Akkujen latauksen kova hinta – sähkön varastointi ei vielä kannattavaa

Olen muutaman kerran väittänyt, ettei sähköautojen akkujen käyttö sähkön tilapäiseen varastointiin ole kovin hyvä ajatus, vaikka tätä usein ehdotetaankin. Keskustelun herättämänä palaan aiheeseen.

Sähköauton akkujen latauksen hinta

Hyvän lähtökohdan laskelmille antaa Jukka Kuisman insnöörityö vuodelta 2011 [1]. Tiedot ovat tuskin kovin paljoa vuodessa muuttuneet.

Talukosta 2 [1] saadaan suoraan eri sähköautoakkutekniikat. Olen valinnut kaikissa tapauksissa optimistisimman luvun (halvin, tehokkain, kevyin). Jos näillä luvuilla sähkön varastointi ei ole järkevää, niin se ei ole sitä millään muualtakaan löytyvillä luvuilla nykyisellä akkutekniikalla.

Akkutyyppi  Energiatiheys Hyötysuhde Hinta Hajoaminen
            kWh/kg        %          e/kWh latauskertoja
Lyijy       0,055         80          70   1000 
NiMH        0,080         70         141   2000
Li-Ion      0,130         95         141   3000
Li-Pol      0,200         ?          106   3000

Olkaamme lisää optimistisia ja unohtakaamme joidenkin akkujen huono hyötysuhde. Samoin litiumakkujen latauskerrat eivät taulukossa ole lähteen taulukossa olleet 1000 vaan tekstissä optimistisemmin arvioitu 3000.

Laskemme taulukon perusteella, minkälainen akku on yhden kilowattitunnin akku ja kuinka paljon sen lataaminen maksaa ja kuinka monta kiloa yhdestä latauksesta syntyy akkujätettä.  Taulukkomme tiedot ovat siis positiivisemmat mahdolliset, mitä nykyakuilla voidaan saavuttaa.

Akkutyyppi  Paino Hinta Yhden latauksen  Jätettä
                        hinta            /1000 latausta
            kg    e     c                kg
Lyijy       18,2   70   7,0              18
NiMH        12,5  141   7,4               6
Li-Ion       7,7  141   4,7               3
Li-Pol       5,0  106   3,5               2

Jatkaessamme optimistisia laskelmiamme, voimme keskittyä Litium-polymeeri-akkuun. Tosin ne eivät ole vielä kovin yleisiä autoissakaan mm. siksi, että ne vaativat toimiakseen 80-120 asteen lämpötilan. Emmekä siis tiedä Litium-polymeeriakun hyötysuhdettakaan, joten olemme olettaneet sen häviöttömäksi.

Kannattaako?

Kysymyksemme on siis, että jos autossani on Litium-polymeeriakut, kaikki infrastruktuuri on jo maksettu, koska sähköauto on jo ostettu ajamista varten, kannattaako minun mihin hintaan antaa sähköyhtiön antaa ladata ja tyhjentää akkuni.

Vastaus on, ettei ainakaan halvemmalla kuin 3,5 c/kWh.

Ja tuo hinta on jumalattoman optimistinen.

Ja jokaista tuhatta kilowattituntia kohden (arvo kuluttajalle tällä hetkellä noin 100 euroa, pörssissä 40 euroa) syntyy ainakin kaksi kiloa akkujätettä. Lyijyakuilla jätettä syntyy 18 kiloa. Uutta akkua on ostettava tuhatta kilowattituntia kohden ainakin 35 eurolla (Li-Pol).

Kannattaisiko sähköä varastoiva laite tehdä?

Muutaman kerran vuodessa sähköpörssissä sähköä ostavan ja myyvän yrityksen kannattaisi käyttää litium-polymeeriakkuja kuorman tasaukseen – jos akuista ei tarvitse maksaa. Sähkön hintaero vuorokauden kalleimman ja halvimman tunnin välillä ei esimerkiksi  viimeisen kahdeksan päivän aikana ole ollut kolmea ja puolta senttiä kilowattitunnilta. Suurin minimi- ja maksimihinnan välinen ero oli maaliskuun 12. päivä ja se oli hieman alle kolme senttiä kilowattitunnilta. Keskimääräinen ero oli 2,2 c/kWh. Kaikkein kovimmilla pakkasilla ero voi olla paljonkin, mutta näitä päivä ei ole vuodessa kovinkaan montaa. Latauksen pitäisi maksaa todennäköisesti luokkaa yksi sentti kilowattitunnilta, että investointi maksaisi itsensäkin.

Mikäli sähkön varastointia tekee tavallinen kuluttaja, laskelmaa sotkee verot, sähkön siirtohinnat, provisiot jne. Arvonlisäveroa lukuunottamatta kuluttajan sähkön hinnan ero on kuitenkin sama kuin pörssisähkön vaihtelu. Prosentuaalisesti kuluttajan sähkön hinta vaihtelee paljon vähemmän kuin pörssihinta, mutta absoluuttisesti sentteinä kilowattitunnilta hinta vaihtelee arvonlisäverolla nostetun määrän. Kuluttajan kannattaa siis varastoida sähköä omaan käyttöönsä jo, kun hintaero vuorokauden sisällä on 2,8 c/kWh. Myös yösähkön halvempi siirtohinta lisää tätä kannttavuutta noin sentillä. Eli kuluttajan ehkä kannattaa tasata omaa kuormaansa jo noin kahden sentin vuorokausittaisilla hintaeroilla – mutta kovin muhkeisiin säästöihin tuossa ei vielä päästä. Korostan vielä, että tämäkin laskelma on optimistisin mahdollinen.

[1] Jukka Kuisma, Sähköautojen lataustekniikat (Metropolia, insinöörityö)

2 vastausta artikkeliin “Akkujen latauksen kova hinta – sähkön varastointi ei vielä kannattavaa”

  1. "Olen muutaman kerran väittänyt, ettei sähköautojen akkujen käyttö sähkön tilapäiseen varastointiin ole kovin hyvä ajatus, vaikka tätä usein ehdotetaankin. Keskustelun herättämänä palaan aiheeseen."

    Tulkoon tässä mainituksi, että epäsuorasti viittaamassasi keskustelussa ei kukaan ole ehdottanut, että sähköyhtiö voisi tyhjentää sähköauton akun sisältämää energiaa takaisin verkkoon. Tämä käy ilmi jo ensimmäisestä kommentista [1]. Tavoitteenahan on verkon kuormituksen tasaus, ja tähän autojen akkujen lataus aamuyöstä käy hyvin, vaikka sähköä ei akusta takaisin verkkoon purettaisikaan.

    [1] http://sahkolamppu.blogspot.com/2012/02/sahkontuotannon-kalleimmat-promillet.html?showComment=1331834232189#c5862586478769133831

  2. Tuossa akkuesimerkissä pitää vielä ottaa huomioon häviöt muuntajissa, tasasuuntauksissa ja muuttamisessa takaisin vaihtosähköksi. Akkujen käyttö puhtaasti varastoimiseen (siis ilman mitään muita hyötyjä, kuten liikuteltavuus, ym.) on ilman muuta tuhoon tuomittua.

    Sähköenergian varastointia on jossain päin maailmaa harrastettu pumppaamalla vettä takaisin vesivoimalan altaaseen. Toinen mahdollinen keino voisi ehkä olla ison (hyvin laakeroidun) vauhtipyörän käyttö.

    Kaikissa tavoissa varastoida sähköä on häviöitä, eli hyötysuhde on reippaasti alle 100 %. Minusta paras keino leikata kulutushuippuja verkossa on yrittää säätää kulutusta. Esimerkiksi käyttämällä varaavaa sähkölämmitystä suoran sähkölämmityksen sijaan. Tulevaisuudessa ehkä lataamalla sähköautoja muulloin kuin kulutushuipun aikana.

    Ennustan, että lähitulevaisuudessa, kun tarvittava tekniikka on olemassa, tulee kuluttajille asti näkymään entistä enemmän hinnan vaihtelua sähkössä. Eli siirrytään kysynnän ja tarjonnan tasapainottamiseen nopeasti vaihtelevalla hinnoittelulla ja jätetään kuluttajan pohdittavaksi pistääkö saunan päälle nyt vai vähän myöhemmin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.