SPIRIT-E-tutkimushanke on osoittanut, että sähkökuorma-autot voivat toimittaa energiaa logistiikkavarikoille, muille ajoneuvoille ja julkiseen sähköverkkoon. Tutkijat testasivat MAN eTGX -kuorma-autolla kaksisuuntaista latausta jopa 350 kW:n teholla ja tunnistivat mahdollisuuksia kuljetusyritysten energiakustannusten pienentämiseen.

Sähkökuorma-autoista voisi tulla muutakin kuin pelkästään sähköllä toimivia ajoneuvoja. Kaksisuuntaisen latauksen ansiosta niiden akut voisivat toimia myös energiavarastoina, jotka syöttävät sähköä logistiikkavarikoille tai tarvittaessa takaisin julkiseen sähköverkkoon.

Tämä on keskeinen tulos kolmivuotisesta saksalaisesta SPIRIT-E-tutkimushankkeesta, johon osallistuivat MAN Truck & Bus, Münchenin teknillinen yliopisto (TUM) ja kuusi muuta yhteistyökumppania. Elokuusta 2023 lokakuuhun 2026 kestäneessä hankkeessa testattiin kaksisuuntaista latausta todellisissa käyttöolosuhteissa logistiikkayritys Schmidin tiloissa lähellä Regensburgia Saksassa.

Lokakuun 30. päivänä esitellyt tulokset osoittavat tekniikan olevan teknisesti toteuttamiskelpoinen, mutta tuovat samalla esiin taloudellisia ja sääntelyyn liittyviä haasteita, jotka on vielä ratkaistava ennen laajamittaista kaupallista käyttöönottoa.

Mitä kaksisuuntainen lataus on ja miten se toimii?

Perinteisessä latauksessa sähkö virtaa sähköverkosta ajoneuvon akkuun, mutta kaksisuuntainen lataus mahdollistaa energian siirtymisen molempiin suuntiin. Sähkökuorma-auto voi siten varastoida sähköä silloin, kun sitä on saatavilla, ja myöhemmin toimittaa osan tästä energiasta muille käyttäjille.

Tekniikalla on kolme pääasiallista käyttötapaa:

- Vehicle-to-Site (V2S): Kuorma-auton akkuun varastoitua sähköä voidaan käyttää logistiikkavarikon tilojen sähkönsyöttöön. Tämä auttaa liikennöitsijöitä vähentämään sähkön huippukulutusta tai hyödyntämään paremmin paikan päällä tuotettua uusiutuvaa energiaa.
- Vehicle-to-Vehicle (V2V): Sähkökuorma-auto voi siirtää akkuunsa varastoitua sähköä toisen ajoneuvon lataamiseen.
- Vehicle-to-Grid (V2G): Sähköä voidaan syöttää takaisin julkiseen sähköverkkoon, mikä voi tukea sähköverkon vakautta tai antaa liikennöitsijöille mahdollisuuden hyödyntää sähkön hinnanvaihteluita.

Kuljetusyrityksille tekniikka voisi tuoda lisäarvoa ajoneuvoista, jotka seisovat varikoilla useita tunteja, erityisesti silloin, kun niiden päivittäiset käyttöaikataulut ovat ennakoitavissa.

SPIRIT-E-hanke: MAN eTGX syöttää sähköä takaisin verkkoon

Saksalaiset tutkijat testasivat tekniikkaa MAN eTGX -kuorma-autolla, jonka akun käytettävissä oleva energiakapasiteetti oli 480 kWh. Hankekumppani SBRS:n kehittämän kaksisuuntaisen tasavirtalatausaseman kautta kuorma-auto syötti onnistuneesti sähköä varikon paikalliseen energiaverkkoon ja julkiseen sähköverkkoon jopa 350 kW:n teholla.

Hankkeessa osoitettiin myös mahdollisuus ladata muita ajoneuvoja kuorma-auton akkuun varastoidulla energialla. Keskeinen tekninen osa oli ISO 15118-20 -standardin käyttöönotto. Standardi määrittelee sähköajoneuvojen ja latausinfrastruktuurin välisen tiedonsiirron, mukaan lukien kaksisuuntaisen energiansiirron edellyttämän tietojenvaihdon.

Itse ajoneuvon lisäksi hankkeeseen sisältyi latausjärjestelmien, varikoiden energianhallintaohjelmistojen, sähkökaupankäyntialustojen ja sähköverkkoyhtiöiden integrointi.

Voiko kaksisuuntainen lataus pienentää käyttökustannuksia?

SPIRIT-E-hankkeessa tehtyjen laskelmien mukaan kuorma-autojen akkuihin varastoidun sähkön älykäs hallinta voisi pienentää energiakustannuksia keskimäärin noin 10 prosenttia. Suotuisissa olosuhteissa mahdolliset säästöt voisivat nousta jopa 20 prosenttiin.

Luvut kuvaavat kuitenkin arvioituja säästöjä eivätkä taattuja tuloksia. Todelliset taloudelliset hyödyt riippuvat useista tekijöistä, kuten sähkön hinnasta, vuotuisesta ajokilometrimäärästä, varikon latausinfrastruktuurista, ajoneuvojen seisonta-ajoista ja uusiutuvan energian saatavuudesta.

Tutkijat havaitsivat, että kaksisuuntainen lataus voisi soveltua erityisen hyvin sähkökuorma-autoille, joilla ajetaan alle 100 000 kilometriä vuodessa. Tämä koskee etenkin ajoneuvoja, jotka hoitavat säännöllisiä alueellisia kuljetuksia ja palaavat samalle varikolle.

Hankkeessa tutkittiin myös sähkökaupankäyntiä simuloimalla tilanteita, joissa kuorma-autojen akkuja ladataan sähkön hinnan ollessa alhainen ja energiaa myydään hintojen noustessa. Näitä kaupankäyntitoimintoja testattiin simuloidussa ympäristössä, eikä niitä osoitettu käytännössä täysin toimivana kaupallisena palveluna.

Teknisestä toteutettavuudesta kaupallisiin sovelluksiin

Vaikka SPIRIT-E-hanke on osoittanut, että kaksisuuntainen lataus voi toimia raskaissa sähkökuorma-autoissa, useita esteitä on edelleen ratkaistavana. Hankekumppaneiden mukaan keskeiset haasteet liittyvät sähköverkkoliitäntöihin, standardointiin, kuljetus- ja energianhallintajärjestelmien yhteensovittamiseen sekä toimivien liiketoimintamallien kehittämiseen.

MAN työskentelee parhaillaan kaksisuuntaisen latauksen ominaisuuksien tuomiseksi sarjatuotantoon, mutta tarkkaa käyttöönottoajankohtaa ei ole ilmoitettu.

Tulokset viittaavat siihen, että sähkökuorma-autojen akuista voisi tulevaisuudessa tulla aktiivinen osa varikoiden energianhallintaa. Tämä voisi pienentää käyttökustannuksia ja samalla tarjota lisää joustavuutta sähköjärjestelmään.

Kalustonhaltijoille ensisijaisena tavoitteena säilyy kuitenkin sen varmistaminen, etteivät energianhallintaan liittyvät toiminnot häiritse ajoneuvojen pääasiallista tehtävää eli tavaroiden tehokasta ja luotettavaa kuljettamista.

(Sustainable Truck & Van)