Sähköinen liikenne kehittyy ennätysvauhtia – on aika panostaa raskaan liikenteen latausinfraan

Maailman suurin akkuvalmistaja, kiinalainen CATL julkisti elokuussa 2023 uuden 4 C -litiumrautafosfaattiakun, joka kestää kapasiteettiinsa nähden nelinkertaista latausvirtaa ja latautuu varttitunnissa. Akkujen tuotanto alkaa tänä vuonna. Toinen kiinalainen akkuvalmistaja CALB toimittaa vastaavia 4 C -akkuja kiinalaiseen Xpeng G9 -sähköautoon. Samaan aikaan megawattitasoinen eli MCS-lataaminen kehittyy nopeasti: alan standardi valmistuu vuoteen 2025 mennessä, ja sen mukaisia tuotteita tulee markkinoille jo vuonna 2024.

4 C -akut lyhentävät henkilöautojen latausajan jopa alle 10 minuuttiin – nykyisilläkin latausasemilla. Esimerkiksi 80 kilowattitunnin (kWh) akustolle suurin latausteho 4 C:n latausvirralla olisi noin 320 kilowattia (kW). Tähän kykeneviä latausasemia on Suomessa tehty pitkään, ja monilla asemilla on valmius jopa 400 kW:n maksimitehoille. Euroopassakin myytävä Xpeng G9 hyödyntää 4 C -latausvirran akkukennoja ja 800 voltin (V) voimalinjaa sekä lupaa jo 400 kW maksimilataustehoa.

Latausaikojen lyheneminen nopeuttaa matkantekoa ja lisää latauskenttien palvelukapasiteettia. Kymmenen minuutin latausaika on lähellä polttomoottoriauton tankkausaikaa eikä lataus enää merkittävästi hidasta matkaa – ajoturvallisuudenkin kannalta on hyvä levätä 10 minuuttia aina 300–400 km ajon jälkeen. Ennen kaikkea nopea lataus helpottaa ammattikäytössä olevien ajoneuvojen kuten taksien sähköistämistä.

Mitä MCS-lataus ja 4 C -akut tarkoittavat raskaalle liikenteelle? VTT on jo aiemmin laskenut, että MCS-latauksella, 1 megawatin (MW) latausteholla ja noin 700 kWh akustolla rekkaa voidaan ajaa 4,5 tuntia 45 minuutin latauksella. Pitkän matkan kuljetuksissa kuljettaja ehtii ladata akun lakisääteisen lepotaukonsa aikana eikä latautumista tarvitse odottaa erikseen.

MCS-latauksessa maksimitehoksi on kaavailtu 3,7 MW. Tehokkaampi latauspaikka palvelisi kolmea autoa samassa ajassa kuin 1 MW:n latauspaikka palvelee yhtä. Kuljettaja voisi myös valita taukonsa jaksotuksen vapaammin – ladata auton jossain ja pitää pidemmän tauon toisaalla. Nopealle lataukselle on tarvetta myös erittäin korkean käyttöasteen sovelluksissa. Hyvä esimerkki on Danfossin toimipisteiden välisten sisäisten kuljetusten toteuttaminen Tanskassa. Latausteho kannattaakin suhteuttaa tauon kestoon: 45 minuutin tauolla ei kannata ladata yli 1 MW:n teholla, ja yön yli nukkuessa noin 100 kW:n teho riittää.

Teknologian kehityksen myötä akkusähköinen rekkaveturi pärjää vetypolttokennorekalle tai jopa päihittää sen niin toimintamatkan kuin tankkausnopeuden suhteen. Dieselrekka tosin voittaa yhä molemmat, mutta tankkausajoissa ero siihenkin on kaventunut vauhdilla.

Uusi teknologia vaikuttaa myös vahvasti pitkien matkojen bussikuljetuksiin. Pitkän matkan bussit pysähtyvät asemilla lyhyesti, ja siksi täyssähköinen reittibussi on ollut vaikea toteuttaa. 4 C -akut ja 10 minuutin lataus muuttavat tämän – täyssähköinen reittibussi pystyy samaan aikatauluun kuin dieselbussi.

Esimerkiksi Onnibussi pysähtyy M4 Helsinki–Rovaniemi -reitillään 20 minuuttia Jyväskylässä ja 15 minuuttia Oulussa. Pisin etappi on 370 km. Jos bussi kuluttaisi esimerkiksi 1,5 kWh/km, siinä pitäisi olla vähintään 700 kWh:n akusto, jotta etapin voisi ajaa huoletta kaikissa olosuhteissa. Tällainen malli on jo markkinoilla, Van Hool TDX25E. Jos kyseiseen bussiin päivitettäisiin 4 C -akusto, se soveltuisi jo Suomenkin pitkille reiteille.

Olisi kutkuttava ajatus saada MCS-latauskäytävä sähköbusseille esimerkiksi Flixbusin Vaasa–Varsova -reitille. MCS-latausinfraa ei kannatakaan suunnitella vain rekoille, vaan myös pitkän matkan busseja varten.

Ajoneuvojen puolesta ollaan siis jo hyvin lähellä ottaa seuraava harppaus suorituskyvyssä päivittämällä akustoja nopeammin latautuviksi. Kasvavat lataustehot tuovat kuitenkin uusia haasteita, esimerkiksi lämmönhallinnalle. Latauksessa syntyvä hukkalämpö pitää saada tehokkaasti johdettua pois akusta, jotta lataustehoa ei tarvitse rajoittaa akuston kuumenemisen vuoksi.

Suuremmat haasteet koskevat kuitenkin sähköverkkoa ja latausinfraa. Rekkaparkit ja levähdyspaikat tarvitsevat jatkossa erittäin järeitä sähköliittymiä, samoin kaupunkien matkakeskukset. Esimerkiksi nopeaa MCS-latausta 10 rekalle tarjoava levähdyspaikka tarvitsisi jopa 30 MW hetkittäisen sähkötehon! Tähän täytyy valmistautua jo nyt: teknologinen murros tapahtuu yllättävän äkkiä, mutta infran rakentaminen saattaa kestää vuosia esimerkiksi suuritehoisten sähköliittymien toimitusaikojen vuoksi. 

Markkinakysyntä joustaville, energiaa puskuroiville ja skaalautuville MW-tason latausratkaisuille syntyy jo parissa vuodessa, ja tässä kilpailussa on oltava mukana ajoissa. Jos Suomessa olisi pilottilatauskäytävä MCS-latauksen testaamiseen rekoilla ja busseilla, ratkaisuja voitaisiin kehittää ja skaalata aidossa ympäristössä.

EU:n AFIR-asetus sisältää vaatimuksia Euroopan TEN-T-tieverkoston sähköistämisestä. Tämän vuoksi MCS-latauskäytävän suunnittelu nelostielle kannattaa aloittaa jo nyt. Tämä edellyttää hyvää yhteistyötä niin viranomaistahoilta kuin eri yrityksiltä, latauspalveluiden tarjoajista sähkö- ja sähköverkkoyhtiöihin sekä levähdyspaikkojen yrittäjiin. Ennen kaikkea tarvitaan kuitenkin rohkeaa aloitteen tekijää. Samalla meidän pitää pitää huoli siitä, ettei sähköajoneuvojen latausinfra-avustuksia leikata.

Jos nelostielle saataisiin raskaan kaluston MCS-latauskentät aluksi vaikka Jyväskylään, Hirvaskankaalle ja Ouluun, tämä maksaisi noin 3–5 miljoonaa euroa. Näin esimerkiksi rekat Helsingistä Tornioon tai bussit Helsingistä Rovaniemelle voisivat ajaa akkusähköllä. Kuka laittaa ensimmäiset panokset peliin?