Vaihtoehtoiset liikennepolttoaineet

Abstract

Tässä työssä selvitetään mitä vähäpäästöisiä vaihtoehtoja nykyisten polttomoottoriajoneuvojen polttoaineeksi löytyy tällä hetkellä ja mahdollisesti lähitulevaisuudessa. Suomen autokanta on Euroopan vanhinta ja sen uusiutuminen on hyvin hidasta. Liikennesektorille asetettujen tiukkojen päästövähennystavoitteiden takia autokannan uusiutuminen ei vähennä päästöjä riittävän nopeasti, joten päästöjä pitää vähentää muilla keinoilla, kuten kehittämällä vähäpäästöisiä polttoaineita.

Bensiinin ilmastovaikutusta voidaan alentaa sekoittamalla siihen biopohjaista etanolia. Nykymoottorit sietävät etanolia enimmillään 10 % V/V, mutta muutossarjan avulla etanolipitoisuus voidaan nostaa noin 85 % V/V. Ilmaston kannalta paras vaihtoehto olisi biokaasu, joka valmistetaan esimerkiksi biojätteistä. Biokaasun käyttö ei ratkaisevasti pienennä bensiiniauton paikallispäästöjä, mutta sen kokonaisvaikutukset ilmastoon ovat huomattavasti pienemmät kuin bensiinillä, ja tutkimusten mukaan se on parhaimmillaan hiilinegatiivinen.

Dieselin korvaavien bioversioiden valmistamiseen on eri menetelmiä, joiden hinta ja saatavan polttoaineen laatu vaihtelevat suuresti. Biodiesel valmistetaan kasvirasvoista esteröimällä alkoholin kanssa. Sen kokonaispäästöihin vaikuttaa suuresti se, mistä kasveista se valmistetaan, ja onko käytetty alkoholi valmistettu fossiilisten polttoaineiden avulla, vai onko se esimerkiksi bioetanolia. Uusiutuva diesel valmistetaan parhaimmillaan jätebiomassasta ja sen ominaisuudet ovat paremmat kuin perinteisellä dieselillä. Dieselin korvaajaksi löytyy ominaisuuksiltaan hyviä ja täysin biopohjaisia vaihtoehtoja, mutta niiden hinta on vielä korkea.

Biopolttoaineita on jo nyt saatavilla sekä diesel- että bensiiniautoihin ja ajoneuvon käyttäjä voi halutessaan vaikuttaa polttoainevalinnalla omaan hiilijalanjälkeensä. Täydellinen siirtyminen biopolttoaineisiin vaatii kuitenkin vielä paljon tutkimusta ja biopolttoaineiden hinnan halpenemista. Tulevaisuudessa Suomen liikenteestä on mahdollista saada hyvin vähäpäästöistä, mikäli uusiutuvien polttoaineiden tutkimus ja käyttöönotto etenevät hyvin ja autokanta uusiutuu ja sähköistyy riittävää vauhtia.

In this bachelor’s thesis I aim to find out what alternative fuels there are at the markets today and in the near future. An average car in Finland is older than in other European countries and therefore the emissions are higher. New cars do produce less greenhouse gases, nitrogen oxides and particle emissions than older cars but there are no signs that the percentage of new cars in Finland is increasing. Low emission fuels of a new kind are needed to fulfil the EU’s emission laws.

The easiest way of lowering the emissions of a spark ignition engine is to use fuel that is made by mixing petrol with bioethanol. Today’s petrol engines can run with fuels containing 10% V/V ethanol. Higher ethanol concentration is possible with conversion kit. The highest concentration is about 85% V/V ethanol. The best possible fuel for a spark ignited engine from a climate point of view is biogas because it can be produced from many kinds of biomass, including biowaste. Using biogas as fuel for a car does not lower emissions locally, but global climate effect is much lower than when using petrol. Some studies show that biogas is at the best-case scenario even coal negative fuel.

Biodiesel and renewable diesel can be produced from different organic sources with couple of different processes. The quality, cost and climate impact of the final product varies significantly depending on the source and process. Especially renewable diesel has superior properties when compared with fossil diesel and it can be produced from biomass, but cost is high.

There are already alternative fuels for petrol and diesel engines and car owners can use those to lower their carbon footprint. There is still lot to do before biofuels are the mainfuel in the traffic in Finland. If the cost of biofuels gets lowers and the car fleet gets slightly younger, the traffic emissions in Finland might be close to zero in the future.