為什麼電池驅動的車輛比氫氣更好地堆積

為什麼電池供電為什麼電池驅動的車輛堆積更好 昆士蘭大學車隊中的電池電動車。 CC BY-ND

低能效已經是汽油和柴油車輛的主要問題。 通常,僅佔總數的20% 油井到車輪 能源實際上是用來為這些車輛提供動力的。 其餘80%通過抽油,精製,運輸,蒸發和發動機加熱而損失。 這種低能效是化石燃料汽車排放量大,運行費用相對較高的主要原因。

考慮到這一點,我們著手了解電動和氫能汽車的能源效率 最近的一篇文章 發表在 空氣質量與氣候變化雜誌.

電動汽車疊得最好

基於對全球研究的廣泛掃描,我們發現,與其他車輛技術相比,電動汽車的能源損失顯著降低。 有趣的是, 氫燃料電池汽車 被發現幾乎與化石燃料汽車一樣高。

為什麼電池驅動的車輛比氫氣更好地堆積 不同車輛傳動系統技術帶來的平均輪對車輪能量損失,顯示了典型值和範圍。 注意:這些數字說明了生產,運輸和推進的情況,但未涵蓋製造能源需求,與化石燃料汽車相比,目前電動和氫燃料電池汽車的製造能源需求略高。

首先,鑑於最近對使用氫進行運輸的關注,這種明顯的效率差異似乎令人驚訝。

雖然今天大多數氫氣(在可預見的未來)是從 化石燃料,如果可再生能源用於:

這就是利用氫進行運輸的重大挑戰之一:與電池電動汽車中更簡單,直接的電力使用相比,能源生命週期過程中還有更多步驟。

該過程中的每個步驟都會導致能量損失,並因此導致效率損失。 這些損失的總和最終解釋了為什麼氫燃料電池汽車每行駛一公里平均需要比電池電動汽車多三到四倍的能量。

電網影響

通過檢查潛在的電網影響,可以更加清楚地看到低能效的未來意義。 如果澳大利亞現有的14百萬輛輕型汽車是電動的,那麼它們每年將需要約37太瓦小時(TWh)的電力-全國發電量增加15%(大致相當於澳大利亞現有的年度可再生能源發電量)。

但是,如果將同一車隊轉換為以氫為動力,則將需要四倍多的電力:每年大約157 TWh。 這將使全國發電量增加63%。

最近 維多利亞基礎設施報告 得出類似的結論。 據計算,對於輕型和重型車輛,要在2046中完全過渡為氫氣,將需要64 TWh的電量,這相當於維多利亞州每年的用電量增加147%。 同時,電動汽車將需要大約三分之一的電量(22 TWh)。

有人可能會爭辯說,鑑於一些預測表明澳大利亞可以達到目標,因此能源效率在未來將不再重要 100最快可實現2030%的可再生能源。 儘管當前的政治氣氛表明這將是具有挑戰性的,即使發生過渡,但各部門之間對可再生能源的需求仍將相互競爭,從而強調了能源效率的持續重要性。

還應該認識到,更高的能源需求轉化為更高的能源價格。 即使未來氫能與汽油或柴油的價格持平,電動汽車仍將因其更高的能源效率而便宜70-90%。 這樣可以節省普通的澳大利亞家庭 每年超過A $ 2,000.

未來的務實計劃

儘管電動汽車比氫能汽車具有明顯的能源效率優勢,但事實是沒有靈丹妙藥。 兩種技術在基礎架構,消費者認可度,電網影響, 技術成熟度和可靠性和行駛範圍( 足夠氫氣所需的體積 與電動汽車的電池能量密度相比)。

電動汽車還不能替代我們道路上的每輛汽車。 但是根據當今可用的技術,很明顯,目前的車隊中有很大一部分可以過渡為電池電動車,包括許多汽車, 公共汽車短途卡車.

這種過渡代表了一種明智,穩健且具有成本效益的方法,可在政府間氣候變化專門委員會最近的概述中指出的短時間內實現所需的交通運輸大量減少。 關於限制全球變暖至1.5℃的報告,同時也降低了運輸成本。

與其他節能技術一起使用,例如 將可再生電力直接出口到海外,電動汽車將確保我們在未來幾十年中產生的可再生能源被用來盡快減少最大量的排放。

同時,應繼續研究長途卡車,船舶和飛機的節能方案,以及氫和電氣化在減少排放方面的廣泛作用 在其他經濟領域.

隨著 聯邦參議院電動汽車選擇委員會 將於12月4提交最終報告,希望我們不要忘記能源效率在運輸中的持續重要性。談話

關於作者

研究員Jake Whitehead, 昆士蘭大學; 兼職教授Robin Smit, 昆士蘭大學以及土木工程學院教授兼系主任Simon Washington, 昆士蘭大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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