Autokannan sähköistymisen vaikutuksia autoalaan ja päästöihin

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli kerätä tietoa maailmanlaajuisesta sähköautojen yleistymisestä sekä päästö- ja käyttövoimalakien vaikutuksista autokantojen sähköistymiseen. Kerätyn tiedon avulla selvitettiin, millaisia vaikutuksia henkilöautokannan sähköistymisellä on liikenteestä aiheutuviin päästöihin ja autoalaan sekä mitä vaatimuksia kasvava sähköautokanta tuo energiantuotanto- ja jakeluinfrastruktuurille. Työ tehtiin Metropolia AMK:lle ja se on luonteeltaan kirjallisuustutkielma. Työ keskittyi ainoastaan henkilöautokantaan raskaan kaluston ja julkisen liikenteen jäätyä tarkastelun ulkopuolelle.

Pohjan luomiseksi työssä tarkasteltiin nykyisten liikenteen päästöjen koostumusta ja verrattiin sähköautojen hiilijalanjälkeä bensiini- ja dieselautojen hiilijalanjälkeen. Lisäksi työssä käytiin läpi nykyistä sähkö- ja hybridiautoteknologiaa. Merkittäväksi huomioksi työssä nousivat aluekohtaiset vaikutukset sähköautojen hiilijalanjälkeen ja se, miten energiantuotanto on sidoksissa sähköautojen ympäristöystävällisyyteen. Vaikutuksia tuotiin esille muuttamalla eri maiden tärkeimmillä energiantuotantomenetelmillä tuotetun sähköautojen lataussähkön kasvihuonepäästömäärät vastaamaan bensiini- ja dieselautojen polttoaineenkulutusta kuljettua matkayksikköä kohden.

Autokantaan vaikuttavien lakien osalta tutustuttiin eri valtioiden nykyisiin ja tuleviin päästölakeihin ja niiden aiheuttamiin mahdollisiin seurauksiin autoalan eri osa-alueilla. Tietoa kerättiin aluekohtaisesti paikallisista ja kansainvälisistä uutislähteistä sekä virallisista tietokannoista, tutkimuksista ja lähteistä.

Lopuksi työssä laskettiin suuren sähköautokannan vaikutuksia sähkön kysyntään ja suuren automäärän yhtäaikaisen lataamisen tuottamia piikkejä sähkönkulutuksessa Suomen nykyisessä sähköverkossa. Lisäksi tarkasteltiin Suomen latauspisteinfrastruktuurin nykyistä tilannetta ja tulevaa suunniteltua kehitystä.

Työ osoitti sähköautojen tuomien ympäristöetujen olevan vahvasti sidoksissa koko ajoneuvon elinkaaren aikana tehtyihin valintoihin eri tuotantoprosessien suhteen. Autokannan sähköistymisen todettiin tuovan myös omat haasteensa autoalan teollisuudelle ja yrityksille, jotka joutuvat sopeutumaan mahdollisesti avainasemaan nousevan teknologian tuomiin muutoksiin.

The objective of this Bachelor’s thesis was to gather data on the global increase in the popularity of electric vehicles (EVs) and how emission laws and regulations affect the percentage of electric vehicles in the vehicle stock. With this data, the aim was to find out the effects of a growing EV base on traffic caused emissions and on the automotive industry and what kinds of demands an increase in EVs will place on current power grids and production. This thesis was assigned by Helsinki Metropolia University of Applied Sciences and is in the form of a literary analysis. Heavy road equipment and public transportation were left out of this analysis.

To create a base for the thesis, current traffic generated emissions and their composition were examined and the carbon footprint of current EVs was compared to that of gasoline and diesel vehicles. In addition, current electric and hybrid vehicle technologies were examined and compared to standard internal combustion engine vehicles. Significant attention was given to regional effects on the carbon footprint generated from EV production and how the method of producing energy to charge the vehicles affects the size of the total carbon footprint. To bring a better understanding of the total emissions generated, the carbon footprint of EVs charged under different power production methods was translated into fuel consumption and compared to current gasoline and diesel vehicles fuel consumption.

Concerning regulations affecting the composition of vehicle bases, attention was given to various countries’ current and future emission laws and how they might affect the automotive industry and aftermarket businesses. Information was gathered from regional and international news sources as well as official databases and sources.

Finally, the power demand and spike in electricity consumption caused by a large number of EVs charging simultaneously was calculated based on data on the Finnish national power grid. In addition, the current state of the EV charging point infrastructure and future plans to expand it were examined.

This research proves that the environmental impact of EVs is heavily tied to the production choices and decisions made throughout the entire lifespan of the vehicle. A growing EV stock is also shown to bring its own challenges that the automotive industry will need to adapt to.