Kulutus pienenee ja päästöt vähenevät, mutta ilmassa tai vedessä kulkevaa autoa saadaan vielä odottaa.

2070-luvulla tiellä liikkuu nykyistä huomattavasti enemmän autoja. Niitä liikuttavat nykyistä kehittyneemmät polttomoottorit, sähkö-polttomoottoriyhdistelmät tai sähkömoottorit. Sähkö saadaan akuista tai polttokennoista. Polttoaineita ovat entistä puhtaampi bensiini, kaasuöljy, maakaasu tai etanoli.

Jo 2010-luvun kynnyksellä polttomoottoreiden koot pienenevät ja niiden polttoaineen kulutus kääntyy laskuun. Akkujen kehittyessä sähköautot yleistyvät.

Uusituvista raaka-aineista ja kotitalouksien sekä teollisuuden jätteistä valmistetaan entistä enemmän dieseliä ja etanolia. Etanolia sekoitetaan sekä bensiiniin että mahdollisesti myös dieseliin, mutta moottoritekniikan kehittyessä myös lähes puhtaan etanolin käyttö tulee yleistymään. Korkealaatuinen uusiutuva diesel käy sellaisenaan moottoreihin jo nykyisin. Hybridiratkaisut, aerodynamiikan kehitys sekä kitkan pienentäminen tai polttokennojen yleistyminen leikkaavat polttoaineen kulutusta.

Polttoaineet kehittyvät

Dieselmootoreilla varustettujen autojen CO2-päästöt puolittuvat jo vuonna 2009, kun auton tankkiin laitetaan NExBTL-dieselpolttonestettä. Moottoriin ei tarvita muutoksia. NExBTL-diesel lisää myös moottoreiden kehitysmahdollisuuksia erinomaisten ominaisuuksiensa ansiosta.

NExBTL:n lisäksi dieselmoottorien uusiutuvina polttoaineina ovat käytössä FAME (Fatty Acid Methyl Ester) ja etanoli sekä aavistus BTL (Gas To Liquids from renewable raw material) –polttoaineita. Jatkossa BTL-polttoaineet yleistyvät. Raaka-aineina ovat hakkujätteet tai jopa puu, yhteiskuntajätteet ja mahdollisesti levät ja muut vielä kehitteillä olevat bioraaka-aineet.
 
Etanoli on hyvä bensiinimoottoreiden polttoaine, kun halutaan karsia kasvihuonekaasupäästöjä. Etanolin käyttö yli 10 prosentin pitoisuuksina vaatii muutoksia autokalustoon. Tulevaisuudessa bensiiniautot ovat FFV-autoja (Flexible Fuel Vehicle). Moottorit säätyvät polttoaineen happipitoisuuden mukaan, eikä kuljettaja huomaa polttoaineen vaihtumista. Etanoli antaa mahdollisuuksia moottorin suorituskyvyn nostamiseen. Polttoaineenkulutus kasvaa etanolipolttoaineilla, koska hapessa ei ole energiaa.

Vihreää apuvoimaa

International Energy Agencyn (IEA) ennusteen mukaan runsaan 40 vuoden kuluttua autoliikenteen määrä jopa kolminkertaistuu. Erään arvion mukaan hybridiautot sekä ladattavat sähköautot muodostaisivat autokannasta jotakin viiden ja 90 prosentin välillä.

Jo nyt on esitelty ratkaisumalleja, joissa ympäristöystävälliset polttoaineet toimivat perinteisten bensiini- ja dieseltekniikoiden rinnalla apuenergiana. Esimerkiksi maa- ja biokaasua käyttävät bi-fuel -autot, etanolia tai dieseliä polttavat flexifuel-autot sekä osittain sähkövoimalla kulkevat hybridiautot ovat kaikki pohjimmiltaan bensiini- tai dieselautoja.

Nykypolttoaineisiin lisätään uusiutuvista raaka-aineista valmistettuja polttoaineita kuten uusiutuvaa dieseliä tai etanolia. Lisäksi myynnissä on autoja, joiden liikuttamiseen käytetään sähköä, kaasua tai 85-prosenttista etanolia. 

Lisää suorituskykyä

Moottoreiden paremmat materiaalit ja valmistustekniikat, sekä sytytystä ja polttoaineen syöttöä ohjaavien laitteiden kehitys ovat tuoneet säästöä ja suorituskykyä bensiini- ja dieselmoottoreille. Silti hyötysuhde on useimmiten noin 20-30 prosenttia, kun ei oteta mukaan sisätilojen lämmittämistä.

VTT:n tutkijaprofessori Nils-Olof Nylund on arvioinut, että henkilöautoissa polttoaineen kulutus voidaan jopa puolittaa, muissa ajoneuvotyypeissä vähennyspotentiaali on noin 30 prosenttia.

Honda toi kevättalvella markkinoille energiatehokkaan Insight-perheautomallin, jonka keskikulutus sadalla kilometrillä on vain 4,4 litraa. Bensiinimoottorin lisäksi auto on varustettu sähkömoottorilla, joka toimii jarrutustilanteissa generaattorina ladaten akkuja.

Nylundin mukaan energiatehokkuutta parantamalla, toisen sukupolven biopolttoaineilla sekä sähkön osuutta lisäämällä liikenteen hiilidioksidipäästöjä pystyttäisiin leikkaamaan jopa 70 prosenttia vuoden 2050 päästöennusteeseen verrattuna.

Autoilun mahtimaihin lukeutuva Japani on käynnistänyt oman Cool Earth –teknologiaohjelman. Myös Japanissa tulevaisuuden visioina nähdään tekniikan kehittyminen, biomassaan pohjautuvat polttoaineet, ladattavat akkusähköautot ja –hybridit, sekä tehostettu liikenteen ohjaus.

Sähköauto tankataan pistorasiasta

Ladattavilla akuilla varustettu sähköauto on toistaiseksi tehokkain kehitetty malli. Tämän jo melko yleisen sähköautotyypin toimintasäde on vielä melko rajoitettu. Lisäksi latausaika on pitkä. Akkuteknologian kehitys määrää, tuleeko ladattavista autoista käyttökelpoisia.

Toinen tapa tuottaa virtaa sähköautolle on polttokenno. Esim. General Motors ja Honda ovat valmistelleet jo lähes sarjatuotantokelpoiset polttokennoautot, mutta toistaiseksi polttoaineeksi tarvittavan vedyn jakeluongelmat ja tekniikan kalleus pitävät tuotantolinjat pysähdyksissä.

Teksti: Jari Kohonen