Suomalainen Maaseutu

Tutkija näkee sähkön ja akut vaihtoehtona maatalouskoneissa – mutta ei vielä

Raskaiden traktoreiden ja puimureiden sähköistäminen lienee vaikeimmin ratkaistavia asioita, kun fossiilisia polttoaineita korvataan uusiutuvalla energialla, mutta VTT:n tutkija löytää siihenkin ratkaisuja.
Jaana Kankaanpää
VTT:n akkulaboratoriossa tutkitaan uudenlaisia akkuja osana sähköistyvää liikennettä ja yhteiskuntaa. Muutos voi olla nopeampaa kuin uskotaan, vanhempi tutkija Mikko Pihlatie VTT:ltä toteaa.

Henkilöautoilu sähköistyy nyt nopeasti, nopeammin kuin luullaan ja raskas tieliikenne näyttää seuraavan perässä.

Kaukana sähköverkoista liikkuvat metsä- ja maatalouskoneet ovat hankalimpia sähköistettäviä, mutta peliä ei ole niissäkään menetetty, miettii johtava tutkija Mikko Pihlatie VTT:ltä Espoon Otaniemestä.

Akkuteknologiaan erikoistuneen Pihlatien mukaan sähkö saattaa sopia tietynlaisiin töihin ja työkoneisiin, mutta ei kaikkiin, eikä aikanaan vielä. "Pitää ymmärtää työ, mitä tehdään ja toimia niin, ettei tuottavuutta häiritä."

Liikkeelle on syytä lähteä siitä, minkälaisia koneita on käytössä ja mitä ne vaativat. Täyssähkön rinnalla on hybridivaihtoehtoja, jotka voivat käyttää vetyä, biokaasua tai uusiutuvaa dieseliä.

Lietelanta ja biokaasu voivat olla mielekäs vaihtoehto, Pihlatie sanoo.

Maataloudessa työt ovat sesonkiluonteisia ja usein niin kiihkeärytmisiä, ettei pitkiin latausaikoihin ole aikaa. Viljat on saatava puitua ajallaan ja ilman viivytyksiä. Myös koneiden kuormitus voi olla isoa.

Sähköiset ratkaisut ovat ainakin aluksi hankintahinnaltaan kalliita, jolloin ne soveltuvat energiatehokkuuden ja sähkön hinnan vuoksi kohteisiin, joita käytetään paljon. Puimurit ovat siinä mielessä sähköistämislistan loppupäässä eikä siten paras investointikohde sähköratkaisuille.

Toisaalta maatilan töissä on myös taukoja.

Pihlatie miettii sähköisten maatalouskoneiden latauksen järjestämistä sähköverkon muuntamoilta, jotka saattavat soveltua pikalataukseen. Ratkaisuja ei ole olemassa, ei ainakaan vielä.

Pihlatie kertoo puhuneensa pari kolme vuotta sitten kuorma-autojen sähköistämisestä. Se ei kiinnostanut juuri ketään ja vain harvat uskoivat siihen. Nyt kaikki isot valmistajat kuten Volvo kehittävät niitä kilvan. Jakeluautoja on jo käytössä.

Suomessa tutkittiin hiljan kuorma-autojen ajamia matkoja ja osoittautui, että suuri osa ajoista oli enintään 200–300 kilometriä. Sähkö saattaisi sopia niihin, Pihlatie arvelee.

Pitkät kuljetusmatkat ovat eri asia.

Akkujen lataamista ei ole vielä ratkaistu ja latausinfra puuttuu. Henkilöautojen pikalaturit yltävät 200 kilowatin tehoon ja kuorma-autoissa puhutaan 400–500 kilowatista, jopa megawatista. Sama raskaalle liikenteelle tehty liitin saattaisi sopia maataloustraktoreihin, Pihlatie sanoo.

Maatilojen sähköliittymät ovat pieniä isoille lataustehoille, mutta muuntamon kylkeen rakennettu latauspiste voisi ratkaista asian, jos muuntamo on lähettyvillä, Pihlatie miettii.

Esimakua tulevasta jo on.

John Deere esittelee helmikuun lopulla Hannoverissa pidettävässä maatalouskonetutkijoiden konferenssissa megawattitunnin akuilla varustetun traktorin testituloksia.

Jaana Kankaanpää
VTT:n akkulaboratorio on Otaniemessä, mutta lähivuosina saattaa olla muutto uusiiin tiloihin, Mikko Pihlatie kertoo. Akut kehittyvät hurjaa tahtia ja voi olla, että tulevaisuudessa puolet akun materiaaleista saadaan metsäteollisuudesta.

Pihlatie tutkii työkseen akkuja ja toteaa, että akuissa riittää kehittämistä vielä pitkäksi aikaa. Hän oli mukaan kansallisen akkustrategian valmistelussa viime vuonna.

Muutospuhuri on vahva. EU:ssa on tunnistettu tilanne ja aiemmin polttomoottoriin nojannut politiikka on jäänyt ja tilalle on tullut tehokkuudeltaan ylivoimainen sähkö.

Samalla havahduttiin siihen, että 90 prosenttia akuista tuli Kiinasta. Nyt menossa on valtavia akkutehdashankkeita ympäri Eurooppaa ja myös Aasian akkujättiläiset ovat perustaneet Keski-Eurooppaan omia tehtaita.

Suomi saa tästä osansa maaperän mineraalien ja edullisen energian ansiosta. Kobolttia jalostetaan Kokkolassa ja nikkeliä Harjavallassa. Menossa on useita kestävästi tuotettujen akkumineraalien hankkeita.

Mitä pidemmälle maaperän mineraaleja saadaan jalostettua, sen parempi Suomelle, Pihlatie linjaa.

Jaana Kankaanpää
Sähköiset ratkaisut yleistyvät kaupunkibusseissa, koska latauspisteet on helppo järjestää. VTT:llä on testikäytössä sähköbussi, Mikko Pihlatie kertoo.

Litiumioni-akut ovat tällä hetkellä suosittuja. Pihlatien mukaan niiden sisältämää kobolttia korvataan nikkelillä.

Teslan Elon Musk puolestaan on liputtanut litiumrautafosfaatista tehtyjä akkuja, joita tehdään paljon etenkin Kiinassa. Ne olisivat ehkä kolmanneksen nykyakkuja edullisempia, mutta energiaa saadaan ladattua niihin nikkeli-koboltti -akkuja vähemmän.

Suomessa akkuklusteri elää valtaisaa kasvubuumia, ja tehtaita nousee eri puolille maata osin siksi, että akuissa käytettäviä mineraaleja saadaan täältä.

Pihlatien mukaan keskustelu on keskittynyt akkujen katodeihin ja niissä käytettäviin mineraaleihin. Anodit ovat yleensä grafiittia, hiiltä. Tutkija arvelee, että ne voidaan korvata joskus biohiilellä.

Samoin elektrolyytit eli akkunesteet voivat muuttua kiinteiksi ja ehkä biopohjaisiksi. Innovaatiota tarvitaan, ja Pihlatie pitää mahdollisena sitäkin, että akkujen komponenteista puolet saadaan joskus metsäteollisuudesta.

Raaka-aineiden tarve voi olla mittavaa, jos liikkuvan kaluston akkujen lisäksi aletaan tehdä kiinteitä sähkövarastoja.

Lue lisää

Hankintahakkuita tekevä Seppo Snellman hämmästelee puukaupan hinnoittelua – päätehakkuu pitäisi tehdä tekemisen ilosta

Alle kymppitonnin tuotokset eivät riitä Aholan maitotilalle

Pakettiauton ostaminen ei ollut läpihuutojuttu – nuoren koneyrittäjän uskottavuus oli koetuksella

Suomen ainoa aurinkopaneelien tekijä laajentuu Thaimaahan – yrittäjä antaa vinkin maatalousrakennuksiin: "Pinta kestää ainakin 25 vuotta ja seinästä saa myös sähköä"