어느 전기 자동차가 더 푸르게 배터리인가 아니면 연료 전지인가?

어느 전기 자동차가 더 푸르게 배터리인가 아니면 연료 전지인가?

지역 사회는 수소 연료 전지 대신 배터리로 작동하는 전기 자동차에 투자하는 것이 더 낫습니다. 이유? 수소는 깨끗한 운송 외에도 몇 가지 추가적인 에너지 혜택을 제공합니다.

새로운 연구를 위해 연구자들은 전기 자동차의 비용이 더 저렴한 가정 된 미래에 두 종류의 자동차를 비교했다.

Munich 기술 대학 (TUM)의 박사 과정의 Markus Felgenhauer 수석 연구원은 "우리는 전기 자동차의 대규모 채택이 건물뿐 아니라 운송을 위해 지역 사회에서 총 에너지 사용에 어떻게 영향을 주는지 살펴 보았다. 스탠포드 대학 세계 기후 및 에너지 프로젝트 (GCEP)의 장학생.

"우리는 모든 전기 자동차 배터리에 대한 투자가 비용 절감과 에너지 효율 향상으로 인해 이산화탄소 배출량을 줄이기위한보다 경제적 인 선택이라는 사실을 발견했습니다."

두 가지 '맛'

스탠포드의 에너지 자원 공학 교수이자 GCEP의 연구원 인 샐리 벤슨 (Sally Benson) 연구원은 "이러한 연구는 세계 에너지 시스템의 심층 탈 탄소화에 가장 비용이 적게 들고 효율적인 경로를 찾아내는 데 필요하다.

전기 자동차는 충전식 배터리가 장착 된 플러그 인 자동차와 수소 가스를 청정 전력으로 변환하는 연료 전지 자동차의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

휘발유 구동 자동차와 달리 배터리 및 연료 전지 자동차는 구동시 제로 탄소를 배출합니다. 그러나이를 대규모로 배치하려면 배터리를 충전하거나 수소 연료를 공급하는 데 값 비싼 새 인프라가 필요합니다.

가장 저렴한 비용으로 총 배출량을 줄일 수 있습니까?

정책 입안자에게 가장 중요한 질문은 운송 기술로 최저 비용 배터리 또는 연료 전지에서 총 배출량을 줄이는 것입니다. 수송을 넘어서, 수소 기술은 난방 및 조명 건물에 청정 에너지를 제공 할 수있을 것인가?


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저널에 실린 새로운 연구 에너지, 두 가지 질문에 모두 처음으로 답할 수 있습니다.

연구진은 전기 자동차 운송의 선두 주자 인 캘리포니아에 집중했다. 주 전역에서 배터리 전기 자동차가 인기를 얻고 있습니다. 그러나 소수의 제조업체 만이 연료 전지 차량을 제공하기 시작했습니다. 더 많은 채택을 장려하기 위해, 주정부는 92에 의해 50 수소 연료 보급소 네트워크에 대해 2017 백만 달러 이상을 수여했습니다.

현재, 에너지 원은 전적으로 배출 가스가 없다. 어떤 사람들은 탄소 방출 화석 연료에서 생성 된 전기를 공급하는 전력망에 꽂아 배터리 전기 자동차를 충전합니다.

마찬가지로, 대부분의 수소 연료는 부산물로 이산화탄소를 방출하는 산업 과정을 통해 천연 가스에서 파생됩니다. 전기 분해 장치 (electrolyzer) 라 불리는 다른 장치는 물을 깨끗한 수소와 산소로 분리하기 위해 태양 발전 전기를 사용하지만 기술은 에너지 집약적이며 비용이 많이 듭니다.

시나리오

이 연구에서 연구자들은 산타 클라라 카운티의 8,000 주민에 관한 커뮤니티 인 Los Altos Hills의 마을에 대한 미래 시나리오를 만들었습니다.

"로스 알토 스 힐스 (Los Altos Hills)는 주 내에서 전기 자동차의 점유율이 가장 높은이 카운티의 비정상적으로 높은 태양 발전 용량으로 구별됩니다."라고 Felgenhauer는 말합니다.

이 시나리오는 미래에 10에서 20 시대에 초점을 맞추 었는데, 배터리 및 연료 전지 자동차가 훨씬 더 광범위하게 사용될 것으로 예상되며 태양 광 발전 및 전해조가 전기 그리드와 가격 경쟁력을 지닐 것으로 예상됩니다.

2035의 한 시나리오는 전기 자동차가 도시 차량 함대의 38 퍼센트를 차지할 것이라고 추정했습니다. 또한 연료 전지 차량은 가장 저렴한 가용 전력으로 제작 된 국지적으로 생산 된 수소에 의해 전력이 공급 될 것이며 태양 에너지는 발전되거나 그리드에서 얻어 질 것이라고 가정했다.

로스 알토 스 힐스 (Los Altos Hills)에 관한 데이터는 연구 공저자인 Thomas Hamacher (TUM의 전기 및 컴퓨터 공학 교수)가 개발 한 컴퓨터 모델에 입력되었습니다.

"우리는 하루 동안 로스 알토 스 힐스가 필요로하는 에너지 양과 새로운 에너지 인프라 구축 비용에 대한 재무 데이터에 대한 데이터를 제공했습니다"라고 전미 GCEP의 박사후 연구원 인 Matthew Pellow는 전기 공조 연구소 . "우리는 태양 전지 패널, 전해조, 배터리 및 그 밖의 모든 것을 만드는 비용을 포함 시켰습니다. 그런 다음 우리는 2035 시나리오를 고려할 때 커뮤니티의 전체 에너지 수요를 충족시킬 수있는 가장 경제적 인 방법을 제시했습니다. "

각 시나리오의 비용을 기후 혜택과 비교하기 위해 연구자는 각 경우에 생성 된 이산화탄소 배출량도 계산했습니다.

그들은 또한 수요에 따라 사용하기위한 청정 에너지를 저장하기 위해 수소 기반 시설을 사용할 때의 잠재적 이점을 평가했습니다. 낮 시간 동안, 전해조는 낭비 될 수있는 잉여 태양력으로부터 수소를 생산할 수 있습니다. 이 수소는 저장 및 재생 가능 전기로 전환되거나 건물을 가열하고 조명하기 위해 천연 가스의 깨끗한 대안으로 사용됩니다.

결과 지우기

결과는 결정적이었습니다.

"전반적인 비용 측면에서 볼 때, 우리는 배터리 전기 자동차가 연료 전지 차량보다 배출 가스를 줄이는 데 더 유리하다는 것을 발견했습니다."라고 Felgenhauer는 말합니다. "이 분석에 따르면 연료 전지 차량은 가격 경쟁력을 갖추기 위해 배터리 자동차보다 가격이 훨씬 저렴해야했다.

"그러나 연료 전지 자동차는 가까운 장래에 배터리 자동차보다 훨씬 더 비싸다. 수소 저장 잉여 태양 에너지의 또 다른 장점은 우리의 분석에서 밝혀지지 않았습니다. 우리는 2035에서 소량의 태양 수소 저장 시설 만이 난방 및 조명 건물에 사용된다는 것을 발견했습니다. "

이 연구가 베이 지역의 한 마을에 집중되어있는 동안 결과는 캘리포니아 전역의 햇빛이 많은 침실 공동체와 관련이 있습니다. 그들은 향후 연구에서 더 큰 규모의 지역 사회 네트워크를 분석하고 배터리 또는 연료 전지차를 살 것인지 여부를 결정할 때 소비자의 선택에 영향을 줄 수있는 다른 요인을 조사하기를 희망합니다.

"우리의 목표는 객관적이고 데이터 중심의 분석을 제공하여 캘리포니아 및 다른 지역의 정책 입안자에게 어떤 기술 경로가 기후 변화 퇴치에서보다 비용 효율적 일 수 있는지 알려주는 것입니다."라고 Pellow는 말합니다.

BMW Group과 스탠포드 GCEP는이 작업에 자금을 지원했습니다.

출처: Stanford University


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