Siemens on kokeillut rekkaliikenteen sähköistämistä ilmajohtimilla.
Insinööri-lehti tekniikka

Sähköjohtimia harkitaan pääteille

Väylävirasto selvitti liikenteen sähköistämisen mahdollisuuksia Suomessa. Teknologioita on monta, mutta ne ovat kaikki kalliita.

Tulevaisuudessa maantien yllä saattavat kulkea samantyyppiset ilmajohtimet kuin junien ja raitiovaunujen yllä. Johdinkisko voi kulkea myös tien reunassa turvakaiteisiin integroituna tai asfalttiin tehtynä urana. Langattomassa latauksessa induktiokäämit piiloutuisivat asfaltin alle.

Väylävirasto julkaisee kesäkuun loppuun mennessä selvityksen, kuinka varteen otettavia liikenteen sähköistämisen teknologiat ovat Suomen teille. Ainakin virasto toivoo Suomeen ja maailmalle lisää kokeiluita.

– Selvityksen tarkoitus on herättää keskustelua siitä, ovatko sähkötiet Suomessa järkevä ratkaisu, pilotoida niitä ja selvittää, millaista yhteistyötä kehityksessä tehtäisiin, sanoo Väyläviraston johtaja Tapio Ojanen selvitystä ennakoineessa esittelytilaisuudessa.

Suomi pyrkii puolittamaan ajoneuvoliikenteen hiilidioksidipäästöt vuoteen 2030 mennessä ja saavuttamaan hiilineutraaliuden vuoteen 2035 mennessä. Tavoite vaatii siirtymistä sähköautoihin, mutta etenkään rekkojen ja bussien akut eivät riitä pitkiin matkoihin.

Virtaa pitäisi saada sähkötiestä eli tiehen integroidusta latausjärjestelmästä, joka lataa autoa sen liikkuessa tietä pitkin.

Tampereesta kannattaa aloittaa

Sähkötien rakentaminen olisi taloudellisesti kannattavinta Helsingin ja Tampereen välisellä moottoritiellä. Väyläviraston selvityksen perusteella tällä välillä kilometrikohtaiset investointikustannukset olisivat kaikkein matalimmat, jos riittävän suuri osuus ajoneuvoista liikkuisi sähköllä.

Sen sijaan koko pääväyläverkon sähköistäminen on epärealistista, koska infrastruktuurin rakentaminen on kallista ja käyttäjiä kilometriä kohti vähän.

Vaihtoehtojen kustannukset liikkuvat 1–2 miljoonassa eurossa yhtä kaistakilometriä kohden. Alimmillaan yhden säästetyn hiilidioksiditonnin hinnaksi saadaan 75 euroa. Kalleimmassa vaihtoehdossa kustannus kohoaa jopa 1 300 euroon. Laskelmissa edellytetään, että jopa 75 prosenttia ajoneuvoista kulkevat sähköllä.

– Tieverkon sähköistämiseen liittyy merkittävä investointikustannus. Se edellyttää merkittävää käyttäjämäärää, tiivistää Taina Haapamäki Väylävirastolta.

Selvityksessä vertaillaan neljän eri vaihtoehdon kustannuksia. Tieosuudet ovat 40 kilometrin mittainen teollisuudelle tärkeä Elijärvi-Röyttä-väli, 40 kilometrin mittainen Vuosaaren sataman ja Järvenpään välinen osuus, 180 kilometrin Helsinki–Tampere-väli ja koko 4 500 kilometrin pääväyläverkon sähköistäminen.

Lumi haittaa latausta

Teknisesti kaikissa latausjärjestelmissä on omat vaikeutensa, etenkin talvikelien vuoksi. Kypsin tekniikoista on ilmajohdin, jota käytetään jo kiskoliikenteessä. Teknologia sopii kuitenkin vain raskaalle liikenteelle. Hyvänä puolena on se, etteivät kiskot vaikeuta tien talvikunnossapitoa.

Maailmalla teknologioista on pilotoitu etenkin ilmajohtimia. Siemens on kokeillut niitä Ruotsissa, Saksassa ja Yhdysvalloissa parista reiluun kymmenen kilometrin koeosuuksiin asti.

Virran voi saada myös tien pinnassa olevasta urasta tai esimerkiksi turvakaiteista sivulta. Nämä ovat kuitenkin jossain määrin epäturvallisia ratkaisuja.

Langaton lataus vaatii induktiokäämien asentamista asfaltin alle. Maisemallisesti ratkaisu on huomaamattomin, ja talvikunnossapito on helpointa. Jos käämeihin on tehtävä muutoksia, tie on avattava kokonaan. Lisäksi induktion latausteho on vaihtoehdoista heikoin. Teknologia on vasta kehitysvaiheessa.

– Mikään vaihtoehdoista ei osoittautunut yhteiskuntataloudellisesti kannattavaksi, mutta tieverkon sähköistämistä ja sen toteuttamiskelpoisuutta ohjaavat päästövähennystavoitteet, muistuttaa konsultti Tuukka Rautiainen.

Sähkön osuus liikenteen energiamuotona aiheuttaa myös sähköverkolle uusia rasituksia. Sähköntuotantoa, kantaverkkoa ja häiriösietoisuutta pitää samalla kasvattaa. Tieverkon sähköistäminen kasvattaa Suomen tehohuippua laskelman perusteella 3–7 prosenttia.

Rautiainen arvioi, että kotimaisilla toimijoilla ja insinööreillä voi olla mahdollisuuksia osallistua teknologiakehitykseen, jos ne liittyvät kansainväliseen yhteistyöhön.

– Tietyissä teknologioissa on kehitystyötä Ruotsissa. Monet teknologiat ovat vasta alkuvaiheessa. Jos ne edistyvät Ruotsissa, miksei suomalaisillakin voisi olla mahdollisuuksia kehitystyössä, Rautiainen pohtii.

Teksti: Janne Luotola
Kuva: Siemens