JultikaUniversity of Oulu repository

Työn tarkoituksena on tarkastella sähkökäyttöisten henkilöautojen ympäristönäkökulmia elinkaaren kriittisissä vaiheissa: valmistus- ja käyttövaiheessa sekä käytöstä poistamisessa. Työssä ei pyritä rakentamaan täydellistä sähköauton elinkaarta, vaan tavoitteena on nostaa esille keskeisimmät kohdat sähköauton elinkaaresta. Soveltuvin osin aihetta tarkastellaan erityisesti Suomen näkökulmasta. Sähköautot ovat ajankohtainen aihe, sillä niiden suosio maailmalla on selvässä nousussa. Sähköautojen tekniikkaa tutkitaan ja kehitetään jatkuvasti, jotta sähköautoista saataisiin tasavertainen vaihtoehto polttomoottoriautojen rinnalle. Työ perustuu kirjallisuuteen, erilaisiin dokumentteihin, artikkeleihin sekä tieteellisiin julkaisuihin. Työn lopussa on esitetty laskelmia ajatuksesta, että koko Suomen henkilöautokanta sähköistettäisiin. Laskelmat perustuvat sähköauton teknisiin tietoihin sekä keskimääräisiin arvoihin henkilöauton käytöstä. Sähköautojen ympäristövaikutuksista liki puolet aiheutuvat valmistuksen aikana. Suurimpana syynä tähän on valmistusprosessin suuri metallien tarve ja niiden käsittely sekä komponenttien valmistustavat ja teknologia. Lisäksi elektroniset komponentit sisältävät erilaisia materiaaleja, jotka ovat haasteellisia kierrättää ja voivat olla myrkyllisiä ympäristölle. Käyttövaiheessa suurin osa ympäristövaikutuksista aiheutuu akuston lataamiseen käytetyn sähköenergian tuotantotavasta. Sähköntuotannon päästöt vaihtelevat suuresti tuotantotavan mukaan ja vaikuttavat näin välillisesti sähköauton päästöihin. Käyttövaiheessa sähköautojen huollon tarve on polttomoottoriautoja vähäisempää, sillä sähkömoottori, akusto ja muu elektroniikka eivät vaadi säännöllistä huoltoa. Sähköautojen käytöstä poistaminen on lähes vastaavanlainen prosessi kuin polttomoottoriautoilla. Erona on vain akuston käsittely. Suomessa suurin osa romuauton materiaaleista voidaan kierrättää, mukaan lukien litiumioniakkujen komponentit. Tutkimuksessa tehdyt laskelmat osoittavat, että Suomessa sähkökäyttöisten henkilöautojen akuston vaatima energiankulutus olisi katettavissa ympäristöystävällisillä uusiutuvilla sähköntuotantotavoilla. Lisäksi sähkökäyttöisten henkilöautojen ja polttomoottoriautojen vuotuisissa kustannuksissa on selkeä ero sähköautojen hyväksi, kun tarkastellaan sähköauton lataamiseen kuluvan sähkön hintaa ja polttomoottoriauton vaatiman bensiinin kustannuksia. Muita kustannuksia ei ole otettu huomioon laskelmissa. Laskelmien tulokset ovat karkeita, mutta suuntaa antavia sähköauton lataamisen sähkönkulutuksesta ja käytön kuluista.

The aim of the thesis is to consider the environmental aspects of an electric passenger car at the critical stages of its lifecycle: production, use and deprecation stages. Instead of building a complete life cycle of an electric car, the objective of the study is to highlight the most crucial stages in the life cycle. Where applicable, the aspects are considered from Finland’s point of view. The electric car is a hot topic at the moment because their popularity is rising all over the world. The technology of electric cars is studied continuously to develop the electric car as an electric alternative to the conventional combustion engine car. This work is based on literature, different documents, articles and scientific publications. At the end of this work calculations of the thought that all passenger cars in Finland would be electric-driven have been presented. The calculations are based on the technical facts of electric cars and average data concerning the use of passenger cars. Almost half of the environmental impacts of electric cars are due to the production stage. The biggest reason for this is the need and upgrading of metals, together with the production of components. Furthermore, also the electronic components include different materials which are challenging to recycle and could be toxic to the environment. At the usage stage, the major environmental impacts are result from the production of the electricity that has been used to load the batteries of the electric car. The emissions of the electricity production vary tremendously depending on the production technology and indirectly they affect the emissions of the electric car. The need of maintenance for an electric car is lower than for a combustion engine car because the electric motor, battery and other electronics of an electric car do not require service regularly. Deprecation is almost a similar process to both electric and combustion engine cars. The main difference is the handling of batteries. In Finland, the biggest part of the material from a wrecked car can be recycled, including the Li-ion battery components. The calculations made in the study show that it could be possible to produce enough electricity from renewable, environmental friendly resources to charge all the passenger cars in Finland if they were electric. Also there is a significant difference in the annual costs in favor of the electric car, when taking the price of the charged electricity and gasoline consumption into consideration. Other costs have not been counted in the calculations. The results of the calculations are rough but indicative giving information about charging and usage costs of an electric passenger car.