עדיף לקהילות להשקיע ברכבים חשמליים שפועלים על סוללות במקום תאי דלק מימן. הסיבה? מימן מציע מעט יתרונות אנרגיה נוספים מלבד תחבורה נקייה.

לצורך מחקר חדש, החוקרים השוו את שני סוגי המכוניות בעתיד היפותטי שבו עלות הרכבים החשמליים משתלמת יותר.

"בדקנו כיצד אימוץ רחב של כלי רכב חשמליים ישפיע על צריכת האנרגיה הכוללת בקהילה, למבנים כמו גם לתחבורה", אומר הסופר הראשי מרקוס פלגנאואר, מועמד לדוקטורט באוניברסיטה הטכנית במינכן (TUM) וביקר בעבר. מלומד בפרויקט האקלים והאנרגיה העולמי של אוניברסיטת סטנפורד (GCEP).

"מצאנו כי השקעה ברכבי סוללות חשמליים היא בחירה חסכונית יותר להפחתת פליטת פחמן דו חמצני, בעיקר בשל עלותם הנמוכה יותר ויעילות אנרגטית גבוהה יותר באופן משמעותי."

שני 'טעמים'

"יש צורך במחקרים מסוג זה כדי לזהות את העלות הנמוכה ביותר ואת המסלולים היעילים ביותר לפחמן עמוק של מערכת האנרגיה העולמית", מוסיפה מחברת המחקר סאלי בנסון, פרופסור להנדסת משאבי אנרגיה בסטנפורד ומנהלת ה- GCEP.

רכבים חשמליים מגיעים בשני טעמים: מכוניות תוספות עם סוללות נטענות, ורכבי תאי דלק הממירים גז מימן לחשמל נקי.

שלא כמו מכוניות מונעות בנזין, רכבי סוללות ותאי דלק פולטים אפס פחמן בעת ​​נסיעה. אך פריסתם בקנה מידה גדול תדרוש תשתית חדשה יקרה לטעינת סוללות או אספקת דלק מימן.

מה מפחית את סך הפליטות בעלות הנמוכה ביותר?

שאלה מרכזית עבור קובעי המדיניות היא, איזו טכנולוגיית תחבורה מפחיתה את סך הפליטות במחיר הנמוך ביותר - סוללות או תאי דלק? מעבר לתחבורה, האם טכנולוגיית מימן יכולה לספק גם אנרגיה נקייה לחימום ותאורה של מבנים, כפי שמראים כמה מחקרים?

המחקר החדש, שפורסם בכתב העת אנרגיה, הוא הראשון שמתייחס לשתי השאלות.

החוקרים התמקדו בקליפורניה, המובילה בהובלת רכב חשמלי. ברחבי המדינה, מכוניות חשמליות עם סוללות הולכות וגדלות בפופולריות. אך רק יצרנים מעטים החלו להציע כלי רכב לתאי דלק. כדי לעודד אימוץ רחב יותר, המדינה העניקה יותר מ -92 מיליון דולר עבור רשת של 50 תחנות תדלוק מימן עד שנת 2017.

נכון לעכשיו, אף מקור אנרגיה אינו חופשי לחלוטין מפליטות. יש אנשים שטעונים את מכוניות הסוללה שלהם באמצעות חיבור לרשת החשמל, שמספקת חשמל שנוצר בעיקר מדלקים פוסלים פולטים.

כמו כן, מרבית דלק המימן מופק מגז טבעי בתהליך תעשייתי הפולט פחמן דו חמצני כתוצר לוואי. מכשיר חלופי, הנקרא אלקטרוליזר, משתמש בחשמל המופק על ידי השמש כדי לפצל מים למימן וחמצן נקיים, אך הטכניקה היא מאוד אנרגטית ויקרה.

התרחישים

במחקר יצרו החוקרים תרחישים עתידיים לעיירה לוס אלטוס הילס, קהילה המונה כ- 8,000 תושבים במחוז סנטה קלרה.

"לוס אלטוס הילס נבדלת על ידי יכולת ייצור סולארית גבוהה במיוחד במחוז עם החלק הגבוה ביותר של כלי רכב חשמליים במדינה", אומר פלגנאואר.

התרחישים התמקדו בעתיד בין 10 ל -20 שנה, כאשר רכבי סוללות ותאי דלק צפויים להיות בשימוש נרחב בהרבה, וכאשר אנרגיה סולארית ואלקטרוליזרים עולים בתחרות עם הרשת החשמלית.

תרחיש אחד לשנת 2035 הניח שרכבים חשמליים יהוו 38 אחוזים מצי הרכב של העיר. כמו כן, היא הניחה כי רכבי תאי דלק יופעלו על ידי מימן מיוצר מקומי המיוצר בחשמל הזול ביותר, בין אם הוא מופק סולארי או מתקבל מהרשת.

הנתונים על לוס אלטוס הילס הוזנו למודל חישובי שפותח על ידי מחבר המחקר תומאס המכר, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים ב- TUM.

"סיפקנו נתונים על כמות האנרגיה שלוס אלטוס הילס זקוקה לאורך כל היום, כמו גם נתונים פיננסיים על עלות בניית תשתיות אנרגיה חדשות", אומר מחבר המחקר מתיו פלו, חוקר פוסט-דוקטורט לשעבר ב- GCEP, המכון לחקר החשמל. . "כללנו את עלות ייצור פאנלים סולאריים, אלקטרוליזרים, סוללות וכל השאר. ואז אמרנו למודל, בהתחשב בתרחיש שלנו לשנת 2035, ספר לנו את הדרך החסכונית ביותר לעמוד בביקוש האנרגיה הכולל של הקהילה. "

כדי להשוות את העלויות של כל תרחיש ליתרונות האקלים שלו, החוקרים חישבו גם את פליטת הפחמן הדו חמצני שהופקה בכל מקרה.

הם גם העריכו את היתרונות הפוטנציאליים של שימוש בתשתית המימן לאחסון אנרגיה נקייה לשימוש לפי דרישה. בשעות האור, אלקטרוליזרים יכולים לייצר מימן מעודף אנרגיה סולארית שאחרת היו הולכים לבזבז. מימן זה יכול להיות מאוחסן ולהמיר לחשמל מתחדש, או להשתמש בו כחלופה נקייה לגז טבעי לחימום ולהארת מבנים.

תוצאות ברורות

התוצאות היו סופיות.

"מבחינת העלויות הכוללות, מצאנו שרכבים חשמליים עם סוללות טובים יותר מכלי תאים דלקים להפחתת פליטות", אומר פלגנאואר. "הניתוח הראה שכדי להיות תחרותי בעלויות, יהיה צורך במחיר של רכבי תא דלק נמוך בהרבה מרכבי מצבר.

"עם זאת, רכבי תאי דלק עשויים להיות יקרים משמעותית מרכבי סוללות בעתיד הנראה לעין. יתרון נוסף לכאורה של מימן - אחסון עודף אנרגיה סולארית - לא התממש גם בניתוח שלנו. מצאנו כי בשנת 2035, רק כמות קטנה של אחסון מימן סולארי תשמש לחימום ותאורה של מבנים. "

בעוד שהמחקר התמקד בעיירה אחת באזור המפרץ, התוצאות רלוונטיות עבור קהילות חדרי שינה רבות עם אור שמש בשפע ברחבי קליפורניה, כותבים המחברים. הם מקווים לנתח רשתות גדולות יותר של קהילות במחקרים עתידיים ולבחון גורמים אחרים שיכולים להשפיע על בחירת הצרכנים בבואם להחליט אם לרכוש מצבר או מכונית תא דלק.

"המטרה שלנו היא לספק ניתוח אובייקטיבי מבוסס נתונים שיסייע ליידע את קובעי המדיניות בקליפורניה ובמקומות אחרים אודות מסלול הטכנולוגיה שעשוי להיות חסכוני יותר במאבק בשינויי אקלים", אומר פלו.

קבוצת BMW ו- Stanford GCEP מימנו את העבודה.

מקור: אוניברסיטת סטנפורד

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון