燃料电池与电池电动汽车——替代燃料的比较

燃料电池与电池电动汽车——替代燃料的比较

到目前为止,有充分的证据表明,化石燃料汽车是碳排放的一个重要贡献者——一辆乘用车排放大约100%的二氧化碳4.6公吨每年的二氧化碳排放量。为了拯救我们的地球,我们必须探索替代方案,并使这些替代方案成为未来20-30年道路上的主流。

目前的主要竞争对手是燃料电池汽车和电池驱动的电动汽车——但它们如何比较?

燃料电池和电池有什么区别?

从根本上讲,能源的获取或存储方式是燃料电池和电池驱动电动汽车的主要区别。

电池储存从充电点获得的电能。另一方面,燃料电池通过化学反应将船上可用的燃料(如氢)转化为能量。燃料电池电动汽车(FCEV)通常有一个电池作为其系统的一部分,用于存储燃料电池产生的电力。

现在,我们已经概述了这两种车辆之间的差异——它们在效率和对环境的影响方面如何进行比较?

排放

这是替代燃料汽车领域的一个热门话题——它们有多环保?毕竟,尽管电动汽车和FCEV的尾气排放量为零,但双方的能源生产过程并不是无排放的。

电动汽车的环境效益很大程度上可以归结为终生排放。A.学习麻省理工学院能源倡议发现,总体而言,电动汽车的电池和燃料生产产生的排放量高于冰上汽车的生产,然而,随着时间的推移,其能源效率和零尾气排放抵消了这一点。研究还表明在瑞典和法国等地,电动汽车的平均寿命排放量降低了70%,其中大部分电力来自可再生能源和核能,而在英国,电动汽车的平均寿命排放量降低了30%左右。减少BEV能源生产对排放的总体影响取决于改造电网,不再使用化石燃料发电。为这些车辆提供动力的高能量密度电池(最常见的是锂离子电池)的制造过程是能源密集型的,根据生产国的不同,会产生30-40%的额外生产排放。

灰色、蓝色和绿色氢气

就像电力一样,生产氢气的方式也不同,其排放水平也不同,从而对环境产生影响。灰色氢气是从化石气体中提取出来的,将二氧化碳释放到空气中。蓝色氢试图通过捕获二氧化碳排放并将其永久储存在地下来抵消这一点。利用可再生电力从水中提取绿色氢气,只向空气中释放氧气。从表面上看,在减排方面,绿色氢是最可取的——但目前生产绿色氢的成本很高(尽管如此)这是预言到2030年,它将具有成本竞争力)。因此,蓝色氢通常是政府探索的最可行的选择。然而,生产蓝色氢气和储存二氧化碳排放的方法仍然存在无法捕获高达15%的数据二氧化碳的排放量——这意味着蓝色氢可以产生与100多万辆汽油车相同的碳排放量。

效率

车用氢燃料电池的一个显著缺点是能源效率。电池驱动车辆的总体能源效率约为70-80%,而氢燃料电池的效率骤降至30-40%左右,这是因为氢经过复杂的过程(在到达车辆之前和之后)来产生能量。从产生能量的那一刻起,氢在驱动车辆之前要经过5个过程,每个阶段平均损失14%的效率。相比之下,电力只需要运输和储存。

燃料电池汽车和电池驱动汽车仍有许多工作和创新要做,以使它们在大众市场上尽可能高效和可行,但很明显,在它们的使用寿命中,与冰上汽车相比,它们的排放量显著减少。


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