Masyarakat akan lebih baik melabur dalam kenderaan elektrik yang berjalan pada bateri dan bukannya sel bahan bakar hidrogen. Sebabnya? Hidrogen menawarkan beberapa faedah tenaga tambahan selain pengangkutan yang bersih.

Untuk kajian baru, penyelidik membandingkan kedua-dua jenis kereta dalam masa depan yang hipotetikal di mana kos kenderaan elektrik lebih murah.

"Kami melihat bagaimana penggunaan angkutan elektrik secara besar-besaran akan memberi kesan kepada jumlah penggunaan tenaga dalam masyarakat, untuk bangunan dan juga pengangkutan," kata penulis utama Markus Felgenhauer, calon doktor di Universiti Teknikal Munich (TUM) dan bekas lawatan sarjana di Projek Iklim dan Tenaga Global Stanford University (GCEP).

"Kami mendapati bahawa melabur dalam kenderaan bateri semua elektrik adalah pilihan yang lebih ekonomik untuk mengurangkan pelepasan karbon dioksida, terutamanya disebabkan oleh kos yang lebih rendah dan kecekapan tenaga yang jauh lebih tinggi."

Dua 'rasa'

"Pengajian seperti ini diperlukan untuk mengenal pasti kos terendah dan laluan yang paling cekap untuk penyahkekalan dalam sistem tenaga global," tambah penerbit kajian Sally Benson, profesor kejuruteraan sumber tenaga di Stanford dan pengarah GCEP.

Kenderaan elektrik datang dalam dua perisa: kereta plug-in dengan bateri boleh dicas semula, dan kenderaan sel bahan bakar yang menukar gas hidrogen menjadi elektrik bersih.

Tidak seperti kereta bertenaga petrol, bateri dan kenderaan sel bahan api mengeluarkan sifar karbon apabila didorong. Tetapi menggerakkannya pada skala akan memerlukan infrastruktur baru yang mahal untuk mengecas bateri atau menyampaikan bahan api hidrogen.

Mengurangkan jumlah pelepasan dengan kos terendah?

Persoalan utama bagi penggubal dasar adalah, yang teknologi pengangkutan memotong jumlah pelepasan pada bateri kos rendah atau bahan bakar? Di luar pengangkutan, bolehkah teknologi hidrogen juga menyediakan tenaga bersih untuk pemanasan dan bangunan pencahayaan, seperti yang dicadangkan beberapa kajian?

Kajian baru yang diterbitkan dalam jurnal Tenaga, adalah yang pertama untuk menangani kedua-dua soalan.

Para penyelidik memberi tumpuan kepada California, seorang pemimpin dalam pengangkutan kenderaan elektrik. Di seluruh negeri, kereta elektrik bateri semakin popular. Tetapi hanya beberapa pengeluar telah mula menawarkan kenderaan sel bahan api. Untuk menggalakkan penggunaan yang lebih luas, negara telah memberi lebih daripada $ 92 juta untuk rangkaian stesen minyak hidrogen-50 oleh 2017.

Pada masa ini, sumber tenaga tidak sepenuhnya bebas. Sesetengah orang mengecas kereta elektrik bateri mereka dengan memasukkan pasang grid kuasa, yang menyampaikan elektrik yang dihasilkan sebahagian besarnya daripada bahan api fosil pemancar karbon.

Begitu juga, kebanyakan bahan api hidrogen berasal dari gas asli melalui proses perindustrian yang memancarkan karbon dioksida sebagai produk sampingan. Peranti alternatif, yang dipanggil elektrolisis, menggunakan elektrik yang dihasilkan oleh solar untuk memecah air menjadi hidrogen dan oksigen bersih, tetapi teknik ini sangat intensif dan mahal.

Senario ini

Dalam kajian itu, penyelidik mencipta senario masa depan untuk bandar Los Altos Hills, sebuah komuniti tentang penduduk 8,000 di Santa Clara County.

"Los Altos Hills dibezakan oleh kapasiti penjanaan solar yang luar biasa tinggi di daerah ini dengan bahagian tertinggi kenderaan elektrik di negeri ini," kata Felgenhauer.

Senario yang difokuskan pada 10 hingga tahun 20 pada masa akan datang, apabila kenderaan bateri dan bahan api dijangka akan digunakan dengan lebih banyak, dan apabila tenaga solar dan elektrolisis berharga kompetitif dengan grid elektrik.

Satu senario untuk tahun 2035 mengandaikan bahawa kenderaan elektrik akan membentuk 38 peratus daripada armada kenderaan bandar. Ia juga mengandaikan bahawa kenderaan sel bahan api akan dikuasakan oleh hidrogen tempatan yang dihasilkan dengan elektrik yang paling murah, sama ada solar dihasilkan atau diperolehi dari grid.

Data mengenai Los Altos Hills diberikan kepada model komputasi yang dikembangkan oleh penulis kajian Thomas Hamacher, seorang profesor kejuruteraan elektrik dan komputer di TUM.

"Kami menyediakan data tentang jumlah tenaga Los Altos Hills keperluan sepanjang hari, serta data kewangan mengenai kos pembinaan infrastruktur tenaga baru," kata pensyarah kajian Matthew Pellow, seorang bekas sarjana pasca doktoral GCEP sekarang dengan Institut Penyelidikan Tenaga Listrik . "Kami termasuk kos pembuatan panel solar, elektrolisis, bateri, dan lain-lain lagi. Kemudian kami memberitahu model itu, memandangkan senario kami untuk 2035, memberitahu kami cara paling ekonomik untuk memenuhi permintaan tenaga keseluruhan masyarakat. "

Untuk membandingkan setiap kos senario dengan manfaat iklimnya, para penyelidik juga mengira pelepasan karbon dioksida yang dihasilkan dalam setiap kes.

Mereka juga menilai potensi manfaat menggunakan infrastruktur hidrogen untuk menyimpan tenaga bersih untuk digunakan apabila diminta. Semasa waktu siang, elektrolisis dapat menghasilkan hidrogen dari kuasa surplus surplus yang akan menjadi sia-sia. Hidrogen itu boleh disimpan dan ditukar kepada elektrik yang boleh diperbaharui, atau digunakan sebagai alternatif yang bersih kepada gas asli untuk bangunan panas dan cahaya.

Jelas keputusan

Hasilnya adalah muktamad.

"Dari segi kos keseluruhan, kami mendapati bahawa kenderaan elektrik bateri lebih baik daripada kenderaan sel bahan api untuk mengurangkan pelepasan," kata Felgenhauer. "Analisis itu menunjukkan bahawa untuk menjadi kompetitif kos, kenderaan sel bahan api harus berharga jauh lebih rendah daripada kenderaan bateri.

"Bagaimanapun, kenderaan sel bahan bakar cenderung jauh lebih mahal daripada kenderaan bateri untuk masa hadapan. Satu lagi manfaat yang sepatutnya untuk menyimpan lebihan hidrogen tenaga suria-tidak ada dalam analisis kami sama ada. Kami mendapati bahawa di 2035, hanya sedikit penyimpanan hidrogen solar yang akan digunakan untuk pemanasan dan bangunan pencahayaan. "

Walaupun kajian itu memberi tumpuan kepada satu bandar Bay Area, hasilnya adalah relevan untuk komuniti banyak bilik tidur dengan banyak cahaya matahari di seluruh California, penulis menulis. Mereka berharap untuk menganalisis rangkaian komuniti yang lebih besar dalam kajian masa depan dan mengkaji faktor-faktor lain yang boleh mempengaruhi pilihan pengguna apabila memutuskan sama ada hendak membeli bateri atau kereta sel bahan api.

"Matlamat kami adalah untuk menyediakan analisis objektif dan data berasaskan data untuk membantu memaklumkan para pembuat dasar di California dan di tempat lain mengenai laluan teknologi mana yang mungkin lebih berkesan dalam memerangi perubahan iklim," kata Pellow.

BMW Group dan Stanford GCEP membiayai kerja itu.

sumber: Universiti Stanford

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon