Vaihtoehtoiset polttoaineet ja voimalinjat maataloustraktoreissa

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan vaihtoehtoisten polttoaineiden ja voimalinjojen käyttöä maataloustraktoreissa. Vaihtoehtoisten polttoaineiden tarkoituksena on tarjota vähäpäästöisempiä vaihtoehtoja perinteisille fossiilisille polttoaineille. Vaihtoehtoisilla voimalinjoilla pyritään parantamaan traktorin energiatehokkuutta ja sitä kautta pienentämään päästöjä. Vaihtoehtoisten ratkaisujen kehittäminen on tärkeää, koska työkoneiden tuottamia päästöjä rajoitetaan koko ajan tiukemmin ja erityisesti fossiilisille polttoaineille on tärkeää löytää käyttökelpoinen korvike.

Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena ja sen tavoitteena on selvittää, kuinka käyttökelpoisia vaihtoehtoiset polttoaineet ja voimalinjat ovat maataloustraktoreissa tehontuoton ja käyttöajan näkökulmasta. Työssä selvitetään myös, kuinka vaihtoehtoiset ratkaisut vaikuttavat traktoreiden tuottamiin päästöihin. Suurin osa työssä käytetyistä lähteistä on julkaistu 2020-luvulla, joka kertoo aiheen ajankohtaisuudesta ja tutkimuksen tärkeydestä.

Tutkimuksessa tarkastellut vaihtoehtoiset polttoaineet ja voimalinjat osoittautuivat pääosin käyttökelpoisiksi tarkasteltujen parametrien puitteissa. Tehontarpeen näkökulmasta kaikki tarkastellut ratkaisut kykenivät tuottamaan vähintään samantasoisen tehon verrattaessa perinteiseen dieselvoimalinjaan.

Käyttöajan osalta biodiesel, uusiutuva diesel ja hybridit vastasivat hyvin dieselin suorituskykyä. Biokaasutraktorien käyttöaika riippui varastointiratkaisuista ja biometaanilla saavutettiin selvästi biokaasua paremmat tulokset. Akkusähköisellä voimalinjalla on haasteellista saavuttaa dieseliä vastaava käyttöaika akkujen huonon energiatiheyden ja siten suuren koon seurauksena. Vetyteknologioilla voidaan periaatteessa saavuttaa dieselin kaltainen käyttöaika, mikäli säiliöt saadaan sijoitettua traktoriin ja vety voidaan varastoida korkeassa paineessa turvallisesti.

Päästöjen osalta suurimmat vähennykset saavutettiin akkusähköisellä voimalinjalla ja vetyteknologioilla, mitkä ovat käytön aikana päästöttömiä. Biodiesel, uusiutuva diesel ja biometaani tarjosivat vähennyksiä erityisesti CO2-päästöissä. Myös hybridivoimalinjoilla saavutetaan CO2-päästöjen vähenemistä pienemmän polttomoottorin ansiosta.

Tulosten perusteella biopolttoaineet ja hybridivoimalinjat ovat tällä hetkellä käyttökelpoisimpia ratkaisuja korvaamaan maataloustraktorien perinteisiä järjestelmiä. Akkuteknologian ja vetyratkaisujen kehittyessä ne voivat tulevaisuudessa tarjota päästöttömän vaihtoehdon tavallisille dieseltraktoreille.