Xe điện đánh bại các giống lai về khí thải nhờ vào năng lượng mặt trời trên mái nhà bổ sung

Bài kiểm tra nhỏ bất ngờ: Điều gì dẫn đến CO2 lớn hơn trên mỗi km? Một chiếc xe điện (EV) hoặc hybrid tiết kiệm nhiên liệu?

Câu trả lời: Một chiếc xe điện được sạc từ lưới điện Úc sẽ dẫn đến khoảng gấp đôi lượng khí thải trên mỗi km.

Một số người thấy điều này đáng ngạc nhiên, trong khi những người khác đã biết kết quả lưới điện nặng bằng than của Úc trong các EV tích điện có điện tích nấu ăn trên hành tinh nhiều hơn các giống lai. Có thể bởi vì tôi đã đề cập ngắn gọn về nó trong bài viết này hai năm trước. Nhưng chúng ta có thể tự động kết luận rằng xe hybrid tốt hơn môi trường so với xe điện hoàn toàn. Nó phụ thuộc vào tình huống và có một số yếu tố cần xem xét:

• Hầu hết những người mua xe mới đều mua ít nhất một phần dựa trên hiệu suất và xe điện có thể có khả năng tăng tốc tốt hơn nhiều so với hybrid thông thường.
• Lưới điện của Úc ngày càng xanh hơn và thế hệ than đã giảm từ mức cao nhất khoảng 86% thế hệ xuống còn khoảng 75% hiện nay.
• Nó đòi hỏi ít hơn một kilowatt năng lượng mặt trời trên mái nhà để bù lại lượng khí thải của xe điện, do đó, chúng sẽ ít hơn so với động cơ hybrid tiết kiệm nhiên liệu nếu chúng chạy được quãng đường trung bình cho xe khách Úc.

Bởi vì nhiều người sẽ mua xe điện cho hiệu suất của họ, một chiếc hybrid tiết kiệm nhiên liệu thường giành chiến thắng là một so sánh thích hợp, vì phần lớn các EV có thể tăng tốc một cách nghiêm túc. Ngoài ra, vì mua một chiếc xe điện thường nhắc mọi người lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà hoặc tăng công suất bảng điều khiển năng lượng mặt trời hiện tại của họ, điều này có thể dẫn đến lượng khí thải tổng thể thấp hơn so với mua một chiếc hybrid không cắm điện.

Trong khi tôi không có bất kỳ số liệu thống kê nào về việc mọi người có thể lắp đặt thêm bao nhiêu năng lượng mặt trời trên tầng thượng để có được EV, tôi biết ông chủ Finn của tôi đang xem xét lắp đặt thêm 12 kilowatt tấm pin mặt trời nữa. Tesla S để hoon xung quanh trong.

Xăng xe ô tô phát thải

Theo Cục Thống kê Úc, xe chở khách chạy bằng xăng trung bình của Úc chỉ được 9,4 km đến lít. Điều này thật tồi tệ, mặc dù một vài nơi, chẳng hạn như Canada, nơi mọi người có thói quen lái xe máy bao vây lục địa xung quanh, vẫn có chúng tôi đánh bại. Sẽ thật tốt nếu chúng tôi cải thiện trong lĩnh vực này, nhưng hiệu quả nhiên liệu xe cộ quốc gia đã được trở nặng.

Chỉ 9,4 km đến lít là 106 ml xăng mỗi km. Đốt cháy kết quả này trong 244 gram CO2 mỗi lần xì hơi ra khỏi khí thải. Ngoài ra, còn có khí thải từ việc chiết xuất, tinh chế và vận chuyển các sản phẩm dầu khí. Một ước tính là chúng bằng 13% lượng khí thải, điều này làm cho lượng khí thải trung bình cho xe ô tô chở khách xăng dầu của Úc là 275 gram mỗi km.

Phát thải lai

Tìm ra khí thải CO2 thải ra từ những chiếc xe hybrid là đủ dễ dàng nhờ Chính phủ Úc Trang web hướng dẫn xe xanh.¹ Tôi đã đưa thông tin mà nó cung cấp cho tôi về lượng khí thải CO2 và mức tiêu thụ nhiên liệu của sáu giống lai dưới đây. Đây không phải là các giống lai plug-in vì vậy chúng chỉ được cung cấp nhiên liệu bằng xăng và không bao giờ được sạc điện. (Phát thải cho các giống lai plug-in cao hơn.) Tôi đã nhấn mạnh số gram CO2 phát ra trên mỗi km cho chu trình kết hợp – kết hợp giữa lái xe trong thị trấn và quốc gia – màu đỏ:

Trong số 6 xe hybrid này là 5 chiếc Toyotas. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên khi Toyota phát triển những chiếc xe hybrid hiện đại² và bất kỳ hybrid nào bạn thấy có thể sử dụng công nghệ của họ ở một mức độ nào đó. Họ đã hy vọng những năm 2020 sẽ là thập kỷ của chiếc xe hybrid và sự hiểu biết của tôi là họ đã vô cùng tức giận khi những chiếc điện đầy đủ đã đánh cắp vương miện cho chiếc xe có khả năng thân thiện với môi trường nhất. Nhưng Toyota đã xuất hiện và sẽ bán một chiếc xe điện đầy đủ trong thị trường thử nghiệm của họ tại Trung Quốc trong năm nay.

Các số liệu phát thải trong biểu đồ trên chỉ cho thấy những gì phát ra từ ống xả. Sau khi họ tăng thêm 13% để cho phép phát thải từ việc đổ xăng vào xe, kết quả phát thải thấp nhất dẫn đến khoảng 90 gram CO2 mỗi km.

Mặc dù có thể giúp cho các loại xe hybrid không cắm điện trở nên tiết kiệm nhiên liệu hơn trong tương lai, nhưng không có nhiều phạm vi cho việc này³ mà không làm giảm hiệu suất của họ và hầu hết các nghiên cứu và phát triển hiện đang đi vào xe điện.

Phát thải EV

Khí thải của xe điện đầy đủ là dễ dàng để làm việc. Họ không có ống xả, vì vậy nó không có gì. Nhưng EVs gây ra khí thải CO2 khi được sạc từ lưới điện, vì phần lớn năng lượng đó đến từ nhiên liệu hóa thạch. Tin tốt là lượng khí thải lưới đang giảm khi công suất phát điện tái tạo mở rộng. Điều này bao gồm năng lượng mặt trời trên mái nhà, vì vậy cảm ơn tất cả những người đã cài đặt nó.

Báo cáo này cho biết mức phát thải trung bình mỗi kilowatt giờ đối với điện lưới cung cấp trong thị trường điện quốc gia – không bao gồm WA hoặc NT – là 720 gram mỗi kilowatt giờ. Nhưng cũng giống như dầu, cũng có khí thải từ việc chiết xuất và vận chuyển nhiên liệu hóa thạch và điều này làm tăng thêm khoảng 11% trong tổng số, tăng lên 800 gram.

Để có được lượng khí thải trên mỗi km, chúng ta cần phải biết một chiếc xe điện chạy được bao nhiêu km trên mỗi kilowatt giờ. Tại đây, cách một lựa chọn xe điện di chuyển trên một kilowatt giờ năng lượng điện từ bộ pin của họ theo trang web Hướng dẫn phương tiện xanh:

km trên mỗi kWh – theo trang web Hướng dẫn xe hơi xanh của chính phủ

Có một chút thay đổi hợp lý với Hyundai Ioniq sắp ra mắt. Những khoảng cách này chỉ dành cho năng lượng đã có trong ắc quy xe và những tổn thất xảy ra khi lấy năng lượng đó cần phải được tính toán. Những thứ này có thể đạt dưới 10%, nhưng nó phụ thuộc vào pin và cách sạc của nó và có thể tệ hơn nhiều. Để giữ cho mọi thứ đơn giản, tôi chỉ giả sử một chiếc xe điện sẽ đi được 5 km mỗi kilowatt giờ điện lưới. Điều này làm cho lượng phát thải EV trung bình 160 gram mỗi km hoặc gấp đôi so với mức phát thải thấp nhất.

Lấy làm tiếc! Tiểu bang hoặc Lãnh thổ của bạn không xanh hơn bất kỳ nơi nào khác

Hầu hết mọi người mong đợi sạc một chiếc xe điện ở Tasmania hoặc Nam Úc sẽ dẫn đến lượng khí thải trên mỗi km thấp hơn bởi vì những bang đó tạo ra một lượng lớn điện lưới từ năng lượng tái tạo, nhưng nó thực sự hoạt động theo cách đó. Nếu một chiếc xe được sạc bằng năng lượng lưới chủ yếu có thể tái tạo ở Adelaide, điều đó có nghĩa là Nam Úc sẽ xuất khẩu ít năng lượng sạch hơn đến Victoria hoặc nhập thêm năng lượng bẩn từ đó. Mặc dù có thể có một lợi thế nhỏ từ việc sạc pin ở trạng thái có độ xuyên thấu cao, nhưng nó không tạo ra nhiều khác biệt.

Nếu bạn ở Tây Úc, là tiểu bang duy nhất mà lưới điện tự tay và không chạm vào người khác, thì lượng phát thải trên mỗi kilowatt giờ điện lưới gần với mức trung bình quốc gia, thấp hơn vài phần trăm .

65% thế hệ tái tạo cho phép các lưới được tính phí EVs đánh bại các giống lai khi phát thải

Trong sáu tháng cuối năm 2019, điện lưới trong thị trường điện quốc gia được tạo ra 78,7% từ nhiên liệu hóa thạch Bộ điều chỉnh năng lượng Úc:

Nhìn vào giá trị thấp của năng lượng mặt trời, tôi thấy nó không tính đến năng lượng mặt trời trên mái nhà xuất khẩu vào lưới điện, vì vậy con số thực tế có thể là khoảng 75%.

Các chính trị gia đã nói với chúng tôi rằng họ sẽ làm bất cứ điều gì cần thiết để bảo vệ chúng ta khỏi coronavirus và giữ cho nền kinh tế ổn định, nhưng đám đông quyền lực hiện tại đã kéo theo sự nóng lên toàn cầu, có khả năng giết chết nhiều người hơn và gây ra nhiều hơn thiệt hại kinh tế. Mặc dù vậy, chúng tôi có khả năng đạt được ít nhất 50% thế hệ tái tạo vào năm 2030 chỉ vì các nhà máy điện than bị loại bỏ nhất của chúng tôi sẽ không còn kinh tế khi điều hành, ngay cả khi chính phủ không làm gì để ngăn chặn chúng làm mất ổn định khí hậu hoặc đầu độc không khí.

Tạo ra 50% won tái tạo thế giới đã cắt giảm một nửa lượng khí thải lưới điện vì khoảng một phần tư điện lưới đã đến từ năng lượng mặt trời, gió và thủy điện. Nhưng vì việc giảm nhiên liệu hóa thạch sẽ tập trung vào than đá, nên nó sẽ khiến lượng khí thải giảm khoảng một phần ba. Vì vậy, khi chúng tôi đạt được mục tiêu đó, xe điện vẫn sẽ tạo ra lượng khí thải nhiều hơn một phần tư so với các xe hybrid hiệu quả nhất, nhưng sẽ ngang bằng với Toyota Prius V và Lexus ES 300h. Chúng ta có thể phải đợi cho đến khi lưới điện có thể tái tạo khoảng 65% cho các phương tiện điện tích điện điển hình để đánh bại các giống lai tốt nhất về khí thải trên mỗi km.

EVs Out-Performance lai

Mặc dù có thể mất một thời gian dài bi thảm để các EV tính phí điện lưới để đánh bại các giống lai tiết kiệm nhiên liệu về khí thải trên mỗi km, đây không phải là một so sánh hợp lý cho người mua xe trung bình. Khi hầu hết người Úc mua một chiếc xe mới, một trong những cân nhắc quan trọng nhất của họ là hiệu suất. Nếu điều này không đúng, hầu hết các xe chở khách của chúng tôi sẽ có dung tích động cơ từ một lít trở xuống⁴ và ai đó đã mua một chiếc xe có động cơ 1,2 lít lớn, như chiếc Hyundai Getz của tôi, sẽ được coi là một chiếc xe tăng và người quan trọng khác của họ có thể coi họ là vô trách nhiệm vì có chiếc xe có giá 40 đô la để đổ đầy bình xăng.

Sự so sánh thích hợp cho xe điện thường giành chiến thắng là một chiếc hybrid tiết kiệm nhiên liệu vì chúng không thể tiến gần đến hiệu suất của hầu hết các xe điện. Tại đây, tốc độ 0-100 km / h đối với một số xe chở khách lai:

• Toyota Corolla 7,8 giây
• Toyota Prius 9,4 giây
• Toyota Camry Accent 8,3 giây
• Lexus ES 300h 8.1 giây

Nếu chúng ta so sánh với thời gian tăng tốc của một lựa chọn xe điện, họ có thể làm tốt hơn nhiều:

• 2019 Hyundai Ioniq điện: 9,9 giây
• Nissan Leaf 2018: 8 giây
• BMW i3 BEV: 7,3 giây
• Tesla Model 3: Phạm vi tiêu chuẩn 5,9 giây
• Tầm xa của Tesla Model 3: 4,6 giây
• Tesla S P100-D: 2,7 giây

Trong khi chiếc xe điện tiết kiệm năng lượng nhất trong danh sách có khả năng tăng tốc chậm hơn tất cả các xe hybrid, phần còn lại của EV có khả năng tăng tốc vượt trội, với Tesla S là hết sức lố bịch. Vì vậy, chiếc xe thích hợp để so sánh với BMW i3 hoặc Tesla Model 3 sẽ không phải là một chiếc xe hybrid tiết kiệm nhiên liệu trong hầu hết thời gian. Nó sẽ là một chiếc xe động cơ đốt trong với khả năng tăng tốc tương đương, có khả năng có tổng lượng khí thải khoảng 275 gram CO2 mỗi km trở lên.

Dưới 1 Kilowatt năng lượng mặt trời trên sân thượng bổ sung làm cho EVs xanh hơn các giống lai

Một cách rất đơn giản để tạo ra lượng khí thải EV EV mỗi km thấp hơn so với hybrid hybrid từ ngày đầu tiên, mà không phải chờ lưới điện trở nên xanh hơn, là lắp đặt thêm công suất năng lượng mặt trời trên mái nhà. Chỉ cần một kilowatt công suất bảng điều khiển bổ sung sẽ làm giảm lượng khí thải lưới điện đủ để bù lại lượng khí thải trung bình của xe chở khách bằng điện, do đó, chúng sẽ ít hơn một động cơ lai tiết kiệm nhiên liệu. Nó không cần thiết phải sạc trực tiếp EV từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà. Công suất năng lượng mặt trời thêm vẫn sẽ giảm lượng khí thải lưới ngay cả khi chiếc xe không bao giờ nhận được bất kỳ năng lượng trực tiếp từ các tấm.

Mặc dù nó thay đổi tùy theo vị trí, một nguyên tắc nhỏ là một kilowatt tấm pin mặt trời sẽ tạo ra trung bình khoảng 4 kilowatt-giờ mỗi ngày. Dưới đây là trung bình kilowatt-giờ hàng ngày Trang web PVWatts cung cấp cho 1 kilowatt năng lượng mặt trời phía bắc ở thủ đô của Úc:

• Thành phố: 4,1
• Brisbane: 4.2
• Thủ đô: 4.3
• Darwin: 4,4
• Hobart: 3,4
• Melbourne: 3,8
• Perth: 4,5
• Sydney: 3,8

Nếu một kilowatt giờ điện mặt trời được gửi vào lưới điện, nó sẽ giảm lượng khí thải hơn 800 gram CO2 mỗi kilowatt giờ, kết quả trung bình từ việc sử dụng điện lưới. Năng lượng mặt trời được gửi vào lưới sẽ hiếm khi làm giảm việc tạo ra năng lượng tái tạo và thay vào đó làm giảm việc tạo ra nhiên liệu hóa thạch. Điều này là do nhiên liệu cho năng lượng mặt trời, gió và thủy điện về cơ bản là miễn phí và vì vậy năng lượng tái tạo có thể vượt qua việc sản xuất than và khí đốt phải trả cho nhiên liệu của chúng.⁵.

Cho đến khi năng lượng than được điều khiển từ thị trường năng lượng, mỗi kilowatt giờ năng lượng mặt trời sẽ giảm lượng phát thải gần bằng tổng lượng phát thải từ khai thác, vận chuyển và đốt than; đó là khoảng 1 kg.⁶ Vì vậy, một kilowatt tấm pin mặt trời sẽ giảm lượng khí thải khoảng 4 kg CO2 mỗi ngày.

Xe khách Úc được lái trung bình 12.600 km một năm. Đây chỉ là 34,5 km một ngày. Điều này có nghĩa là lượng khí thải trung bình hàng ngày cho các phương tiện sau sẽ là:

• Xe khách chạy xăng điển hình 9,490 gram
• Xe hybrid phát thải thấp nhất: 2.760 gram
• Xe điện tính phí được 5km mỗi kilowatt-giờ: 5,520 gram

Vì vậy, đối với khoảng cách lái xe trung bình hàng ngày là 34,5 km, một chiếc xe điện cộng thêm 700 watt tấm pin mặt trời phía bắc sẽ dẫn đến lượng phát thải chung trên mỗi km thấp hơn so với hybrid phát thải thấp nhất mà không bù đắp năng lượng mặt trời. Để bù đắp hoàn toàn lượng khí thải EV EV sẽ mất 1,4 kilowatt. Ngày nay chỉ cần 4 tấm để cung cấp công suất đó.

Nó phải được bổ sung năng lượng mặt trời

Thành thật mà nói, năng lượng mặt trời trên mái nhà đang bù đắp lượng khí thải từ EV – hoặc bất kỳ loại phương tiện nào – đó phải là công suất được lắp đặt cho mục đích đó. Finn, ông chủ của tôi, đã có 6 kilowatt tấm pin mặt trời trên mái nhà của mình trong nhiều năm nhưng không giả vờ bao gồm khả năng bù đắp khí thải từ việc lái chiếc Tesla S mới của mình, mặc dù 6 kilowatt đó sản xuất nhiều năng lượng hơn trong năm so với hiệu quả năng lượng của anh ấy Nhà rơm tiêu thụ trước khi anh mua máy tốc độ điện.

Thay vào đó, bây giờ anh ta có EV, anh ta đang lên kế hoạch lắp đặt thêm khoảng 12 kilowatt công suất năng lượng mặt trời. Điều đó là quá đủ để bù đắp hoàn toàn lượng khí thải từ 6 chiếc xe điện được sạc từ lưới điện. Một con số sẽ tăng lên khi lưới điện trở nên xanh hơn.

Tôi không gợi ý rằng việc lắp đặt 1,4 kilowatt tấm pin mặt trời khi bạn mua một chiếc xe điện là điều hợp lý. Nhưng tôi sẽ đề nghị rằng khi mua một hệ thống năng lượng mặt trời bạn có được cái lớn nhất mà bạn có thể cho phép mua xe điện trong tương lai. Nếu bạn có một hệ thống năng lượng mặt trời hiện có và có được một chiếc xe điện, bạn có thể xem xét việc lắp đặt một hệ thống bổ sung nếu có không gian trên mái nhà của bạn. Ngoài ra, bạn có thể thay thế một hệ thống năng lượng mặt trời nhỏ bằng một hệ thống năng lượng mặt trời lớn hơn.

Điều này có nghĩa là gì nếu tôi muốn có màu xanh?

Nếu bạn thực sự muốn thân thiện với môi trường, tôi khuyên bạn nên quên xe hơi và mua xe đạp. Chúng thậm chí còn ít gây hại cho môi trường hơn ngựa. (Tôi tin tưởng tôi, tôi biết.) Bạn có thể sử dụng số tiền bạn tiết kiệm được để lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái nhà.⁷ Nó không thành vấn đề nếu nó ở trên mái nhà của bạn hoặc người khác. Môi trường không quan tâm.

Nếu bạn chưa sẵn sàng từ bỏ điện thoại di động có bánh xe và đang tìm mua một chiếc xe mới, thì việc tặng một chiếc xe điện vào lúc này có khả năng khiến bạn phải trả lại ít nhất 45.000 đô la, cách tốt nhất để mua nó là mua một chiếc xe động cơ đốt trong nhỏ và tiết kiệm nhiên liệu hoặc hybrid và dành sự khác biệt giữa điều đó và EV cho năng lượng mặt trời.

Nhưng nếu bạn là một người mua xe mới điển hình thì trong khi bạn không muốn làm hại môi trường – trừ khi bạn là một kẻ tinh ranh xấu xa nào đó – thì nó sẽ không phải là yếu tố chính ảnh hưởng đến việc mua hàng của bạn. Hầu hết người mua xe mới coi hiệu suất là quan trọng hơn. Và xe điện có thể cung cấp nhiều hơn thế này hơn bất kỳ chiếc xe đốt trong trong phạm vi giá của họ. Trong trường hợp này, bạn có thể mua một chiếc xe điện, có hiệu suất cao mà bạn mong muốn và chi thêm một chút cho hệ mặt trời lớn hơn để bù đắp lượng khí thải. Công suất năng lượng mặt trời thêm có ý nghĩa tài chính bởi vì nó sẽ tự chi trả, đôi khi chỉ trong một vài năm.

Xe điện đang trở nên có giá cả phải chăng hơn vì vậy won luôn có sự chênh lệch giá lớn như vậy giữa xe hybrid hoặc xe thông thường giá rẻ và xe điện giá rẻ. Bởi vì những chiếc xe điện rất đơn giản để chế tạo và giá pin đang tiếp tục giảm, một khi việc sản xuất hàng loạt làm giảm chi phí, có thể mua EV, bao gồm cả bộ pin của nó, với giá thấp hơn một chiếc xe chạy bằng xăng hoặc dầu diesel. Với may mắn, chiến thắng này mất nhiều thời gian để xảy ra. Trung Quốc và Ấn Độ là những địa điểm có khả năng xảy ra đầu tiên, nhưng nó có thể xảy ra bất cứ nơi nào