulevalla latauskaapelilla. Tavallisia pistorasioita ei ole kuitenkaan suunniteltu jatkuvaan pitkäkestoiseen kuormitukseen, joten on suositeltavaa käyttää kiinteästi asennettavaa latauslaitetta.

Tavallisesta pistorasiasta ladattaessa on syytä tarkkailla pistorasian kuntoa säännöllisesti kokeilemalla kädellä, kuumeneeko pistotulppa kädenlämpöistä kuumemmaksi latauksen aikana. Mikäli näin tapahtuu, on joko pistorasiassa tai pistotulpassa vikaa ja tilanne on syytä jättää sähköalan ammattilaisen tarkastettavaksi.

Sähköalan standardointijärjestö Sesko on laatinut kansallisen lataussuosituksen, jossa käsitellään sähköauton lataamisessa huomioitavia seikkoja. Turvalliseen kotitalouspistorasiasta lataamiseen liittyviä seikkoja olen käsitellyt Elektroniikkalehden artikkelissani.

Mitä sähköauton lataaminen maksaa?

Riippuu, missä lataa. Jos asuu Etelä-Suomessa alueella, jossa sähkön siirtomaksu on matala ja saa valita itse sähkösopimuksensa, sähkö maksaa vajaa 10 senttiä kilowattitunnilta. Julkisilla latauspisteillä sähkö maksaa yleensä 15 senttiä kilowattitunnilta – minkä hinnan joutuu helposti pulittamaan myös paljon haja-asutusalueita hallinnoivan sähköverkkoyhtiön alueella, kuten Itä-Suomen pikkupaikkakunnilla.

Jotkut kauppakeskukset tarjoavat ilmaisen latauksen asiakkailleen. Tämän varaan ei kannata tehdä pitkän aikavälin suunnitelmia: sähköautojen yleistyessä ilmaiset latauspaikat täyttyvät nopeasti ja muuttuvat ennen pitkää maksulliseksi.

Julkisissa pikalatureissa käytetään usein minuuttihinnoittelua tai korkeampaa kilowattitunnin hintaa.

Jos arvioidaan sähköauton kulutukseksi 20 kilowattituntia satasella, sadan kilometrin hinnaksi tulee siis halvimmillaan noin 2 euroa. Vastaava kulu 7 litraa satasella syövällä polttomoottoriautolla on noin 10 euroa.

Kuinka pitkälle yhdellä akullisella pääsee?

Sähköauto kuluttaa autosta, ajotyylistä ja säästä riippuen noin 15-25 kilowattituntia sadalla kilometrillä. Isot ja painavat Jaguarit ja Teslat kuluttavat maantieajossa sadalla kilometrillä noin 20 kWh, kun kevyempi ja pienempi Hyundai Ioniq Electric haukkaa satasella 15 kilowattitunnin luokkaa.

Vastaavasti kalliimmissa autoissa on suurempi akku. Karkeasti voidaan arvioida, että noin 35000 euron sähköautoilla saavutetaan reilu 200 kilometrin toimintasäde maantieajossa ja sadantonnin hintaluokalla päästään yli 300 kilometriin. Akun kapasiteetin tuplaaminen ei automaattisesti kaksinkertaista toimintasädettä, koska samalla auton massa kasvaa merkittävästi. Kalliit autot ovat myös suurempikokoisia muuten, mikä lisää ajovastusvoimia.

Tällä hetkellä markkinoilla olevien sähköautojen toimintamatka ilmoitetaan kaupunkiajopainotteisen NEDC-syklin perusteella, josta voidaan yksinkertaistaen sanoa, että se kertoo auton toimintasäteen jos ajetaan 60 kilometrin tuntivauhtia vaakasuoralla tiellä kesällä vakionopeudensäädin päällä. Esimerkiksi Renault Zoe, jolle on ilmoitettu 400 kilometrin NEDC-toimintasäde, kulkee yhdellä latauksella noin 300 kilometriä kaupunkipainotteista ajoa, reilut 200 kilometriä maantieajoa ja vajaat 200 kilometriä moottoritieajoa.

Pakkasella sekä akun sisäiset häviöt että ajovastusvoimat kasvavat, minkä lisäksi ohjaamon lämmitys kuluttaa energiaa. 20 asteen pakkasessa moottoritiellä ylinopeutta kaahatessa Tesla Model S voi haukata yli 30 kilowattituntia satasella.

Joutuuko sähköautoon ostamaan uuden kalliin akun kolmen vuoden välein, kuten kannettavaan tietokoneeseen saattaa joutua?

Litiumakun varauskyky todella heikkenee ajan ja lataus-purkusyklien kertymisen myötä. Karkeasti voidaan arvioida, että yksi akku kestää noin 10-15 vuoden ja 200-300 tuhannen kilometrin käytön, ennen kuin akun varauskyky ja siten auton toimintasäde on pudonnut 70 %:iin uudesta.

Ikääntymisen ja käytön yhteisvaikutusta on akun kapasiteetin hiipumiseen vaikea arvioida etukäteen. Liikenteessä on esimerkiksi taksikäytössä olleita Tesloja, joiden toimintasäde ei ole hiipunut merkittävästi 300000-500000 kilometrin ajon jälkeen, kun kilometrit ovat kertyneet muutaman vuoden sisällä.

Mikä on ärsyttävin sähköautoiluun liittyvä väärinkäsitys?

Ärsyttävyys on vahvasti subjektiivinen kysymys, mutta pitkän sähköalan taustan omaavana eniten ärsyttävät näennäisen uskottavat mutta lähemmällä tarkastelulla perättömäksi osoittautuvat laskelmat siitä, kuinka Suomen sähkönjakelujärjestelmä ei muka kestä sähköautojen yleistymistä tai kuinka sähköautojen yleistyminen vaatisi useiden ydinvoimaloiden lisärakentamista.

Tosiasiassa nykyinen sähkönjakeluverkko kestää jopa miljoonan sähköauton lataamisen ja paremman kokonaishyötysuhteen ansiosta polttomoottoriautojen korvaaminen sähköautoilla laskee, ei lisää Suomen energiantarvetta. Sähköntuotantoa toki tarvitaan tällöin lisää, mutta suuruusluokaltaan puhutaan korkeintaan muutamasta gigawatista lisäkapasiteettia. Yhtälöä helpottaa se, että sähköautot ladataan pääosin öisin, kun yhteiskunnan muu sähkönkulutus on pienimmillään.

Kenelle sähköauto ei sovi?

Sähköauto ei sovi ainakaan henkilölle

• jolle sen hankintahinta on liian korkea
• jonka päivittäinen tai muuten erittäin säännöllinen ajon tarve on useita satoja kilometrejä, etenkin jos reitti vaihtelee usein.
• jolle polttomoottorin murina on tärkeä osa ajoelämystä.

Mikäli ajat paljon mutta et pitkiä matkoja kerralla, eikä sähköauton korkea hankintahinta ole este, sähköauto voi tulla pitkällä aikavälillä jopa polttomoottoriautoa halvemmaksi pienentyneiden polttoaine- ja huoltokulujen seurauksena.

***

Kirjoittaja Vesa Linja-aho toimii Metropolia Ammattikorkeakoulussa autoelektroniikan lehtorina. Itsekin sähköautolla ajava Linja-aho osallistuu aktiivisesti alan standardointi- ja kehitystyöhön ja on Tuulilasi-lehden vakiokolumnisti.