Cộng đồng sẽ tốt hơn khi đầu tư vào xe điện chạy bằng pin thay vì pin nhiên liệu hydro. Nguyên nhân? Hydrogen cung cấp một số lợi ích năng lượng bổ sung bên cạnh giao thông sạch.

Đối với một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã so sánh hai loại ô tô trong một tương lai giả thuyết, nơi chi phí của xe điện có giá phải chăng hơn.

Tác giả Markus Felgenhauer, một ứng cử viên tiến sĩ tại Đại học Kỹ thuật Munich (TUM) cho biết, việc sử dụng xe điện quy mô lớn sẽ ảnh hưởng đến tổng năng lượng sử dụng trong cộng đồng như thế nào. học giả tại Dự án Năng lượng và Khí hậu Toàn cầu của Đại học Stanford (GCEP).

Chúng tôi nhận thấy rằng đầu tư vào xe chạy bằng pin là một lựa chọn kinh tế hơn để giảm lượng khí thải carbon dioxide, chủ yếu là do chi phí thấp hơn và hiệu quả năng lượng cao hơn đáng kể.

Hai 'hương vị'

Các nghiên cứu như vậy là cần thiết để xác định các con đường chi phí thấp nhất và hiệu quả nhất để khử cacbon sâu của hệ thống năng lượng toàn cầu, ông cho biết thêm Sally Benson, giáo sư kỹ thuật tài nguyên năng lượng tại Stanford và giám đốc của GCEP.

Xe điện có hai loại: xe cắm điện có pin sạc và xe chạy bằng pin nhiên liệu chuyển đổi khí hydro thành điện sạch.

Không giống như những chiếc xe chạy bằng xăng, xe chạy bằng pin và pin nhiên liệu không thải ra carbon khi lái. Nhưng việc triển khai chúng ở quy mô sẽ đòi hỏi một cơ sở hạ tầng mới tốn kém để sạc pin hoặc cung cấp nhiên liệu hydro.

Mà cắt giảm tổng lượng khí thải với chi phí thấp nhất?

Một câu hỏi quan trọng đối với các nhà hoạch định chính sách là, công nghệ vận chuyển nào sẽ cắt giảm tổng lượng khí thải ở mức pin thấp nhất hoặc pin nhiên liệu? Ngoài giao thông, công nghệ hydro còn có thể cung cấp năng lượng sạch để sưởi ấm và chiếu sáng các tòa nhà, như một số nghiên cứu cho thấy?

Nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí Năng lượng, là người đầu tiên giải quyết cả hai câu hỏi.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào California, một nhà lãnh đạo trong vận tải xe điện. Trên toàn quốc, xe điện chạy pin đang ngày càng phổ biến. Nhưng chỉ có một vài nhà sản xuất đã bắt đầu cung cấp xe pin nhiên liệu. Để khuyến khích áp dụng rộng rãi hơn, tiểu bang đã trao tặng hơn $ 92 triệu cho một mạng lưới các trạm tiếp nhiên liệu hydro 50 của 2017.

Hiện tại, không có nguồn năng lượng nào là hoàn toàn không có khí thải. Một số người sạc pin cho xe điện bằng cách cắm vào lưới điện, cung cấp điện được tạo ra chủ yếu từ nhiên liệu hóa thạch thải carbon.

Tương tự như vậy, hầu hết nhiên liệu hydro có nguồn gốc từ khí tự nhiên thông qua một quá trình công nghiệp thải ra carbon dioxide dưới dạng sản phẩm phụ. Một thiết bị thay thế, được gọi là máy điện phân, sử dụng điện năng lượng mặt trời để tách nước thành hydro và oxy sạch, nhưng kỹ thuật này rất tốn năng lượng và tốn kém.

Các kịch bản

Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các kịch bản trong tương lai cho thị trấn Los Altos Hills, một cộng đồng gồm khoảng cư dân 8,000 ở Hạt Santa Clara.

Giáo sư Felgenhauer nổi tiếng bởi một công suất phát điện mặt trời cao bất thường trong quận với tỷ lệ xe điện cao nhất trong tiểu bang.

Các kịch bản tập trung vào các năm 10 đến 20 trong tương lai, khi các phương tiện pin và pin dự kiến ​​sẽ được sử dụng rộng rãi hơn, và khi năng lượng mặt trời và máy điện phân có giá cạnh tranh với lưới điện.

Một kịch bản cho năm 2035 cho rằng xe điện sẽ chiếm phần trăm 38 của đội xe của thị trấn. Nó cũng cho rằng các phương tiện pin nhiên liệu sẽ được cung cấp năng lượng từ hydro được sản xuất tại địa phương với nguồn điện rẻ nhất, có thể là năng lượng mặt trời được tạo ra hoặc thu được từ lưới điện.

Dữ liệu về Los Altos Hills được cung cấp cho một mô hình tính toán do đồng tác giả nghiên cứu Thomas Hamacher, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại TUM, phát triển.

Nhà cung cấp nghiên cứu Matthew Pellow, cựu học giả sau tiến sĩ của GCEP hiện đang làm việc với Viện nghiên cứu điện sau đại học tại Viện nghiên cứu năng lượng điện . Chúng tôi đã bao gồm chi phí sản xuất các tấm pin mặt trời, máy điện phân, pin và mọi thứ khác. Sau đó, chúng tôi nói với mô hình, đưa ra kịch bản của chúng tôi cho 2035, cho chúng tôi biết cách tiết kiệm nhất để đáp ứng tổng nhu cầu năng lượng của cộng đồng.

Để so sánh chi phí của từng kịch bản với lợi ích khí hậu của nó, các nhà nghiên cứu cũng đã tính toán lượng khí thải carbon dioxide được tạo ra trong từng trường hợp.

Họ cũng đánh giá những lợi ích tiềm năng của việc sử dụng cơ sở hạ tầng hydro để lưu trữ năng lượng sạch để sử dụng theo yêu cầu. Vào ban ngày, máy điện phân có thể sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời dư thừa mà nếu không sẽ lãng phí. Hydro đó có thể được lưu trữ và chuyển đổi thành điện tái tạo, hoặc được sử dụng như là một thay thế sạch cho khí tự nhiên để sưởi ấm và các tòa nhà nhẹ.

Xóa kết quả

Kết quả rất dứt khoát.

Về mặt chi phí chung, chúng tôi thấy rằng xe điện chạy bằng pin tốt hơn xe chạy bằng pin nhiên liệu để giảm khí thải, theo ông Fel Felnhnhauer. Các phân tích cho thấy rằng để cạnh tranh về chi phí, xe chạy bằng pin nhiên liệu sẽ phải được định giá thấp hơn nhiều so với xe chạy bằng pin.

Tuy nhiên, xe chạy bằng pin nhiên liệu có thể đắt hơn đáng kể so với xe chạy pin trong tương lai gần. Một lợi ích được cho là khác của việc lưu trữ hydro hydro dư thừa năng lượng mặt trời đã không được đưa ra trong phân tích của chúng tôi. Chúng tôi thấy rằng trong 2035, chỉ một lượng nhỏ lưu trữ hydro năng lượng mặt trời sẽ được sử dụng để sưởi ấm và thắp sáng các tòa nhà.

Trong khi nghiên cứu tập trung vào một thị trấn Bay Area, kết quả có liên quan đến nhiều cộng đồng phòng ngủ với ánh sáng mặt trời rộng khắp California, các tác giả viết. Họ hy vọng sẽ phân tích mạng lưới cộng đồng lớn hơn trong các nghiên cứu trong tương lai và kiểm tra các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến sự lựa chọn của người tiêu dùng khi quyết định nên mua pin hoặc pin xe.

Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp phân tích dựa trên dữ liệu khách quan để giúp thông báo cho các nhà hoạch định chính sách ở California và các nơi khác về con đường công nghệ nào có khả năng hiệu quả hơn về chi phí trong việc chống biến đổi khí hậu.

Tập đoàn BMW và Stanford GCEP đã tài trợ cho công việc.

nguồn: Đại học Stanford

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon