Elektriauto juurutamine Politsei- ja Piirivalveameti patrullsõidukina

Lõputöö käigus tutvuti elektrifitseeritud sõidukite liikidega. Nendeks on täielikult elektri jõul liikuvad sõidukid, mis jagunevad veojõuakuga või kütuseelemendiga ja elektriajamitega sõidukiteks ning hübriidajamiga sõidukid, mis jagunevad mikro-, kerg-, täis- ja pistikhübriidiks. Tutvuti sõidukite ehituste ja omapäradega. Järgnevalt uuriti Politsei- ja Piirivalveameti patrullsõidukite parki, nõudeid sõidukitele, mis on seatud PPA poolt ning mis tulenevad alarmsõiduki seadusest. Analüüsiti patrullsõiduki kasutust ühe nädalase perioodi jooksul ning kirjeldati PPA autopargi hooldus- ja remonttööde teostamist, lisaks ka sõidukitega peamiselt esinevaid tehnilisi probleeme. Analüüsiti PPA elektriajamiga patrullsõidukit ning olemasolevat laadimistaristut. Peamiseks puuduseks täiselektrisõiduki kasutamisega oli sõiduki laadimiskiirus. Kuna olemasoleva sõiduki Volkswagen ID.4 pardalaadija on ainult 11kW ning PPA laadimistaristu on vahelduvvoolu laadimisvõimsusega 22kW, ehk sõidukit laetakse ainult poole võimaliku ressursiga. Kiirlaadijate paigaldamine jaoskondade territooriumitele on rahaliste vahendite puudumise tõttu hetkel võimatu ning avalike kiirlaadijate kasutamine operaatorite rohkuse ning olemasoleva täiselektrisõidukite pargi vähesuse tõttu ebaotstabekas, kuna seljuhul tuleks kõigi operaatoritega sõlmida eraldi leping. Lahendusena pakub välja autor 2023. aasta Eesti uute täiselektriliste sõidukite turult sõiduki, mis kõige paremini sobiks kasutamiseks PPA patrullsõidukina. Antud sõidukiks on Nissan Ariya, millel on vahelduvoolu laadimise kiiruseks 22kW, mis muudaks jaoskonnas sõiduki laadimise umbes kaks korda kiiremaks võrreldes olemasoleva Volksvagen ID.4-ga. Vastavalt sõidukite tehnilistele andmetele ning PPA elektrisõidukite kogemusele ja patrullsõidukite kasutuse statistikale teostatakse mõlemate sõidukite vahel energia tarbe analüüs. Selle käigus selgub, et ühe nädalase teoreetilise sõidukite järjestiku kasutuse jooksul ei ole võimalik Volkswagen ID.4 järjepidevalt talvisel perioodil antud tingimustel kasutada ja suvisel ajal jääb tagavara läbisõidu puhver liialt väikeseks. Nissan Ariya puhul jääb sõiduulatust piisavalt, et katta ühe nädalane järjestikune sõiduki kasutus patrulltöös. Teostatakse otsing vastavalt 2021. aasta täiselektrisõiduki hanke tingimustele, mille tulemusel soetati Volkswagen ID.4, milline oleks täna vastavalt neile tingimustele turul sobivaim sõiduk. Analüüsi käigus selgus, et siiani on parim ning odavaim sõiduk Volkswagen ID.4 ning sellele järgnesid samal platvormil olevad kuid teiste tootjate sõidukid. Sellest tehti järeldus, et antud hange oli teostatud kindla sõiduki soetamise soovi järgi. Lahendusena, mille tulemusel oleks PPA-l võimalik mugavalt kasutama hakata avalike kiirlaadimispunkte oleks vastavalt Euroopa Liidu määrusega tulenev nõue, mis kohustab igale kiirlaadimisjaamale looma kaardimakse võimaluse. Sellisel juhul ei peaks PPA omama kõikide operaatoritega lepingud, vaid saaks maksekaardiga avalikes kiirlaadijates laadida. Autor koostab uue riigihanke tehniliste tingimuste nõuded Politsei- ja Piirivalveameti täiselektriliseks patrullsõiduauto soetamiseks. Antud töö käigus tutvutakse Euroopa Liidu määrustega keskonnahoidlike autoparkide suhtes. Tehakse järeldused, et PPA-d antud määrus ei mõjuta ning kõige varasem nõue, mida peab PPA järgima on 2035. aasta kui uusi sisepõlemismootoriga sõidukeid enam ei müüda Euroopa turul. Töö käigus tuuakse välja alternatiivid täiselektriliste sõidukite asemel, mida saaks PPA kasutada, et muuta oma sõidukite park keskonnahoidlikumaks ning vähendada kulusi. Lisaks koostatakse elektri ja sisepõlemismootoriga patrullsõiduki kasumlikuse analüüs, mille tulemusel selgub, et elektrisõiduki energiale kulu maksumus on 79% väiksem kui sisepõlemismootoriga sõiduki kütusele. Autori uuringu tulemusel tutvustatakse täpsemalt elektrisõidukite tuleviku arenguid, milleks on veojõu akude areng, vesinikkütuse kasutusele võtt, juhtmevabad elektrisõidukite laadimine, ühendus sõidukite ja infrastruktuuri vahel ning Euroopa Liidu määrus laadimistaristute suhtes, mille tulemusel muutub laadimisjaamade hulk suuremaks ning võimekamaks.

This thesis aims to identify the most suitable fully electric vehicle for the Estonian Police and Border Guard Board (PPA) from the 2023 market for use as a patrol vehicle. The topic was chosen in response to the PPA's need to transition towards environmentally friendly vehicles in its fleet, especially in light of the EU's 2035 regulation banning the sale of carbon-emitting cars and vans. The focus of the thesis is on patrol vehicles, as they are crucial for the PPA, which operates a large and diverse fleet. The research not only explores fully electric vehicles but also considers alternatives that comply with EU regulations. The study provides an overview of different types of electrified vehicles, including fully electric and various types of hybrid vehicles. An in-depth analysis was conducted on the PPA’s experience with an existing fully electric vehicle, the Volkswagen ID.4, used in patrol work. The study includes an examination of the PPA’s charging infrastructure and the challenges faced in its development, proposing possible solutions. One of the main issues identified is the charging speed of the current vehicle. The Volkswagen ID.4’s onboard charger is limited to 11kW, whereas the PPA’s infrastructure supports 22kW, meaning the vehicle is only charged at half its potential speed. Due to budget constraints, installing fast chargers stations is currently not feasible, and using public fast chargers is impractical due to the variety of operators and the small size of the PPA’s electric vehicle fleet. The thesis recommends the Nissan Ariya as a more suitable vehicle for the PPA’s needs. Its 22kW AC charging capability would significantly improve charging speed. Additionally, an energy consumption analysis reveals that the Nissan Ariya is more reliable for continuous use in patrol work compared to the Volkswagen ID.4, particularly in winter conditions. Furthermore, the thesis reviews the 2021 electric vehicle tender conditions and concludes that the selection of the Volkswagen ID.4 was likely influenced by a preference for a specific vehicle. An alternative solution proposed is for the EU to mandate card payment options at all fast-charging stations, which would simplify the PPA’s use of public chargers. Finally, the thesis presents new technical specifications for future PPA electric patrol vehicle procurement and explores EU regulations regarding eco-friendly fleets. It concludes that electrified vehicles are significantly more cost-effective in terms of energy expenditure compared to internal combustion engine vehicles. The thesis also delves into future developments in electric vehicles, such as battery technology, hydrogen fuel adoption, wireless charging, vehicle-infrastructure connectivity, and the expansion of charging infrastructure under EU regulations.