Varför batteridrivna fordon staplar bättre än väte

Varför batteridrift Varför batteridrivna fordon går bättre? Ett batterielektriskt fordon i University of Queenslands fordonsflotta. CC BY-ND

Låg energieffektivitet är redan ett stort problem för bensin- och dieselfordon. Vanligtvis bara 20% av det totala well-to-wheel energi används faktiskt för att driva dessa fordon. De andra 80% går förlorade genom oljeutvinning, förfining, transport, indunstning och motorvärme. Denna låga energieffektivitet är det främsta skälet till att fordon med fossila bränslen är utsläppskrävande och relativt dyra att köra.

Med detta i åtanke försöker vi förstå energieffektiviteten hos el- och vätebilar som en del av en nyligen papper offentliggjordes i Luftkvalitet och klimatförändringsdagbok.

Elektriska fordon staplas bäst

Baserat på en omfattande undersökning över hela världen fann vi att batterielektriska fordon har betydligt lägre energiförluster jämfört med andra fordonsteknologier. Intressant är dock de väl-till-hjulet förluster av vätgasbränslecellfordon visade sig vara nästan lika högt som fordon med fossila bränslen.

Varför batteridrivna fordon staplar bättre än väte Genomsnittliga energiförluster väl till hjul från olika fordonsteknologier med typiska värden och intervall. Anmärkning: Dessa siffror står för produktion, transport och framdrivning, men fångar inte krav på tillverkningsenergi, som för närvarande är marginellt högre för elfordon och vätgasbränslecellfordon jämfört med fordon med fossila bränslen.

Till att börja med kan denna betydande effektivitetsskillnad verka överraskande med tanke på den senaste tidens uppmärksamhet vid användning av väte för transport.

Medan de flesta väte idag (och under överskådlig framtid) produceras från fossila bränslen, en nollutsläppsväg är möjlig om förnybar energi används för att:

Här ligger en av de betydande utmaningarna med att utnyttja väte för transport: det finns många fler steg i energiförloppsprocessen jämfört med den enklare, direktanvändningen av el i batterielektriska fordon.

Varje steg i processen medför en energitrafik och därför en effektivitetsförlust. Summan av dessa förluster förklarar i slutändan varför vätgasbränslecellfordon i genomsnitt kräver tre till fyra gånger mer energi än elektriska batteribilar per kört kilometer.

Effekter på elnätet

Den framtida betydelsen av låg energieffektivitet klargörs vid undersökning av de potentiella effekterna på elnätet. Om Australiens befintliga 14 miljoner lätta fordon var elektriska skulle de behöva cirka 37 terawattimmar (TWh) el per år - en ökning med 15% i den nationella elproduktionen (ungefär motsvarande Australiens befintliga årliga förnybara produktion).

Men om samma flotta konverterades till väte skulle den behöva mer än fyra gånger elen: ungefär 157 TWh per år. Detta skulle innebära en ökning med 63% i den nationella elproduktionen.

En nyligen Rapport från infrastruktur Victoria nådde en liknande slutsats. Den beräknade att en full övergång till väte i 2046 - för både lätta och tunga fordon - skulle kräva 64 TWh el, motsvarande en ökning av 147% i Victorias årliga elförbrukning. Batterielektriska fordon skulle under tiden kräva ungefär en tredjedel av beloppet (22 TWh).

Vissa kan hävda att energieffektiviteten inte längre kommer att vara viktig i framtiden med tanke på att vissa prognoser tyder på att Australien skulle kunna nå 100% förnybar energi så snart 2030. Medan det nuvarande politiska klimatet antyder att detta kommer att vara utmanande, även när övergången inträffar, kommer det att finnas konkurrerande krav på förnybar energi mellan sektorer, och betonar den fortsatta betydelsen av energieffektivitet.

Det bör också inses att högre energibehov motsvarar högre energipriser. Även om väte uppnådde prisparitet med bensin eller diesel i framtiden, skulle elfordon förbli 70-90% billigare att köra på grund av deras högre energieffektivitet. Detta skulle spara det genomsnittliga australiensiska hushållet mer än A $ 2,000 per år.

Pragmatisk plan för framtiden

Trots de elektriska fordons tydliga energieffektivitetsfördelar jämfört med vätebilar är sanningen att det inte finns någon silverkula. Båda teknologierna står inför olika utmaningar när det gäller infrastruktur, konsumentacceptans, nätpåverkan, teknikmognad och tillförlitlighet, och körområde (den volym som behövs för tillräckligt med väte jämfört med batteriets energitäthet för elfordon).

Batterielektriska fordon är ännu inte en lämplig ersättning för varje fordon på våra vägar. Men baserat på den teknik som finns tillgänglig idag är det uppenbart att en betydande del av den nuvarande flottan kan övergå till att vara batteri elektrisk, inklusive många bilar, bussaroch korttransporter.

En sådan övergång representerar en förnuftig, robust och kostnadseffektiv metod för att leverera de betydande minskningar av transportutsläpp som krävs inom de korta tidsramarna som skissats av regeringskontrollpanelen för klimatförändringar. rapport om begränsning av den globala uppvärmningen till 1.5 ℃, samtidigt som transportkostnaderna minskas.

Tillsammans med andra energieffektiva tekniker, till exempel direkt export av förnybar el utomlands, batteri elektriska fordon kommer att se till att den förnybara energin vi genererar under de kommande decennierna används för att minska den största mängden utsläpp, så snabbt som möjligt.

Samtidigt bör forskning fortsätta om energieffektiva alternativ för långväga lastbilar, sjöfart och flygplan, liksom den bredare rollen för både väte och elektrifiering för att minska utsläppen över andra sektorer i ekonomin.

Med Federal Senate Select Committee on Electric Vehicles som kommer att leverera sin slutrapport december 4, låt oss hoppas att den fortsatta betydelsen av energieffektivitet i transport inte har glömts bort.Avlyssningen

Om författaren

Jake Whitehead, forskningsstipendiat, University of Queensland; Robin Smit, adjungerad professor, University of Queenslandoch Simon Washington, professor och chef för skolan för civilingenjör, University of Queensland

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

SENASTE FILMER

Den stora klimatmigrationen har börjat
Den stora klimatmigrationen har börjat
by super~~POS=TRUNC
Klimatkrisen tvingar tusentals runt om i världen att fly eftersom deras hem blir alltmer obeboeliga.
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
Den senaste istiden berättar för varför vi måste bry oss om en 2 ℃ temperaturförändring
by Alan N Williams, et al
I den senaste rapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) sägs att utan en väsentlig minskning ...
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
Jorden har varit beboelig i miljarder år - exakt hur lycklig vi fick?
by Toby Tyrrell
Det tog evolution 3 eller 4 miljarder år att producera Homo sapiens. Om klimatet helt hade misslyckats bara en gång i det ...
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
Hur kartläggning av vädret för 12,000 XNUMX år sedan kan hjälpa till att förutsäga framtida klimatförändringar
by Brice Rea
Slutet av den sista istiden, för cirka 12,000 XNUMX år sedan, kännetecknades av en sista kall fas kallad Younger Dryas ...
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
Kaspiska havet kommer att falla med 9 meter eller mer under detta århundrade
by Frank Wesselingh och Matteo Lattuada
Tänk dig att du befinner dig vid kusten och tittar ut mot havet. Framför dig ligger 100 meter karg sand som ser ut som en ...
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
Venus var en gång mer jordlik, men klimatförändringen gjorde det obeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lära oss mycket om klimatförändringar från Venus, vår systerplanet. Venus har för närvarande en yttemperatur på ...
Fem klimattroar: En kraschkurs i felaktig klimatinformation
De fem klimattroerna: en kraschkurs i felaktig klimatinformation
by John Cook
Den här videon är en kraschkurs i klimatinformation som sammanfattar de viktigaste argumenten som används för att tvivla på verkligheten ...
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
Arktis har inte varit så varm på 3 miljoner år och det betyder stora förändringar för planeten
by Julie Brigham-Grette och Steve Petsch
Varje år krymper havsisskyddet i Arktiska havet till en låg punkt i mitten av september. I år mäter den bara 1.44 ...

SENASTE ARTIKLAR

grön energi2 3
Fyra gröna vätgasmöjligheter för Mellanvästern
by Christian Tae
För att avvärja en klimatkris kommer Mellanvästern, liksom resten av landet, att behöva göra koldioxidutsläpp till sin ekonomi helt genom att...
ug83qrfw
Stora hinder för att kräva svar måste upphöra
by John Moore, On Earth
Om federala tillsynsmyndigheter gör det rätta, kan elkunder i Mellanvästern snart kunna tjäna pengar medan...
träd att plantera för klimat2
Plantera dessa träd för att förbättra stadslivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastställer levande ekar och amerikanska plataner som mästare bland 17 "superträd" som kommer att hjälpa till att göra städer ...
norra havets botten
Varför vi måste förstå havsbottengeologin för att utnyttja vindarna
by Natasha Barlow, docent i kvartär miljöförändring, University of Leeds
För alla länder som är välsignade med enkel tillgång till det grunda och blåsiga Nordsjön kommer havsvind att vara nyckeln till att möta nätet...
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
3 skogsbrandlektioner för skogsstäder när Dixie Fire förstör historiska Greenville, Kalifornien
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
En löpeld som brinner i het, torr bergskog svepte genom Gold Rush -staden Greenville, Kalifornien, den 4 augusti, ...
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
Kina kan möta energi- och klimatmål som begränsar kolkraften
by Alvin Lin
Vid Leader's Climate Summit i april lovade Xi Jinping att Kina kommer att "strikt kontrollera koleldad kraft ...
Blått vatten omgivet av dött vitt gräs
Kartan spårar 30 års extrem snösmältning i USA
by Mikayla Mace-Arizona
En ny karta över extrema snösmältningar under de senaste 30 åren förtydligar processerna som driver snabb smältning.
Ett plan tappar röd brandskyddsmedel till en skogsbrand när brandmän parkerade längs en väg ser upp mot den orange himlen
Modellen förutspår 10-åriga skogsbrand, sedan gradvis nedgång
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den långsiktiga framtiden för skogsbränder förutsäger en första ungefär decennier lång utbrott av skogsbrandaktivitet, ...

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.