Raskaiden ajoneuvojen vaihtoehtoisten käyttövoimien teknistaloudellinen analyysi ja päästövertailu

Abstract

Tässä raportissa käydään läpi vaihtoehtoisia käyttövoimia raskaalle ajoneuvoliikenteelle. Työssä esitellään kirjallisuuskatsauksen kautta vaihtoehtoiset käyttövoimat liikennesektorin kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Työn tutkimusosiossa esitellään sähköisen ras kaan liikenteen kustannusoptimointimalli ja tarkasteltava esimerkkitapaus, jolle suoritetaan kustannusoptimointi. Kustannusoptimointimallilla voidaan optimoida akkusähkökäyttöisten ajoneuvojen ja latausinfrastruktuurin parametrit tapauskohtaisesti. Vedylle, biokaasulle ja dieselille suoritetaan kustannuslaskenta perustuen kirjallisuudessa löytyviin arvoihin samalle esimerkkireitille kuin akkusähkökäyttöisille ajoneuvoille. Akkusähkökäyttöisten raskaiden ajoneuvojen energiankulutusta eri ajo-olosuhteissa esitellään myös työssä. Tuloksien perusteella nähdään, että akkusähkökäyttöisillä raskailla ajoneuvoilla voidaan saavuttaa alhaisimmat kokonaiskustannukset tarkastelluista käyttövoimista. Korkeimmat kokonaiskustannukset ovat vedyllä. Vedyn pumppuhinnan tulisi olla korkeintaan 4 e/kg, jotta se olisi kilpailukykyinen vaihtoehto akkusähkökäyttöisille ajoneuvoille. Ajoneuvojen sähköenergiankulutuksen osalta tutkimuksessa havaittiin, että ajo-olosuhteilla on merkittävä vaikutus energiankulutukselle.

This report examines alternative propulsion options for heavy-duty road transport. Through a literature review, the study presents different alternative energy sources aimed at reducing greenhouse gas emissions in the transport sector. The research section introduces a cost optimization model for electric heavy-duty transport and a case study in which the model is applied. The optimization model can be used to determine the optimal parameters for battery-electric vehicles and charging infrastructure on a case-by-case basis. Cost analyses for hydrogen, biogas, and diesel are conducted using literature-based values for the same reference route as for battery-electric vehicles. The energy consumption of battery-electric heavy-duty vehicles under different driving conditions is also discussed. Based on the results, battery-electric heavy-duty vehicles achieve the lowest total costs among the propulsion options studied, while hydrogen shows the highest total costs. The pump price of hydrogen should not exceed approximately 4 e/kg to remain competitive with battery electric vehicles. The study also finds that driving conditions significantly affect the energy consumption of heavy-duty vehicles.