Laajempi näkökulma hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen: miksi hybridit voivat olla tehokkaampia kuin sähköautot.
Toyota on oikeassa: tarvitsemme enemmän hybridiautoja ja vähemmän sähköautoja.
Autoteollisuus panostaa täysillä sähköautoihin, mutta tehokkaampi tapa vähentää päästöjä nopeasti on selvästi edessäpäin. Toyota johti aikoinaan valtavirran siirtymistä energiatehokkaisiin autoihin Prius-hybridin myötä. Nykyään se vaikuttaa konservatiivisemmalta, sillä se on hylännyt vuosia akkusähköautot hybridi- ja vetyajoneuvojen hyväksi - ja vasta nyt se vihdoin tunnustaa sähköautojen potentiaalin BZ4X:n myötä.
Hieman joka tapauksessa; he uskovat edelleen vahvasti monenlaisiin hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtääviin ratkaisuihin, ja hybridit ovat tärkeämpiä kuin täyssähköautot. Tämä kuulostaa jälkiviisaudelta myöhäiseltä tulokkaalta, jonka ensimmäinen sähköauto otettiin vastaan laimealla kiinnostuksella. Mutta jos tarkastellaan tarkemmin, miten tehokkaasti hybridit ja sähköautot käyttävät akkujaan, Toyota on oikeassa: hybrideillä on suurempi rooli hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä kuin sähköautoilla pitkällä aikavälillä, jos koskaan. Itse asiassa meidän on hyödynnettävä rajalliset akkuvaramme maksimoidaksemme hiilidioksidipäästöjen vähentämisen koko autoteollisuudessa, ja pian. Meidän on hyödynnettävä jokainen kilowattitunti, ja lyhyellä aikavälillä se ei tarkoita, että meidän on panostettava täysillä sähköautoihin.
Se tarkoittaa sitä, että on siirryttävä takaisin hybridiautoihin. Tiedot ovat yksiselitteisiä: Sähköautot tuottavat elinkaarensa aikana vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin polttomoottorikäyttöiset autot, eikä tätä voida kiistää tässä esitetyillä tiedoilla.
Siirtyminen sähköautoihin kompastuu kuitenkin toimintasäteen rajallisuuteen, riittämättömiin latausverkkoihin ja korkeisiin hintoihin, jotka johtuvat akkukustannuksista. Lisäksi sähköautojen akkujen tarjonnan ei odoteta vastaavan kysyntää lähivuosina. Benchmark Mineral Intelligence kertoi Financial Timesille, että se ennustaa litiumin kysynnän viisinkertaistuvan vuoteen 2035 mennessä, kun taas Boston Consulting Group ennustaa "kroonista" puutetta jo vuonna 2025.
Viime vuonna Stellantin toimitusjohtaja Carlos Tavares varoitti vastaavasta CNBC:ssä ja ennusti mineraali- ja akkupulaa myöhemmin tällä vuosikymmenellä. Onko siis olemassa parempaa käyttöä akuille, jotka tällä hetkellä pakataan suhteellisen pieneen määrään 60 000 dollarin hintaisia sähköautoja tai 100 000 dollarin hintaisia sähkökäyttöisiä lava-autoja?
Vähentäisikö siirtyminen täyshybridi-malleihin - jotka nykyään useimmiten hylätään väliaikaisena siltana - päästöjä lyhyellä aikavälillä nopeammin kuin sähköautojen kiihdyttäminen? Verrataanpa tämän havainnollistamiseksi eräiden polttomoottorilla, hybridillä/plug-in-hybridillä (PHEV) ja sähkövoimansiirrolla varustettujen mallien hiilidioksidipäästöjä tiellä: Ford F-150, Hyundai Kona ja 2022 valmistettava Kia Niro (joissa käytetään samaa alustaa) sekä BMW 3-sarjan ja i4:n mallit (joissa on myös sama alustarakenne). Kysymys, johon haluamme vastata, on seuraava: Mikä on paras tapa käyttää rajallinen akkuvarasto?
Pitäisikö nämä materiaalit jakaa useisiin hybrideihin vai pakata ne muutamaan sähköautoon ja jättää loput bensiini- tai dieselmoottoreilla varustetuiksi? Voimme vastata tähän jakamalla sen, kuinka paljon kukin ajoneuvo vähentää hiilidioksidipäästöjä polttomoottorilla varustettuun vastineeseensa verrattuna, sen akkukapasiteetilla kilowattitunteina.
Sitä on vaikea kuvitella, joten älä vaivaudu: katso sen sijaan tätä yhtälöä. Näiden tietojen avulla voimme sitten laskea, kuinka tehokkaasti kukin sähköauto käyttää akkuaan. Tavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä niin paljon kuin mahdollista rajallisella akkuvarastolla.
Kun laskutoimitukset tehdään, on melko selvää, mikä on paras vaihtoehto. Mieti, kuinka paljon akkua tyypillinen massamarkkinoiden sähköauto käyttää. F-150 Lightningin käyttövoima voi tuottaa alle kolmanneksen bensiinikäyttöisen F-150:n CO2-päästöistä, mutta kukin yksikkö kuluttaa 98 kWh akkua, josta suurinta osaa käytetään vain harvoin pidemmillä ajomatkoilla.
F-150 Powerboost -hybridiauton akku puolestaan on vain 1,5 kWh. Se ei vähennä päästöjä yhtä paljon kuin Lightning, mutta Ford voisi valmistaa 65 tällaista autoa yhden Lightningin akkujen avulla. Tämä on suuri summa, sillä jos Ford myy yhden Lightningin ja 64 bensiinikäyttöistä F-150:tä, se vähentää näiden autojen hiilidioksidipäästöjä yhteensä 370 g/km. Jos he myisivät 65 hybridia ja jakaisivat Lightningin akkujen toimituksen kaikkiin niihin, he vähentäisivät kokonaispäästöjä 4 550 g/km.
Muistakaa, että tässä on kyse täsmälleen samasta määrästä akkuja; jakautuminen on vain erilainen. Sama pätee myös Hyundai/Kia-yhdistelmään ja BMW:hen - täyshybridi vähentää päästöjä paljon enemmän kuin muutaman sähköauton ja joukon bensiiniautoja rakentaminen. Jos i4:n akku jaetaan, voidaan tehdä seitsemän 330e PHEV -autoa, jolloin päästöt vähenevät 560 g/mi verrattuna i4:n 266 g/mi. Jos Kona EV:n akku jaetaan kahtia, voidaan valmistaa seitsemän Niro PHEV -autoa, jotka vähentävät 1 085 g/mi (yksi EV vähentää 239 g/mi), tai 41 tavallista Niro-hybridia, jolloin päästöt vähenevät 4 797 g/mi.
Fordin tapaan ne hyödyntävät paremmin kiinteää akkuvarastoa jakamalla sen useisiin hybrideihin sen sijaan, että ne kaikki keskitettäisiin yhteen EV:hen. EV:iden asema paranee tietenkin, kun ne toimivat pelkästään uusiutuvalla energialla. Voimme nollata niiden CO2-päästöt kilometriä kohti simuloidaksemme sitä, ja se auttaa niitä, mutta se ei muuta sitä tosiasiaa, että niiden akkujen käyttö on edelleen tehotonta.
Muutaman sähköauton käyttämisellä uusiutuvalla energialla ei ole vieläkään samaa välitöntä vaikutusta kuin uusien autojen laajemmalla hybridisoinnilla olisi. Asia on näin: käyttämällä rajalliset akkuvarat pieneen määrään (kalliita) sähköautoja autoteollisuus saa sijoittajilta ja yleisöltä suosiota, vaikka se toteuttaa tehotonta hiilidioksidipäästöjen vähentämissuunnitelmaa. Se voi kaunistella mainettaan muutamalla häikäisevällä tuotteella, vaikka todellisuudessa se ei vähennä hiilidioksidipäästöjä niin paljon kuin se voisi. Luvut viittaavat vahvasti siihen, että mahdollisimman monien uusien autojen hybridisointi on tehokkaampaa, ja se on yhä tehokkaampaa, kun akkuteknologia kehittyy ja saatavuus toivottavasti lisääntyy.
Tämä mahdollistaisi hybridien siirtymisen PHEV-autoihin, ennen kuin ne korvataan tarvittaessa täysimittaisilla sähköautoilla. Suurin osa täysimittaisen sähköautoihin siirtymisen hyödyistä toteutuisi kuitenkin PHEV-autojen laajamittaisen käyttöönoton myötä. Ne tarjoavat riittävän toimintasäteen lyhyiden matkojen tekemiseen pelkällä sähköllä, usein sähköautoa vastaavilla alkukustannuksilla, mutta myös hybridivoimansiirron joustavuuden ja tehokkuuden pidemmillä matkoilla.
Näin voidaan välttää useimmat sähköautojen käyttöönoton esteet eli akkujen saatavuus ja latausinfrastruktuurin puutteet. On kuitenkin syitä siihen, miksi PHEV-autot eivät ole yleistyneet. Ne ovat tehottomampia ja monimutkaisempia valmistaa ja huoltaa kuin sähköautot tai tavalliset hybridit, puhumattakaan siitä, että ne ovat tavallisia hybridejä raskaampia ja kalliimpia.
Hybrideistä ei myöskään ole hyötyä niiden sekavista nimistä, puhumattakaan lyhenteestä PHEV. Hybridit kokonaisuudessaan ovat kasvattaneet markkinaosuuttaan hitaasti, ja niiden osuus kevyiden hyötyajoneuvojen markkinoista on vain 5,5 prosenttia vuonna 2021, kuten Bureau of Transportation Statistics -virasto ilmoittaa. Tämä on 24 vuotta siitä, kun uraauurtava Toyota Prius aloitti tuotannon. Sähköautot puolestaan saavuttivat samanlaisen markkinaosuuden alle puolessa ajassa, sillä Wall Street Journalin mukaan niiden osuus Yhdysvaltain markkinoista on 5,8 prosenttia vuonna 2022.
Vasta kymmenen vuotta on kulunut siitä, kun paradigmaa muuttava Tesla Model S aloitti tuotantonsa. Sähköautojen ostajat hyötyivät kuitenkin anteliaammista verohelpotuksista kuin hybridiasiakkaat koskaan, sillä liittovaltion aikaisempi sähköautojen verohyvitys loi tehokkaasti maata
Autoteollisuus panostaa täysillä sähköautoihin, mutta tehokkaampi tapa vähentää päästöjä nopeasti on selvästi edessäpäin. Toyota johti aikoinaan valtavirran siirtymistä energiatehokkaisiin autoihin Prius-hybridin myötä. Nykyään se vaikuttaa konservatiivisemmalta, sillä se on hylännyt vuosia akkusähköautot hybridi- ja vetyajoneuvojen hyväksi - ja vasta nyt se vihdoin tunnustaa sähköautojen potentiaalin BZ4X:n myötä.
Hieman joka tapauksessa; he uskovat edelleen vahvasti monenlaisiin hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtääviin ratkaisuihin, ja hybridit ovat tärkeämpiä kuin täyssähköautot. Tämä kuulostaa jälkiviisaudelta myöhäiseltä tulokkaalta, jonka ensimmäinen sähköauto otettiin vastaan laimealla kiinnostuksella. Mutta jos tarkastellaan tarkemmin, miten tehokkaasti hybridit ja sähköautot käyttävät akkujaan, Toyota on oikeassa: hybrideillä on suurempi rooli hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä kuin sähköautoilla pitkällä aikavälillä, jos koskaan. Itse asiassa meidän on hyödynnettävä rajalliset akkuvaramme maksimoidaksemme hiilidioksidipäästöjen vähentämisen koko autoteollisuudessa, ja pian. Meidän on hyödynnettävä jokainen kilowattitunti, ja lyhyellä aikavälillä se ei tarkoita, että meidän on panostettava täysillä sähköautoihin.
Se tarkoittaa sitä, että on siirryttävä takaisin hybridiautoihin. Tiedot ovat yksiselitteisiä: Sähköautot tuottavat elinkaarensa aikana vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin polttomoottorikäyttöiset autot, eikä tätä voida kiistää tässä esitetyillä tiedoilla.
Siirtyminen sähköautoihin kompastuu kuitenkin toimintasäteen rajallisuuteen, riittämättömiin latausverkkoihin ja korkeisiin hintoihin, jotka johtuvat akkukustannuksista. Lisäksi sähköautojen akkujen tarjonnan ei odoteta vastaavan kysyntää lähivuosina. Benchmark Mineral Intelligence kertoi Financial Timesille, että se ennustaa litiumin kysynnän viisinkertaistuvan vuoteen 2035 mennessä, kun taas Boston Consulting Group ennustaa "kroonista" puutetta jo vuonna 2025.
Viime vuonna Stellantin toimitusjohtaja Carlos Tavares varoitti vastaavasta CNBC:ssä ja ennusti mineraali- ja akkupulaa myöhemmin tällä vuosikymmenellä. Onko siis olemassa parempaa käyttöä akuille, jotka tällä hetkellä pakataan suhteellisen pieneen määrään 60 000 dollarin hintaisia sähköautoja tai 100 000 dollarin hintaisia sähkökäyttöisiä lava-autoja?
Vähentäisikö siirtyminen täyshybridi-malleihin - jotka nykyään useimmiten hylätään väliaikaisena siltana - päästöjä lyhyellä aikavälillä nopeammin kuin sähköautojen kiihdyttäminen? Verrataanpa tämän havainnollistamiseksi eräiden polttomoottorilla, hybridillä/plug-in-hybridillä (PHEV) ja sähkövoimansiirrolla varustettujen mallien hiilidioksidipäästöjä tiellä: Ford F-150, Hyundai Kona ja 2022 valmistettava Kia Niro (joissa käytetään samaa alustaa) sekä BMW 3-sarjan ja i4:n mallit (joissa on myös sama alustarakenne). Kysymys, johon haluamme vastata, on seuraava: Mikä on paras tapa käyttää rajallinen akkuvarasto?
Pitäisikö nämä materiaalit jakaa useisiin hybrideihin vai pakata ne muutamaan sähköautoon ja jättää loput bensiini- tai dieselmoottoreilla varustetuiksi? Voimme vastata tähän jakamalla sen, kuinka paljon kukin ajoneuvo vähentää hiilidioksidipäästöjä polttomoottorilla varustettuun vastineeseensa verrattuna, sen akkukapasiteetilla kilowattitunteina.
Sitä on vaikea kuvitella, joten älä vaivaudu: katso sen sijaan tätä yhtälöä. Näiden tietojen avulla voimme sitten laskea, kuinka tehokkaasti kukin sähköauto käyttää akkuaan. Tavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä niin paljon kuin mahdollista rajallisella akkuvarastolla.
Kun laskutoimitukset tehdään, on melko selvää, mikä on paras vaihtoehto. Mieti, kuinka paljon akkua tyypillinen massamarkkinoiden sähköauto käyttää. F-150 Lightningin käyttövoima voi tuottaa alle kolmanneksen bensiinikäyttöisen F-150:n CO2-päästöistä, mutta kukin yksikkö kuluttaa 98 kWh akkua, josta suurinta osaa käytetään vain harvoin pidemmillä ajomatkoilla.
F-150 Powerboost -hybridiauton akku puolestaan on vain 1,5 kWh. Se ei vähennä päästöjä yhtä paljon kuin Lightning, mutta Ford voisi valmistaa 65 tällaista autoa yhden Lightningin akkujen avulla. Tämä on suuri summa, sillä jos Ford myy yhden Lightningin ja 64 bensiinikäyttöistä F-150:tä, se vähentää näiden autojen hiilidioksidipäästöjä yhteensä 370 g/km. Jos he myisivät 65 hybridia ja jakaisivat Lightningin akkujen toimituksen kaikkiin niihin, he vähentäisivät kokonaispäästöjä 4 550 g/km.
Muistakaa, että tässä on kyse täsmälleen samasta määrästä akkuja; jakautuminen on vain erilainen. Sama pätee myös Hyundai/Kia-yhdistelmään ja BMW:hen - täyshybridi vähentää päästöjä paljon enemmän kuin muutaman sähköauton ja joukon bensiiniautoja rakentaminen. Jos i4:n akku jaetaan, voidaan tehdä seitsemän 330e PHEV -autoa, jolloin päästöt vähenevät 560 g/mi verrattuna i4:n 266 g/mi. Jos Kona EV:n akku jaetaan kahtia, voidaan valmistaa seitsemän Niro PHEV -autoa, jotka vähentävät 1 085 g/mi (yksi EV vähentää 239 g/mi), tai 41 tavallista Niro-hybridia, jolloin päästöt vähenevät 4 797 g/mi.
Fordin tapaan ne hyödyntävät paremmin kiinteää akkuvarastoa jakamalla sen useisiin hybrideihin sen sijaan, että ne kaikki keskitettäisiin yhteen EV:hen. EV:iden asema paranee tietenkin, kun ne toimivat pelkästään uusiutuvalla energialla. Voimme nollata niiden CO2-päästöt kilometriä kohti simuloidaksemme sitä, ja se auttaa niitä, mutta se ei muuta sitä tosiasiaa, että niiden akkujen käyttö on edelleen tehotonta.
Muutaman sähköauton käyttämisellä uusiutuvalla energialla ei ole vieläkään samaa välitöntä vaikutusta kuin uusien autojen laajemmalla hybridisoinnilla olisi. Asia on näin: käyttämällä rajalliset akkuvarat pieneen määrään (kalliita) sähköautoja autoteollisuus saa sijoittajilta ja yleisöltä suosiota, vaikka se toteuttaa tehotonta hiilidioksidipäästöjen vähentämissuunnitelmaa. Se voi kaunistella mainettaan muutamalla häikäisevällä tuotteella, vaikka todellisuudessa se ei vähennä hiilidioksidipäästöjä niin paljon kuin se voisi. Luvut viittaavat vahvasti siihen, että mahdollisimman monien uusien autojen hybridisointi on tehokkaampaa, ja se on yhä tehokkaampaa, kun akkuteknologia kehittyy ja saatavuus toivottavasti lisääntyy.
Tämä mahdollistaisi hybridien siirtymisen PHEV-autoihin, ennen kuin ne korvataan tarvittaessa täysimittaisilla sähköautoilla. Suurin osa täysimittaisen sähköautoihin siirtymisen hyödyistä toteutuisi kuitenkin PHEV-autojen laajamittaisen käyttöönoton myötä. Ne tarjoavat riittävän toimintasäteen lyhyiden matkojen tekemiseen pelkällä sähköllä, usein sähköautoa vastaavilla alkukustannuksilla, mutta myös hybridivoimansiirron joustavuuden ja tehokkuuden pidemmillä matkoilla.
Näin voidaan välttää useimmat sähköautojen käyttöönoton esteet eli akkujen saatavuus ja latausinfrastruktuurin puutteet. On kuitenkin syitä siihen, miksi PHEV-autot eivät ole yleistyneet. Ne ovat tehottomampia ja monimutkaisempia valmistaa ja huoltaa kuin sähköautot tai tavalliset hybridit, puhumattakaan siitä, että ne ovat tavallisia hybridejä raskaampia ja kalliimpia.
Hybrideistä ei myöskään ole hyötyä niiden sekavista nimistä, puhumattakaan lyhenteestä PHEV. Hybridit kokonaisuudessaan ovat kasvattaneet markkinaosuuttaan hitaasti, ja niiden osuus kevyiden hyötyajoneuvojen markkinoista on vain 5,5 prosenttia vuonna 2021, kuten Bureau of Transportation Statistics -virasto ilmoittaa. Tämä on 24 vuotta siitä, kun uraauurtava Toyota Prius aloitti tuotannon. Sähköautot puolestaan saavuttivat samanlaisen markkinaosuuden alle puolessa ajassa, sillä Wall Street Journalin mukaan niiden osuus Yhdysvaltain markkinoista on 5,8 prosenttia vuonna 2022.
Vasta kymmenen vuotta on kulunut siitä, kun paradigmaa muuttava Tesla Model S aloitti tuotantonsa. Sähköautojen ostajat hyötyivät kuitenkin anteliaammista verohelpotuksista kuin hybridiasiakkaat koskaan, sillä liittovaltion aikaisempi sähköautojen verohyvitys loi tehokkaasti maata
