クイーンズランド大学の車両隊のバッテリー式電気自動車。 BY-ND CC
低エネルギー効率は、ガソリン車やディーゼル車にとってすでに大きな問題です。 通常、全体の20％のみ 車輪に 実際にこれらの車両に電力を供給するためにエネルギーが使用されます。 他の80％は、オイルの抽出、精製、輸送、蒸発、エンジンの熱により失われます。 この低いエネルギー効率は、化石燃料自動車が排出集約型であり、走行コストが比較的高い主な理由です。
これを念頭に置いて、私たちは電気自動車と水素自動車のエネルギー効率を、 最近の論文 に発表され 大気質と気候変動ジャーナル.
電気自動車は最高のスタック
世界的な研究の広範なスキャンに基づいて、バッテリー電気自動車は他の車両技術と比較してエネルギー損失が大幅に低いことがわかりました。 興味深いことに、しかし、 水素燃料電池車 化石燃料車とほぼ同じくらい高いことがわかりました。
典型的な値と範囲を示す、さまざまな車両のドライブトレイン技術からの平均的な車輪から車輪へのエネルギー損失。 注：これらの数値は、生産、輸送、推進を考慮していますが、化石燃料車と比較して電気および水素燃料電池車では現在わずかに高い製造エネルギー要件を捕捉していません。
輸送に水素を使用することに最近注目が集まっていることを考えると、最初は、この大きな効率の違いは驚くべきことに思えるかもしれません。
今日、ほとんどの水素（そして、近い将来に）から生成されます 化石燃料、再生可能エネルギーが次の目的で使用される場合、ゼロエミッション経路が可能です。
水素を液化または圧縮して経済的な量にする （1 kgの水素は、標準大気圧で12立方メートルを占有します。1kgの水素=およそ100 kmの走行範囲）
そして最後に燃料電池車に水素を届けます。
水素を輸送に利用する際の重要な課題の1つがここにあります。エネルギーライフサイクルプロセスには、バッテリー電気自動車でより単純で直接的な電気の使用と比較して、より多くのステップがあります。
プロセスの各ステップでエネルギーのペナルティが発生するため、効率が低下します。 これらの損失の合計は、最終的に、水素燃料電池車が走行距離1キロメートルあたり平均でバッテリー電気自動車の3〜4倍のエネルギーを必要とする理由を説明します。
電力グリッドの影響
低エネルギー効率の将来の重要性は、潜在的な電力網への影響を検討することでより明確になります。 オーストラリアの既存の14百万台の軽自動車が電気式である場合、年間37テラワット時（TWh）の電力が必要になります。これは、国の発電量が15％増加します（オーストラリアの既存の年間再生可能発電とほぼ同等）。
しかし、この同じフリートが水素で動作するように変換された場合、4倍以上の電力が必要になります。およそ年間157 TWhです。 これには、国の発電量が63％増加することになります。
最近の インフラビクトリアレポート 同様の結論に達しました。 2046での水素への完全な移行-軽車両と大型車両の両方-には64 TWhの電力が必要であり、これはビクトリアの年間電力消費量の147％の増加に相当すると計算されました。 一方、バッテリー式電気自動車には、約3分の1の量（22 TWh）が必要です。
いくつかの予測はオーストラリアが到達できる可能性を示唆しているため、エネルギー効率は今後重要ではなくなると主張する人もいるかもしれません。 100sとしてすぐに再生可能なエネルギー2030％。 現在の政治情勢は、これが困難であることを示唆していますが、移行が発生しても、エネルギー効率の継続的な重要性を強調して、部門間で再生可能エネルギーの需要が競合します。
より高いエネルギー要件がより高いエネルギー価格につながることも認識されるべきです。 将来、水素がガソリンやディーゼルと同等の価格に達したとしても、電気自動車はエネルギー効率が高いため、70〜90％安く走ることができます。 これにより、オーストラリアの平均的な世帯が節約されます 年間A $ 2,000以上.
将来の実用的な計画
電気自動車の水素自動車に対するエネルギー効率の利点は明らかですが、真実は特効薬ではありません。 どちらのテクノロジーも、インフラストラクチャ、消費者の受容、グリッドへの影響、 技術の成熟度と信頼性、および運転範囲（ 十分な水素に必要な量 電気自動車のバッテリーエネルギー密度と比較）。
バッテリー式電気自動車は、道路上のすべての車両に適した代替品ではありません。 しかし、現在利用可能な技術に基づいて、現在のフリートのかなりの割合が、多くの車を含むバッテリー式に移行できることは明らかです。 バス, 短距離トラック.
このような移行は、気候変動に関する政府間パネルの最近の概要で概説された短い時間枠内で必要とされる大幅な輸送排出削減を実現するための、賢明で堅牢かつ費用効率の高いアプローチです。 1.5℃への地球温暖化の抑制に関する報告、輸送コストも削減します。
などの他のエネルギー効率の良い技術と一緒に 再生可能電力の海外への直接輸出、バッテリー式電気自動車は、今後数十年にわたって生成する再生可能エネルギーを使用して、最大限の排出量を可能な限り迅速に削減することを保証します。
一方、長距離トラック、海運、航空機向けのエネルギー効率の良いオプション、および排出削減における水素と電化の両方の幅広い役割についての研究を継続する必要があります。 経済の他のセクター全体.
とともに 電気自動車に関する連邦上院選択委員会 12月の4で最終レポートを配信する予定です。輸送におけるエネルギー効率の継続的な重要性が忘れられていないことを願っています。
著者について
ジェイクホワイトヘッド、リサーチフェロー、 クイーンズランド大学; ロビンスミット、非常勤教授、 クイーンズランド大学、サイモンワシントン、土木工学部教授および校長、 クイーンズランド大学
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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