Isang bateryang de-kuryenteng sasakyan sa fleet ng sasakyan ng The University of Queensland. CC BY-ND
Ang mababang kahusayan sa enerhiya ay isa nang pangunahing problema para sa mga sasakyang petrolyo at diesel. Karaniwan, 20% lamang ng kabuuan well-to-wheel ang enerhiya ay aktwal na ginagamit upang paandarin ang mga sasakyang ito. Ang iba pang 80% ay nawala sa pamamagitan ng pagkuha ng langis, pagpipino, transportasyon, pagsingaw, at init ng makina. Ang mababang kahusayan sa enerhiya na ito ay ang pangunahing dahilan kung bakit ang mga sasakyang panggatong ng fossil ay masinsinang paglabas, at medyo mahal na patakbuhin.
Sa pag-iisip na ito, itinakda naming maunawaan ang kahusayan ng enerhiya ng mga de-kuryente at hydrogen na sasakyan bilang bahagi ng a kamakailan-lamang na papel publish sa Journal ng Kalidad ng Hangin at Pagbabago ng Klima.
Pinakamahusay na nakasalansan ang mga de-kuryenteng sasakyan
Batay sa malawak na pag-scan ng mga pag-aaral sa buong mundo, nalaman namin na ang mga de-koryenteng sasakyan ng baterya ay may makabuluhang mas mababang pagkawala ng enerhiya kumpara sa iba pang mga teknolohiya ng sasakyan. Nang kawili-wili, gayunpaman, ang well-to-wheel na pagkalugi ng mga sasakyan ng hydrogen fuel cell ay natagpuang halos kasingtaas ng mga sasakyang panggatong ng fossil.
Average na well-to-wheel na pagkawala ng enerhiya mula sa iba't ibang teknolohiya ng drivetrain ng sasakyan, na nagpapakita ng mga tipikal na halaga at saklaw. Tandaan: ang mga figure na ito ay tumutukoy sa produksyon, transportasyon at propulsion, ngunit hindi nakukuha ang mga kinakailangan sa enerhiya sa pagmamanupaktura, na kasalukuyang mas mataas nang bahagya para sa mga electric at hydrogen fuel cell na sasakyan kumpara sa mga fossil fuel na sasakyan.
Sa una, ang makabuluhang pagkakaiba sa kahusayan na ito ay maaaring mukhang nakakagulat, dahil sa kamakailang pansin sa paggamit ng hydrogen para sa transportasyon.
Habang ang karamihan sa hydrogen ngayon (at para sa inaasahang hinaharap) ay ginawa mula sa Fossil fuels, ang isang zero-emission pathway ay posible kung ang renewable energy ay ginagamit upang:
tunawin o i-compress ang hydrogen sa isang economic volume (1 kg ng hydrogen ay tumatagal ng 12 cubic meters @ karaniwang atmospheric pressure; 1 kg ng hydrogen = humigit-kumulang 100 km driving range)
at sa wakas ay naghahatid ng hydrogen sa isang fuel cell na sasakyan.
Dito nakasalalay ang isa sa mga makabuluhang hamon sa paggamit ng hydrogen para sa transportasyon: marami pang hakbang sa proseso ng siklo ng buhay ng enerhiya, kumpara sa mas simple, direktang paggamit ng kuryente sa mga de-koryenteng sasakyan ng baterya.
Ang bawat hakbang sa proseso ay nagkakaroon ng parusa sa enerhiya, at samakatuwid ay isang pagkawala ng kahusayan. Ang kabuuan ng mga pagkalugi na ito sa huli ay nagpapaliwanag kung bakit ang mga sasakyang hydrogen fuel cell, sa karaniwan, ay nangangailangan ng tatlo hanggang apat na beses na mas maraming enerhiya kaysa sa mga bateryang de-kuryenteng sasakyan, bawat kilometrong nilakbay.
Mga epekto sa grid ng kuryente
Ang hinaharap na kahalagahan ng mababang kahusayan sa enerhiya ay ginawang mas malinaw sa pagsusuri ng mga potensyal na epekto ng grid ng kuryente. Kung de-kuryente ang umiiral na 14 milyong magaan na sasakyan sa Australia, mangangailangan sila ng humigit-kumulang 37 terawatt-hours (TWh) ng kuryente bawat taon — isang 15% na pagtaas sa pambansang henerasyon ng kuryente (halos katumbas ng kasalukuyang taunang renewable generation ng Australia).
Ngunit kung ang parehong fleet na ito ay na-convert upang tumakbo sa hydrogen, kakailanganin nito ng higit sa apat na beses ng kuryente: humigit-kumulang 157 TWh sa isang taon. Ito ay mangangailangan ng 63% na pagtaas sa pambansang henerasyon ng kuryente.
Ang isang kamakailang Ulat ng Infrastructure Victoria umabot ng katulad na konklusyon. Kinakalkula nito na ang isang buong paglipat sa hydrogen sa 2046 - para sa parehong magaan at mabibigat na sasakyan - ay mangangailangan ng 64 TWh ng kuryente, katumbas ng 147% na pagtaas sa taunang pagkonsumo ng kuryente ng Victoria. Samantala, ang mga de-koryenteng sasakyan ng baterya, ay mangangailangan ng humigit-kumulang isang-katlo ng halaga (22 TWh).
Ang ilan ay maaaring magtaltalan na ang kahusayan sa enerhiya ay hindi na magiging mahalaga sa hinaharap dahil sa ilang mga pagtataya na nagmumungkahi na maaaring maabot ng Australia 100% na nababagong enerhiya sa sandaling ang 2030s. Bagama't ang kasalukuyang klima sa pulitika ay nagmumungkahi na ito ay magiging mapaghamong, kahit na ang paglipat ay nangyayari, magkakaroon ng nakikipagkumpitensya na mga pangangailangan para sa nababagong enerhiya sa pagitan ng mga sektor, na binibigyang-diin ang patuloy na kahalagahan ng kahusayan sa enerhiya.
Dapat ding kilalanin na ang mas mataas na pangangailangan sa enerhiya ay isinasalin sa mas mataas na presyo ng enerhiya. Kahit na ang hydrogen ay umabot sa pare-pareho ng presyo sa petrolyo o diesel sa hinaharap, ang mga de-koryenteng sasakyan ay mananatiling 70-90% na mas mura upang patakbuhin, dahil sa kanilang mas mataas na kahusayan sa enerhiya. Ito ay magliligtas sa karaniwang sambahayan ng Australia higit sa A$2,000 bawat taon.
Pragmatic na plano para sa hinaharap
Sa kabila ng malinaw na kahusayan sa enerhiya na mga bentahe ng mga de-koryenteng sasakyan sa mga sasakyang hydrogen, ang katotohanan ay walang pilak na bala. Ang parehong teknolohiya ay nahaharap sa magkakaibang mga hamon sa mga tuntunin ng imprastraktura, pagtanggap ng consumer, mga epekto sa grid, kapanahunan at pagiging maaasahan ng teknolohiya, at driving range (ang dami na kailangan para sa sapat na hydrogen kumpara sa density ng enerhiya ng baterya para sa mga de-koryenteng sasakyan).
Ang mga de-koryenteng sasakyan ng baterya ay hindi pa angkop na kapalit para sa bawat sasakyan sa ating mga kalsada. Ngunit batay sa teknolohiyang magagamit ngayon, malinaw na ang isang malaking bahagi ng kasalukuyang fleet ay maaaring lumipat upang maging de-koryenteng baterya, kabilang ang maraming mga kotse, bus, at mga short-haul na trak.
Ang nasabing transisyon ay kumakatawan sa isang makatwiran, matatag at matipid na diskarte para sa paghahatid ng makabuluhang pagbawas sa emisyon ng transportasyon na kinakailangan sa loob ng maikling panahon na binalangkas ng Intergovernmental Panel on Climate Change's kamakailang ulat sa pagpigil sa pag-init ng mundo sa 1.5 ℃, habang binabawasan din ang mga gastos sa transportasyon.
Kasama ng iba pang teknolohiyang matipid sa enerhiya, gaya ng direktang pagluluwas ng nababagong kuryente sa ibang bansa, titiyakin ng mga de-koryenteng sasakyan na ang renewable energy na nalilikha natin sa mga darating na dekada ay gagamitin para mabawasan ang pinakamaraming emisyon, sa lalong madaling panahon.
Samantala, ang pananaliksik ay dapat magpatuloy sa mga opsyon na mahusay sa enerhiya para sa mga long-distance na trak, pagpapadala at sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang mas malawak na papel para sa parehong hydrogen at electrification sa pagbabawas ng mga emisyon. sa iba pang sektor ng ekonomiya.
Kasama ang Federal Senate Select Committee on Electric Vehicles nakatakdang ihatid ang huling ulat nito sa Disyembre 4, sana ay hindi nakalimutan ang patuloy na kahalagahan ng kahusayan ng enerhiya sa transportasyon.
Tungkol sa Ang May-akda
Jake Whitehead, Research Fellow, Ang University of Queensland; Robin Smit, Adjunct na propesor, Ang University of Queensland, at Simon Washington, Propesor at Pinuno ng School of Civil Engineering, Ang University of Queensland
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
libro_teknolohiya
