Какой электрический автомобиль более силен батареей или топливным элементом?

Какой электрический автомобиль более силен батареей или топливным элементом?

Сообществам было бы лучше инвестировать в электромобили, работающие на батареях вместо водородных топливных элементов. Причина? Водород предлагает несколько дополнительных преимуществ для энергии, помимо чистой транспортировки.

Для нового исследования исследователи сравнили два типа автомобилей в гипотетическом будущем, где стоимость электромобилей более доступная.

«Мы рассмотрели, как широкомасштабное внедрение электромобилей повлияет на общее использование энергии в сообществе, как для зданий, так и для транспорта», - говорит ведущий автор Маркус Фельгенгауэр, кандидат в докторантуру Мюнхенского технического университета (TUM) и бывший посетитель ученый из проекта Глобального климата и энергетики Стэнфордского университета (GCEP).

«Мы обнаружили, что инвестирование в автомобили с полностью электрическими батареями является более экономичным выбором для сокращения выбросов двуокиси углерода, в первую очередь из-за их более низкой стоимости и значительно более высокой энергоэффективности».

Два «аромата»

«Исследования, подобные этим, необходимы для определения наименьших затрат и наиболее эффективных путей глубокой декарбонизации глобальной энергетической системы», - добавляет соавтор исследования Салли Бенсон, профессор по энергетическим технологиям в Стэнфорде и директор GCEP.

Электрические транспортные средства выпускаются в двух вариантах: подключаемые автомобили с перезаряжаемыми батареями и транспортные средства на топливных элементах, которые преобразуют водородный газ в чистую электроэнергию.

В отличие от автомобилей с бензиновым двигателем, автомобили с батареями и топливными элементами выделяют нулевой углерод при движении. Но развертывание их в масштабе потребует дорогостоящей новой инфраструктуры для зарядки батарей или подачи водородного топлива.

Что сокращает общие выбросы при минимальных затратах?

Ключевым вопросом для разработчиков политики является то, что транспортная технология сокращает общие выбросы в самых дешевых батареях или топливных элементах? Как и некоторые исследования, помимо транспортировки, водородные технологии также обеспечивают чистую энергию для отопления и освещения зданий?

Новое исследование, опубликованное в журнале Энергия, является первым для решения обоих вопросов.

Исследователи сосредоточились на Калифорнии, лидере в области транспортировки электромобилей. В масштабе штата все чаще растут электромобили с аккумулятором. Но только несколько производителей начали предлагать транспортные средства на топливных элементах. Чтобы способствовать более широкому внедрению, государство предоставило 92 более чем $ 50 млн. За сеть заправочных станций 2017.

В настоящее время ни один источник энергии не является полностью свободным от выбросов. Некоторые люди заряжают свои аккумуляторные электромобили, подключаясь к электросети, которая поставляет электроэнергию, вырабатываемую в основном из ископаемых топливом углекислого топлива.

Аналогичным образом, большинство водородного топлива получают из природного газа через промышленный процесс, который выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. Альтернативное устройство, называемое электролизером, использует солнечное электричество для разделения воды на чистый водород и кислород, но этот метод очень энергоемкий и дорогой.

Сценарии

В исследовании исследователи создали будущие сценарии для города Лос-Альтос-Хиллз, сообщества жителей 8,000 в округе Санта-Клара.

«Los Altos Hills отличается необычайно высокой мощностью солнечной энергии в графстве с наибольшей долей электромобилей в штате», - говорит Фельгенгауэр.

В будущем сценарии будут сосредоточены на 10 до 20 лет, когда ожидается, что автомобили с батареями и топливными элементами будут использоваться гораздо шире, а когда солнечная энергия и электролизеры будут конкурентоспособны по цене с электрической сетью.

Один из сценариев года 2035 предполагал, что электромобили составят 38 процентов городского парка автомобилей. Он также предположил, что транспортные средства на топливных элементах будут приводиться в действие локально произведенным водородом, изготовленным с самым дешевым доступным электричеством, будь то солнечная энергия или полученная из сетки.

Данные об Лос-Альтос-Хиллз были поданы на вычислительную модель, разработанную соавтором исследования Томасом Хамахером, профессором электрической и компьютерной техники в TUM.

«Мы предоставили данные о количестве энергии, потребляемой Los Altos Hills в течение дня, а также финансовых данных о стоимости строительства новых энергетических инфраструктур», - говорит соавтор исследования Мэтью Пелло, бывший докторант GCEP, который сейчас работает в Исследовательском институте электроэнергетики , «Мы включили стоимость изготовления солнечных батарей, электролизеров, батарей и всего остального. Затем мы сказали модели, учитывая наш сценарий для 2035, сказать нам наиболее экономичный способ удовлетворения общего спроса на энергию сообщества ».

Чтобы сравнить затраты каждого сценария с его климатическими выгодами, исследователи также подсчитали выбросы углекислого газа, произведенные в каждом конкретном случае.

Они также оценили потенциальные преимущества использования водородной инфраструктуры для хранения чистой энергии для использования по требованию. В дневное время электролизеры могут продуцировать водород из избыточной солнечной энергии, которая в противном случае была бы впустую. Этот водород можно хранить и преобразовывать в возобновляемую электроэнергию или использовать в качестве чистой альтернативы природному газу для обогрева и освещения зданий.

Очистить результаты

Результаты были окончательными.

«Что касается общих затрат, мы обнаружили, что электромобили с батареями лучше, чем транспортные средства на топливных элементах, для снижения выбросов», - говорит Фельгенгауэр. «Анализ показал, что, чтобы быть конкурентоспособным по стоимости, транспортные средства на топливных элементах должны были бы быть оценены намного ниже, чем батареи.

«Однако в обозримом будущем транспортные средства на топливных элементах будут значительно дороже, чем батареи. Еще одно предположение о сохранении избыточной солнечной энергии в водороде - в нашем анализе тоже не отразилось. Мы обнаружили, что в 2035 для отопления и освещения зданий будет использоваться лишь небольшое количество хранилища солнечного водорода ».

Авторы исследования пишут, что исследование сосредоточено на одном месте в районе залива, результаты которого актуальны для многих спальных сообществ с достаточным солнечным светом в Калифорнии. Они надеются проанализировать более крупные сети сообществ в будущих исследованиях и изучить другие факторы, которые могут повлиять на выбор потребителей при принятии решения о покупке батареи или топливного элемента.

«Наша цель - обеспечить объективный анализ данных, который поможет информировать разработчиков политики в Калифорнии и других странах о том, какой технологический путь, по всей видимости, будет более экономичным в борьбе с изменением климата», - говорит Пелле.

Работы были выполнены группой BMW Group и Stanford GCEP.

источник: Стэнфордский университет


Книги по этой теме

{amazonWS: searchindex = Книги; ключевые слова = подключаемый электромобиль; maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ