لماذا المركبات التي تعمل بالبطاريات تكدس أفضل من الهيدروجين

لماذا Battery-powerWhy المركبات التي تعمل بالبطاريات تتكدس بشكل أفضل بطارية السيارة الكهربائية في أسطول المركبات في جامعة كوينزلاند. CC BY-ND

يمثل انخفاض كفاءة استخدام الطاقة مشكلة كبيرة بالفعل بالنسبة لمركبات البنزين والديزل. عادة ، فقط 20 ٪ من المجموع جيد إلى عجلة يتم استخدام الطاقة في الواقع لتشغيل هذه المركبات. يتم فقد 80٪ الآخر من خلال استخراج الزيت وتحسينه ونقله وتبخره وحرارة المحرك. هذه الكفاءة في استخدام الطاقة المنخفضة هي السبب الرئيسي لكون مركبات الوقود الأحفوري كثيفة الانبعاثات ، ومكلفة التشغيل نسبيًا.

مع وضع هذا في الاعتبار ، لقد انطلقنا لفهم كفاءة استخدام الطاقة في المركبات الكهربائية والهيدروجينية كجزء من ورقة الزوار نشرت في مجلة جودة الهواء وتغير المناخ.

المركبات الكهربائية تكدس أفضل

بناءً على مسح واسع النطاق للدراسات على مستوى العالم ، وجدنا أن السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات لديها خسائر طاقة أقل بكثير مقارنة بتقنيات المركبات الأخرى. ومن المثير للاهتمام ، ومع ذلك ، فإن الخسائر إلى عجلة القيادة من مركبات خلايا وقود الهيدروجين تم العثور على ما يقرب من ارتفاع مثل مركبات الوقود الأحفوري.

لماذا المركبات التي تعمل بالبطاريات تكدس أفضل من الهيدروجين متوسط ​​خسائر الطاقة من عجلة إلى أخرى من تقنيات دفع المركبات المختلفة ، والتي تظهر القيم والنطاقات النموذجية. ملحوظة: تمثل هذه الأرقام الإنتاج والنقل والدفع ، ولكنها لا تستوعب متطلبات الطاقة التصنيعية ، والتي تعد حاليًا أعلى بشكل هامشي بالنسبة لمركبات خلايا الوقود الكهربائية والهيدروجينية مقارنة بمركبات الوقود الأحفوري.

في البداية ، قد يبدو هذا الاختلاف الكبير في الكفاءة مفاجئًا ، بالنظر إلى الاهتمام الأخير باستخدام الهيدروجين للنقل.

بينما معظم الهيدروجين اليوم (وبالنسبة للمستقبل المنظور) ينتج من الوقود الحفري، يكون مسار انبعاثات صفرية ممكنًا إذا تم استخدام الطاقة المتجددة من أجل:

هنا يكمن أحد التحديات الكبيرة في تسخير الهيدروجين للنقل: هناك العديد من الخطوات في عملية دورة حياة الطاقة ، مقارنة بالاستخدام الأبسط والمباشر للكهرباء في المركبات التي تعمل بالبطاريات.

كل خطوة في العملية تفرض عقوبة طاقة ، وبالتالي خسارة كفاءة. يفسر مجموع هذه الخسائر في النهاية سبب حاجة مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية ، في المتوسط ​​، إلى طاقة بثلاثة إلى أربعة أضعاف طاقة المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات لكل كيلومتر يتم قطعه.

تأثيرات شبكة الكهرباء

يتم توضيح الأهمية المستقبلية لفعالية الطاقة المنخفضة عند فحص تأثيرات شبكة الكهرباء المحتملة. إذا كانت 14 مليون مركبة خفيفة في أستراليا تعمل بالكهرباء ، فستحتاج إلى حوالي 37 terawatt-hour (TWh) من الكهرباء سنويًا - بزيادة 15٪ في توليد الكهرباء الوطني (أي ما يعادل تقريبًا جيل أستراليا المتجدد السنوي الحالي).

ولكن إذا تم تحويل هذا الأسطول نفسه ليتم تشغيله على الهيدروجين ، فستحتاج إلى أكثر من أربعة أضعاف الطاقة الكهربائية: 157 تقريبًا سنويًا. وهذا يستلزم زيادة بنسبة 63٪ في توليد الكهرباء على المستوى الوطني.

A الأخيرة تقرير البنية التحتية فيكتوريا وصلت إلى استنتاج مماثل. حسبت أن الانتقال الكامل إلى الهيدروجين في 2046 - لكل من المركبات الخفيفة والثقيلة - سيتطلب 64 TWh من الكهرباء ، أي ما يعادل زيادة 147٪ في استهلاك فيكتوريا السنوي للكهرباء. وفي الوقت نفسه ، تتطلب المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات حوالي ثلث الكمية (22 TWh).

قد يجادل البعض بأن كفاءة استخدام الطاقة لن تكون مهمة في المستقبل بالنظر إلى أن بعض التوقعات تشير إلى أن أستراليا قد تصل 100٪ الطاقة المتجددة بمجرد 2030s. في حين أن المناخ السياسي الحالي يشير إلى أن هذا سيكون تحديًا ، حتى مع حدوث الانتقال ، ستكون هناك مطالب متنافسة على الطاقة المتجددة بين القطاعات ، مما يؤكد على الأهمية المستمرة لكفاءة الطاقة.

يجب أيضًا إدراك أن متطلبات الطاقة المرتفعة تترجم إلى ارتفاع أسعار الطاقة. حتى لو وصل الهيدروجين إلى السعر مع البنزين أو الديزل في المستقبل ، فإن المركبات الكهربائية ستبقى 70-90٪ أرخص للتشغيل ، بسبب كفاءتها العالية في استخدام الطاقة. هذا من شأنه أن ينقذ الأسرة الأسترالية المتوسطة أكثر من $ 2,000 كل عام.

خطة عملية للمستقبل

على الرغم من مزايا كفاءة الطاقة الواضحة للسيارات الكهربائية على المركبات الهيدروجينية ، فإن الحقيقة هي أنه لا توجد رصاصة فضية. تواجه كلتا التقنيتين تحديات مختلفة من حيث البنية التحتية ، وقبول المستهلك ، وتأثيرات الشبكة ، نضج التكنولوجيا والموثوقية، ومجموعة القيادة ( حجم اللازمة للهيدروجين كافية مقارنة مع كثافة طاقة البطارية للسيارات الكهربائية).

لم تعد المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات بديلاً مناسبًا لكل مركبة على طرقاتنا. ولكن استنادًا إلى التكنولوجيا المتاحة اليوم ، من الواضح أن نسبة كبيرة من الأسطول الحالي يمكن أن تتحول إلى بطارية تعمل بالكهرباء ، بما في ذلك العديد من السيارات ، الحافلاتو شاحنات قصيرة المدى.

مثل هذا الانتقال يمثل نهجا معقولا وقويا وفعال من حيث التكلفة لتقديم تخفيضات كبيرة في انبعاثات النقل المطلوبة خلال الأطر الزمنية القصيرة التي حددها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ مؤخرا تقرير عن تقييد الاحتباس الحراري إلى 1.5 ℃، مع تقليل تكاليف النقل.

جنبا إلى جنب مع غيرها من التقنيات الموفرة للطاقة ، مثل التصدير المباشر للكهرباء المتجددة في الخارج، ستضمن المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات استخدام الطاقة المتجددة التي نولدها على مدار العقود القادمة لتقليل أكبر قدر من الانبعاثات في أسرع وقت ممكن.

وفي الوقت نفسه ، ينبغي أن يستمر البحث في خيارات موفرة للطاقة للشاحنات بعيدة المدى والشحن والطائرات ، وكذلك الدور الأوسع للهيدروجين والكهرباء في الحد من الانبعاثات. عبر قطاعات أخرى من الاقتصاد.

مع ال لجنة اختيار مجلس الشيوخ الفيدرالي للسيارات الكهربائية من المقرر تقديم تقريرها النهائي في ديسمبر 4 ، فلنأمل في أن الأهمية المستمرة لكفاءة الطاقة في النقل لم يتم نسيانها.المحادثة

نبذة عن الكاتب

جيك وايتهيد ، زميل أبحاث ، جامعة كوينزلاند. روبن سميت ، أستاذ مساعد ، جامعة كوينزلاند، وسيمون واشنطن ، أستاذ ورئيس كلية الهندسة المدنية ، جامعة كوينزلاند

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةرمز youtubeرمز الانستغرامرمز pintrestأيقونة آر إس إس

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

أحدث الفيديوهات

بدأت الهجرة المناخية الكبرى
بدأت الهجرة المناخية الكبرى
by معلن
تجبر أزمة المناخ الآلاف حول العالم على الفرار حيث أصبحت منازلهم غير صالحة للسكن بشكل متزايد.
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
by آلان وليامز ، وآخرون
يذكر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أنه بدون انخفاض كبير ...
ظلت الأرض صالحة للسكنى لمليارات السنين - بالضبط ما مدى حظنا؟
ظلت الأرض صالحة للسكنى لمليارات السنين - بالضبط ما مدى حظنا؟
by توبي تيريل
استغرق التطور 3 أو 4 بلايين سنة لإنتاج الإنسان العاقل Homo sapiens. إذا كان المناخ قد فشل مرة واحدة فقط في ذلك ...
كيف يمكن لرسم خرائط الطقس قبل 12,000 عام أن يساعد في التنبؤ بتغير المناخ في المستقبل
كيف يمكن لرسم خرائط الطقس قبل 12,000 عام أن يساعد في التنبؤ بتغير المناخ في المستقبل
by برايس ريا
تميزت نهاية العصر الجليدي الأخير ، منذ حوالي 12,000 عام ، بمرحلة باردة نهائية تسمى أصغر درياس. ...
من المقرر أن ينخفض ​​بحر قزوين بمقدار 9 أمتار أو أكثر هذا القرن
من المقرر أن ينخفض ​​بحر قزوين بمقدار 9 أمتار أو أكثر هذا القرن
by فرانك ويسلينج وماتيو لاتوادا
تخيل أنك على الساحل وتطل على البحر. أمامك 100 متر من الرمال القاحلة التي تبدو وكأنها ...
كانت كوكب الزهرة شبيهة بالأرض مرة أخرى ، لكن تغير المناخ جعلها غير صالحة للسكن
كانت كوكب الزهرة شبيهة بالأرض مرة أخرى ، لكن تغير المناخ جعلها غير صالحة للسكن
by ريتشارد ارنست
يمكننا تعلم الكثير عن تغير المناخ من كوكب الزهرة ، كوكبنا الشقيق. تبلغ درجة حرارة سطح الزهرة حاليًا ...
خمسة معتقدات مناخية: دورة مكثفة في التضليل المناخي
المعتقدات المناخية الخمسة: دورة مكثفة في التضليل المناخي
by جون كوك
هذا الفيديو عبارة عن دورة تدريبية مكثفة في المعلومات الخاطئة عن المناخ ، ويلخص الحجج الرئيسية المستخدمة للتشكيك في الواقع ...
لم يكن القطب الشمالي دافئًا على هذا النحو لمدة 3 ملايين عام وهذا يعني تغييرات كبيرة للكوكب
لم يكن القطب الشمالي دافئًا على هذا النحو لمدة 3 ملايين عام وهذا يعني تغييرات كبيرة للكوكب
by جولي بريغهام جريت وستيف بيتش
في كل عام ، يتقلص الغطاء الجليدي البحري في المحيط المتجمد الشمالي إلى نقطة منخفضة في منتصف سبتمبر. هذا العام يقيس 1.44 فقط ...

أحدث المقالات

الطاقة الخضراء 2 3
أربع فرص للهيدروجين الأخضر للغرب الأوسط
by كريستيان تاي
لتجنب أزمة المناخ ، سيحتاج الغرب الأوسط ، مثل بقية البلاد ، إلى إزالة الكربون من اقتصادها بالكامل عن طريق ...
ug83qrfw
حاجز رئيسي أمام طلب الاستجابة يحتاج إلى إنهاء
by جون مور على الأرض
إذا فعل المنظمون الفيدراليون الشيء الصحيح ، فقد يتمكن عملاء الكهرباء في الغرب الأوسط قريبًا من كسب المال بينما ...
الأشجار للزراعة من أجل المناخ 2
ازرع هذه الأشجار لتحسين حياة المدينة
by مايك وليامز رايس
توصلت دراسة جديدة إلى أن أشجار البلوط الحية والجميز الأمريكي أبطال من بين 17 "شجرة خارقة" من شأنها أن تساعد في جعل المدن ...
قاع البحر الشمالي
لماذا يجب أن نفهم جيولوجيا قاع البحار لتسخير الرياح
by ناتاشا بارلو ، أستاذ مشارك في التغيير البيئي الرباعي ، جامعة ليدز
بالنسبة إلى أي بلد ينعم بسهولة الوصول إلى بحر الشمال الضحل والرياح ، ستكون الرياح البحرية مفتاحًا للالتقاء بشبكة ...
3 دروس حرائق الغابات لمدن الغابات بينما دمر ديكسي فاير مدينة جرينفيل التاريخية ، كاليفورنيا
3 دروس حرائق الغابات لمدن الغابات بينما دمر ديكسي فاير مدينة جرينفيل التاريخية ، كاليفورنيا
by بارت جونسون ، أستاذ هندسة المناظر الطبيعية ، جامعة أوريغون
اجتاح حريق هائل في غابة جبلية حارة وجافة مدينة جولد راش في جرينفيل ، كاليفورنيا ، في 4 أغسطس ، ...
يمكن للصين تحقيق أهداف الطاقة والمناخ التي تحد من طاقة الفحم
يمكن للصين تحقيق أهداف الطاقة والمناخ التي تحد من طاقة الفحم
by ألفين لين
في قمة المناخ للزعيم في أبريل ، تعهد شي جين بينغ بأن الصين "ستسيطر بصرامة على الطاقة التي تعمل بالفحم ...
المياه الزرقاء محاطة بالعشب الأبيض الميت
خريطة تتتبع 30 عامًا من الذوبان الشديد للثلوج في جميع أنحاء الولايات المتحدة
by ميكايلا ميس أريزونا
توضح خريطة جديدة لأحداث ذوبان الجليد الشديد على مدى الثلاثين عامًا الماضية العمليات التي تؤدي إلى الذوبان السريع.
طائرة تسقط مثبطات حريق حمراء على حريق غابة بينما ينظر رجال الإطفاء المتوقفون على طول الطريق إلى السماء البرتقالية
يتوقع النموذج اندلاع حرائق الغابات لمدة 10 سنوات ، ثم انخفاض تدريجي
by هانا هيكي يو. واشنطن
تتنبأ نظرة على مستقبل حرائق الغابات على المدى الطويل بحدوث انفجار أولي لنشاط حرائق الغابات لمدة عقد تقريبًا ، ...

 احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

مجلة أسبوعية يوميا الإلهام

مواقف جديدة - إمكانيات جديدة

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf سوق
حقوق التأليف والنشر © 1985 - 2021 إينيرسيلف المنشورات. كل الحقوق محفوظة.