どの電気自動車がよりグリーンなバッテリーか燃料電池ですか?

どの電気自動車がよりグリーンなバッテリーか燃料電池ですか?

コミュニティは、水素燃料電池の代わりにバッテリーで動く電気自動車に投資する方が良いでしょう。 理由? 水素は、清潔な輸送の他に、いくつかの追加のエネルギー利益を提供します。

新しい研究のために、研究者らは、電気自動車のコストがより手頃な仮想の将来において、2種類の自動車を比較した。

ミュンヘン工科大学(TUM)の博士候補であるMarkus Felgenhauer博士は、「電気自動車の大規模導入が、建物や交通機関のコミュニティにおけるエネルギー使用量にどのように影響するかを見てきました。スタンフォード大学の地球気候とエネルギープロジェクト(GCEP)の学者です。

「すべての電気自動車に投資することは、コストの削減とエネルギー効率の大幅な向上を主な理由として、二酸化炭素の排出を削減するための経済的な選択肢であることがわかりました。

2つの 'フレーバー'

スタンフォードのエネルギー資源工学教授、GCEPのディレクター、サリーベンソン(Sally Benson)教授は、次のように述べています。「これらの研究は、世界のエネルギーシステムの深い脱炭素化への最も低コストで効率的な経路を特定するために必要です。

電気自動車には、二次電池を搭載したプラグイン車と、水素ガスをクリーンな電気に変換する燃料電池車の2種類があります。

ガソリン車とは異なり、バッテリーと燃料電池車は駆動時にゼロ炭素を放出します。 しかし、それらを大規模に展開するには、バッテリーを充電したり、水素燃料を供給するための高価な新しいインフラストラクチャが必要になります。

最低のコストで総排出量を削減できますか?

政策決定者にとっての重要な質問は、どの輸送技術が最も低コストのバッテリまたは燃料電池で総排出量を削減するかです。 輸送以外にも、水素技術は暖房や照明の建物にクリーンなエネルギーを提供する可能性があります。

ジャーナルに掲載された新しい研究 エネルギー両方の質問に最初に取り組む者です。

研究者は電気自動車輸送のリーダーであるカリフォルニア州に注目した。 州全体では、バッテリーの電気自動車が普及しています。 しかし、燃料電池自動車の提供を始めたメーカーはほんのわずかです。 92の水素給油ステーションである50のネットワークには、より多くの養子縁組を促進するために、州は2017万ドル以上を授与しています。

現在、どちらのエネルギー源も完全にエミッションフリーではない。 電力のグリッドにプラグを差し込んでバッテリーの電気自動車を充電する人もいます。これは主に炭素を放出する化石燃料から発生する電力を供給します。


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同様に、大部分の水素燃料は、二酸化炭素を副産物として放出する工業プロセスによって天然ガスから誘導される。 電気分解装置と呼ばれる代替装置は、水を清浄な水素と酸素に分割するために太陽発電した電気を使用するが、その技術は非常にエネルギー集約的で高価である。

シナリオ

研究では、研究者は、サンタクララ郡の8,000居住者のコミュニティであるLos Altos Hillsの町の将来のシナリオを作成しました。

「ロス・アルトス・ヒルズは、州内の電気自動車のシェアが最も高いこの郡で、異常に高い太陽光発電能力を特徴としています」とフェルゲンハウアー氏は言います。

このシナリオは、将来的に10〜20年に焦点を当てています。バッテリーと燃料電池車の使用が大幅に拡大し、太陽光発電と電解槽が電力網とのコスト競争力がある場合です。

2035は、電気自動車が町の車両の38%を占めると想定していました。 また、燃料電池車両は、利用可能な最も安価な電気で作られた局所的に生成された水素によって発電され、太陽発電されるか、またはグリッドから得られると仮定した。

Los Altos Hillsに関するデータは、研究の共著者であるTUMの電気工学およびコンピューター工学の教授であるThomasHamacherによって開発された計算モデルに送られました。

「私たちは、ロス・アルトス・ヒルズが1日を通して必要とするエネルギー量と、新たなエネルギーインフラを構築するためのコストに関する財務データを提供しました」と、電力共同研究機関の元GCEPポスドク研究者であるMatthew Pellow 。 「ソーラーパネル、電解槽、バッテリー、その他全てのものを製造するコストが含まれていました。 2035のシナリオを考えれば、コミュニティの総エネルギー需要を満たす最も経済的な方法を教えてくれました。

各シナリオの費用をその気候の便益と比較するために、研究者らはまた、それぞれのケースで生産された二酸化炭素排出量を計算した。

また、需要に応じてクリーンなエネルギーを蓄えるために水素インフラを使用することの潜在的な利点を評価しました。 昼間の間、電解槽は余剰の太陽光から水素を生成することができ、そうしなければ無駄になるであろう。 その水素は蓄えられ、再生可能な電気に変換されるか、建物を加熱して照明するための天然ガスのクリーンな代替物として使用されます。

結果をクリア

結果は決定的でした。

「全体的なコストの面では、バッテリーの電気自動車は、燃料電池車よりも排出ガス削減の方が優れていることがわかりました」とFelgenhauer氏は言います。 "この分析では、コスト競争力があること、燃料電池車はバッテリー車よりもはるかに低価格でなければならないことが示されました。

しかし、燃料電池車は、近い将来、電池車よりもかなり高価になる可能性が高い。 水素貯蔵余剰太陽エネルギーのもう一つの想定された利点は、我々の分析においても明らかではなかった。 私たちは、2035では、建物の暖房と照明に少量の太陽水素貯蔵のみが使用されることを発見しました。

この研究はベイエリアの1つの町に集中していましたが、結果はカリフォルニア全土の十分な日光を浴びた多くの寝室コミュニティに関連しています。 彼らは将来の研究でコミュニティのより大きなネットワークを分析し、バッテリーや燃料電池自動車を購入するかどうかを決める際に消費者の選択に影響を与える可能性のある他の要因を調べることを望んでいる。

「われわれの目標は、客観的でデータ駆動型の分析を提供して、カリフォルニアや他の地域の政策立案者に、気候変動に対処する上でよりコスト効率の良い技術経路を知らせることです。

BMW GroupとスタンフォードGCEPは、この作業に資金を提供しました。

ソース: スタンフォード大学


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