Energiankulutus sähkön ja polttoaineiden tuotannossa : energianlähteiden hyötysuhteet muunnettuna käytettävään muotoon ja ajoneuvon liike-energiaan
Ekberg, Oliver (2021)
Ekberg, Oliver
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105178894
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105178894
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä käsitellään energianlähteiden tuotantoketjuun kuluvan energian sekä hukkaenergian määrää, kun ne valmistetaan tuotteeksi tai muunnetaan sähköenergiaksi. Työssä tutkitaan lisäksi, kuinka paljon niistä saadaan ajoneuvon liike-energiaa ja paljonko koko elinkaari aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä. Aihe otettiin tutkittavaksi, koska aihetta käsittelevää kirjallisuutta on vähän ja yleisessä keskustelussa energianlähteitä verrataan toisiinsa yksipuolisesti. Työssä oli tarkoitus saada kokonaisvaltainen kuva eri energiantuotantomenetelmien vaiheittaisista energiahävikeistä, missä käytettiin aineiden kokonaishyötysuhdetta, eli aineeseen kulutetun ja siitä saatavan energian suhdetta, kuvaavana tekijänä. Tutkittaviksi energianlähteiksi valittiin yleisimmät raaka-aineet, jotka jaettiin polttoaine- sekä sähköntuotantomenetelmiin. Energianlähteiksi otettiin myös uusiutuvia energianlähteitä.
Opinnäytetyössä selvisi, että sähköntuotantomenetelmien suurimpia heikkouksia ovat voimaloiden hyötysuhteet ja niiden mahdolliset päästöt sekä raaka-aineiden valmistelut päästöineen. Ajoneuvotarkastelussa todetaan polttoainetta käyttävän ajoneuvon olevan hyötysuhteeltaan selkeästi heikompi kuin vastaavan sähkökäyttöisen. Sähkövoimaloiden hyötysuhteet kuitenkin laskivat sähköajoneuvojen kokonaishyötysuhdetta. Raaka-aineen energiasta noin 20–30 % saatiin käytettyä liike-energiaan, lukuun ottamatta vesivoimaa. Kun koko raaka-aineen valmisteluketju otettiin huomioon ajoneuvokäyttöineen, osoittautuivat hiilidioksidipäästöt fossiilisten sähköntuotantomenetelmien osalta korkeiksi. Tämä vahvistaa sähköajoneuvojen päästöjen olevan riippuvaisia tuotantomenetelmätavasta ja voimalassa käytettävän raaka-aineen kiertokulusta.
Energiankulutus raaka-aineiden valmisteluissa on suhteellisen pientä, mutta kulutuksen merkittävyys kasvaa mitä enemmän energiaa muunnetaan. Lämpöenergiaa ei saada muunnettua täysin sähköksi voimaloissa, jolloin esimerkiksi sähköllä lämmittäminen on hyötysuhteeltaan heikkoa, kun verrataan raaka-aineen polttamista suoraan lämpöenergiaksi. Liike-energiaan olisi energiatehokkaampaa käyttää tuotantotapaa, jossa on parhain hyötysuhde raaka-aineesta liike-energiaan. Tutkielmaa rajoitti eniten perustelematon tiedonsaanti käytettävissä olleista lähteistä, mikä teki tuloksista totuuden sijaan suuntaa antavia. Lähteisiin perustuvaa laskemista tehtiin lopulta yhdestä energianlähteestä ja muut tulokset saatiin tutkimuksista, joissa tulokset olivat valmiiksi laskettuja.
Opinnäytetyössä selvisi, että sähköntuotantomenetelmien suurimpia heikkouksia ovat voimaloiden hyötysuhteet ja niiden mahdolliset päästöt sekä raaka-aineiden valmistelut päästöineen. Ajoneuvotarkastelussa todetaan polttoainetta käyttävän ajoneuvon olevan hyötysuhteeltaan selkeästi heikompi kuin vastaavan sähkökäyttöisen. Sähkövoimaloiden hyötysuhteet kuitenkin laskivat sähköajoneuvojen kokonaishyötysuhdetta. Raaka-aineen energiasta noin 20–30 % saatiin käytettyä liike-energiaan, lukuun ottamatta vesivoimaa. Kun koko raaka-aineen valmisteluketju otettiin huomioon ajoneuvokäyttöineen, osoittautuivat hiilidioksidipäästöt fossiilisten sähköntuotantomenetelmien osalta korkeiksi. Tämä vahvistaa sähköajoneuvojen päästöjen olevan riippuvaisia tuotantomenetelmätavasta ja voimalassa käytettävän raaka-aineen kiertokulusta.
Energiankulutus raaka-aineiden valmisteluissa on suhteellisen pientä, mutta kulutuksen merkittävyys kasvaa mitä enemmän energiaa muunnetaan. Lämpöenergiaa ei saada muunnettua täysin sähköksi voimaloissa, jolloin esimerkiksi sähköllä lämmittäminen on hyötysuhteeltaan heikkoa, kun verrataan raaka-aineen polttamista suoraan lämpöenergiaksi. Liike-energiaan olisi energiatehokkaampaa käyttää tuotantotapaa, jossa on parhain hyötysuhde raaka-aineesta liike-energiaan. Tutkielmaa rajoitti eniten perustelematon tiedonsaanti käytettävissä olleista lähteistä, mikä teki tuloksista totuuden sijaan suuntaa antavia. Lähteisiin perustuvaa laskemista tehtiin lopulta yhdestä energianlähteestä ja muut tulokset saatiin tutkimuksista, joissa tulokset olivat valmiiksi laskettuja.