Phân tích mới của các kỹ sư Cambridge đã chỉ ra rằng việc áp dụng rộng rãi xe điện chạy bằng pin mang lại hiệu quả năng lượng và tiềm năng giảm CO2 lớn nhất.
Nhưng họ cảnh báo rằng để phát huy hết tiềm năng của các phương tiện chạy bằng pin (BEV), cần phải cải thiện lưới điện để đáp ứng nhu cầu điện tăng cao và cần phải làm việc để tăng tính khả dụng của trạm sạc để giảm bớt cái gọi là “mối lo ngại phạm vi” – cảm thấy rằng những người sử dụng BEV sẽ bị mắc kẹt do không đủ phạm vi. Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Năng lượng Ứng dụng.
BEV, sử dụng năng lượng hoàn toàn bằng điện và xe điện pin nhiên liệu (FCEV), yêu cầu sử dụng hydro, là hai trong những lựa chọn hàng đầu để giảm phát thải khí nhà kính của ngành giao thông.
Tiến sĩ Molly Haugen, Cộng tác viên Nghiên cứu tại Centre for Sustainable Road Freight, và các đồng nghiệp từ nhóm nghiên cứu Năng lượng của Bộ, đã thực hiện một phân tích ngẫu nhiên về mức tiêu thụ năng lượng của cả hai phương án carbon thấp liên quan xe chở hàng.
Để xác định con đường năng lượng nào là lựa chọn tốt hơn, các nhà nghiên cứu đã chú ý đến các lĩnh vực sau đối với vận tải đường bộ chạy bằng điện và hydro, áp dụng cho cả hệ thống năng lượng hiện tại và tương lai:
- Hiệu quả con đường năng lượng xe hydro và điện.
- Hiệu quả năng lượng khí đốt tự nhiên.
- Hiệu quả năng lượng lưới.
- Mật độ carbon — tập trung vào việc sản xuất và sử dụng năng lượng trong khi xe vận hành.
- Mật độ CO2 từ khí tự nhiên và đường năng lượng lưới.
- Hạn chế tài chính của các con đường nhiên liệu trong tương lai.
Phân tích của họ cho thấy BEV giúp giảm lượng khí nhà kính một cách bền vững. Đường năng lượng BEVs công suất nhẹ giảm thiểu phát thải CO2 bằng cách giảm lãng phí năng lượng đầu vào và hiệu quả hơn 65% so với FCEVs công suất nhẹ sử dụng năng lượng lưới. Khi mạng lưới khử cacbon và công nghệ được cải thiện, các nhà nghiên cứu nói rằng sẽ có thể giảm phát thải CO2 hơn nữa với con đường này. Các loại xe chạy bằng pin tốt cũng có thể đạt được mức phát thải CO2 thấp hơn trong các trường hợp hạn chế về khối lượng và trọng tải, với hệ thống đường điện là con đường tiết kiệm năng lượng nhất.
Trong khi đó, trong kịch bản khối lượng xe kéo tối đa, các loại xe hạng nặng chạy bằng điện và chạy bằng pin nhiên liệu có cường độ carbon dự kiến tương tự từ nguồn năng lượng sơ cấp khí tự nhiên. Tuy nhiên, xe chở hàng hạng nặng chạy điện sử dụng hệ thống pin thông thường hoặc hệ thống đường điện có thể giảm lần lượt 55% và 67% lượng carbon so với xe chở hàng hạng nặng chạy pin nhiên liệu.
Trong khi đó, hệ thống hydro được sử dụng bởi FCEV có lượng khí thải carbon (trên mỗi km điều khiển) cao hơn từ hai đến ba lần do hệ thống không hiệu quả và đòi hỏi năng lượng tái tạo gấp hai đến ba lần so với hệ thống năng lượng điện.
Tiến sĩ Haugen cho biết: “Xe điện chạy pin (BEV) và xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) là những lựa chọn có lượng carbon thấp giúp giảm lượng khí thải từ ống xả, nhưng khác nhau về hiệu suất tổng thể, cường độ carbon liên quan và chi phí. Khi chúng ta tiến gần hơn đến Thời hạn cam kết năm 2050 của Chính phủ Vương quốc Anh, yêu cầu Vương quốc Anh đưa toàn bộ lượng phát thải khí nhà kính về 0 trước ngày này, cần phải đưa ra quyết định về con đường nào — hoàn toàn bằng điện hoặc hydro — dành nguồn lực, tài trợ và nghiên cứu.
“Chúng tôi đã đánh giá cả hệ thống năng lượng xe chạy bằng pin điện và pin nhiên liệu hydro, từ nguồn năng lượng đến việc sử dụng năng lượng, đồng thời nêu rõ hệ thống đang mất năng lượng ở đâu; các thành phần đó ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả tổng thể của hệ thống; và lượng khí thải CO2 liên quan. Từ đó, nó là rõ ràng rằng một hệ thống năng lượng dựa trên hydro sẽ yêu cầu một công nghệ chưa được phát triển thương mại (cụ thể là khí mê-tan hơi với khả năng thu giữ và lưu trữ carbon) hoặc các nguồn năng lượng tái tạo đáng kể. Ngay cả khi các yêu cầu này được đáp ứng, bất kỳ con đường năng lượng hydro nào cũng sẽ có Lượng khí thải CO2 cao hơn so với con đường hoàn toàn bằng điện ở Anh và sẽ yêu cầu năng lượng sơ cấp nhiều hơn từ hai đến ba lần. Với điều này, việc sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro cho pin nhiên liệu và do đó lãng phí khoảng 60% trong số đó cho các quy trình của hệ thống, sẽ cản trở khả năng của các nguồn tài nguyên tái tạo trong việc hỗ trợ khử cacbon trong các lĩnh vực khác.”
Techxplore
