哪款電動車更環保電池還是燃料電池?

哪款電動車更環保電池還是燃料電池?

社區最好不要投資使用電池而不是氫燃料電池的電動汽車。 原因? 除清潔運輸外,氫氣幾乎沒有額外的能源效益。

對於一項新的研究,研究人員在假設的未來比較了兩種類型的汽車,其中電動汽車的成本更便宜。

“我們研究了電動汽車的大規模採用將如何影響社區,建築物和交通工具的總能耗,”主要作者,慕尼黑技術大學(TUM)博士候選人Markus Felgenhauer說道。斯坦福大學全球氣候與能源項目(GCEP)的學者。

“我們發現投資全電動汽車是減少二氧化碳排放的更經濟的選擇,主要是因為它們的成本更低,能效更高。”

兩種'味道'

“這些研究需要確定全球能源系統深度脫碳的最低成本和最有效途徑,”研究合著者Sally Benson補充道,他是斯坦福大學能源資源工程教授和GCEP主任。

電動汽車有兩種類型:帶可充電電池的插電式汽車,以及將氫氣轉換成清潔電力的燃料電池汽車。

與汽油動力汽車不同,電池和燃料電池汽車在行駛時排放零碳。 但是,大規模部署它們將需要昂貴的新基礎設施來為電池充電或輸送氫燃料。

哪個以最低成本削減總排放量?

政策制定者面臨的一個關鍵問題是,哪種運輸技術能夠以最低成本的電池或燃料電池減少總排放量? 一些研究表明,除了運輸之外,氫能技術還能為供暖和照明建築提供清潔能源嗎?

這項新研究發表在期刊上 能量,是第一個解決這兩個問題的人。

研究人員專注於加州,這是電動汽車運輸的領導者。 在全州範圍內,電池電動汽車越來越受歡迎。 但只有少數製造商開始提供燃料電池汽車。 為了鼓勵更廣泛的採用,該州已為92的50加氫站網絡撥款超過2017萬美元。

目前,這兩種能源都不是完全無排放的。 有些人通過插入電網為電池充電,電網主要由碳排放的化石燃料產生電力。


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同樣地,大多數氫燃料通過作為副產物排放二氧化碳的工業過程從天然氣中獲得。 另一種稱為電解槽的裝置利用太陽能發電將水分解成清潔的氫氣和氧氣,但該技術耗能大且成本高。

場景

在這項研究中,研究人員為洛斯阿爾托斯山鎮創建了未來情景,這個社區是聖克拉拉縣的8,000居民。

“洛斯阿爾托斯山的特點是該縣的太陽能發電能力非常高,該州電動汽車的比例最高,”Felgenhauer說。

這些情景將重點放在10到20的未來幾年,屆時電池和燃料電池車輛將被廣泛使用,並且當太陽能和電解槽與電網相比具有成本競爭力時。

今年的一個場景2035假設電動汽車將構成該鎮車隊的38百分比。 它還假設燃料電池車輛將由本地生產的氫氣供電,該氫氣由最便宜的可用電力製成,無論是太陽能產生的還是從電網獲得的。

有關Los Altos Hills的數據被饋送到研究合著者TUM的電氣和計算機工程教授Thomas Hamacher開發的計算模型。

“我們提供了有關Los Altos Hills全天所需能量的數據,以及建設新能源基礎設施成本的財務數據,”研究合著者Matthew Pellow表示,他是前GCEP博士後學者,現任電力研究所。 “我們包括製造太陽能電池板,電解槽,電池等所有成本。 然後我們告訴模型,鑑於我們的2035情景,告訴我們滿足社區總能量需求的最經濟的方式。“

為了將每種情景的成本與其氣候效益進行比較,研究人員還計算了每種情況下產生的二氧化碳排放量。

他們還評估了使用氫基礎設施儲存清潔能源以供按需使用的潛在好處。 在白天,電解槽可以從過剩的太陽能產生氫氣,否則會浪費。 氫氣可以儲存並轉化為可再生電力,或者用作天然氣的清潔替代品,用於加熱和照亮建築物。

結果清晰

結果是明確的。

“就總體成本而言,我們發現電池電動汽車比燃料電池汽車更能減少排放,”Felgenhauer說。 “分析顯示,為了具有成本競爭力,燃料電池汽車的價格必須遠低於電池汽車。

“然而,在可預見的未來,燃料電池汽車可能比電池汽車貴得多。 儲氫剩餘太陽能的另一個假設好處 - 在我們的分析中也沒有成功。 我們發現,在2035中,只有少量的太陽能儲氫將用於供暖和照明建築物。“

作者寫道,雖然這項研究的重點是一個灣區城鎮,但結果與許多臥室社區有關,這些社區在加利福尼亞州有充足的陽光。 他們希望在未來的研究中分析更大的社區網絡,並在決定是否購買電池或燃料電池汽車時,研究可能影響消費者選擇的其他因素。

“我們的目標是提供客觀的,數據驅動的分析,以幫助加利福尼亞州和其他地方的政策制定者了解哪些技術途徑可能更具成本效益,以應對氣候變化,”Pellow說。

寶馬集團和斯坦福大學GCEP資助了這項工作。

資源: 斯坦福大學


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