Miten olisi sähkökuorma-auto | Kuljettaja.fi
Artikkelit | Vieraskynä
#Scania#Sähkökuorma-auto

Miten olisi sähkökuorma-auto?

1.3.2024 | Ari Perttilä

Sähköiset voimalinjat tekevät tuloaan myös raskaaseen liikenteeseen. Tällä hetkellä käyttöön otettavat ajoneuvot ovat lähinnä yksittäiskappaleita, mutta lähitulevaisuuden näkymät antavat uskoa sähköisten voimalinjojen yleistymiseen.

Kuva: Scania

Liikenteen sähköistymisessä on muutamien viime vuosien aikana otettu varsin nopeita ja ennen kaikkea huomattavan pitkiä askeleita. Autovalmistajien laatimien ennusteiden valossa vauhdin odotetaan kiihtyvän nykyisestä huomattavan paljon eikä raskas liikenne ole suinkaan jäämässä tässä kohdin sivurooliin. Sähköisellä voimalinjalla varustetut linja-autot ovat jo kiinteä osa kaupunkiliikennettä ja valistuneiden ennusteiden mukaan sähköä ollaan tuomassa vahvasti myös tavaraliikenteen voimanlähteeksi.

Tilastojen mukaan Euroopassa rekisteröitiin vuonna 2023 vajaat 3000 akkukäyttöistä kuorma-autoa. Kehitys on ollut varsin nopeaa, sillä vuoden 2020 määrän kerrotaan olleen 145 kappaletta. 

- Kokonaismarkkinoita tarkastellen määrät ovat edelleen pieniä, mutta trendin jatkuessa nykyisellään uskomme, että vuonna 2026 akkutekniikalla varustettujen kuorma-autojen myyntimäärät ovat oikeasti merkittävällä tasolla, avaa Scania Suomi Oy:n markkinointipäällikkö Olli Heikkinen.

Raskaiden ajoneuvojen valmistajat ovat yksi toisensa jälkeen tuoneet markkinoille niin lähiliikenteeseen kuin kaukoliikenteeseenkin soveltuvia sähköajoneuvoja. Yksi sähköön vahvasti nojaavista valmistajista on Scania, joka avasi syksyllä 2023 akkujen kokoonpanolinjan tehtaillaan Södertäljessä. Automatisoinnista huolimatta uusi akkulinja työllistää yli 500 käsiparia, joten sähköistymiseen panostetaan tällä hetkellä varsin voimakkaasti. 

Scania uskoo sähköisten voimalinjojen muodostavan noin 10 prosenttia volyymistä kahden vuoden päästä. Vuonna 2030 puolet Scanian myymistä kuorma-autoista kulkee arvioiden mukaan sähköllä.

Scania avasi syksyllä 2023 akkukokoonpanolinjan Södertäljessä. Toimitusjohtaja Christian Levin kertoo uuden tehtaan vauhdittavan liikenteen sähköistymistä, joka on samalla koko liikennehistorian suurin muutos. Kuva: Scania

Sähköauton hankinta vaatii etukäteistietoa

Akkutekniikalla varustettujen sähköautojen hankintaan liittyy huomattavan paljon kysymyksiä ja myös ennakkoluuloja. Akulla varustetun kuorma-auton hankintaprosessikin eroaa jonkin verran perinteisellä polttomoottoriautolla varustetun ajoneuvon hankinnasta. Perinteisesti autoa hankittaessa on pohdittu muun muassa moottorin kokoa, polttoainesäiliöiden tilavuutta ja muita varusteita. Sähköautoa hankittaessa merkittävimmiksi seikoiksi nousevat auton käyttötarkoitus yhdessä reitin sekä suoritteiden kanssa. Scanialla sähköauton hankintaprosessissa merkittävään rooliin nousee käyttöanalyysi. 

- Käyttöanalyysin avulla saamme huomattavan paljon dataa auton suoriutumisesta suunnitellussa tehtävässä, kertoo tuotepäällikkö Michael Mannfors Scanialta. 

Mannforsin mukaan käyttöanalyysin lopputulokseen vaikuttavat muun muassa keskimääräinen kokonaismassa, ajo-olosuhteet ja maasto sekä päivittäiset ja vuotuiset suoritteet unohtamatta päällirakenteen ominaisuuksia. Umpikorilla ja takalaitanostimella varustettu auto tarvitsee työvuoron aikana sähköä jätepakkaria vähemmän. Käyttöanalyysin avulla selviää muun muassa tarvittava akkukoko sekä tarve päivän aikana tehtävälle lataukselle. Dieselautomaailmassa tankataan lähtökohtaisesti täyteen, mutta sähköautomaailmassa ajatusmalli kannattaa kääntää siihen, että tankataan vain tarpeeseen. Käyttöanalyysi antaa myös arvion akkujen kestoiästä sekä optimaalisesta lataustehosta. 

- Käyttöanalyysi voidaan tarvittaessa viedä katuosoitetasolle saakka, mikäli meillä on riittävät lähtötiedot ja kyseessä on tarkoin ennakoitava ajotehtävä, jatkaa Mannfors.

Myös talvikäyttö on otettava huomioon analyysissä, sillä sen vaikutus toimintamatkaan saattaa olla jopa 40 prosentin luokkaa.

Sähköauton räätälöinti ajotehtävän mukaisesti on jopa vastaavaan dieselajoneuvon räätälöintiä tärkeämmässä roolissa. Ajotehtävän lisäksi räätälöinnissä on huomioitava myös latausinfrastruktuuri. Kuva: Scania

Valikoiman kirjo on laaja

Sähköauton hankinta on nykyisellään varsin helppoa, sillä tarjontaa on moneen eri ajotehtävän. Esimerkiksi Scania kertoo mallistosta löytyvän vaihtoehtoja aina 72 tonnin junamassaan saakka. 

- Kaikissa akkusähköautoissamme käytetään kestomagnetoituja sähkömoottoreita, joiden jäähdytys hoidetaan öljyn avulla. Moottoreiden teholuokat vaihtelevat 230-450 kW:n välillä. Hevosvoimiksi muutettuna vastaavat tehot ovat välillä 313-612 hevosvoimaa maksimivääntömomentin asettuessa 3500 Nm:n tasolle. Voimalinjan jatkeena käytetään 2-, 4- tai 6-portaisia vaihteistoja, kertoo tuotepäällikkö Mika Jukkara Scanialta.

Akkuina Scania käyttää litium-ioniakkuja, joiden nimelliskapasiteetin kerrotaan olevan 416 tai 624 kWh. Akkuja ei kuitenkaan koskaan ajeta tyhjiksi eikä niitä ladata täyteen. Valmistajat puhuvat SoC-kapasiteetista, joka kertoo käytössä olevan kapasiteetin. Scanialla on 75 prosentin SoC-kapasiteetti ja tämän myötä akkujen hyötykapasiteetti on välillä 312-468 kWh.

- Akkujen hyötykapasiteettia rajataan akkujen kestoiän lisäämiseksi, painottaa Jukkara.

 

Scanian 624 kWh:n maksimi akkukapasiteetti tarjoaa hyvässä kesäkelissä 40 tonnin yhdistelmälle noin 350 toimintamatkan. 65 tonnin yhdistelmämassalla vastaava toimintasäde asettuu 250 kilometrin tuntumaan. Kuva: Scania

Yöllä täyteen, päivällä täydennystä

Akkujen lataaminen on yksi sähköautoilun tunteikkaimpia ja voimakkaitakin keskusteluja herättävä aihepiiri. Scanian sähköauto-osaajien mukaan latausinfrastruktuuriin onkin kiinnitettävä huomiota jo heti hankintaa pohdittaessa. 

- Käyttöanalyysissä kiinnitetään huomiota myös latausverkostoon ja käytössä oleviin latauslaitteisiin, painottaa Mannfors, jonka mukaan raskasta kalustoa voidaan ladata niin julkisilla kuin omillakin latauspisteillä. 

Myös Scania on osallistumassa latausverkoston rakentamiseen tuomalla korjaamoiden yhteyteen Scania Charging Acces -alueita. Mannforsin mukaan nämä ovat kuitenkin lähinnä korjaamotoimintaan läheisesti liittyviä latauspisteitä. Lataus pyritään lähtökohtaisesti hoitamaan kotivarikolla, mutta monesti työvuoron aikana voidaan tehdä täydennyslataus esimerkiksi terminaalissa kuorman purun tai lastauksen aikana. 

- Tarjolla on hyvin laaja valikoima erilaisia latauslaitteita alkaen liikuteltavista latureista päätyen laajoihin latausalueisiin useilla lataussatelliiteilla. Merkittävimpänä erona on latureiden tarjoama latausteho, joka voi vaihdella liikuteltavan laturin 20 kW:sta kiinteän laturin tarjoamaan 400 kW:iin, kertoo Jukkara.

Latausratkaisun rakentaminen vaatii aina laajan kohdekartoituksen, jossa huomioidaan myös energian suuretkin hintavaihtelut. Jukkaran mukaan älykkäät latauksenhallintajärjestelmät ottavat huomioon myös nämä hintavaihtelut: Akkuja ladataan mahdollisuuksien mukaan edullisen energian aikana huomioiden kuitenkin ajotehtävän asettamat vaatimukset esimerkiksi työvuoron alkamisajankohdasta.

Latausratkaisun suunnittelussa on huomioitava käytössä oleva kalusto ja ajotehtävän vaatimukset unohtamatta kuitenkaan itse sähköverkon asettamia rajoituksia. Kuva: Scania

Akku kestää auton käyttöiän

Tässä vaiheessa lienee jo selvää, että akkutekniikkaa hyödyntävän auton valinnassa itse kuljetustehtävällä ja ympäröivällä infrastruktuurilla on varsin merkittävä rooli. Käyttöanalyysin pohjalta tehtyjen laskemien perusteella autoon valitaan juuri tähän käyttötehtävään soveltuva voimalinja akkuineen. 

Akkupaketti onkin yksi kalleimmista kokonaisuuksista sähköautoissa, joten niiden valintaan ja käyttöön kannattaakin kiinnittää huomiota. Autoon ei kannata valita liian suurta akkupakettia, sillä akkujen koon kasvattaminen lisää myös auton omamassaa. 

- Akkujen koko valitaan ajotehtävään sopivaksi käyttöanalyysin perusteella. Työvuoron aikana akkuja voidaan ladata tarpeen mukaan ajatellen, että ladataan ainoastaan tarpeeseen, painottaa Jukkara.

Lataukseen tarvittava aika riippuu hyvin monesta asiasta ja Mannforsin mukaan merkittäviä seikkoja ovat akun ja ulkoilman lämpötila, akun SoC-taso sekä laturin kapasiteetti. Mannfors ottaa esimerkiksi tyypillisen jakeluauton, jonka energiakulutus on luokkaa 1,3 kWh/km. 

- Tunnin latausjakso 130 kW:n laturilla jatkaa toimintasädettä noin 100 kilometrin verran. 

Akkujen käyttöikä on sekin keskustelua herättävä ominaisuus ja Scanialla lähtökohtana on, että akkujen tulisi kestää auton kestoikä – noin 1,5 miljoonaa kilometriä. 

- Akkujen kestoikään vaikuttaa moni asia, kuten maasto, käyttölämpötila ja toki myös kuljettajan toiminta. Puhumme kierrätetyn energian määrästä, eli energiasta, joka akkuihin voidaan ladata ja purkaa niistä elinkaaren aikana. Säästäväinen ajotapa pidentää akkujen kestoikää, painottaa Jukkara.

Sähköautossa kuljettajalla on edelleen hyvin merkittävä ja tärkeä rooli, joka kulminoituu paljolti ajotapaan.

- Jarrutusenergian talteenotolla voidaan kerätä talteen energiaa, joskin jokainen jarrupolkimen painallus lyhentää käytössä olevaa toimintamatkaa. Jarrut toimivat paineilmalla, jonka tuottamisesta vastaa sähkökäyttöinen kompressori, muistuttaa Jukkara.

Ennakointi ja rullaus ovat siten erittäin tärkeässä roolissa myös sähköautolla ajamisessa.

375 kW:n tehoisella laturilla tyhjä akku saadaan optimiolosuhteissa ladattua täyteen 85 minuutissa. Kuva: Scania

Kannattavuus selviää laskemalla 

Akkutekniikkaa sisältävät ajoneuvot ovat hankintahinnaltaan kalliita. Valmistajat puhuvat monesti jopa kolminkertaisesta hinnasta polttomoottoriautoon verrattuna. Moni pohtiikin kuumeisesti, kuinka sähköautoilusta voi saada kannattavaa aikana, jolloin perinteisellä dieselautollakin on haastavaa tehdä kannattavaa liiketoimintaa.

Mika Jukkaran mukaan hankintahinnaltaan korkeasta autosta saadaan kannattava edullisten elinkaarikustannusten kautta. 

- Kokemuksemme perusteella sähköauton hankinta ei ole ainoastaan kuljetusyrittäjän ja automyyjän asia, sillä monesti mukana on myös kuljetusyrittäjän asiakas, joka haluaa pienentää kuljetusten hiilijalanjälkeä, avaa Jukkara.

Monesti kyseessä ovat kooltaan suuret teollisuuslaitokset, jotka tuottavat sähköä yli oman tarpeen. Siten kuljetusyrittäjällä on pääsy hyvin edulliseen tai parhaimmillaan jopa maksuttomaan sähköön asiakkaan hoitaessa polttoainekustannukset. Dieselkuorma-auton vuotuiset polttoainekustannukset voivat olla 80-150 000 euroa vastaavan sähköauton energiakustannusten jäädessä murto-osaan tästä. 

Sähköisellä voimalinjalla varustettuja autoja huolletaan muiden autojen tapaan, sillä akkujen ja sähkömoottorien ohella autoissa on paljon tuttua perustekniikkaa muun muassa akselistoissa ja jarruissa. Tästä johtuen huoltokustannuksissa ei ole isoa eroa verrattaessa sähköautoja dieselmoottorilla varustettuihin autoihin.

Scanian tuotepäälliköt Mika Jukkara ja Michael Mannfors luottavat sähkökäyttöisten kuorma-autojen yleistyvän lähivuosien aikana. - Tutkimusten mukaan kantaverkossa riittää kapasiteettia sähköautojen lataamista varten, joskin tämä edellyttää älykkäitä latausjärjestelmiä, jotka tasapainottavat sähkönkäyttöä, tuumaavat sähköisen liikenteen asiantuntijat Scanialta. Kuva: Scania

Sähköautojen hankinnan kohdalla korostuu ajattelu ajoneuvon jäännösarvosta. Dieselvoimalalla varustetun auton jäännösarvon määrittäminen on isossa kuvassa ollut varsin vaivaton toimenpide. Nykyisessä murrosvaiheessa sähköauton jäännösarvon määrittäminen ei ole täysin ongelmatonta, mutta ei ole enää myöskään dieselautonkaan jäännösarvon määrittäminen. Ilmassa olevat muutoksen tuulet yhdessä lukuisten epävarmuustekijöiden kanssa laittavat perinteiset ajattelumallit koetukselle.

Sähköauton hankinta onnistuu kuitenkin helpoiten huoltoleasing-sopimuksella, jolloin vastuu jäännösarvosta jää ajoneuvon myyjälle sopimuksen päätyttyä.

Lainsäädäntö vaikuttaa sähköautojen yleistymiseen varsin voimakkaasti, sillä EU suosittelee kasvihuonepäästöjä vähennettävän vuoteen 2040 mennessä 90 prosentilla vuoden 1990 tasosta.

Sinua voisi kiinnostaa myös nämä jutut