Hybridillä pienemmät päästöt, lataushybridillä vielä pienemmät
Hybridi pienentää kulutusta ja päästöjä parantamalla energiatehokkuutta
Kaikki hybriditekniikat nojaavat poltto- ja sähkömoottorin yhteispeliin ja liike-energian talteenottoon. Esimerkiksi sopivassa alamäessä tai jarrutettaessa auton vauhtia pitää hidastaa. Tämä voidaan tehdä joko jarruilla, jolloin auton liike-energia muuttuu lämmöksi jarrulevyillä – tai generaattorilla jolloin pyörivien renkaiden energiaa jauhetaan sähköksi ja tallennetaan akustoon.
Myöhemmin taas kiihdytettäessä akuston energiaa käytetään sähkömoottorin avulla antamaan vauhtia autolle, mikä vähentää tarvetta polttomoottorin käytölle. Tähän jarrutusenergian talteenottoon perustuu hybridiauton parempi energiatehokkuus ja siten pienempi polttoaineenkulutus. Tällaista perusmallista hybridiä kutsutaan joskus nimillä täyshybridi tai itselataava hybridi.
Hybridi tasapainoilee hyötyjen ja haittojen välillä
Pienimmillään hybriditekniikka on niin sanotuissa kevythybrideissä. Tällä tarkoitetaan yleensä tavallisen 12 voltin starttimoottorin vaihtamista tehokkaampaan 48 voltin moottoriin, sekä pienen apuakun lisäämistä autoon, tavaratilan alle. Moottorin jakohihnaan liitettyä moottoria käytetään polttomoottorin avustimena ja generaattorina.
Kevythybridin energiatehokkuus perustuu erityisesti siihen, että auton apujärjestelmiä kuten lämmitystä tai ilmastointia voidaan pyörittää sähköllä auton liukuessa alamäkeen tai seistessä esimerkiksi liikennevaloissa. Näin vältetään polttomoottorin tyhjäkäyntiä ja hyödynnetään osa jarrutusenergiasta. Kevythybridi on kooltaan pieni ja kevyt ja se on myös melko edullinen. Se on helppo tuoda olemassa oleviin automalleihin ilman kokonaan uuden auton suunnittelua. Vastaavasti se säästää vain vähän polttoaineen kulutusta.
Mitä voimakkaampia kiihdytyksiä tai jarrutuksia autolla halutaan hybriditekniikan voimin tehdä, sitä voimakkaampi generaattorin ja sähkömoottorin yhdistelmä autoon tarvitaan. Tämä edellyttää tehokkaampaa akkua käsittelemään suurempia tehoja.
Mitä isompi akusto autoon asennetaan, sitä enemmän se voi varastoida jarrutusenergiaa talteen. Lisääntyvä tekniikka kuitenkin lisää auton painoa ja vie tilaa auton rungosta. Autoille painon kasvatus on myrkkyä, sillä se voi heikentää auton ajettavuutta ja johtaa aina myös suurempaan polttoaineenkulutukseen. Lopulta lisääntyvä tekniikka ja paino myös nostaa auton hintaa ja usein myös kasvattaa huollon tarvetta.
Hybridiakuston kasvattaminen tuo kuitenkin myös mahdollisuuksia. Riittävän suuria akustoja kannattaa ladata jarrutusenergian lisäksi myös verkkovirralla. Tällöin hybridiautoa voidaan ajaa jopa kymmeniä kilometrejä vain sähköllä, käynnistämättä ollenkaan polttomoottoria. Tällaista hybridiä kutsutaan plug-in-hybridiksi, pistokehybridiksi tai ladattavaksi hybridiksi.
Pistokehybridin edut saavutetaan vain, jos autoa muistetaan ladata riittävän usein. Autoalan Tiedotuskeskuksen tuoreen tutkimuksen mukaan jopa 70 prosenttia lataushybridin omistajista lataakin autoaan päivittäin.
Pistokehybrideissä sekä sähkö- että polttomoottori kytketään tavallisesti vaihdelaatikon kautta vetäviin renkaisiin. Autoa voidaan siis ajaa sähköllä, polttomoottorilla tai molemmilla, käyttötilanteesta riippuen. Tätä toteutusta kutsutaan rinnakkaishybridiksi.
Hybridiauton voi toteuttaa myös sarjahybridinä. Tällöin polttomoottoria ei ole kytketty renkaisiin, vaan ainoastaan generaattoriin. Tällöin polttomoottori käy tarvittaessa vakiokierroksilla tuottaen mahdollisimman tehokkaasti sähköä akustolle. Renkaat pyörivät vain sähkömoottorin voimin.
Molemmissa ratkaisuissa on etunsa ja haittansa, mutta autoala on päätynyt käyttämään melkeinpä pelkästään rinnakkaishybridejä.
Lataushybridi vähentää päästöjä entisestään
Pistokehybridi on parhaimmillaan tilanteissa, joissa autolla ajetaan kohtuullisia nopeuksia ja melko lyhyitä matkoja. Esimerkiksi 10-20 kilometrin päivittäinen työmatka nykivässä taajama-ajossa tai enintään 80 km/h valtateillä on pistokehybridille parasta matkantekoa. Ja kun joskus eteen osuu se pidempi reissu, on autossa edelleen bensiini- tai dieseltankki ja täysiverinen polttomoottori pitkän matkan taittamista varten. Hyundai Ioniq plug-in kulkee sähköllä 52 kilometriä (WLTP yhdistetty) ennen bensamoottorin käynnistymistä.
Pistokehybridin akusto tarjoaa myös muita etuja. Akuston voimin voidaan usein esimerkiksi lämmittää tai jäähdyttää autoa etänä käyttäen älypuhelinsovellusta.
Lopulta kaikessa tekniikassa on etunsa ja haittansa. Ei ole olemassa yhtä, parasta hybriditekniikkaa vaan pelkästään erilaisia ratkaisuja, joita on kehitetty eri lähtökohdista.
Päästöjen kannalta paras vaihtoehto on kuitenkin ajaa mahdollisimman paljon sähköllä. Näin ajatellen pistokehybridi on paras hybridi, koska sopivasti autoa ladaten se mahdollistaa päästöttömän ajamisen. Täyshybridin tai niin sanotun itselataavan hybridin liikkumisvoima tulee viimekädessä aina polttoaineesta, joskin energiatehokkaasti.
Hybridi ei ole aina paras
Entä jos oma matkanteko on lähinnä tasaisia maanteitä vakionopeuksilla? Tällöin hybriditekniikasta on lopulta vain vähän hyötyä. Jos jarrutuksia ja alamäkiä tulee vähän, ei talteenotettavaa energiaa ole paljon hyödynnettäväksi ja jos ajomatkat ovat pitkiä, ei muutaman kymmenen kilometrin sähkökantama edistä paljoakaan auton ympäristöystävällisyyttä.
Tällöin paras valinta saattaa olla perinteinen diesel. Kun hybriditekniikka voidaan jättää turhana pois autosta, säästetään helposti satoja kiloja painoa, mikä vähentää kulutusta. Dieselin hyötysuhde on parempi kuin bensiinimoottorin, mikä vähentää entisestään hiilidioksidipäästöjä. Modernin dieselmoottorin pakokaasujen puhdistustekniikka vähentää myös tehokkaasti haitallisia hiukkaspäästöjä.
Toinen harkinnan arvoinen vaihtoehto on paikallisesti päästötön sähköauto. Jos yön yli lataaminen ja pikalatausverkko riittää päivittäisiin ajoihin, voi sähköautolla päästä erittäin pieniin käyttökuluihin mikä lämmittää myös lompakkoa.
