Vilken elektrisk bil är grönare batteriet eller bränslecellen?

Vilken elektrisk bil är grönare batteriet eller bränslecellen?

Gemenskaperna skulle vara bättre att investera i elbilar som kör på batterier istället för bränsleceller från väte. Anledningen? Vätgas erbjuder några extra energibesparingar förutom ren transport.

För en ny studie jämförde forskarna de två typerna av bilar i en hypotetisk framtid där kostnaden för elbilar är billigare.

"Vi tittade på hur storskalig adoption av elektriska fordon skulle påverka den totala energianvändningen i samhället, såväl för byggnader som för transport", säger huvudförfattare Markus Felgenhauer, doktorand vid Tekniska Universitetet i München (TUM) och tidigare besökare forskare vid Stanford University Global Climate and Energy Project (GCEP).

"Vi fann att investeringar i allelektriska batteridrivna fordon är ett mer ekonomiskt val för att minska koldioxidutsläppen, främst på grund av deras lägre kostnad och betydligt högre energieffektivitet."

Två "smaker"

"Studier som dessa är nödvändiga för att identifiera de lägsta kostnaderna och mest effektiva vägar till djup koldioxidisering av det globala energisystemet," tillägger studiemedarbetare Sally Benson, professor i energitekniksteknik vid Stanford och chef för GCEP.

Elektriska fordon finns i två smaker: plug-in bilar med laddningsbara batterier och bränslecellfordon som omvandlar vätgas till ren el.

Till skillnad från bensindrivna bilar avger kol- och bränslecellfordon noll kol när de körs. Men genom att installera dem i stor skala krävs en dyr ny infrastruktur för laddning av batterier eller leverans av vätebränsle.

Vilket sänker totala utsläpp till lägsta kostnad?

En viktig fråga för policymakers är vilken transportteknik som sänker totala utsläpp till de lägsta kostnadsbatterierna eller bränslecellerna? Utöver transporten kan vattentekniken också ge ren energi för uppvärmning och belysning av byggnader, vilket vissa forskningsförslag föreslår?


Få det senaste från InnerSelf


Den nya studien, publicerad i tidningen Energi, är den första som hanterar båda frågorna.

Forskarna fokuserade på Kalifornien, en ledare inom elfordonstransporter. Över hela landet växer elbilar i popularitet i popularitet. Men bara några tillverkare har börjat erbjuda bränslecellfordon. För att uppmuntra till bredare adoption har staten tilldelat mer än $ 92 miljoner för ett nätverk av 50-vätebehållare av 2017.

För närvarande är ingen energikälla helt utsläppsfri. Vissa människor laddar sina elbilar genom att ansluta till elnätet, vilket ger el som genereras i stor utsträckning från kolsemitterande fossila bränslen.

På samma sätt är det flesta vätebränslen härledda från naturgas genom en industriell process som avger koldioxid som en biprodukt. En alternativ anordning, kallad elektrolytare, använder solenergi som genererar vatten för att splittra vatten i rent väte och syre, men tekniken är mycket energiintensiv och dyr.

Scenarierna

I studien skapade forskarna framtida scenarier för staden Los Altos Hills, en gemenskap av cirka 8,000-boende i Santa Clara County.

"Los Altos Hills kännetecknas av en ovanligt hög solenergi kapacitet i länet med den högsta andelen elbilar i staten", säger Felgenhauer.

Scenarierna fokuserade på 10 till 20 år i framtiden, då batteri- och bränslecellfordon förväntas bli mycket mer omfattande, och när solenergi och elektrolytare är kostnadseffektiva med elnätet.

Ett scenario för året 2035 antog att elbilar skulle utgöra 38 procent av stadens fordonsflotta. Det antogs också att bränslecellfordon skulle drivas av lokalt producerat väte gjord med den billigaste tillgängliga elen, det var solframställda eller erhållna från nätet.

Data om Los Altos Hills matades till en beräkningsmodell utvecklad av studiekonsulent Thomas Hamacher, professor i elektroteknik och datateknik vid TUM.

"Vi tillhandahöll data om hur mycket energi Los Altos Hills behöver under hela dagen, såväl som ekonomiska uppgifter om kostnaden för att bygga nya energiinfrastrukturer", säger studiekonsulent Matthew Pellow, en tidigare GCEP-postdoktor vid Electric Power Research Institute . "Vi inkluderade kostnaden för att göra solpaneler, elektrolytare, batterier och allt annat. Sedan berättade vi modellen, med tanke på vårt scenario för 2035, berätta för oss det mest ekonomiska sättet att möta den totala energibehovet i samhället. "

För att jämföra varje scenarios kostnader till sina klimatfördelar beräknade forskarna också de koldioxidutsläpp som producerades i varje enskilt fall.

De bedömde också de potentiella fördelarna med att använda väteinfrastrukturen för att lagra ren energi för användning vid behov. Under dagsljus kan elektrolyserare producera väte från överskottsenergi som annars skulle gå i spill. Att väte kan lagras och omvandlas till förnybar el, eller användas som ett rent alternativ till naturgas för värme och lätta byggnader.

Tydliga resultat

Resultaten var definitiva.

"När det gäller de totala kostnaderna fann vi att elbilar är bättre än bränslecellfordon för att minska utsläppen", säger Felgenhauer. "Analysen visade att för att vara kostnadseffektiv skulle bränslecellfordon behöva prissättas mycket lägre än batteridrivna fordon.

"Bränslecellfordon är emellertid sannolikt att vara betydligt dyrare än batteriliv inom överskådlig framtid. En annan förmodad fördel av väteförvaring av överskott av solenergi-gjorde inte heller i vår analys. Vi fann att i 2035 skulle endast en liten mängd solväteförvaring användas för uppvärmning och belysning av byggnader. "

Medan studien fokuserade på en Bay Area-stad, är resultaten relevanta för många sovrumsgrupper med gott om solljus över Kalifornien, skriver författarna. De hoppas kunna analysera större nätverk av samhällen i framtida studier och undersöka andra faktorer som kan påverka konsumenternas val när de bestämmer om man ska köpa ett batteri eller en bränslecellbil.

"Vårt mål är att tillhandahålla objektiv, datadriven analys som hjälper till att informera politiska beslutsfattare i Kalifornien och någon annanstans om vilken teknikväg som sannolikt kommer att vara mer kostnadseffektiv när det gäller att bekämpa klimatförändringen", säger Pellow.

BMW Group och Stanford GCEP finansierade arbetet.

källa: Stanford University


relaterade böcker

{amazonWS: searchindex = Böcker; nyckelord = plugin elbil; maxresultat = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}