Samfund ville være bedre stillet med at investere i elektriske køretøjer, der kører på batterier i stedet for brintceller. Grunden? Brint giver få ekstra energifordele udover ren transport.

For en ny undersøgelse sammenlignede forskere de to typer biler i en hypotetisk fremtid, hvor prisen på elektriske køretøjer er billigere.

"Vi så på, hvordan storstilt anvendelse af elektriske køretøjer ville påvirke det samlede energiforbrug i et samfund til bygninger såvel som transport," siger hovedforfatter Markus Felgenhauer, en doktorand ved Technical University of Munich (TUM) og tidligere besøgende lærd ved Stanford University Global Climate and Energy Project (GCEP).

"Vi fandt ud af, at investering i helelektriske batterikøretøjer er et mere økonomisk valg til reduktion af kuldioxidemissioner, primært på grund af deres lavere omkostninger og betydeligt højere energieffektivitet."

To 'smag'

"Undersøgelser som disse er nødvendige for at identificere de laveste omkostninger og mest effektive veje til dyb dekarbonisering af det globale energisystem," tilføjer undersøgelsesmedforfatter Sally Benson, professor i teknik for energiressourcer ved Stanford og direktør for GCEP.

Elbiler kommer i to varianter: plug-in-biler med genopladelige batterier og brændselscellekøretøjer, der omdanner brintgas til ren elektricitet.

I modsætning til benzindrevne biler udsender batterier og brændselscellekøretøjer nul kulstof, når de køres. Men at implementere dem i stor skala vil kræve en dyr ny infrastruktur til opladning af batterier eller levering af brændstof.

Hvilket reducerer de samlede emissioner til laveste pris?

Et centralt spørgsmål for politikere er, hvilken transportteknologi reducerer de samlede emissioner til de laveste omkostninger - batterier eller brændselsceller? Ud over transport, kunne brintteknologi også give ren energi til opvarmning og belysning af bygninger, som nogle undersøgelser antyder?

Den nye undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Energi, er den første til at behandle begge spørgsmål.

Forskerne fokuserede på Californien, en leder inden for transport af elbiler. I hele landet vokser elektriske biler med popularitet. Men kun få producenter er begyndt at tilbyde brændselscellekøretøjer. For at tilskynde til bredere vedtagelse har staten tildelt mere end 92 millioner dollars til et netværk af 50 brintpåfyldningsstationer inden 2017.

I øjeblikket er ingen af ​​energikilderne helt emissionsfrie. Nogle mennesker oplader deres batteri elbiler ved at tilslutte dem til elnettet, som leverer elektricitet, der hovedsageligt genereres fra kulstofemissionerende fossile brændstoffer.

Ligeledes stammer det meste brintbrændstof fra naturgas gennem en industriel proces, der udsender kuldioxid som et biprodukt. En alternativ enhed, kaldet en elektrolysator, bruger solgenereret elektricitet til at opdele vand i rent brint og ilt, men teknikken er meget energiintensiv og dyr.

Scenarierne

I undersøgelsen skabte forskerne fremtidsscenarier for byen Los Altos Hills, et samfund med omkring 8,000 indbyggere i Santa Clara County.

”Los Altos Hills er kendetegnet ved en usædvanlig høj solgenereringskapacitet i amtet med den højeste andel af elektriske køretøjer i staten,” siger Felgenhauer.

Scenarierne fokuserede på 10 til 20 år i fremtiden, når batteri- og brændselscellekøretøjer forventes at blive brugt meget bredere, og når solenergi og elektrolysatorer er konkurrencedygtige med elnettet.

Et scenario for år 2035 antog, at elektriske køretøjer ville udgøre 38 procent af byens køretøjsflåde. Det antog også, at brændselscellekøretøjer ville blive drevet af lokalt produceret brint fremstillet med den billigste tilgængelige elektricitet, hvad enten det er solgenereret eller hentet fra nettet.

Data om Los Altos Hills blev tilført til en beregningsmodel udviklet af studiemedforfatter Thomas Hamacher, professor i elektro- og computerteknik ved TUM.

”Vi leverede data om mængden af ​​energi, som Los Altos Hills har brug for hele dagen, samt økonomiske data om omkostningerne ved opførelse af nye energiinfrastrukturer,” siger undersøgelsesmedforfatter Matthew Pellow, en tidligere postdoktor fra GCEP nu med Electric Power Research Institute. . ”Vi inkluderede omkostningerne ved fremstilling af solpaneler, elektrolysatorer, batterier og alt andet. Derefter fortalte vi modellen, givet vores scenario for 2035, fortæl os den mest økonomiske måde at imødekomme samfundets samlede energibehov på. ”

For at sammenligne hvert scenaris omkostninger med dets klimafordele beregnede forskerne også de producerede kuldioxidemissioner i hvert enkelt tilfælde.

De vurderede også de potentielle fordele ved at bruge brintinfrastrukturen til at lagre ren energi til brug efter behov. I dagtimerne kan elektrolysatorer producere brint fra overskydende solenergi, der ellers ville gå til spilde. Dette brint kan opbevares og omdannes til vedvarende elektricitet eller bruges som et rent alternativ til naturgas til varme og lette bygninger.

Tydelige resultater

Resultaterne var endelige.

"Med hensyn til de samlede omkostninger fandt vi, at batterier med elektriske køretøjer er bedre end brændselscellekøretøjer til reduktion af emissioner," siger Felgenhauer. ”Analysen viste, at for at være konkurrencedygtige i omkostninger, ville brændselscellekøretøjer skulle være meget lavere end batterikøretøjer.

”Brændselscellekøretøjer vil dog sandsynligvis være betydeligt dyrere end batterikøretøjer i overskuelig fremtid. En anden formodet fordel ved brint - lagring af overskydende solenergi - gik heller ikke ud i vores analyse. Vi fandt ud af, at der i 2035 kun ville blive brugt en lille mængde solbrintlager til opvarmning og belysning af bygninger. ”

Mens undersøgelsen fokuserede på en Bay Area-by, er resultaterne relevante for mange soveværelsessamfund med rigeligt sollys overalt i Californien, skriver forfatterne. De håber at analysere større netværk af samfund i fremtidige undersøgelser og undersøge andre faktorer, der kan påvirke forbrugernes valg, når de beslutter, om de skal købe et batteri eller en brændselscellebil.

"Vores mål er at levere objektiv, datadrevet analyse for at hjælpe med at informere politikere i Californien og andre steder om, hvilken teknologibane der sandsynligvis vil være mere omkostningseffektiv i bekæmpelsen af ​​klimaforandringer," siger Pellow.

BMW Group og Stanford GCEP finansierede arbejdet.

Kilde: Stanford University

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon