퀸즐랜드 대학교 차량 차량의 배터리 전기 자동차. CC의 BY-ND
낮은 에너지 효율은 이미 가솔린 및 디젤 차량의 주요 문제입니다. 일반적으로 전체의 20 % 만 우물 에너지는 실제로이 차량에 동력을 공급하는 데 사용됩니다. 다른 80 %는 오일 추출, 정제, 운송, 증발 및 엔진 열을 통해 손실됩니다. 이러한 낮은 에너지 효율은 화석 연료 차량이 배출 집약적이며 상대적으로 비용이 많이 드는 주된 이유입니다.
이를 염두에두고, 우리는 전기 자동차와 수소 자동차의 에너지 효율을 최근 논문 에 게시 대기 질 및 기후 변화 저널.
전기 자동차가 가장 잘 쌓입니다
전 세계적으로 광범위한 연구 결과를 토대로 배터리 전기 자동차는 다른 자동차 기술에 비해 에너지 손실이 현저히 낮습니다. 그러나 흥미롭게도 휠의 손실은 수소 연료 전지 차량 화석 연료 차량만큼 높은 것으로 밝혀졌습니다.
다양한 차량 구동계 기술에서 평균 휠 간 에너지 손실이 발생하여 일반적인 값과 범위가 표시됩니다. 참고 :이 수치는 생산, 운송 및 추진을 설명하지만 현재 화석 연료 차량에 비해 전기 및 수소 연료 전지 차량에 대해 약간 높은 제조 에너지 요구 사항을 포착하지는 않습니다.
처음에, 수송에 수소를 사용하는 것에 대한 최근의 관심을 고려할 때, 이러한 상당한 효율 차이는 놀라운 것처럼 보일 수있다.
오늘날 대부분의 수소는그리고 가까운 미래를 위해)는 화석 연료재생 가능한 에너지를 사용하여 다음을 수행하는 경우 배출 제로 (zero-emission) 경로가 가능합니다.
수소를 경제적 인 양으로 액화 또는 압축 (1 kg의 수소는 표준 대기압에서 12 입방 미터를 차지합니다; 1 kg의 수소 = 대략 100km 주행 범위)
그리고 마지막으로 수소를 연료 전지 차량으로 전달합니다.
여기에는 운송을 위해 수소를 활용하는 데있어 중요한 과제 중 하나가있다. 배터리 수명이 짧고 배터리 전기 자동차에 전기를 직접 사용하는 것과 비교하여 에너지 수명주기 프로세스에는 더 많은 단계가있다.
프로세스의 각 단계는 에너지 패널티를 초래하므로 효율 손실이 발생합니다. 이러한 손실의 합은 궁극적으로 왜 킬로미터 당 수소 연료 전지 차량이 배터리 전기 차량보다 3-4 배 더 많은 에너지를 필요로하는지 설명합니다.
전력망 영향
잠재적 인 전력망 영향을 조사 할 때 낮은 에너지 효율의 미래 중요성이 더 명확 해집니다. 호주의 기존 14 백만 경차가 전기 인 경우 연간 약 37 테라 와트시 (TWh)의 전기가 필요합니다. 이는 국가 발전량의 15 % 증가 (오스트레일리아의 기존 연간 재생 가능 발전량과 거의 동일)입니다.
그러나이 같은 함대가 수소로 운행되도록 전환되면 전기는 약 4 배 이상 필요합니다. 매년 약 157 TWh입니다. 이는 국가 발전량의 63 % 증가를 수반합니다.
최근 인프라 빅토리아 보고서 비슷한 결론에 도달했습니다. 경량 및 대형 차량 모두 2046에서 수소로 완전히 전환하려면 빅토리아의 연간 전력 소비가 64 % 증가한 것과 동일한 147 TWh의 전기가 필요하다고 계산했습니다. 한편, 배터리 전기 자동차는 대략 3 분의 1 (22 TWh)이 필요합니다.
일부 예측에 따르면 호주가 도달 할 수 있다고 예측하면 에너지 효율은 더 이상 중요하지 않을 것이라고 주장 할 수도 있습니다. 100가 나 오자마자 2030 % 재생 가능 에너지. 현재의 정치 상황은 이것이 어려울 것이라는 것을 시사하지만, 전환이 발생하더라도 에너지 효율의 중요성을 강조하면서 부문 간 재생 에너지에 대한 경쟁 요구가있을 것입니다.
또한 높은 에너지 요구 사항은 높은 에너지 가격을 의미합니다. 미래에 수소가 휘발유 나 디젤과 가격 차이에 도달하더라도, 전기 자동차는 높은 에너지 효율로 인해 70-90 % 더 저렴하게 운영 할 수 있습니다. 이것은 평균 호주 가정을 구할 것입니다 연간 A $ 2,000 이상.
미래를위한 실용적인 계획
수소 차량에 비해 전기 자동차의 명백한 에너지 효율 이점에도 불구하고, 사실은 탄환이 없다. 두 기술 모두 인프라, 소비자 수용, 그리드 영향, 기술 성숙도와 신뢰성주행 범위 ( 충분한 수소에 필요한 부피 전기 자동차의 배터리 에너지 밀도와 비교).
배터리 전기 자동차는 아직 도로에있는 모든 차량을 대체 할 수있는 것은 아닙니다. 그러나 현재 이용 가능한 기술에 따르면 현재 차량의 상당 부분이 많은 자동차를 포함하여 배터리 전기로 전환 될 수 있음이 분명합니다. 버스의 메이크업 시연, 그리고 한국에서 사랑을 담아 보낸 단거리 트럭.
이러한 전환은 최근 기후 변화에 관한 정부 간 패널에 의해 요약 된 짧은 시간 내에 필요한 상당한 수송 배출 감소를 제공하기위한 현명하고 강력하며 비용 효율적인 접근법을 나타냅니다. 1.5 ℃에 대한 지구 온난화 억제에 관한 보고서운송 비용도 줄입니다.
다른 에너지 효율적인 기술과 함께 재생 가능 에너지를 해외로 직접 수출배터리 전기 자동차는 향후 수십 년 동안 우리가 생성하는 재생 가능 에너지가 최대한 빨리 최대한의 배출량을 줄이는 데 사용되도록 보장 할 것입니다.
한편, 장거리 트럭, 운송 및 항공기를위한 에너지 효율적인 옵션과 배출 감소에있어 수소 및 전기 화에 대한 광범위한 역할에 대한 연구가 계속되어야합니다. 경제의 다른 부문에 걸쳐.
와 더불어 전기 자동차에 대한 연방 상원 선정위원회 12 월 4에 최종 보고서를 제공 할 예정으로, 운송에서 에너지 효율의 지속적인 중요성이 잊혀지지 않기를 바랍니다.
저자에 관하여
제이크 화이트 헤드, 연구원 퀸즐랜드 대학교; 겸임 교수 인 Robin Smit 퀸즐랜드 대학교그리고 Simon Washington, 토목 공학과 교수 및 책임자, 퀸즐랜드 대학교
이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.
books_technology
