Vetyauto on osa tulevaisuuden liikkumista – näin polttokennoauto toimii

Vetysähköauto tuottaa polttokennolla elektrolyysin avulla energiaa auton sähkömoottorille. Päästönä on puhdasta vettä.

Vetyautot ovat olleet keskusteluissa jo pidemmän aikaa ennen kaikkea vaihtoehtona akkusähköautoille (BEV). Vetyauto on myös sähköauto, mutta pistokkeesta ladattavan sähkön sijaan ajoon tarvittava energia tuotetaan elektrolyysin avulla polttokennossa ja ohjataan joko suoraan sähkömoottorille tai pienen kapasiteetin ajoakkuun odottamaan käyttöä. Vetysähköautoista käytetään yleisesti nimitystä Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV).

Tutustu vetyautoiluun ja lue lisää polttokennoteknologiasta

02.08.2021

Hyundai XCIENT -vetykuorma-autot saavuttivat miljoona ajokilometriä – ympäristöystävällinen kuljetuskalusto yleistyy Euroopassa tulevina vuosina vauhdilla

Hyundain vetykäyttöisillä XCIENT Fuel Cell -kuorma-autoilla on ajettu yhteensä Sveitsissä jo miljoona kilometriä. Nykyinen 46 ajoneuvon kalusto laajenee Sveitsissä 1600 ajoneuvoon vuoteen 2025 mennessä. Hyundai Motor suunnittelee laajentavansa vetykuorma-autojen myyntiä seuraavaksi Pohjois-Amerikan markkinoille.

Lue lisää
04.08.2021

Polttokennoautoilun läpimurto on lähellä

Hyundai on polttokennotekniikassa edelläkävijä. Yritys esitteli ensimmäisen polttokennoautonsa Hyundai Santa Fe FCEV:in jo vuonna 2000. Hyundain Euroopan valikoimissa on Xcient-polttokennorekka, jolla voi ajaa noin 400 km yhdellä tankkauksella.

Lue lisää

 

Vetyä voidaan tuottaa täysin päästöttömästi

Vedyn tuottamiseen tarvitaan käytännössä vain vettä ja sähköenergiaa, ja uusiutuvalla sähköllä tuotettu vety on näin ollen myös ekologisesti kestävää. Vetyä syntyy myös runsaasti erilaisten teollisuusprosessien sivutuotteena.

Siinä missä tällä hetkellä markkinoilla olevissa täyssähköautoissa sähköenergiaa varastoidaan kookkaisiin ajoakkuihin, vetysähköautossa vedyn voi ajatella toimittavan energiavaraston tai akun virkaa.

Vetyauton etuihin kuuluu pitkä toimintamatka, ja vetyteknologia tuleekin olemaan merkittävässä roolissa myös raskaan liikenteen sähköistämisessä. Vetyauton tankkaus kestää sekin vain hieman tavanomaisen polttomoottoriauton tankkausta kauemmin, joten matkanteon kannalta etu akkusähköautoon on ilmeinen.

Vetyautoilun pioneeriyrityksiin kuuluva Hyundai Motor on kehittänyt polttokennoteknologiaa jo yli 20 vuoden ajan. Hyundain henkilöautomallistossa vetyautoilun uusinta sukupolvea edustaa NEXO-vetyauto, jonka toimintamatka täydellä tankilla on 666 kilometriä. Kuorma-autoissa Hyundai XCIENT Fuel Cell -malli tarjoaa puolestaan päästöttömän vaihtoehdon raskaampiin kuljetustarpeisiin.

 

Vedyn hyödyntäminen raskaassa liikenteessä

Vety tulee ratkaisemaan lähitulevaisuudessa todennäköisesti etenkin raskaan liikenteen siirtymistä kohti päästöttömyyttä. Mikäli kuorma-auton sähköistys halutaan toteuttaa pistokkeesta ladattavana akkusähköautona, tarvittava akkukapasiteetti on järkevän mittaisille matkoille satoja kilowattitunteja.

Polttokennotekniikalla raskaankin ajoneuvoyhdistelmän sähköistäminen on helpompaa, ja nopeat tankkausajat säästävät arvokasta aikaa.

Uusinta vetyteknologiaa raskaan kaluston osalta edustaa Hyundai H2 XCIENT Fuel Cell -kuorma-auto, jonka toimintamatka yhdellä tankkauksella on 4-akselisena 18 tonnin yhdistelmänä noin 400 kilometriä. Auton seitsemään vetytankkiin mahtuu yhteensä 32,09 kilogrammaa paineistettua vetyä, minkä lisäksi autossa on 73,2 kWh:n akusto, johon energiaa varastoidaan polttokennosta sekä liike-energiaa talteenottamalla. Hyundai H2 XCIENT Fuel Cell:in sähkömoottori tuottaa 350 kW:n enimmäistehon.

Vedystä puhuttaessa teknologia saatetaan mieltää olevan vasta tuloillaan tulevaisuudssa, mutta Hyundain vetymallit ovat tuotantomalleja. Esimerkiksi H2 XCIENT Fuel Cell -vetykuorma-autoja liikkuu Sveitsin tieliikenteessä yhteensä 1600 kappaletta vuoteen 2025 mennessä.

Usein kysyttyä vetyautoista – FAQ

Kuinka kauan vetyauton tankkaaminen kestää?

Hyundai NEXOn tankkaaminen kestää noin viisi minuuttia. Käytännössä puhutaan siis vastaavista ajoista kuin perinteisen polttomoottoriauton tankkaamisessa. NEXOssa vety varastoidaan 350 barin paineella kolmeen 52,2 litran vetysäiliöön.

Ovatko vetyautot kolariturvallisia?

Hyundailla on yli 20 vuoden kokemus vetyautojen kehitystyöstä. Vetyautot ovat yhtä turvallisia kuin vastaavan kokoiset polttomoottoriautotkin. Hyundai NEXOn vetytankit on valmistettu erittäin kestävästä hiilikuidusta, jotka kestävät hyvin kuumuutta ja törmäyksiä. Lisäksi vety on ilmaan nähden erittäin kevyttä, jolloin mahdollisen vuodon aikana vety haihtuisi nopeasti ja sen syttymisen todennäköisyys olisi todella pieni.

Missä vetyautoa voi tankata?

Suomessa ei toistaiseksi ole kuluttajille suunnattua vedyn jakeluverkostoa. Muista Pohjoismaista vetyasemia löytyy jo, ja esimerkiksi Keski-Euroopassa on jo kattava vedyn jakeluverkosto. Myös Yhdysvalloissa vetyautojen mahdollisuudet on tiedostettu laajalti.

Kuinka paljon vetyautot maksavat?

Vetyautojen hinnat vaihtelevat paljon markkina-alueittain. Suuruusluokaltaan vetyautojen hinnat ovat kuitenkin suunnilleen yhtäläisiä kuin vastaavankokoisten ja vastaavalla toimintamatkalla varustettujen akkusähköautojen.

Minkä verran vedyn tankkaaminen maksaa?

Liikennekäyttöön tarkoitetun vedyn hinnat ilmoitetaan kilogrammoissa. Yksi kilogramma vetyä maksaa esimerkiksi Saksassa tyypillisesti noin 9,50 euroa. Hyundai NEXO kuluttaa 0,95 kilogrammaa vetyä sadalla kilometrillä.

Etelä-Koreassa vedyn hinta on tällä hetkellä noin 6 euroa kilogrammalta ja arvioiden mukaan hinta tulee laskemaan noin kolmeen euroon vuoteen 2030 mennessä ja noin 2,2 euroon vuoteen 2040 mennessä.

Milloin vetyautot yleistyvät?

Hyundain vetyautot ovat täysin sarjatuotantomalleja, joten vety on jo nyt tietyillä markkina-alueilla hyvä vaihtoehto päästöttömään liikkumiseen. Tietoisuus vetyautoista on kasvamassa nopeasti, minkä lisäksi vedyn jakeluverkosto kasvaa jatkuvasti. Myös Hyundai Motor Finlandilla on valmius tuoda Hyundai NEXO -vetyautoa Suomeen heti, kun vedyn tankkaus on mahdollista maassamme.

Onko vedyn tuottaminen ympäristöystävällistä?

Aivan kuten akkusähköautojen kohdalla, myös vetyautojen ympäristöystävällisyys riippuu siitä, onko tarvittava energia tuotettu uusiutuvilla tavoilla. Vetyä voidaan tuottaa täysin päästöttömästi esimerkiksi aurinko- ja tuulienergian avulla. Lisäksi vetyautoissa on mahdollista käyttää teollisuuden sivuvirtana syntyvää vetyä, joka jäisi muussa tapauksessa mahdollisesti kokonaan käyttämättä. Vuonna 2019 arvioitiin, että Suomen teollisuuden sivutuotteena syntyvä vety riittäisi liikuttamaan yksistään 10 000 vetyautoa.

 

Vetyautoilun sanastoa

FCEV

FCEV on lyhenne sanoista Fuel Cell Electric Vehicle, eli polttokoennosähköauto. FCEV-autoja verrataan monesti tällä hetkellä suosittuihin täyssähköautoihin, joista käytetään BEV-nimitystä (Battery Electric Vehicle).

Hyötysuhde

Vetyauton hyötysuhde on heikompi kuin akkusähköauton. Vedyn valmistamisessa vedestä elektrolyysin avulla saavutetaan tyypillisesti noin 80-85 prosentin hyötysuhde. Polttokennoon kytketyn sähkömoottorin hyötysuhde on puolestaan noin 50-60 prosentin luokkaa, kun akkusähköautolla päästään jopa 95 prosenttiin. Vetyauton hyötysuhde on kuitenkin huomattavasti parempi kuin perinteisen bensiini- (noin 25 %) tai dieselmoottorin (noin 40 %).

Polttokenno

Polttokenno on vetyauton voimalinjan osa, jossa auton tankkiin varastoitu vety muutetaan elektrolyysin avulla takaisin energiaksi ja vedeksi. Elektrolyysiin tarvitaan vedyn lisäksi happea, ja esimerkiksi Hyundai NEXO -vetyauto pystyy puhdistamaan tarvitsemansa ilman niin, että auto itse asiassa puhdistaa ympärillään olevaa ilmaa ajon aikana.

Well-to-Wheel

Well-to-Wheel -termillä viitataan päästöihin, joita aiheutuu vedyn tuottamisesta ja käyttämisestä ajoneuvon liikuttamiseen. Mikäli vetyauton käyttämä vety tuotetaan esimerkiksi tuuli- tai aurinkoenergialla, ajoneuvo on 100 prosenttisesti kasvihuonekaasupäästötön.

 

Vetyauton historiaa – miten tähän hetkeen on päädytty ja mitä seuraavaksi?

Hyundai Motor aloitti vetyautojen kehitystyön yli kaksikymmentä vuotta sitten perustamalla aiheeseen erikoistuneen tuotekehitysosaston vuonna 1998.

Ensimmäinen askel kohti varsinaisen ajoneuvon tuotantoa otettiin Mercury-nimisessä projektissa, jonka Hyundai toteutti yhdessä United Technologies Corporation -yrityksen kanssa. Yhteistyön myötä tuotettiin pieni erä Hyundai Tucsonin pohjalle rakennettuja vetypolttokennoautoja, jotka saivat mallinimekseen Mercury II. Ajoneuvon toimintamatka oli 337 kilometriä, polttokennon tuottama teho 80 kilowattia ja kylmäkäynnistys oli mahdollista -20 celciusasteessa.

Vuonna 2000 Hyundai lanseerasi Korean hallinnon G7-projektin yhteydessä Polaris-nimisen hankkeen, jossa Hyundai kehitti itsenäisesti koko vetyauton voimalinjan. Lopputuloksena oli uusi Polaris II -niminen ajoneuvo, joka esitteli Hyundain uutta 370 kilometrin toimintamatkaan kykenevää vetytekniikkaa.

Samaan aikaan Polaris II -mallin kehitystyön kanssa Hyundai valmisti ensimmäisen vetykäyttöisen linja-autonsa vuonna 2005. Sen toimintamatka oli 380 kilometriä ja polttokenno tuotti 160 kW:n huipputehon. Kyseinen vetybussi toimi myös vuoden 2006 FIFA World Cupin virallisena kuljetuskalustona. Tämä oli samalla myös ensimmäinen kerta, kun Hyundain valmistama vetylinja-auto hyväksyttiin Euroopassa tieliikennekäyttöön.

Hyundain historiassa vety- ja akkusähköautojen kehitystyöt liittyvät vahvasti toisiinsa, sillä 1990-luvun alkupuolella valmistaja aloitti akkusähköautojen kehitystyön. Nämä kaksi teknologiaa nähtiin ensikertaa yhdessä vuonna 2007 Hyundai Tucson -mallissa, jossa oli sekä vetypolttokenno että ajoakku. Vuonna 2009 Hyundai esitteli vetykäyttöisten linja-autojen toisen sukupolven.

Vuosi 2010 oli Hyundain vetyteknologialle tärkeä virstanpylväs polttokennoajoneuvojen saavuttaessa yhteensä kahden miljoonan ajokilometrin rajan. Samana vuonna esiteltiin myös uusi Hyundai ix35 FCEV -prototyyppi suurella 635 kilometrin toimintamatkalla ja 100 kW:n huipputeholla.

Hyundai ix35 FCEV pääsi sarjatuotantoon vuonna 2013 tehden Hyundaista ensimmäisen vetyautoja kuluttajakäyttöön valmistavan automerkin.

Seuraavan vuoden Geneven autonäyttelyssä Hyundai toi näytille Intrado-konseptimallin, jossa yhdisteltiin vetypolttokennoteknologiaa 36 kWh:n ladattavaan ajoakkuun. Konseptissa yhdisteltiin myös uudella tavalla materiaaleja, kuten suurlujuusterästä sekä hiilikuitua.

Vuoteen 2015 mennessä Hyundai ix35 FCEV -vetyautoa myytiin Euroopassa 13 maassa, ja autoilla ajettiin yli 1,2 miljoonaa kilometriä.

Vetyautojen ja polttokennoteknologian tulevaisuus

Suositun ix35 FCEV:n seuraaja esiteltiin vuoden 2017 Geneven autonäyttelyssä FE (Future Eco) -konseptimallin muodossa. Tuotantoon asti malli pääsi seuraavana vuonna NEXO-mallinimellä. Aiempaan ix35 FCEV:een verrattuna NEXO:ssa esiteltiin muun muassa täysin uudenlaisia kuljettajaa avustavia järjestelmiä. Myös polttokennovoimalinjan tuottamaa huippuvääntöä, auton kiihtyvyyttä ja toimintamatkaa kehitettiin paremmiksi.

Hyundai on sitoutunut vahvasti vetyautojen kehitykseen myös tulevaisuudessa, ja valmistaja arvioi vetykäyttöisten ajoneuvojen tuotantonsa yltävän 700 000 yksilöön vuoteen 2030 mennessä. Monialayrityksenä Hyundai tutkii jatkuvasti vedyn ja polttokennojen hyödyntämistä myös muissa käyttökohteissa, kuten trukeissa, droneissa, rautatiekalustossa sekä vesialuksissa. Polttokennojärjestelmien kysynnän arvioidaan kasvavan nopeasti myös erilaisissa energiageneraattoreissa sekä -varastointijärjestelmissä.

Toukokuussa 2019 Hyundai kertoi sijoittaneensa 80 miljoonaa euroa sähköautovalmistaja Rimaciin ja tähtäävänsä tehokkaiden sähköautojen markkinajohtajaksi. Yhtiöt ovat työskennelleet tiiviisti yhdessä kehittääkseen sekä sähköistettyjä Hyundai N -brändin konseptituotteita että tehokkaita vetyautoja.

Vuonna 2019 Hyundai esitteli myös mielenkiintoisen polttokennolla toimivan, helposti liikuteltavan, akkusähköautojen latausjärjestelmän, jossa vedystä sähköä tuottamalla voidaan ladata sähköautoja korkealla latausteholla.

Hyundai Motor Group määrittelee itsensä globaaliksi markkinajohtajaksi ympäristöystävällisten ajoneuvojen saralla tehden kehitysyhteistyötä samalla myös muiden alan yritysten kanssa. Tietotaitoa on vaihdettu vetypolttokennoteknologian osalta esimerkiksi saksalaisen Audin kanssa.

Vetykäyttöisten ajoneuvojen pitkät toimintamatkat ja lyhyet tankkausajat tekevät polttokennoteknologiasta houkuttelevan vaihtoehdon tulevaisuuden sähköiseen liikenteeseen. Etenkin raskaan liikenteen osalta polttokennovoimalinjalla voidaan saavuttaa merkittävää painoetua akkusähköön verrattuna.