Sähköisten ilma-alusten elinkaarikustannukset perinteisillä energialähteillä toimiviin ilma-aluksiin nähden kaupallisessa lentotoiminnassa

Abstract

Lentoliikenne aiheuttaa 3,5 % kaikista ilmastoa lämmittävistä kasvihuonepäästöistä. Ilmailun päästöjen vähentämisessä sähkökäyttöiset ilma-alukset ovat potentiaalinen ratkaisu. Tässä työssä tarkastellaan akkukäyttöisten sähköilma-alusten elinkaarikustannuksia ja niiden vaikutuksia kaupallisen lentotoiminnan kannattavuuteen verrattuna fossiilisilla polttoaineilla toimiviin ilma-aluksiin.

Sähköilma-alusten elinkaarikustannukset jakautuvat hankinta-, käyttö- sekä käytöstä poiston kustannuksiin. Sähköilma-aluksille ominaisia elinkaaren aikana muodostuvia kustannuksia ovat akusto- ja latausinfrastruktuurikustannukset. Akkujen rajallinen käyttöikä ja useat uusimiskierrokset kasvattavat huoltokustannuksia, vaikka sähkövoimalinjojen mekaaninen yksinkertaisuus voi pienentää muuta huollon tarvetta. Sähköenergian hinta ja nollapäästöinen operointi mahdollistavat lyhyillä reiteillä selvästi kerosiinia pienemmät käyttövoimakustannukset, ja päästökaupan kiristyminen vahvistaa tätä etua. Toisaalta korkeat hankinta- ja infrastruktuuri-investoinnit, rajoittunut toimintasäde ja pieni matkustajamäärä rajaavat sähköilmailun taloudellista potentiaalia. Sähköilma-alusten kustannuskilpailukyky näyttää nykykäsityksen mukaan lupaavimmalta erityisesti lyhyillä reiteillä.

Akkukäyttöinen sähköilmailu on teknologialtaan vielä kehitysvaiheessa, eikä täyssähköinen kaupallinen liikenne nykyisillä akkuteknologioilla ja liiketoimintamalleilla ole laajassa mittakaavassa realistista. Teknologian kypsyys ja taloudellinen kannattavuus riippuvat jatkossa erityisesti akkujen energiatiheyden, hinnan ja käyttöiän kehittymisestä sekä tarvittavan latausinfrastruktuurin toteutumisesta.

Commercial aviation accounts for 3.5 % of climate warming emissions, and electric aircraft are a potential solution for reducing the climate footprint of the sector. This thesis examines the life cycle costs of electric aircraft and their implications for the economic viability of commercial flight operations compared with aircraft powered by fossil fuels.

The life cycle costs of electric aircraft consist of acquisition, operational, and end of life costs. Cost elements specific to electric aviation include battery systems and charging infrastructure. The limited lifetime of batteries and the need for multiple replacement cycles increase maintenance costs, although the mechanical simplicity of electric drivetrains may reduce other maintenance needs. The relatively low price of electricity and zero direct emissions enable significantly lower energy costs on short routes compared with kerosene, and tightening emissions trading further strengthens this advantage. On the other hand, high acquisition and infrastructure investment costs, limited range, and small passenger capacity constrain the economic potential of electric aviation. Cost competitiveness of electric aircraft appears most promising on short regional routes.

Electric aviation is still technologically immature, and fully electric commercial operations are not yet feasible at scale with current battery technologies and business models. Future technological readiness and economic viability will depend particularly on advances in battery energy density, cost, and durability, as well as the development of the required charging infrastructure.