Tikriausiai nesuvokiate, kokie neefektyvūs yra vidaus degimo varikliai

Vienas iš dažniausių elektromobilių naudotojų ir jų kritikų diskusijų akcentų yra diapazonas. Įprastas argumentas yra tas, kad iškastinio kuro transporto priemonės gali nuvažiuoti 700 mylių tarp degalų papildymo ir tai užtrunka penkias minutes. Tačiau diapazono fokusavimas slepia labai svarbią akumuliatorinių elektrinių automobilių savybę – jie yra daug efektyvesni už vidaus degimą.

Norėdami tai iliustruoti, turime atlikti nedidelį skaičiavimą. Tai sudėtingiau nei galėtų būti dėl skirtingų vidaus degimo transporto priemonių ir akumuliatorinių elektrinių transporto priemonių specifikacijų pateikimo būdų. Pastarųjų atveju jūs beveik visada žinote akumuliatoriaus talpą ir vardinį diapazoną. Jei naudojate iškastinio kuro automobilius, jūs net nežinote, kokio dydžio yra jūsų bakas, tik nominalios mylios galonui. Diapazonas paprastai nėra specifikacijos dalis. Beveik neabejotinai neįsivaizduojate, kiek energijos tai prilygsta myliai.

Tačiau kai viską išsiaiškinate taip, kad jie būtų palyginami, energijos kiekis, kurį sunaudoja automobilis su vidaus degimo varikliu, palyginti su akumuliatoriniu elektriniu, labai skiriasi. Tai man ypač atėjo į galvą, kai supratau, kad mano turėtas automobilis – 1992 m. klasikinis „Porsche 968“ – turi maždaug tokį patį atstumą „pilnu baku“ kaip ir automobilio, kuriuo jį pakeičiau. „Tesla Model 3“ našumas. Abu nuvažiuoja šiek tiek daugiau nei 300 mylių nuo pilnos iki tuščios. „Porsche“ galėtų nuveikti šiek tiek daugiau, jei nebūtų važinėtas taip, kaip turėtų būti „Porsche“, tačiau visa tai yra „cigarečių pakelio gale“ skaičiavimas, išskyrus tai, kad aš nustojau rūkyti prieš kelis dešimtmečius.

Šiam straipsniui naudosiu šiek tiek kitokius automobilius ir skaičiavimus remuosi EPA ir WLTP skaičiais, kad viskas būtų kuo teisingesnė. Pasirinkau automobilius Tesla Model 3 Long Range, skirtus BEV, ir Toyota Camry, kurie reprezentuoja iškastinį kampą, nes tai buvo perkamiausias Amerikoje automobilis panašioje į 3 modelį klasėje ir parduodamas visame pasaulyje, nors nuo to laiko ne JK. 2021 m. lapkričio mėn. „Camry“ dabar galima įsigyti kaip hibridinį, todėl jis yra efektyvesnis nei tik degimo versija, tačiau jis vis tiek aiškiai parodys esmę.

Pradėkime nuo Tesla. Dabartinis „Model 3 Long Range“ turi 82 kWh bateriją, leidžiančią nuvažiuoti 374 mylias WLTP arba 358 mylias pagal EPA testą. Tai prilygsta 4.6 mylios už kWh (WLTP) arba 4.4 mylios už kWh (EPA). 2.5 l Camry LE Hybrid tiekia 53.3 mpg (tai yra Didžiosios Britanijos galonai) pagal WLTP testą ir 52 mpg (Amerikos galonų) pagal EPA testą. Bet kaip palyginimui tai konvertuoti į kWh?

Tokiose diskusijose niekas iš tikrųjų nekalba apie tai, kiek energijos yra galone benzino (arba benzino, kaip mes tai vadiname JK). Bet jūs galite lengvai atsekti šį skaičių. Viena figūra, kurią radau, buvo 9.6 kWh litre, o tai prilygsta 43.58 kWh vienam (Britanijos) galonui. Įprastas matas yra „benzino galonų ekvivalentas“, iš kurio gaunamas MPGe (mylės už galoną benzino ekvivalento). E10 versijos benzino / benzino galia yra 32.78 kWh vienam (Amerikos) galonui. JAV aplinkos apsaugos agentūra.

Kitas dalykas, kurį turime išsiaiškinti „Camry“, yra tai, kiek kWh jis užima vienai myliai, todėl turime perkelti šiuos skaičius į MPG, kurį gavome anksčiau. Naudodami WLTP MPG skaičių ir Didžiosios Britanijos galonų energijos vertę, gaunate 1.2 mylios už kWh. Naudodami EPA MPG ir galonų energijos vertę, gaunate 1.59 mylių už kWh. Taigi, naudojant WLTP efektyvumo vertinimo sistemą, „Camry“ sunaudoja 3.74 karto daugiau energijos nei „Tesla“ myliai, o pagal EPA įvertinimą – 3.57 karto daugiau. Kur dingsta likusi energija? Iššvaistomas karštis, pavaros trintis ir kiti neefektyvumai.

Žinoma, tai nereiškia, kad galonas benzino / benzino sunaudoja daug daugiau kWh elektros energijos. Šiek tiek sunaudos gamybos proceso metu, tačiau tą energetinį potencialą nafta turėjo jau tada, kai buvo išgaunama iš po žemių. Noriu pasakyti, kad vidaus degimo variklis sunaudoja daug daugiau energijos vienai myliai nei akumuliatorinis elektrinis. Tiek, kad jis net nėra toje pačioje aikštelėje. Kodėl švaistome visą šią energiją, kai to nereikia?

Aišku, šiuo metu vidaus degimas turi praktinių privalumų – didesnio nuotolio transporto priemonės, pigesnės transporto priemonės, greitesnis degalų papildymas. Tačiau tai iš esmės prastesnė technologija nei akumuliatoriniai elektriniai automobiliai. Jis gyvuoja daugiau nei šimtmetį, o jo efektyvumas per tą laiką tik šiek tiek pagerėjo. Negalime sau leisti išmesti tiek energijos, kai yra alternatyva, galinti nuvažiuoti tiek daugiau mylių vienam energijos vienetui. Štai kodėl taip svarbu laipsniškai atsisakyti vidaus degimo kasdieniniame transporte.