Waarom voertuigen op batterijen beter opstapelen dan waterstof

Waarom batterijvermogen Waarom batterijvoertuigen beter opstapelen Een elektrisch voertuig op batterijen in het wagenpark van de Universiteit van Queensland. CC BY-SA

Lage energie-efficiëntie is al een groot probleem voor benzine- en dieselvoertuigen. Gewoonlijk is slechts 20% van het totaal well-to-wheel energie wordt eigenlijk gebruikt om deze voertuigen van stroom te voorzien. Het andere 80% gaat verloren door oliewinning, raffinage, transport, verdamping en motorwarmte. Deze lage energie-efficiëntie is de belangrijkste reden waarom voertuigen op fossiele brandstoffen emissie-intensief zijn en relatief duur om te rijden.

Met dit in gedachten wilden we de energie-efficiëntie van elektrische en waterstofvoertuigen begrijpen als onderdeel van een recente paper in het Luchtkwaliteit en klimaatverandering Journal.

Elektrische voertuigen stapelen zich het best op

Op basis van een brede scan van onderzoeken wereldwijd, hebben we vastgesteld dat elektrische voertuigen met batterij aanzienlijk minder energieverliezen hebben in vergelijking met andere voertuigtechnologieën. Interessant is echter de well-to-wheel-verliezen van voertuigen met waterstofbrandstofcellen bleken bijna net zo hoog te zijn als voertuigen op fossiele brandstoffen.

Waarom voertuigen op batterijen beter opstapelen dan waterstof Gemiddelde well-to-wheel energieverliezen door verschillende voertuigaandrijftechnologieën, met typische waarden en bereiken. Opmerking: deze cijfers houden rekening met productie, transport en aandrijving, maar houden geen rekening met de energiebehoeften van de productie, die momenteel marginaal hoger zijn voor voertuigen met elektrische en waterstofbrandstofcellen in vergelijking met voertuigen met fossiele brandstof.

In het begin lijkt dit aanzienlijke verschil in efficiëntie verrassend, gezien de recente aandacht voor het gebruik van waterstof voor transport.

Terwijl de meeste waterstof vandaag (en voor de nabije toekomst) is geproduceerd uit fossiele brandstoffen, is een nulemissiepad mogelijk als hernieuwbare energie wordt gebruikt om:

Hierin ligt een van de belangrijke uitdagingen bij het benutten van waterstof voor transport: er zijn veel meer stappen in het energie-levenscyclusproces, vergeleken met het eenvoudiger, directe gebruik van elektriciteit in elektrische voertuigen op batterijen.

Elke stap in het proces leidt tot een energieverlies en dus een efficiëntieverlies. De som van deze verliezen verklaart uiteindelijk waarom voertuigen op waterstofbrandstofcellen gemiddeld drie tot vier keer meer energie nodig hebben dan elektrische voertuigen op batterijen per afgelegde kilometer.

Invloed elektriciteitsnet

De toekomstige betekenis van lage energie-efficiëntie wordt duidelijker bij onderzoek van de mogelijke effecten van het elektriciteitsnet. Als de bestaande 14 miljoen lichte voertuigen van Australië elektrisch zouden zijn, zouden ze ongeveer 37 terawattuur (TWh) elektriciteit per jaar nodig hebben - een toename van 15% in de nationale elektriciteitsproductie (ongeveer gelijk aan de bestaande jaarlijkse hernieuwbare generatie van Australië).

Maar als dezelfde vloot zou worden omgezet om op waterstof te rijden, zou het meer dan vier keer de elektriciteit nodig hebben: ongeveer 157 TWh per jaar. Dit zou een toename van 63% van de nationale elektriciteitsproductie met zich meebrengen.

Een recente Infrastructuur Victoria rapport kwam tot een vergelijkbare conclusie. Het berekende dat een volledige overgang naar waterstof in 2046 - voor zowel lichte als zware voertuigen - 64 TWh elektriciteit zou vereisen, het equivalent van een 147% toename van het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van Victoria. Batterij-elektrische voertuigen zouden ondertussen ongeveer een derde van het bedrag (22 TWh) nodig hebben.

Sommigen beweren dat energie-efficiëntie in de toekomst niet langer belangrijk zal zijn, omdat sommige voorspellingen suggereren dat Australië zou kunnen bereiken 100% hernieuwbare energie zodra de 2030s. Hoewel het huidige politieke klimaat suggereert dat dit een uitdaging zal zijn, zelfs als de overgang plaatsvindt, zullen er concurrerende eisen zijn voor hernieuwbare energie tussen sectoren, wat het blijvende belang van energie-efficiëntie benadrukt.

Er moet ook worden erkend dat hogere energie-eisen zich vertalen in hogere energieprijzen. Zelfs als waterstof in de toekomst prijspariteit met benzine of diesel zou bereiken, zouden elektrische voertuigen 70-90% goedkoper blijven rijden, vanwege hun hogere energie-efficiëntie. Dit zou het gemiddelde Australische huishouden redden meer dan A $ 2,000 per jaar.

Pragmatisch plan voor de toekomst

Ondanks de duidelijke energie-efficiëntievoordelen van elektrische voertuigen boven waterstofvoertuigen, is de waarheid dat er geen zilveren kogel is. Beide technologieën worden geconfronteerd met verschillende uitdagingen op het gebied van infrastructuur, consumentenacceptatie, impact op het netwerk, technologische volwassenheid en betrouwbaarheiden rijbereik (de volume nodig voor voldoende waterstof vergeleken met de batterij-energiedichtheid voor elektrische voertuigen).

Elektrische voertuigen op batterijen zijn nog geen geschikte vervanging voor elk voertuig op onze wegen. Maar op basis van de vandaag beschikbare technologie is het duidelijk dat een aanzienlijk deel van de huidige vloot zou kunnen overgaan op batterij-elektrisch, inclusief veel auto's, bussen en vrachtwagens voor korte afstanden.

Een dergelijke overgang vertegenwoordigt een verstandige, robuuste en kostenefficiënte aanpak voor het realiseren van de aanzienlijke transportemissiereducties die nodig zijn binnen de korte tijdsbestekken die zijn geschetst door het recente Intergovernmental Panel on Climate Change rapport over beperking van de opwarming van de aarde tot 1.5 ℃, terwijl ook de transportkosten worden verlaagd.

Samen met andere energiezuinige technologieën, zoals de directe export van hernieuwbare elektriciteit naar het buitenland, zullen elektrische voertuigen op batterijen ervoor zorgen dat de hernieuwbare energie die we de komende decennia opwekken, wordt gebruikt om de grootste hoeveelheid emissies zo snel mogelijk te verminderen.

Ondertussen moet onderzoek worden gedaan naar energie-efficiënte opties voor vrachtwagens over lange afstanden, schepen en vliegtuigen, en naar de bredere rol voor zowel waterstof als elektrificatie bij het verminderen van emissies in andere sectoren van de economie.

Met de Federale Senaat Select Commissie voor elektrische voertuigen Laten we hopen dat het definitieve rapport op december 4 wordt afgeleverd, laten we hopen dat het blijvende belang van energie-efficiëntie in het vervoer niet is vergeten.The Conversation

Over de auteur

Jake Whitehead, Research Fellow, De universiteit van Queensland; Robin Smit, adjunct-professor, De universiteit van Queenslanden Simon Washington, hoogleraar en hoofd van de civiele techniek, De universiteit van Queensland

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

NIEUWSTE VIDEO'S

De grote klimaatmigratie is begonnen
De grote klimaatmigratie is begonnen
by Super User
De klimaatcrisis dwingt duizenden over de hele wereld te vluchten omdat hun huizen steeds onbewoonbaarder worden.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan NWilliams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
by Toby Tyrrell
Het kostte de evolutie 3 of 4 miljard jaar om Homo sapiens te produceren. Als het klimaat maar één keer volledig was mislukt in die ...
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
by Brice Rea
Het einde van de laatste ijstijd, zo'n 12,000 jaar geleden, werd gekenmerkt door een laatste koude fase genaamd de Jongere Dryas.…
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel je voor dat je aan de kust bent en uitkijkt over zee. Voor je ligt 100 meter kaal zand dat eruitziet als een ...
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
by Richard Ernst
We kunnen veel leren over klimaatverandering van Venus, onze zusterplaneet. Venus heeft momenteel een oppervlaktetemperatuur van ...
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...

LAATSTE ARTIKELEN

groene energie2 3
Vier groene waterstofkansen voor het middenwesten
by Christelijke Tae
Om een ​​klimaatcrisis af te wenden, zal het Midwesten, net als de rest van het land, zijn economie volledig koolstofarm moeten maken door...
ug83qrfw
Grote barrière om respons te eisen moet worden beëindigd
by John Moore, op aarde
Als federale regelgevers het juiste doen, kunnen elektriciteitsklanten in het Midwesten binnenkort misschien geld verdienen terwijl ...
bomen om te planten voor het klimaat
Plant deze bomen om het stadsleven te verbeteren
by Mike Williams-Rice
Een nieuwe studie stelt levende eiken en Amerikaanse platanen vast als kampioenen onder 17 "superbomen" die zullen helpen steden te maken ...
Noordzee zeebodem
Waarom we de geologie van de zeebodem moeten begrijpen om de wind te benutten?
by Natasha Barlow, universitair hoofddocent quartaire milieuverandering, Universiteit van Leeds
Voor elk land dat gezegend is met gemakkelijke toegang tot de ondiepe en winderige Noordzee, zal offshore wind de sleutel zijn om te voldoen aan de netto ...
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
by Bart Johnson, hoogleraar landschapsarchitectuur, Universiteit van Oregon
Een wildvuur brandde in heet, droog bergbos op 4 augustus door de Gold Rush-stad Greenville, Californië, ...
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
by Alvin Lin
Tijdens de klimaattop van de leider in april beloofde Xi Jinping dat China “de kolengestookte energie strikt zal controleren …
Blauw water omringd door dood wit gras
Kaart volgt 30 jaar extreme sneeuwsmelt in de VS
by Mikayla Mace-Arizona
Een nieuwe kaart van extreme sneeuwsmeltgebeurtenissen in de afgelopen 30 jaar verduidelijkt de processen die snel smelten veroorzaken.
Een vliegtuig laat rode brandvertrager op een bosbrand vallen terwijl brandweerlieden die langs een weg geparkeerd staan ​​omhoog kijken naar de oranje lucht
Model voorspelt 10-jarige uitbarsting van natuurbrand, daarna geleidelijke afname
by Hannah Hickey-U. Washington
Een blik op de toekomst van bosbranden op de lange termijn voorspelt een eerste ruwweg tien jaar durende uitbarsting van natuurbrandactiviteit, ...

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.