Et luultavasti ymmärrä, kuinka tehottomia polttomoottorit ovat

Yksi yleisimmistä keskustelun aiheista sähköajoneuvojen omaksujien ja heidän kriitikoidensa välillä on kantama. Tavanomainen argumentti on, että fossiilisia polttoaineita käyttävät ajoneuvot voivat ajaa 700 mailia tankkausten välillä ja kestää viisi minuuttia. Mutta valikoiman fokus kätkee akkusähköautojen erittäin tärkeän ominaisuuden – ne ovat paljon tehokkaampia kuin polttomoottorit.

Tämän havainnollistamiseksi meidän on tehtävä pieni laskelma. Tästä on tehty monimutkaisempi kuin se voisi olla, koska polttomoottoriajoneuvojen ja akkusähköisten ajoneuvojen tekniset tiedot esitetään eri tavoin. Jälkimmäisen osalta tiedät melkein aina akun kapasiteetin ja nimellisalueen. Fossiilisia polttoaineita käyttävien autojen tapauksessa et ehkä edes tiedä, kuinka suuri säiliösi on, vain nimelliset mailit gallonaa kohden. Alue ei yleensä ole osa eritelmiä. Sinulla ei läheskään varmasti ole aavistustakaan, kuinka paljon energiaa se vastaa kilometriä kohti.

Kun asiat selvitetään niin, että ne ovat vertailukelpoisia, polttomoottoriauton käyttämä energiamäärä verrattuna akkusähköiseen autoon muuttuu jyrkästi vastakkaiseksi. Tämä tuli erityisesti mieleeni, kun tajusin, että aiemmin omistamassani autossa – vuoden 1992 klassisessa Porsche 968:ssa – oli suunnilleen sama toimintasäde "täydellä tankilla" kuin sillä autolla, johon vaihdoin sen. Tesla Model 3 suorituskyky. Molemmat ajavat hieman yli 300 mailia täydestä tyhjään. Porsche voisi tehdä vähän enemmänkin, jos sitä ei ajettaisi niin kuin Porschen pitäisi olla, mutta tämä on kaikki "tupakka-askin takaosa" -laskelma, paitsi että lopetin tupakoinnin muutama vuosikymmen sitten.

Aion käyttää tässä artikkelissa hieman erilaisia ​​autoja ja perustaa laskelmat EPA- ja WLTP-lukuihin, jotta asiat pysyisivät mahdollisimman oikeudenmukaisina. Autot, jotka olen valinnut, ovat Tesla Model 3 Long Range BEV-autoille ja Toyota Camry edustamaan fossiilisia kulmia, koska se oli Amerikassa myydyin auto samassa luokassa kuin Model 3 ja maailmanlaajuisesti saatavilla, vaikkakaan ei Yhdistyneessä kuningaskunnassa sen jälkeen. Marraskuu 2021. Camryn voi ostaa nyt hybridinä, joten se on tehokkaampi kuin vain polttomoottoriversiot, mutta se kertoo silti selvästi.

Aloitetaan Teslasta. Nykyisessä Model 3 Long Range -mallissa on 82 kWh:n akku, joka tuottaa 374 mailia WLTP-kantaman tai 358 mailia EPA-testin mukaan. Tämä vastaa 4.6 mailia kWh (WLTP) tai 4.4 mailia kWh (EPA). 2.5 litran Camry LE Hybrid tuottaa 53.3 mpg (eli brittiläistä gallonaa) WLTP-testin mukaan ja 52 mpg (Amerikan gallonaa) EPA-testin mukaan. Mutta miten se muunnetaan kWh:ksi vertailua varten?

Kukaan ei todellakaan puhu tämän tyyppisissä keskusteluissa siitä, kuinka paljon energiaa on gallonassa bensiiniä (tai bensiiniä, kuten me kutsumme sitä täällä Yhdistyneessä kuningaskunnassa). Mutta voit jäljittää tämän luvun melko helposti. Yksi löytämäni hahmo oli 9.6 kWh per litra, mikä vastaa 43.58 kWh:a (brittiläistä) gallonaa kohden. Tavallinen mitta on "bensiinigallonan ekvivalentti", josta MPGe (mailia per gallona bensiiniekvivalenttia) johdetaan. Bensiinin/bensiinin E10-version teho on 32.78 kWh per (amerikkalainen) gallona. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto.

Seuraava asia, joka meidän on selvitettävä Camrylle, on kuinka monta kWh:ta se vie kilometriä kohden, joten meidän on pumpattava nämä luvut aiemmin saamiimme MPG: hen. Käyttämällä WLTP MPG -lukua ja brittiläisen gallonan energia-arvoa saat 1.2 mailia kilowattitunnilta. Käyttämällä EPA MPG:tä ja gallonan energia-arvoa saat 1.59 mailia kilowattitunnilta. Joten WLTP-tehokkuusluokitusjärjestelmän avulla Camry käyttää 3.74 kertaa enemmän energiaa kuin Tesla kilometriä kohden ja EPA-luokituksen perusteella 3.57 kertaa niin paljon. Mihin loppu energia menee? Hukkaa lämpöä, kitkaa voimansiirrossa ja muita tehottomuutta.

Tämä ei tietenkään tarkoita, että gallona bensiiniä / bensiiniä kuluttaisi niin paljon enemmän kWh sähköä. Se kuluttaa jonkin verran tuotantoprosessissaan, mutta öljyllä oli se energiapotentiaali jo silloin, kun se louhittiin maan alta. Yritän tässä sanoa, että polttomoottori kuluttaa paljon enemmän energiaa kilometriä kohden kuin akkusähköinen. Niin paljon, ettei se ole edes samalla pallokentällä. Miksi tuhlaamme kaiken tämän energian, kun meidän ei tarvitse?

Totta kai, poltolla on tällä hetkellä joitain käytännön etuja – pidemmän kantaman ajoneuvot, halvemmat ajoneuvot, nopeampi tankkaus. Mutta se on pohjimmiltaan huonompi tekniikka kuin akkukäyttöiset sähköajoneuvot. Se on ollut olemassa yli vuosisadan, ja sen tehokkuus on parantunut vain vähän tänä aikana. Meillä ei ole varaa heittää niin paljon energiaa pois, kun saatavilla on vaihtoehto, joka voi tuottaa niin paljon enemmän maileja tehoyksikköä kohden. Siksi polton asteittainen poistaminen päivittäisissä kuljetuksissa on niin tärkeää.