UE-polttoaineet ja UE-sähkö Ruotsin liikenteessä 2015

Teksti: Ari Lampinen, huhtikuu 2015

 

Ruotsi on ensimmäinen ja toistaiseksi ainut maa, joka on saavuttanut uusiutuvan energian direktiivin (UE-direktiivi 2009/28/EY) jokaiselle EU:n jäsenmaalle asettaman sitovan velvoitteen vähintään 10 % UE-osuudesta liikenteen energiankulutuksesta (kaikki liikennemuodot ja teknologiat mukaan laskettuna). Direktiivin velvoite koskee vuotta 2020, mutta Ruotsi saavutti 12,6 %:n osuuden jo vuonna 2012 ja nosti osuuden 16,7 %:iin vuonna 2013, jolloin koko EU oli tasolla 5,4 %. Nyt ollaan lähestymässä jo 20 % rajaa. Lopullisena tavoitteena on vuoteen 2020 mennessä päästä 10 %:n UE-osuuteen ilman matalaseoskäytön mukaan laskemista.

 

Määrällistä kehitystä tärkeämpää on laadullinen kehitys. Se tarkoittaa ympäristölaatua, puhtaiden uusiutuvien käyttöä ja diversiteettiä. Ruotsissa on tarkoituksena saavuttaa tieliikenteen fossiiliriippumattomuus vuoteen 2030 mennessä. Se ei tarkoita, etteikö fossiilisia käytettäisi, vaan että niitä ei tarvitse käyttää. Se merkitsee, että puhtaita (100 %) uusiutuvia on laajasti saatavissa ja että ajoneuvot pystyvät niitä käyttämään. Se on tärkeä askel kohti vuoden 2050 tavoitetta täysin uusiutuvasta liikenteen energiajärjestelmästä. Ruotsissa pyritään käyttämään mahdollisimman kestävästi tuotettuja uusiutuvia puhtaana, kun taas useimmissa maissa pyritään käyttämään vähiten kestävästi tuotettuja uusiutuvia laihoina biokomponentteina fossiilisen bensiinin ja dieselöljyn seassa.

 

Päinvastoin kuin muissa EU-maissa, Ruotsissa painotetaan jäteperäisiä biopolttoaineita energiakasviperäisten sijaan, kaasumaisia polttoaineita nestemäisten sijaan, puhdasta UE-käyttöä uusiutuvien ja fossiilisten sekoittamisen sijaan, liikenteen UE-sähkön tuotantoa päästöttömillä uusiutuvilla päästöjä aiheuttavien sijaan ja UE-käyttöä tavaraliikenteessä ja joukkoliikenteessä henkilöautojen sijaan.

Jo nyt puhtaita uusiutuvia on laajasti Ruotsin markkinoilla useimpiin muihin maihin verrattuna ja niitä on monia erilaisia. Niiden lisäksi on saatavilla useita korkeaseostuotteita, joissa polttoaineen energiasisällöstä vähintään puolet on uusiutuvia. Näiden osuus oli 36 %  Ruotsin UE-liikennekäytöstä vuonna 2013. Yllä oleva diagrammi esittää erilaisten energianlähteiden osuutta puhtaiden ja korkeaseosten käytössä UE-direktiivin sääntöjen mukaisesti laskettuna:

  • Biokaasu tarkoittaa paineistettua (CBG) ja nesteytettyä (LBG) biokaasua. Siitä yli 99 % on biojäteperäistä ja suurin osa tuotetaan kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa. Vuonna 2014 aloitettiin biokaasun (BG) rinnalla synteettisen biokaasun (SBG) tuotanto ja liikennekäyttö. Se on puujäteperäistä ja on toistaiseksi kulutettu paineistettuna (CBG). Yli puolet Ruotsissa tuotetusta biokaasusta ja kaikki Ruotsissa tuotettu synteettinen biokaasu kulutetaan liikenteessä.
  • UE-sähkö tarkoittaa tuuli-, aurinko-, aalto-, bio- ja vesivoimaa lähes kokonaan raideliikenteessä ja puhtaana käytettynä. Maantieliikenteessä sen käyttö on marginaalista. Suurin osa liikenteen UE-sähköstä on Ruotsin luonnonsuojeluliiton ekosertifioimaa (Bra miljöval) eli vain kestävimmät UE-tuotantomuodot hyväksytään.
  • Bioetanoli tarkoittaa ED95:a (busseissa ja kuorma-autoissa) ja E85:a (henkilöautoissa). Yli 99 % on ruokakasviperäistä, mutta osa on kahdella tavalla puujätteistä valmistettua. Vuonna 2015 aloitetaan biojäteperäisen etanolin tuotanto ja käyttö.
  • Biodiesel tarkoittaa biodieseliä (B100) ja synteettistä biodieseliä (SB100). Noin 55 % on ruokakasviperäistä. Loput ovat peräisin biojätteistä ja puujätteistä.
  • Bio-DME tarkoittaa bio-dimetyylieetteriä (kaasumainen dieselmoottoreissa käytettävä biopolttoaine). Se on kokonaan puujäteperäistä.

Näiden lisäksi käytettiin pieniä määriä tuulivetyä ja puukaasua.

Nestemäisiä biopolttoaineita käytettiin myös matalaseoksina bensiinissä ja dieselöljyssä, mutta nämä polttoaineet (esimerkiksi E5, B6 ja SB20) eivät ole uusiutuvia polttoaineita, vaan bensiinin ja dieselöljyn standardien mukaisia fossiilipolttoaineita.

 

Puhtaiden uusiutuvien käyttö edellyttää sitä varten tarkoitettua autokantaa. Pisimmällä Ruotsissa ollaan linja-autokannan kehityksessä. Ruotsin linja-autoista 27 % on UE-autoja (4700 kpl). Niiden osuus bussikilometreistä oli 30 % vuonna 2013 eli enemmän kuin bussien määrän osuus siitä syystä, että etanoli- ja biokaasubusseja käytettiin keskimäärin enemmän kuin muita bussityyppejä, mukaan lukien fossiilidieselbussit. Sähköbusseja sen sijaan käytettiin kilometrimääräisesti keskimäärin noin puolet muihin bussityyppeihin verrattuna. Niitä voidaan käyttää vain pienessä osassa bussireiteistä, jotka pitää erityisesti niitä varten suunnitella (ja vain kaupunkiliikenteessä, ja talvella vähemmän kuin kesällä). Muita UE-bussityyppejä käytetään kaikenlaisilla reiteillä kaupunkiliikenteessä sekä kaukoliikenteessä.

                              

Tavarakuljetukseen tarkoitettujen UE-autojen jakaumat ovat alla. Niitä on yhteensä noin 10.000: UE-kuorma-autoja on noin 830 ja UE-pakettiautoja noin 9.000. Tavarakuljetus kasvaa selvästi enemmän kuin henkilökuljetus, joten se on kestävyyssyistä puhtaille uusiutuville tärkeämpi sovellus.

Alla esitellään UE-autojen jakauma sekä Ruotsin henkilöajoneuvokannassa vuoden 2013 lopussa että vuonna 2013 rekisteröidyissä uusissa henkilöautoissa. Sähköautoja käytettiin keskimäärin selvästi vähemmän kuin kaikkia muita autotyyppejä ja käyttö keskittyi kaupunkeihin. Kaikista autotyypeistä (mukaan luettuna bensiini- ja fossiilidieselautot) keskimääräinen käyttö kilometreinä mitattuna oli selvästi suurin biokaasuautoilla.Se kertoo, että niitä käytettiin huomattavasti maanteillä pitkillä matkoilla. UE-henkilöautoja oli yhteensä 270.000.

UE-henkilöautojen uusien rekisterointien jakauma poikkeaa varsin paljon koko UE-henkilöautokannan jakaumasta. Kehitys on ympäristölaadullisesti myönteistä monesta syystä. E85:n osuuden lasku on myonteistä, koska E85 on UE-polttoaineista vähiten kestävä kahdesta syystä:

  1. 100 % UE-käyttö ei ole mahdollista, joten riippuvuus bensiinistä säilyy (talvella 50 % ja kesällä 30 % energiasisällöstä on bensiiniä). Se siis ei tarjoa fossiiliriippumattomuutta, mikä Ruotsissa on tavoitteena vuonna 2030.
  2. Yli 99 % on ruokakasviperäistä eli aiheuttaa monenlaisten kielteisten ympäristövaikutusten riskin.

 

Akkusähköautojen (BEV) osuuden lisääntyminen on myönteistä, koska ne mahdollistavat 100 % UE-käytön esimerkiksi tuulivoimalla, mikä on erityisen kestävää. Sama pätee muut-kohtaan sisältyville tuulivetyautoille. Biokaasun osuuden kasvu on myönteistä, koska yli 99 % on bio- tai puujäteperäistä ja se mahdollistaa 100 % UE-käytön monella teknologialla. Ladattavien hybridien osuuden kasvu puolestaan on ympäristölaadullisesti kielteistä, koska yhtä biokaasu-PHEV:tä (kuva oikealla) lukuunottamatta kaikki olivat joko bensiinin tai dieselöljyn käyttöön tarkoitettuja fossiiliautoja. Niiden latausväli verkkosähköllä on vain 15-50 km, joten useimmissa näistä autoista fossiilisten käytön osuus on suuri, monissa suurempi kuin E85-autoissa. PHEV-teknologia on periaatteessa erinomaista, sillä se mahdollistaa tuulivoiman käytön kaupunkiajossa ja biokaasun käytön maantieajossa, kuten oikealla olevan kuvan Malmön kaupungin omistamaa autoa käytetään. Mutta ongelmana on sen yhdistäminen pelkästään bensiiniin tai dieselöljyyn. Ruotsi näyttää esimerkkiä tässäkin: maailman ensimmäinen biokaasu-PHEV-auto otettiin siellä käyttöön vuonna 2013 (kuva oikealla).

 

Kehittyminen fossiiliriippumattomaksi ei onnistu sekoitusvelvoitteella, joka on 24 EU-maassa (mm. Suomessa) päämenetelmä UE-direktiivin velvoitteen toteuttamisessa. Sekoitusvelvoitteessa edellytetään, että bensiiniin ja dieselöljyyn sekoitetaan biokomponentteja, jolloin saadaan E10-bensiiniä, B10-dieseliä, SB20-dieseliä ja muita bensiini- ja dieseltuotteita. Sekoitusvelvoitteen avulla heikot UE-tavoitteet, kuten EU:n 10 % vuonna 2020, saadaan kyllä helposti toteutettua, mutta ympäristölaadullisesti heikoimmalla mahdollisella tavalla. Markkinat ovat osoittaneet, että se johtaa lähes pelkästään ruokaenergiakasvien käyttöön eli vähiten kestävien biopolttoaineiden maksimaaliseen käyttöön (sen takia komissio on esittänyt UE-direktiivin muuttamista siten, että ruokaenergiakasvien käytölle asetetaan yläraja). Sitäkin vakavampi asia on, että ajoneuvokannalta ja tankkausinfrastruktuurilta ei edellytetä kehittymistä. Biokomponentteja voidaan lisätä muuttamatta bensiinin ja dieselöljyn teknistä laatua eli ne täyttävät edelleen fossiilisten polttoaineiden määritelmät, joiden mukaisesti tavanomaiset bensiini- ja dieselajoneuvot sekä niiden tankkausinfrastruktuuri on rakennettu. Raakaöljyriippuvuus siis säilyy.

 

Sekoitusvelvoite on sekä viranomaisten että lainsäätäjien kannalta helpoin tapa toteuttaa UE-direktiivin velvoite. Se selittää menetelmän suosion mm. Suomessa. Ruotsissa sekoitusvelvoitetta ei ole, vaan johtavaksi UE-liikennemaaksi on noustu monien erilaisten menetelmien hyödyntämisellä tavoitteena puhtaiden uusiutuvien käyttö sekoitusten sijaan. Raakaöljyriippumattomuutta ei tietenkään muuten voi saavuttaa. Siitä syystä Ruotsissa on jo suuri UE-ajoneuvokanta, joka puhtaita uusiutuvia pystyy hyödyntämään, ja sen osuus ajoneuvokannasta kasvaa voimakkaasti. Koska puhtaita uusiutuvia on laajasti saatavilla julkisilta tankkaus/latauspaikoilta, yksityiset ihmiset, yritykset, kunnat ja muut yhteisöt voivat omalta osaltaan siirtyä välittömästi täysin uusiutuvaan liikenne-energiatalouteen, vaikka kansallisesti se on tavoitteena vasta vuonna 2050.

 

UE-auto tarkoittaa autoa, joka on valmistettu ja tyyppikatsastettu hyödyntämään muita energianlähteitä kuin tavanomaisia bensiiniä tai dieselöljyä joko pelkästään tai bensiinin/dieselöljyn lisäksi. Tai se voi olla konvertoitu ja muutoskatsastettu muiden energialähteiden käyttöön. Polttoainejoustavuus eli monien energialähteiden käyttö on oleellista, sillä uusiutuvien energialähteiden tarjonta kasvaa. Ajoneuvojen älykkyyttä on tarvetta nostaa, jotta ne pystyvät hyödyntämään monia energialähteitä. Ruotsissa on käytössä monenlaisia 100 % uusiutuvien käyttöön pystyviä polttoainejoustavia autotyyppejä (bifuel, dualfuel, trifuel, multifuel, FFV, PHEV), jotka voivat tankata myös bensiiniä tai dieselöljyä. Ja Ruotsissa on myös paljon UE-autoja, jotka eivät pysty bensiiniä eikä dieselöljyä tankkaamaan (monofuel, monofuel-HEV, BEV, EV, biokaasu-PHEV, FCEV).

Niin sanotut hybridit (HEV) aiheuttavat paljon väärinymmärryksiä. Kaikki Suomen hybridiautot ovat bensiini- tai dieselöljykäyttöisiä. Ruotsissa sen sijaan hybridejä on käytetty etanolilla vuodesta 1997, biokaasulla vuodesta 1998 ja biodieselillä vuodesta 2012: ne ovat yksi UE-monofuel-autojen ryhmä monien muiden joukossa. Bensiini-HEV ja diesel-HEV puolestaan ovat bensiini- ja diesel-monofuel-autoja, jotka ovat täysin raakaöljyriippuvia eli tavoitteena on niiden poistaminen liikenteestä vuoteen 2030 mennessä. Esimerkiksi Tukholman bussiliikenteestä fossiilidiesel-hybridit poistettiin vuonna 1997.

 

Ruotsin markkinoilta löytyy tankkaus/latauspaikkoja monille 100 % uusiutuville liikenteen energianlähteille (RES-E100, CBG100, LBG100, B100, SB100, Bio-DME100, RES-GH2) ja lisäksi monille liikenteen energianlähteille, joiden energiasisällöstä vähintään 50 % on uusiutuvaa (E85, ED95, CBG50, LBG50). Ja lisää on tulossa. Useimpien puhtaiden UE-tuotteiden ympäristölaatu on erittäin korkea: RES-GH2 on kokonaan tuulivoimaa, RES-E100:ssa päästöttömien (kuten tuuli- ja aurinkovoima) osuus on suuri, bio-DME100 on kokonaan puujätteistä, LBG100 on kokonaan biojätteistä, CBG100 on 99 %:sti biojätteistä tai puujätteistä ja SB100 on 80 %:sti bio- ja puujätteistä. Eniten parannusta tarvitsevia ovat B100, sillä se on kokonaan ruokaenergiakasveista valmistettua, sekä E85 ja ED95, koska 99 % etanolista on energiakasveista. Bensiiniin ja dieselöljyyn sekoitettavien biokomponenttien ympäristolaatu on puhtaina käytettyjä selvästi heikompi: biodieselista 100 %, etanolista (sekä suoraan että ETBE:ssä) 99 % ja synteettisestä biodieselistä 20 % valmistetaan ruokaenergiakasveista.

 

Yksi olennainen syy Ruotsin tilanteeseen on kyky ja halu kehittää ja kaupallistaa uusia liikenteen energialähteitä. Alla olevaan taulukkoon on koottu historiallista tietoa ekologisesti kaikkein kestävimpien primäärienergialähteiden (päästöttömät uusiutuvat kuten aurinko- ja tuulienergia sekä jäteperäiset) kaupallisesta tuotannosta Ruotsissa. Taulukossa on kaksi käyttöönottovuotta niissä tapauksissa, kun hyödyntäminen on keskeytynyt: jälkimmäinen tarkoittaa modernin käytön aloittamista. Sarakkeessa "Globaalisti" kerrotaan kuinka monentena maana maailmassa Ruotsi kunkin energialähteen otti liikennekäyttöön. Sarakkeessa "Suomessa" kerrotaan milloin Suomessa kyseinen energialähde on otettu liikennekäyttöön (suluissa oleva vuosi tarkoittaa demonstraatiokäytön aloittamista silloin, kun kaupallista käyttöä ei vielä ole). Sarakkeessa "Sekundäärienergia" annetaan puhtaimmat modernit polttoainetuotteet (historiallisesti on ollut käytössä monia muita). Se on jätetty tyhjäksi, mikäli tällä hetkellä kyseistä energialähdettä ei ole markkinoilla. Tähti-merkillä * tarkoitetaan pelkästään yksityisten tankkausasemien kautta saatavia energialähteitä.

Primäärienergia Käyttöönotto Tuote Globaalisti Suomessa Sekundäärienergia
Puujäte (kiinteä) 1898 puukaasu häkäpönttöautoissa 1. 1920-l WG100
Puujäte (ruskealipeä) 1909/1994 etanoli ottomoottoreihin 1. 1921/2009 E85
Puujäte (kiinteä) 1927* bensiini 1. -  
Biojäte (jätevesi) 1941/1989 paineistettu biokaasu 2. 1941/2011 CBG100
Puujäte (ruskealipeä) 1986 etanoli dieselmoottoreihin 1. biojätteestä 2011 ED95
Biojäte (kiinteä) 1996 biokaasu 4. 2002 CBG100
Aurinko/tuulienergia 1996 sähkö   1998* RES-E100
Aurinko/tuulienergia 2003 tuulihytaani 2. -  
Aurinko/tuulienergia 2004 paineistettu vety   (2000)* RES-GH2
Puujäte (kiinteä) 2004 etanoli   - E85
Puujäte (mustalipeä) 2011 bio-DME 1. - Bio-DME100
Puujäte (mäntyöljy) 2011 synteettinen biodiesel 1. 2015 SB100
Biojäte (kiinteä) 2010/2012 nesteytetty biokaasu 4. - LBG100
Puujäte (kiinteä) 2014 synteettinen biokaasu (SBG) 1. - CBG100

 

Aurinko- ja tuulienergiaa on nykyään Ruotsissa käytössä kahden sekundäärienergiamuodon, sähkö ja vety, kautta; hytaani oli kolmas tapa, mutta se on vuodesta 2007 alkaen puuttunut Ruotsin markkinoilta. Tuulivoimaa hyödynnetään lisäksi suoraan primäärienergiana. Biojätettä käytetään paineistetun ja nesteytetyn biokaasun sekä synteettisen biodieselin (tuodaan ulkomailta) kautta kaupallisesti ja lisäksi yksityisesti biodieselin kautta. Vuonna 2015 aloitetaan biojäteperäisen etanolin tuotanto ja kaupallinen käyttö. Puujätettä käytetään erityisen monimuotoisesti: kaupallisesti etanolina otto-moottoreihin ja dieselmoottoreihin, bio-dimetyylieetterinä, synteettisenä biodieselinä sekä synteettisenä biokaasuna; yksityisesti puukaasuna, puuhiilikaasuna sekä suoraan kiinteänä; ja metanolina muiden liikennebiopolttoaineiden valmistuksessa.