Muut kulkuneuvot ja työkoneet

Muut kulkuneuvot kuin auto ovat ehkä vielä hitaammin uudistettavissa, sillä laivoissa ja lentokoneissa käyttöiät ovat vielä paljon pitemmät kuin autokalustossa. Lentokoneissa voimalaitteelle asetetut, samanaikaiset vaatimukset erittäin hyvästä luotettavuudesta, keveydestä, vähäpäästöisyydestä ja pienestä energiankulutuksesta on hyvin vaikea täyt-tää muulla kuin nykytekniikalla. Lentokoneiden polttoainetalous on parantunut vuosien mittaan kuitenkin huomattavasti.

Lentoliikenne

Lentoliikenne on sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa nopeimmin kasvava liiken-nemuoto. Pitkälti polttoainekustannusten ajamana polttoaineen ominaiskulutus on pa-rantunut merkittävästi ja on nyt noin 70 % pienempi kuin 40 vuotta sitten kun suihku-moottorista tuli valtatekniikka.

Pitkät lentomatkat ovat suhteellisesti edullisempia, koska nousu kuluttaa eniten poltto-ainetta. Eräät arviot pitävät alle 4 000 km:n matkoja epätaloudellisina. Nykyaikainen suihkumatkustajakone kuluttaa noin 3 litraa/100 km matkustajaa kohden pitkämatkai-sessa liikenteessä, joten sen ominaiskulutus on henkilöauton luokkaa.

Suihkumoottorin toimintaperiaate on likimain sama kuin voimatuotannossakin käytettä-vän kaasuturbiinin, mutta suihkumoottorissa työntövoima kehitetään ainoastaan ilmavir-tauksen kiihdyttämisellä eikä lainkaan mekaanista reittiä kuten kaasuturbiineissa. Siksi sen rakenne on hieman erilainen. Avaintekijä polttoainetaloudelle on ns. virtaussuhde eli se määrä ilmaa, joka kyetään kiihdyttämään liikkeelle suhteessa moottorin käyttä-mään palamisilmaan. Mitä enemmän ilmaa virtaa ohi turbiinin, sitä vähemmän joudu-taan käyttämään polttoainetta.

Lyhyillä matkoilla suositaan potkuriturbiinikoneita, joissa moottorit ovat useimmiten juuri sovellettuja kaasuturbiineja, joissa polttoaineen kulutus on siten pienempi kuin suihkumoottoreissa, mutta potkurikoneiden nopeudet ovat alempia kuin suihkukoneiden.

Lentoliikenteen nykyiset pääpolttoaineet ovat molemmat raakaöljyjalosteita. Kerosiinia eli lentopetrolia käytetään suihkumoottoreissa ja potkuriturbiineissa. Se on dieselpoltto-aineen tapainen ns. keskitisle. Pienkoneissa, joissa on mäntämoottorit, käytetään lento-bensiiniä, joka on korkeaoktaanista moottoribensiiniä. Aivan viime aikoina on kokeiltu myös dieselmoottoria pienkoneissa, jolloin nekin voisivat siirtyä käyttämään kerosiinia, mikä olisi logistisesti ja kustannuksiltaan edullisempi vaihtoehto.

Eräitä kehityshankkeita on julkistettu biopolttoaineiden käyttämisestä lentoliikenteessä, mutta käyttöolosuhteet varsinkin suihkumoottorikalustossa ovat hyvin vaativat, sillä polttoaineen on toimittava moitteetta jopa alle –50 °C:n lämpötiloissa, mikä sulkee mm.

perinteiset kasviöljyjalosteet kokonaan pois, koska niiden viskositeetti on noissa olosuh-teissa aivan liian suuri. Myös vaatimus suuresta energiasisällöstä painoa kohden kaven-tavat valinnan mahdollisuuksia. Periaatteessa ainakin maakaasusta tai synteesikaasusta valmistettu nestemäinen tuote voisi kuitenkin olla mahdollinen

Muita teknologioita, joilla on merkitystä polttoainetaloudelle, ovat koneiden painon keventäminen, jossa avainasemassa ovat komposiittimateriaalit, ja uudet alumiini-seokset.

Raideliikenne

Kiskoliikenne on ainoa merkittävä liikennemuoto, jossa käyttövoima jo nyt on jokin muu kuin raakaöljystä jalostettu tuote. Suomessa pääradat on sähköistetty, ja likimain 80 % liikenteestä ajetaan sähkökäyttöisellä kalustolla. Rataverkon uudistuksilla pyritään lyhentämään matkoja ja ratoja parantamalla nostamaan nopeuksia, jolloin matka-ajat lyhenevät ja junalla matkustaminen tulee kilpailukykyisemmiksi lentämisen kanssa.

Tämän on kuitenkin havaittu aiheuttavan ainakin Suomessa lyhyellä aikavälillä vääris-tymiä, kun kysynnän siirtyessä rautateille monet lyhyen matkan kotimaan lentovuorot ovat lopettamisuhan alaisia, ja niitä pyritään ”tekohengittämään ” erilaisin aluepoliittisin toimin ja varoin. Näin toimitaan siksi, että lentoyhteys nähdään usein elinkeinoelämän toiminta- ja kehitysedellytysten kannalta strategiseksi tekijäksi, ja sen puuttuminen saat-taa vaikeutsaat-taa seudullista kehitystä.

Vaikka henkilöliikenteeseen on periaatteessa useita vaihtoehtoja, ne eivät yleensä suin-kaan ole kaikkien yksittäisten matkojen toteuttamisessa aidosti valinnaisia, vaan matkan pituuden ja määränpäiden mukaan on kulloinkin vain muutamia vaihtoehtoja tarjolla.

Raideliikenne on järkevää vain siellä, missä kapasiteetille saadaan riittävä käyttöaste.

Meri- (ja muu vesi)liikenne

Nämä suuret moottorit ovat kokonaishyötysuhteeltaan yleensä kaikista mäntämootto-reista parhaita, ja polttoaineen ominaiskulutus (g/kWh) on niissä erittäin pieni. Tulevai-suuden haasteena niissä onkin enemmän haitallisten ympäristöpäästöjen vähentäminen kuin hyötysuhteen nostaminen, kun polttoaineina enenevässä määrin käytetään aikai-sempaa raskaampia ja huonolaatuisempia öljylaatuja.

Eräissä, etenkin nopeissa erikoislaivoissa käytetään myös kaasuturbiineja tai jopa höy-ryturbiineja, erityisesti ydinreaktorin voimin kulkevissa laivoissa. Niitä on tehty jo 1960-luvulta alkaen, tosin lähes poikkeuksetta vain sotilaskäyttöön.

Laivakäytössä polttokenno on periaatteessa yhtä mahdollinen kuin autoissa, ja itse asiassa koekäyttöjä on jo tehty. Tietä uudelle tekniikalle tasoittaa nykyaikaisten risteilylaivojen teknologia, joka jo nyt perustuu sähkökäyttöön, ja polttomoottorit toimivat niissä vain sähkövoimaloina, jotka periaatteessa olisi verrattain helppo korvata polttokennoilla.

Vuosien varrella on nähty myös joitain uusia innovatiivisia kehitelmiä purjelaivoista, ja joitain kokeiluja ainakin apupurjeista moottorikäyttöisissä valtamerialuksissa on tehtykin.

Energian kulutuksen pienentäminen laivan rungon kulkuvastuksia pienentämällä on eräs myös mahdollinen kehityslinja, jota kuljetaankin. Usein kulkuvastusten pienentäminen kuitenkin tähtää kulkunopeuden kasvattamiseen, jolloin positiiviset vaikutukset hukataan.

Mitään nopeaa muutosta tuskin kuitenkaan nähtäneen, sillä laivojen käyttöiät ovat kymmeniä vuosia, ja tällä hetkellä ne käyttävät moottoriensa polttoaineena yleensä hal-vimpia mahdollisia raakaöljytuotteita (raskas polttoöljy ja ns. pohjaöljyt). Kynnys kal-liimman tekniikan ja polttoaineen omaksumisessa on siten varsin korkea. Meriliikenne tapahtuu myös suurelta osin kansainvälisillä vesialueilla, ja niille on vaikeaa kohdistaa mitään kansallisen tai edes kansainvälisen tason säätelyä. Ainoastaan satamakäyntien rajoittamisen kautta voidaan jotain kehitystoimia yrittää vauhdittaa. Merkittävä rooli on alan kansainvälisellä järjestöllä, International Maritime Organisationilla (IMO).

Työkoneet

Työkoneissa käytetään varsin pitkälle samantapaista moottoritekniikkaa kuin kulkuneu-voissa, ja niinpä niihin pätee pitkälle sama lainalaisuus kuin yleensä kulkuneuvojen moottoritekniikassakin: uudet moottorisukupolvet ovat energiatehokkaampia kuin van-hat. Säänneltyjen päästöjen rajoittaminen myös työkoneissa vähentää kuitenkin mahdol-lisuutta parantaa energiatehokkuutta.

Työkonekenttä jakaantuu myös eräällä tavalla kahteen erilliseen, toisistaan melko lailla poikkeavaan osaan, joista toinen on raskas, yleensä ammattimaisessa toiminnassa käy-tettävä kalusto, ja toisessa ovat pienet, usein vain yksityisessä käytössä olevat

työko-neet. Edellisessä ryhmässä koneiden vuosittaiset käyttöajat ovat yleensä suuria ja kalus-ton uusiutuminen kohtuullista, koska polttoaineen kulutus on suuri kustannuserä, ja uu-det koneet ovat yleensä vähäkulutuksisempia kuin vanhat.

Pienkonesektorilla taas koneita ja työvälineitä käytetään tyypillisesti niin vähän, että niiden energiankulutus ei ole merkittävä kuluerä, eikä uusimiseen synny siten aitoa tar-vetta, vaan vanhankin koneen käyttöä jatketaan hyvinkin pitkään. Pienkoneissa ja eten-kin ei-ammattimaisessa yksityiskäytössä myös kustannuspaineet ovat kovat, mikä rajaa mahdollisuuksia panostaa koneiden energiankulutuksen pienentämiseen.