Autojen jalat, energia ja tietoa

Hallituksella oli 2019/11 ehdotus, että diesel-autot muutettaisiin kaasukäyttöiseksi. Tutustuin asian. Jatkan artikkelia paljon lisää myöhemmin yhteenvetona eri töistäni.

https://www.talouselama.fi/uutiset/te/142a1a56-3163-489f-af51-90a7a457319f?ref=newsletter%3A03bb&utm_source=Talouselama_Uutiskirje&utm_medium=email&utm_campaign=Talouselama_Uutiskirje

DIESEL-KAASU- KONVERSIO
Englannissa on tehty näitä. Yleensä isompiin autohin, joissa on tilaa lisätankille, vararenkaan tilalle. Kokemuksesa toimii, mutta korjauskulut nousee, eikä se kompensoi halvempaa energiaa. Ja yritykset ovat palanneet dieseliin. Oli tehty n 3-4.4 L dieselmoottoreille, vanhat Lange Roverit jne. Diesel-autoissa syttyminen tapahtuu kovan puristuksen ja ilman lämpenemisen yli syttymislämmön takia. Voidaan tarvita sytyke jos pääpolttoaine ei syty talvella tai huonommin ja seuin tarvitaan vähän dieseliä (10-20%) kaasun sytytykseen ja tankki. Tavisautoijen arvo on vähäinen ja tilaa ei ole virityksiin. Teho on tippunut esim 10-15%, mikä ei ole kynnys isoissa koneissa. Katalysaattoreita on palanut, samoin happitunnistimia. Usein oli suositeltu jotain lisäövoitelua. Konversiosarjoja löytyi n 1300-2000 eur väliltä ja päälle tulee Suomen verot ja kulut työstä. Periaatteessa kaasun syttyminen tapahtuu koko tilavuudella joka voisi nostaa tehoa. Maakaasu tulee Venäjältä ja on fossiilista ja ihan pikku osa on kaatopaikoilta ja käytetään jo nyt. Joten kaasun idea on hämärä, miksi sitä ajetaan. Kaasuautot ei saa edes ajaa usein maan alle vaarallisuuden takia.

BENSA E85% ETANOLI -KONVERSIO
Suomesta löytyy myös bensamoottorin muuttamiseksi 85E alkoholi+bensaseokseen. (usein flexfuel) Tämä on halvempaa. Ongelmana on usein tehon tippuminen. Ja ettei ole automalliin testattua systeemiä. Kaikki mallit eivät adaptoidu eri bensaan. Kipinä sytyttää näissä ja tarvitaan bensa sytyttimeksi talvella alkoholille. Jossain välissä kun siirryttiin bensa-alkoholiseokseen (0-20%) oli kumilaaduissa ongelmia alkoholin kanssa ja ilmeisesti tulipalojakin asiasta johtuen. Turboissa voisi teho jopa nousta jos moottorin ohjaus tukee sitä. Eräissä autoissa ei suuttimet pysty syöttämään tarvittavaa n 30 % suurempaa määrää ilmaan. Usein suuttimien vaihtaminen on kallista. Alkoholi myös syö, pesee sylinteristä öljykalvoa ja moottori voi kulua (tunnetaan kuluvan) nopeammin. Sylinterin ohut öljykalvo tiivistää mäntää, ettei se syö öljyä imutahdilla tai puhalla öljyyn polttoainetta yli 100 bar paineella työtahdissa. Voitelyöljy ohenee ja saattaa jopa lisääntyä, mikä on paha juttu.

SUOMEN METSIEN HIILINIELU
”Joka vuosi Suomen metsät sitovat 250 miljoonaa tonnia hiilidioksidia, kun Suomen kokonaispäästöt ovat noin 60 miljoonaa tonnia eli metsät sitovat nelinkertaisesti kaikki päästöt. ”
https://www.is.fi/kotimaa/art-2000006346669.html
Suomen metsät imee 38 kesäpäivässä koko vuoden nykyisten henkilöautojen päästöt. Suomen hiilinielulaskelmissa on lisäksi aliarvioiva virhe lisäksi (suometsistä) , mikä on suurempi kuin autoliikenteen hiilipäästöt. Suomi on neuvotellut tarkoituksella ja kansaa syyllistävästi ja ideologisesti järjettömän huonot ehdot päästökaupassa, koska Suomi imee muiden päästöt ja saa maksaa. Näin on ollut pokkaaa ja on kehdattu ajaa Suomen etua vastaan. 2019 Uuden tulkinnan mukaan ero vielä huononee. Laskelmien virheet on satoja prosentteja ja on tulkittu miten sattuu. Suomen hiilipäästöt maailmassa on laskennalliseti n. 0,12 %, eli 0 %, kun ottaa meárginaalin huomioon. Muiden maiden lukujen marginaalit on kymmeniä prosentteja, ja lisäksi niissä on tulkintoja, eroa todellisuuteen.
https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/metsa/artikkeli-1.453472

BIOPOLTTOAINEET
Biopolttoaineita saataisiin sokerista, tärkkelyksestä, puusta, viljasta ja jätteistä. Ongelmana on osin kalleus ja pääosin vero, joka on suurin osa polttoaineesta. Puuta voidaan prosessoida mikrobiologisesti. Suomessa saa 2 x metsän tuoton sadosta kuituhampulla, joka on laillista ja ilman huumaavaa ominaisuutta. Sadonkorjuu on joka vuosi eikä kerran 50 vuodessa. Pakettipeltoja riittäisi energia- ja kuitu- ja öljypelloiksi ja maaseutu etsii uusia elinkeinoja. Pelto kerää aurinkoenergiaa. https://www.aamulehti.fi/a/a08867a9-feb3-467b-8bd2-a1950e25d7e6

SÄHKÖAUTO
Sähköautot on kivoja ja mediaseksikäitä. Lisäksi ne tarvitsee töpselistä sähkön ja moottorin jonnekin muualle. Josta tulee päästöt tavan mukaan. Fingrid kertoo mitä sähkö on. Töpselissä on eri lähteet sekottuneet, eikä voi ostaa pelkkää tuulivoimaa tms. ilman suoraa johtoa. Sähköautot lähtevät valoista ripeästi, koska sähkömootorilla on täysi vääntö heti. Vaihteisto puuttuu eikä mene häviötä siihen. Lämmitys tapahtuu pääosin omasta akusta, mutta voisi toteuttaa diesel-lämmittimellä. Sitä tarvitaan talvellakin.

Tyypillinen Helsingin keskustan liikenne illalla

Kysymys: Montako sähköautoa voidaan ladata töpseleistä Suomessa nykyvoimaloilla ja paljonko ne tarvitsee lisää energiaa?

Vastaus: Kaikki teho puuttuu. Yhtään autoa ei saada ladattua omilla voimaloilla, koska Suomi tuo jo nyt sähköä ulkomailta. Nyt 2,5GW. Toisaalta markkinat ostaa. Tehoraja lienee 16GW, mikä on tullut vastaan talvisin 2 kk ajan. Massiivinen sähköautojen käyttö vaatii sähköverkkoa ja voimaloita lisää.
Sähköverkon tilan, energian tuonnin ja energialähteet sa tästä linkistä:
https://www.fingrid.fi/-/custom/sahkojarjestelman-tila-169/

Nykyään tolpasta saa ottaa 8A jatkuvaa x 230 V=1,84 kW. Usein kerrostaloissa sähkö on päällä vain osan aikaa ja voi olla rajoitettu esim 0,5kW. Tai sulakkeet palaa kun on monta käyttäjää summana rinnakkain.
Erikoistolppa olisi 16A x 230V=3,68kW , joka toimisi parhaiten aluksi. Kolmivaiheliittimellä. esim yksi vaihe.
Standardipistoke ( kolmivaihe) sähköautolle on 22kW= 230vx32Ax3, mikä on OK-talon pääsulakkeen koko teho. Harvassa paikassa. On olemassa tehokkaampia pikavarausliittimiä ja standardeja kokeiluissa, muutamia aina 100 kW ( jopa 150kW) asti.

Auton kulutus (latauksella) on noin 25kWh per 100 km ajettua matkaa, 20kWh hyötysähköä. Häviöt pois. Suomessa lämmityskin.
100 km tankkaus kestaa lämpötolpasta 230V x8A, 14 h. Ei toimi, ellei ladata joka paikassa, myös töissä.
Erikoistolppa olisi 16A x 230V=3,68kW , tupla teho ja lataus 7 h , yön yli. Oletus, joka toimisi ehkä parhaiten. ( siis 100km matkalle) (3-vaiheliitin)
22kW iso tolppa vie 1,13h. Normaali käyttö. Vaati ison sulakkeen ja muutoksen. Eipä juuri näe.

100 000 autoa x 3,68kW=0,68 GW lisäys joka yö 100 000 autoa kohden. Jotka voi ajaa max. 100 km päivässä. Hallituksen tavoite 250 000 sähköautoa ( 2025?) vastaa sitten tällä vähimmäislaadulla (100km vrk) 1,7 GW lisää. Nopeampi tai suurempi latausmäärä nostaa huipputehoa. Samaan aikaan tulee muuta sähkönkulutusta esim metroa, raitiovaunua, tekniikkaa jotka jo nyt nostavat tehoa. Jo nyt on sähköverkossa törmätty ylärajaan talvella ja oli paine rajoituksiin. Joten kapasiteettia tarvitaan lisää tavoitteen toimimiseksi, jotta se olisi realistinen ja älyllinen. Sähköverkko ja johdot ei kestä isoa lisäkuormaa. Luultavasti tarvitaan jokin älykäs ohjaus teholle tai aikajako. Käytännössä tiheille parkkipaikoille pitää laittaa konttigeneraattorit erikseen ja tankata niitä. Eräs laskelma oli 10 sähköautoa, diesel-generaattori kontissa, 80 litraa dieseliä per yölataus, öljynvaihto 1,5 kk välein (1500h) ja huolto, päästöt kotipihalla Tässäkin ekologisin ja toimivin ratkaisu on ei-kerrostalo, jossa parkkipaikka lähellä taloa ja voi jakaa pääsulakkeen tekoa ajallisesti ja älykkäästi.

Nykyiset systeemit eivät ole älykkäitä ja rajoita huipputehoa pääsulakkeet ja sopimuksen mukaan. Ylityksestä tulee seuraamuksia. Erillistaloissa voi olla isoina kuormina lämpöboilereita(3-15kW), sähkölämmitys(10kW), helloja( jopa15kW!), kiuas (8kW), joiden käyttöaikaa voisi jakaa maksimitehon rajoittamiseksi. Jotain alkeellisia systeemeitä on toteutettu releillä ym. Boilerit varataan pääosin yöllä, yösähköllä. Ja sähköautot kilpailee samasta sähköstä. Pääosin taloissa on 3x32A (22kW) (sähkölämmitys, myös boileri) tai joskus 3x25A (17,5kW) pääsulake, millä pitäisi tulla toimeen. Pääsulaketeho maksaa melkoisesti lisätä, koska verkon enimmäiskuorma tulee siitä. Esim kokoluokkaa 25->32A 5000€ jos johdot ja muuntamo kestää.

Sähkö-hybridissä, yleisin sähköauto, tämä liike-energia on toteutettu omalla moottorilla ilman häviötä termodynamiikka-sähkö-lataus-purku-konversiosta ja hukkalämpö lämmittää autoa talvella. Ja voidaan ottaa töpselistä pikkuakkuun sähköä ja vastaan jarrutukset akkuun

Uutisia puolesta ja vastaan:
Yhden asiantuntijan mukaan EUssa on epärealistinen vaatimus, joka perustuu siihen, että shköautojen päästöt on nolla, vaikkei se ole.
https://www.ksml.fi/teemat/autot/Arvostettu-taloustieteilij%C3%A4-syytt%C3%A4%C3%A4-EU-p%C3%A4%C3%A4tt%C3%A4ji%C3%A4-s%C3%A4hk%C3%B6autohuijauksesta/1473448


AUTON KEHITYS JA VALMIS TUOTE
Pääsääntöisesti insinöörit ja valmistajat ovat käyttäneet tuhansia tunteja kehittääkseen ja optimoidakseeen moottorit. Massana ei ole Suomessa tehty muutoksia ja ne olleet kokeiluja. Eikä niitä autoja ole yleensä suunniteltu konversiokiteille. Tai sitten auto on jo valmiiksi flexi fuel, monelle polttoaineelle tehty. Konversioiden tulokset taloudellisesti on olleet aika mitättömät säästöjen osalta. Yleensä tuotteet testaan ja tuotteistetaan. Ja korjataan lastentaudit. Eikä anneta eduskunnasta rakennusohjeita ja mahtikäskyjä. Mahtikäskyillä upotettiin Vasa-laiva ymmärtämättä kokonaisuutta.

Toistaiseksi käyttökelpoisimpia autoja ja vähimmällä hiilijaloilla on dieselhybridit, biodiesel, (bio)alkoholi. Autoissa, joissa on sähkömoottori on pääsääntöisesti jarrutuksen energian takaisinotto, mikä vähentää kulutusta. Siihen riittää hybridin pienempi akku.

SUOMEN LIIKENNE ON SAATAVISSA HIILINEUTRAALIKSI JOS ON TAHTOA
Suomessa saataisiin liikenteen hiilijalanjälki liki 0%n jos olisi vähemmän ahneutta. Dieselit voisi käyttää heti biodieselillä. Ainoa este on polttoainevero ( n 77%) , joka tekee biodieselin kalliiksi. Biodieseliä saataisiin paljon lisää maasedulta ja pakettipellotkin voisi laittaa tuottamaan , vaikka kuituhampulla, josta saa tuoton joka vuosi. Jos on poliitista tahtoa. Asia auttaisi valtiotaloutta, taloutta, maaseudun asutusta jne.
Monet bensa-autot voisi käyttää bio- tai maakaasua, 85E:tä konversisarjalla. Halpoja ja vähänkuluttavia ei kannata muuttaa tai antamalla muutokseen verohelpotus polttoaineesta ajaksi, työn alvista tai tukea.

Suomessa on tieliikenteessä V.2019 2,7 miljoonaa autoa.

VIHREÄ PARADOKSI
Paradoksaalisesti vihreiden ajatusten ja sen sellaisten tekemisillä ja sen veromenojen noston takia Suomi ei voi elää ekologisesti, koska verotuloja ei saataisi tarpeeksi maailman pelastamiseen ja turhiin projekteihin. Jo nyt Suomi voisi elää biopolttoaineilla ja niiden hinnat olisi kaupallisella tasolla. Ongelmana on yliverotus ja taakanraahaaminen, joka tekee vähän kalliimmat biopolttoaineet liian kalliiksi valita käyttöön. Verot on enin osa polttoaineesta (70-80%), ja bioaine voisi olla vaikka 4 x kalliimpaa. Sitten se veroraha menee ilmastonsuojeluun, joukkoliikenteeseen, raiteisiin, subventioon käytöstä ja väestönmuutokseen ja kotiuttamiseen ja tuottamattomiin projekteihin ja lahjoituksiin ulkomaille ja muualle. Suojeluun ja oheistoimintaan käytetty raha, palkat ja toimet sitten jarruttaa alkuperäistavoitteita. Usein kokoustaminen ja maksut ei paranna asiaa.


BIODIESELIÄ JARRUTETAAN
Suomessa ollaan biodieselin valmistuksessa eturivissä maailmassa. Nesteella on jo tuotteita myynnissä.
https://www.kauppalehti.fi/uutiset/suomesta-loytyy-polttoaine-joka-voisi-ratkaista-koko-maan-diesel-paastojen-ongelman-ja-olisi-jopa-sahkoautoja-puhtaampaa/61ff15ba-0d24-4fb3-8064-43f6a779c8e8
Ratkaisu on jo. Artikkelista: ”Ongelma on, että diesel maksaa 19 c enemmän”. Veroa on kuitenkin enemmän ja voi alentaa 19c jos on tahtoa. Eikä pelkkää ahneutta saada veroa. Neste tuottaa jo 3 mrd litraa vuodessa, Suomen kulutuksen verran.

Nyt biodiseliä jarrutetaan, koska sitä varataan rekoille ja busseille ja kerrotaan, ett nykyinen tuotanto ei riita. Sitä voi lisätä. Asiaan auttaisi pitkäjänteisyys, 20-30 V sitoutuminen politiikkaan, mikä on auton käyttöikä. Ja tuottajat tarvitsevat pitkäjännittelyyttä investointeihin.
https://www.is.fi/autot/art-2000006300503.html

Ongelmana on poliittinen tempoilu ja että rahat käytettiin muualle isoihin poliittisin projekteihin, joukkoliikkenne, raiteet, väestömuutos, kotiuttamine, tehottomuus, poliittiset virat ja lahjoitukset muualle. Se on energiapolitiikkaa. Biodieseliä saadaan lisää maailmanmarkkinoilta. Ja lisää saadaan kun on pitkäjänteistä toimintaa ja viljelijät alkavat tuottaa öljykasveja ja öljyä dieseliin. Nyt pelot on paketissa ja koneet seisovat. Kun on rahaa ja kysyntää on tarjontaa, jos asiassa on järkeä ja kannattaa investoida tuotantoon.

AUTON TEKNIIKASTA
Auto tarvitsee jostain liike-energian. Pääsääntöisesti se tuotetaan polttomoottorissa suoraan mekaaniseksi työksi n 30-40% hyötysuhteella ja lämmöksi iso osa. Osa on moottorin ym. kitkaa. Fysikaalisesti tämä on lähellä maksimia ns. termodynaamiselle koneelle pikkudieselissä. Pikkudiesel ei jaksa aina lämmittää hyvin pakkasella autoa. Uusiutuvalla polttoaineella, biodiesel tai bioalkoholi päästään hiilijalasta, joka on fossiiliperustaisessa. Liike-energia voiaan muuttaa hyvällä hyötysuhteella ( n 95%) sähköksi generaattorilla, mutta lataus ja purkinenkin akusta hukkaa energiaa ( n 5-10%) sähköautoissa. Pikkudieselmoottorin tekemä liike-energia vietynä pyöriin on parempi hyötysuhteeltaaan kuin jos se muutetaan ensin sähköksi ja ajetaan akun kautta. (Hyvin isoissa vekottimissa , laivoissa voi olla parempi muuttaa kaikki sähköksi ja sähköllä pyörittää potkuria ilman vaihteistoa ja sen häviötä.) Sähköautossa ei tarvita vaihteistoa eikä menetetä vaihteistohäviötä. Yksinkertainen on tehokasta. Sähkömoottorissa on voimaa jo 0-kierrokilla paljon, ja polttomoottorissa ei. Siksi sähköauto lähtee valoista hyvin nopeasti, mikä voi saada liikenteen sujuvaksi ja vähentää ruuhkia kun ei päästä valoitsa läpi ja tien hyötysuhde paranee ja tyhjäkäynti vähenee. Sähkö-osa autoa sopii city-liikenteeseen.

Jarruissa jarrutus muuttuu lämmöksi jarrulevyihin, tuuletetaan pois tai muutetaan sähköksi ja akkuun.

Sotkuinen liikenne kaupungeissa hukkaa energiaa kun jarrutellaan ja kiihdytellään valoista. Samalla tien hyötysuhde vähenee 80% joka valoissa. Poissa on vaihtumis- ja pysäytysaika ja nopeus nousee ja laskee. Tarvitaan 100%/20% = 5 x enemmän tietä ja tuotetaan ruuhkia. Siksi liikenneympyrä vetää paremmin

TEKNIIKKAA HEAVY METAL
Moottorissa syttyminen täytyy tapahtua oikeaan aikaan, ettei se vastusta, nakuta. Polttoaineen ruiskutuksissa ja ajoituksissa on eri tekniikoita, mikä on yli tämän tekstin. Tulpallisessa (bensa) moottorissa on helppo ajoittaa ja puristuspaine on alhaisempi, mutta hyötysuhde siksi matalampi. Koska lähdetään suuremmasta tilavuudesta ja paineesta laajenemaan. Turbo ahtaa ilmaa.

SÄHKÖPYÖRÄ
Itse uskon, että sähköpyörät korvaavat paikallisliikennettä yli 50 % lähitulevaisuudessa. Ja ovat minusta nyt ainoa olemassa oleva ratkaisu joukkoliikenteen viimeiselle kilometrille. Monet sähköpyöräilijät, jotka pystyvät kuljettamaan kauppakassit ja taravaa raportoivat käyttäneensä lähes pelkästään pyörää kaupassa käyntiin ja lähietäisyyksille ja jättäneet auton kotiin. Nykypyörissä usein taakankantokyky on usein matala ja vaatii lisänä takatelineen. 1900-luvulla oli kiinteät, tukevammat telineet ja käyttö, eikä tarvittu heti cargo-malleja. Helsingissä valitaan usein pieni, kokoontaitettava malli tilastojen mukaan. Viimeaikainen tutkimus osittaa myös sähköpyörän antavan fyysista vastetta käytännössä samaan tapaan kuin poljettavat pyörät, mutta olevannopeampia ja ihmisten kulkevan tuplamatkoja. Sähköpyörän etuina huonompikuntoiselle on riman alentaminen shköavustuksella ja varmuudella, että pääsee perille ja varmuus, että pysyy muiden mukana ja voi lähteä muiden kanssa retkille.
https://cyclingindustry.news/body-of-research-dispelling-electric-bike-cheating-myth-grows/

KUKA
Kirjoittaja on ICT+sähkö-diplomi-insinööri, 3 v kone-teekkari, rakennellut ja suunnitellut autoja, veneitä männät kädessä ja taloja ja talotekniikkaa ja kaavoitusta, tutustunut voiteluaineisiin, myös suorittanut tarvittavan tietomäärän merenkulun vuokraveneenkuljettajan ja konemestarin tutkintoon aika isoille vekottimille ym.