Sähköautojen pikalataus leviää kuin matkapuhelinverkko – mutta erojakin on

Tapaan tammikuisessa vesisateessa Aalto-Yliopiston televerkko-professori Raimo Kantolan Otaniemessä. T-Talon nurkilla myllätään märkää maata sähköistä liikennettä, Raide-Jokeria, varten. 

Kantolan työura on osunut suomalaisen televerkko- ja matkapuhelinosaamisen nousuun ja draamaan. Kantolan työhistoriasta löytyy tehtäviä Nokialla ja Soneralta. Puhelinverkoista perillä olevat tietävät digitaalisen DX200-keskuksen. Sen ohjelmistokehityksen parissa Kantola aloitti 1980-luvun alussa – siis Urho Kekkosen presidenttikaudella. Keskushärveliä voidaan pitää digitaalisten puhelinverkkojen kantaisänä ja -äitinä, josta Nokia Networks sai alkunsa.

Nyt 40 vuotta myöhemmin pikalatausverkkojen kehitys Suomessa tuntuu kiihdyttävän vauhtia. Viime vuonna Kesko rakensi melkein koko maan kattavan verkon, samalla kun IONITY on saanut ensimmäiset tolppansa Etelä-Suomeen. Myös ladattavien autojen määrä latausverkkoja käyttämään kasvaa.

Raimo Kantola avasi seinälle rajallisen kapasiteetin problematiikkaa.

Pikalatausverkon kehittymistä ja autoalaa on usein verrattu matkapuhelinten yleistymiseen. Tästä tulin keskustelemaan Kantolan kanssa.

Matkapuhelimet olivat aikanaan jotain uutta. 1980-luvulla NMT-tekniikka alkoi työntyä massamarkkinalle, mutta vanhat toimijat kuten amerikkalainen AT&T eivät siitä kiinnostuneet, niillä oli lankapuhelinliiketoiminta suojeltavana. Aika oli kypsä uusille toimijoille, jotka olivat halukkaita kokeilemaan jotain erilaista. Salosta löytyi näitä putiikkeja kaksin kappalein: Nokia ja Benefon

– Tällä aallolla suomalainen kännykkäteollisuus pääsi nousemaan, Kantola kertoo.

Nokia oli aikanaan suurin ja kaunein kännykäntekijä kunnes amerikkalainen hedelmäfirma julkisti oman, kosketusnäytöllisen tuotteensa. Tästä ei ole vaikea löytää analogiaa perinteisten valmistajien ja Teslan nykytilaan. 

Tesla tuntuu olevan ainoa valmistaja joka selvästi kasvaa, muiden polkiessa paikallaan. Tesla on uuden ajan yhtiö. Tuskinpa yksikään iso valmistaja kymmenkunta vuotta sitten suhtautui sähköisiin voimalinjoihin erityisen vakavasti ja tämä näkyy tällä hetkellä Teslan asemassa.

Kuitenkin, vieläkään auto ei ole kännykkä ja perinteiset valmistajat seisovat edelleen tukevasti satavuotisilla jaloillaan. Tänä vuonna sähköistettyjä malleja julkistetaan hurjia määriä samalla kun tuotantokapasiteetit eri valmistajilla kasvavat.

Verkko laajeni lainsäätäjän päätöksellä

Miten on mahdollista, että kännykkäverkot laajenivat niin nopeasti jopa asumattomille erämaa-alueille, kun pikalatureita vielä odotellaan Kainuuseen ja Lappiin? Vastaus löytyy lainsäädännöstä, joka kohtelee verkkoja eri tavoin.

– Televerkot ovat radioverkkoja ja niiden operointiin tarvitaan toimilupa, Kantola kertoo. Sähköauton latauslaitteen voi rakentaa suunnilleen kuka vain. 

Toimilupien ehdot määrittelivät aikataulun ja väestön peittosuhteen, joka kännykkäoperaattorin oli toteutettava. Näin varmistettiin kännykkätukiasema joka pitäjään. 

Verkon kattavuus, olipa se televerkkoa tai pikalatausta, on keskeinen edellytys palvelun suosion kannalta.

Bart Lubbers kertoo kirjassaan The Fastned Story hollantilaisen pikalatausverkko Fastnedin perustajan Michiel Langezaalin ajatuksista vuodelta 2010, kun latausverkkoa oltiin perustamassa. Oleellista Langezaalin mukaan oli se, että latausverkon kattavuus on riittävä. Asiakas olisi valmis maksamaan preemiota siitä, että seuraava latausasema on aina lähellä.

Kantolan kokemus televerkoista on täsmälleen sama. 

– Oleellista on ensin kattavuus, sen jälkeen kapasiteetti, Kantola kertaa televerkkojen historiaa. Asutusta maa-alasta piti saada ensin riittävän suuri osuus puhelujen, tekstarien ja jonkinlaisen datan äärelle, sen jälkeen kapasiteettia voitiin nostaa. 

Kantola on vakuuttunut, että latausverkkojen osalta ollaan samassa tilanteessa. Nyt siis pitäisi aktiivisesti kehittää kattavuutta, kapasiteettia ehditään vahvistamaan myöhemminkin. 

Markkina kuitenkin tuntuu kehittyvän toiseen suuntaan. Viime vuosina erityisesti pääkaupunkiseudun pikalatauskapasiteetti on kasvanut voimakkaasti, samalla kun verkon alueellinen kattavuus on kasvanut vain vähän. Kainuussa ja Lapissa on edelleen pikalatureita vain muutama hassu.

Kantola ei ole trendistä innoissaan. 

– Markkina ohjaa huonosti luonnollisia monopoleja, Kantola pohtii ja viittaa esimerkiksi sähkön ja veden jakeluun ja televerkkoihin. Näiden osalta lainsäätäjän täytyy pitää huoli palvelun tasosta. 

Tällä hetkellä julkinen taho ei edellytä kattavuutta, mutta voi vaikuttaa uusien latausasemien perustamiseen tukipolitiikallaan. Vuosina 2017-2019 TEM tuki latausasemien perustamista 4,8 miljoonalla eurolla.

Teknisiä liityntöjä on syytä yksinkertaistaa

Matkapuhelintekniikoita riivasi alkuaikoina erilaiset radiotekniikat. Analogisesta NMT-tekniikasta oli versiot kahdelle eri taajuudelle. Euroopassa GSM löi läpi kun pohjois-amerikkalaiset halusivat jutella CDMA-puhelimiin. Kolmannen sukupolven 3G-radioverkkojakin on kaksi erilaista.

– Vasta 4G-tekniikka on yhtenevää globaalisti, Kantola kertoo. Eri radiotekniikat pakottivat valmistajat tekemään erilaisia puhelimia, mikä hidasti tekniikan leviämistä. 

Autopuolella erityisesti lataustekniikoita tuntuu olevan turhan paljon erilaisia. EU on parhaansa mukaan standardisoinut liitäntöjä Type 2 “Mennekes” -liitäntään sekä CCS-pikalatausliitäntään. 

Koska autoja tullaan jatkossakin lataamaan sekä vaihto- että tasavirralla, lienee mahdotonta, että latausliitännät enää tästä yksinkertaistuisivat. Kolmanneksi yleiseksi lataustavaksi saattaa lisäksi nousta langaton lataus. Lisäksi eroja löytyy latausliitännän tehossa, autojen kyvyssä ottaa tehoa vastaan ja maksutavoissa.

Sekamelska on ehkä helpottanut, mutta jatkuu edelleen. Toisaalta, jos käyttäjä on oppinut valitsemaan bensapumpullakin oikean letkun, eiköhän hän opi saman latausasemalla.

Entä miten on professorin oman autoilun laita?

Kantola kertoo tilanneensa uudeksi autoksi Jaguar I-PACE:n. Ongelma auton kanssa on kuitenkin sama kuin monella muullakin: auton lataaminen taloyhtiön parkkipaikalla. HELEN on tarjonnut joka parkkikselle reilusti yli kolmen kilowatin lataustehoa, mikä on selkeä ylimitoitus ja johtaisi turhan isoon investointiin tarpeeseen nähden. HELEN ei siis taida osata mitoittaa ison 300 auton korttelitallin latausjärjestelmää.

Koeajoin Jaguar I-PACE:n viime syksynä.

– Sähkön siirtoa ja rajallisen kapasiteetin jakelua ollaan harjoiteltu jo sata vuotta. Ei tässä pitäisi olla mitään ihmeellistä, Kantola ihmettelee. On turhaa tuoda jokaiselle hallin paikalle kolmen kilowatin lataustehoa, kun paljon pienempi riittää. Suuressa hallissa pieni paikkakohtainen teho voidaan jakaa tarpeen mukaan. Suurin osa autoilijoista tarvitsee vain vähän lataustehoa päivittäisiin ajoihin, jolloin muutamalle enemmän ajavalle riittää kyllä suurempi latausteho. 

Rajallisen kapasiteetin jakaminen satunnaiselle määrälle lataustapahtumia päivässä tai viikossa on hyvin tunnettu matemaattinen ongelma, joka tulee vastaan esimerkiksi perinteisen puhelinvaihteen tai yrityksen Internet-liittymän mitoituksessa. 

– Kannattaa lisäksi huomata, että kaikki ladattu sähkö pitää myös kuluttaa. Kokemus näistä analogisista ongelmista osoittaa, että paikkakohtainen taattu kapasiteetti on erittäin kallis vaatimus ja johtaa vain koko ison tallin sähköliittymän todelliseen alikäyttöön tai liittymän tarpeettomaan ylikapasiteettiin, mikä tietenkin sopii vaikkapa HELENin kaltaiselle toimijalle, Kantola miettii

Käsittelin urbaanin latauksen ongelmallisuutta muun muassa toukokuussa 2018

Hyvään liiketoimintaan kannattaa investoida

Yksi syy latausverkkojen hitaaseen leviämiseen löytyy sen taloudellisesta elinkelpoisuudesta. Pikalataus ei tällä hetkellä ole kenellekään voittoa tuottavaa ydinliiketoimintaa. Se on investointi tulevaisuuden liikevaihtojen mahdollistamiseksi tai automyynnin edellytys: tuskinpa Tesla olisi myynyt autoja paljoakaan ilman Supercharger-verkkoa tai Audi e-troneja ilman IONITY:ä. 

Kännykkäverkkojen tekeminen sen sijaan oli alusta asti hyvää bisnestä. Kun tulomalli oli selvä, sai rahoitusta kohtuuhintaan markkinalta. 

– Jos jokin toimija tarvitsi vaikka miljardi dollaria matkapuhelinverkon rakentamiseen, niin kyllä se rahoitus löytyi, Kantola muistelee. 

Latausverkkojen rahoitus tuntuu tällä hetkellä perustuvan energiayhtiöiden ja autovalmistajien kassaan ja luottoon tulevista liikevaihdoista. Epäselvät ansaintamallit ja pitkät takaisinmaksuajat laimentavat isosti investointi-intoa. 

Toisaalta valtio kuitenkin tukee latausverkkojen kehittämistä, toisin kuin aikanaan kännykkäverkkojen rakentamista. Samoin EU-tasolla on päätetty sähköautojen yleistymisestä päästönormeilla, minkä luulisi kannustavan latausinfrastruktuurin kehittämiseen. 

Lopulta sähköautojen pikalatausverkkojen kehitystä ei voi suoraan verrata matkapuhelinverkkojen historiaan, mutta selviä yhtäläisyyksiä kehityskaarien välillä voi nähdä.  

Historiasta kannattaa ottaa oppia – tai ainakin yrittää jättää muutamaan kertaan tehtyjä virheitä tekemättä.

Teksti ja kuvat: Tuomas Sauliala

Kiitos professori Raimo Kantolalle haastattelusta!

Fastned-kirja on luettavissa Issuu-palvelussa.

3 Comments

  • Marko says:

    Loadbalancing on ihan normi juttu, ei suuria tehoja tarvita eikä fiksu taloyhtiö sitä jätä käyttämättä. Smartbox tai Tesla wall chargeria vain kehiin tarpeen mukaan.

  • Jani Ikävalko says:

    Sähköisiä voimalinjoja on ollu autoissa jo 90-luvulta lähtien, joten nyt on herra insinöörillä kyllä aika vakava paikka tietojensa kanssa. Se muuttaa ensinnäkin koko blogisi postauksen aihepiirin ja pohjan aivan toisenlaiseksi, tehden yli puolet tekstistäsi paikkansapitämätöntä koska perustat sen omiin vähiisi tietoihin autoteollisuudesta.

    • Tuomas Sauliala says:

      Kiitokset kommentista. En tosin aivan ymmärrä sitä. En käsittääkseni väittänyt, että sähköiset voimalinjat olisivat jotenkin uusi juttu, onhan sähköautoja ollut jo 1800-luvun lopulla. Ja jos löydät virheitä teksteistäni, kuulisin niistä mielelläni. Pyrin aina korjaamaan virheet, ja olen sitä muutaman tekstin osalta tehnytkin jälkeenpäin.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *