Teollisuuden muuttaminen sähköistämisen avulla

Ilmaston lämpenemisen vaikutus

Ilmaston lämpenemisen kiihtyvä vauhti aiheuttaa yhä äärimmäisempiä sääilmiöitä, uhkaa käännekohtia ja rikkoo lämpötilaennätyksiä. Ilmaston lämpenemisen hidastaminen, hallitukset ja yritykset eri puolilla maailmaa ovat sitoutuneet siihen, että vuoteen 2050 mennessä päästään hiilineutraaliuteen ja vähennetään ilmastonmuutosta aiheuttavien kasvihuonekaasujen päästöjä.

"Maailmanlaajuisesti tehtyjen ilmastositoumusten täyttäminen edellyttää merkittäviä muutoksia eri toimialoilla ja maantieteellisillä alueilla", sanoo Harald Bauer, konsulttiyritys McKinsey & Companyn teollisuus- ja elektroniikkatoimialan johtaja.

Energiamurroksen kiihtyessä ja maailman siirtyessä kohti nettonollaa siirtyminen fossiilisiin polttoaineisiin perustuvista järjestelmistä sähköön perustuviin järjestelmiin on ratkaiseva vipuvoima, joka auttaa saavuttamaan hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteet.

Energiankulutuksen uudelleenajattelu

Näin ollen sähköistyminen vaatii meitä miettimään uudelleen tapoja, joilla tankkaamme autojamme, lämmitämme kotiamme ja tuotamme sähköä teollisuudellemme. Kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen lisäksi sähköistämisen lisääntyminen johtaa alhaisempaan melutasoon, parempaan yleisterveyteen ja kykyyn hallita sähköverkkoa paremmin. Esimerkiksi ajoneuvojen ja koneiden lataaminen ruuhka-aikojen ulkopuolella voi johtaa tehokkaampaan verkon käyttöön ja pienempiin kustannuksiin.

Sähkön tuottamiseen käytetyllä energialähteellä on tietenkin merkitystä: hiilen ja fossiilisten polttaminen ei tee sähköstä vihreää vaihtoehtoa, kun taas uusiutuvat energialähteet, kuten aurinko, tuuli ja aallot, tekevät siitä vihreää.

80 prosenttia fossiilisista polttoaineista

Tällä hetkellä maailmantalous toimii noin 20-prosenttisesti sähköllä; kaikki muu toimii fossiilisilla polttoaineilla. Jotta maailmanlaajuinen lämpötilan nousu voitaisiin välttää, tulevaisuuden integroidun energiajärjestelmän on Energy Transitions Commissionin mukaan toimittava 68-prosenttisesti suoralla sähköllä. Matka ei kuitenkaan ole suoraviivainen:

"Mahdollisia pullonkauloja ovat muun muassa maan saatavuus, energiainfrastruktuuri, tuotantokapasiteetti, kuluttajien kohtuuhintaisuus, investointihalukkuus ja materiaalien saatavuus", todetaan McKinseyn tuoreessa raportissa Global Energy Perspective 2023.

Harvinaiset maametallit energiamurroksessa

Harvinaisten maametallien mineraaleja tarvitaan useimmissa energiansiirtotekniikoissa sähköajoneuvot ja tuulivoimatuotanto kärsivät molemmat suuresti materiaalien pullonkauloista. Kansainvälisen energiajärjestön mukaan sähköajoneuvot ovat avainteknologia tieliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä, sillä niiden osuus maailman energiaan liittyvistä päästöistä on yli 15 prosenttia. Sähköajoneuvojen nopea yleistyminen maanteillämme on todellakin merkki kuluttajien halukkuudesta siirtyä sähkökäyttöön. Se ei kuitenkaan riitä läheskään kokonaan, varoittaa Maailman talousfoorumi tuoreessa raportissaan: "Useimmat tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että jos haluamme pitää maapallon lämpötilan nousun alle 1,5 celsiusasteessa - ja välttää ilmastokatastrofit - meidän on mentävä paljon pidemmälle kuin vain siirtymällä sähköautoihin. Tarvitsemme valtavan siirtymän fossiilisen energian hallitsemasta maailmasta sähköistettyyn maailmaan seuraavien kahden vuosikymmenen aikana."

Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että energiankulutusta on sähköistettävä enemmän - joko sähköverkkoon liitettynä tai paikallisesti tuotettuna. Bensiiniä ja petrolia käyttävät autot, kuorma-autot, bussit ja lentokoneet, maakaasulla lämmitettävät kodit ja teollisuus fossiilisia polttoaineita käyttävien teollisuusprosessien on siirryttävä sähköisiin vaihtoehtoihin.

Mineraalivarojen lisääntynyt kysyntä

On sanomattakin selvää, että tämä edellyttää valtavia investointeja sähköinfrastruktuuriin. "Vuonna Saksassa pelkästään sähköverkkoon ja vihreään energiaan siirtymiseen on investoitava 80 miljardia euroa vuoteen 2035 mennessä", Bauer sanoo.

McKinsey ja muut liikkeenjohdon konsultit neuvovat yrityksiä siinä, miten vapauttaa sähköistämisen liiketoimintamahdollisuudet ja toimitusketjun pullonkaulojen poistaminen. Luigi Gigliotti, McKinsey Platform for Industrial Electrification -ryhmän johtaja, huomauttaa, että "on olemassa sekä mahdollisuuksia että arvoketjun rajoitteita, jotka on ratkaistava, jotta sähköistymisen toteuttamiseksi. Vakiomateriaalit, kuten kupari, voivat osoittautua riittämättömiksi pullonkaulaksi, samoin kuin energian varastointivälineisiin tarvittavat metallit, kuten litium ja koboltti."

Miten kupari antaa sähköautoille virtaa

Esimerkiksi sähköauto vaatii tyypillisesti neljä-viisi kertaa enemmän kuparia kuin sisäinen sähkömoottori polttomoottoriautoon verrattuna. Myös monet uusiutuvat energialähteet vaativat tiettyjä metalleja ja mineraaleja. Kaivostoimintaa on lisättävä, ja sen tekeminen kestävästi edellyttää, että sähköistämistä, automatisointia ja digitalisaatiota.

Sähköajoneuvojen tuotanto älykkäissä tehtaissa puolestaan edellyttää integroituja ratkaisuja ja kehittyneitä työkaluja, jotta sähköisen liikenteen koko potentiaali voidaan hyödyntää. Sandvik tarjoaa ratkaisuja, jotka mahdollistavat sähköistämisen useilla aloilla kaivostoiminnasta ja rakentamisesta sähköajoneuvojen valmistukseen. Seuraavilla sivuilla on esimerkkejä siitä, miten Sandvik näyttää tietä kestävän kehityksen mukaisessa kaivostoiminnassa ja komponenttien valmistuksessa.