Jamii itakuwa bora kuwekeza katika magari ya umeme ambayo hutumia betri badala ya seli za mafuta ya hidrojeni. Sababu? Hydrojeni hutoa faida chache za nyongeza badala ya usafirishaji safi.

Kwa utafiti mpya, watafiti walilinganisha aina mbili za magari katika siku za usoni za kufikirika ambapo gharama ya magari ya umeme ni rahisi zaidi.

"Tuliangalia jinsi kupitishwa kwa kiwango kikubwa kwa magari ya umeme kutaathiri matumizi ya jumla ya nishati katika jamii, kwa majengo na pia usafirishaji," anasema mwandishi kiongozi Markus Felgenhauer, mgombea wa udaktari katika Chuo Kikuu cha Ufundi cha Munich (TUM) na aliyewahi kutembelea msomi katika Chuo Kikuu cha Stanford Hali ya Hewa na Mradi wa Nishati (GCEP).

"Tuligundua kuwa kuwekeza katika magari ya betri yenye umeme wote ni chaguo la kiuchumi zaidi kwa kupunguza uzalishaji wa kaboni dioksidi, haswa kwa sababu ya gharama yao ya chini na ufanisi mkubwa wa nishati."

'Ladha' mbili

"Utafiti kama huu unahitajika kutambua gharama ya chini na njia bora zaidi za utenganishaji wa kina wa mfumo wa nishati ulimwenguni," anaongeza mwandishi mwenza wa utafiti Sally Benson, profesa wa uhandisi wa rasilimali za nishati huko Stanford na mkurugenzi wa GCEP.

Magari ya umeme huja katika ladha mbili: kuziba-gari zilizo na betri zinazoweza kuchajiwa, na magari ya mafuta ambayo hubadilisha gesi ya haidrojeni kuwa umeme safi.

Tofauti na magari yanayotumia mafuta ya petroli, magari ya betri na seli za mafuta hutoa kaboni sifuri wakati inaendeshwa. Lakini kuzipeleka kwa kiwango itahitaji miundombinu mpya ya gharama kubwa ya kuchaji betri au kutoa mafuta ya haidrojeni.

Ambayo hupunguza uzalishaji jumla kwa gharama ya chini kabisa?

Swali muhimu kwa watunga sera ni, ni teknolojia gani ya usafirishaji inayopunguza uzalishaji kwa gharama ya chini kabisa - betri au seli za mafuta? Zaidi ya usafirishaji, teknolojia ya haidrojeni pia inaweza kutoa nishati safi kwa joto na taa za majengo, kama utafiti fulani unavyopendekeza?

Utafiti mpya, uliochapishwa katika jarida hilo Nishati, ndiye wa kwanza kushughulikia maswali yote mawili.

Watafiti walizingatia California, kiongozi wa usafirishaji wa gari la umeme. Jimbo lote, magari ya umeme ya betri yanakua katika umaarufu. Lakini ni wazalishaji wachache tu ambao wameanza kutoa magari ya seli za mafuta. Ili kuhamasisha kupitishwa zaidi, serikali imetoa zaidi ya dola milioni 92 kwa mtandao wa vituo 50 vya kuongeza mafuta ya oksijeni ifikapo mwaka 2017.

Hivi sasa, hakuna chanzo cha nishati bila uzalishaji kabisa. Watu wengine huchaji magari yao ya umeme ya betri kwa kuziba kwenye gridi ya umeme, ambayo hutoa umeme unaozalishwa kwa kiasi kikubwa kutoka kwa mafuta yanayotoa kaboni.

Vivyo hivyo, mafuta mengi ya haidrojeni hutokana na gesi asilia kupitia mchakato wa viwandani ambao hutoa kaboni dioksidi kama bidhaa. Kifaa mbadala, kinachoitwa electrolyzer, hutumia umeme unaotokana na jua kugawanya maji kuwa haidrojeni safi na oksijeni, lakini mbinu hiyo ni ya nguvu sana na ni ya gharama kubwa.

Matukio

Katika utafiti huo, watafiti waliunda mazingira ya siku zijazo kwa mji wa Los Altos Hills, jamii ya wakazi wapatao 8,000 katika Kaunti ya Santa Clara.

"Milima ya Los Altos inatofautishwa na kiwango cha juu cha uzalishaji wa jua katika kaunti na sehemu kubwa zaidi ya magari ya umeme katika jimbo hilo," Felgenhauer anasema.

Matukio yalilenga miaka 10 hadi 20 katika siku zijazo, wakati gari za betri na mafuta ya seli zinatarajiwa kutumiwa kwa upana zaidi, na wakati umeme wa jua na elektrolizia ni gharama za ushindani na gridi ya umeme.

Hali moja kwa mwaka wa 2035 ilidhani kuwa magari ya umeme yangeunda asilimia 38 ya meli za gari za mji huo. Pia ilidhani kuwa magari ya seli za mafuta yangepewa nguvu na haidrojeni iliyozalishwa hapa nchini iliyotengenezwa na umeme wa bei rahisi zaidi, iwe ni ya jua au inayopatikana kutoka kwa gridi ya taifa.

Takwimu kuhusu Milima ya Los Altos zilipewa modeli ya hesabu iliyotengenezwa na mwandishi mwenza wa masomo Thomas Hamacher, profesa wa uhandisi wa umeme na kompyuta huko TUM.

"Tulitoa data juu ya kiwango cha nishati mahitaji ya Los Altos Hills kwa siku nzima, na pia data ya kifedha juu ya gharama ya kujenga miundombinu mpya ya nishati," anasema mwandishi mwenza wa masomo Matthew Pellow, msomi wa zamani wa posta ya GCEP sasa na Taasisi ya Utafiti wa Umeme wa Umeme. . "Tulijumuisha gharama ya kutengeneza paneli za jua, umeme wa umeme, betri, na kila kitu kingine. Kisha tukaiambia mfano, kutokana na mazingira yetu ya 2035, tuambie njia ya kiuchumi zaidi kukidhi mahitaji ya jumla ya nishati ya jamii. "

Ili kulinganisha gharama za kila hali na faida zake za hali ya hewa, watafiti pia walihesabu uzalishaji wa kaboni dioksidi iliyozalishwa katika kila kesi.

Pia walitathmini faida inayowezekana ya kutumia miundombinu ya haidrojeni kuhifadhi nishati safi kwa matumizi ya mahitaji. Wakati wa saa za mchana, elektroli huweza kutoa hidrojeni kutoka kwa nguvu ya ziada ya jua ambayo ingeharibika. Hidrojeni hiyo inaweza kuhifadhiwa na kubadilishwa kuwa umeme mbadala, au kutumiwa kama njia mbadala safi ya gesi asilia kwa joto na majengo nyepesi.

Futa matokeo

Matokeo yalikuwa dhahiri.

"Kwa gharama ya jumla, tuligundua kuwa magari ya umeme ya betri ni bora kuliko magari ya seli ya mafuta kwa kupunguza uzalishaji," Felgenhauer anasema. "Uchambuzi ulionyesha kuwa ili kuwa na ushindani wa gharama, magari ya seli za mafuta yatalazimika kuwa na bei ya chini sana kuliko magari ya betri.

"Walakini, magari ya seli za mafuta yana uwezekano wa kuwa ghali sana kuliko magari ya betri kwa siku zijazo zinazoonekana. Faida nyingine inayodhaniwa ya hidrojeni-kuhifadhi ziada ya nishati ya jua-haikujitokeza katika uchambuzi wetu pia. Tuligundua kuwa mnamo 2035, ni kiwango kidogo tu cha uhifadhi wa hidrojeni ya jua kitatumika kwa kupokanzwa na taa za majengo. "

Wakati utafiti ulilenga mji mmoja wa Bay Area, matokeo ni muhimu kwa jamii nyingi za chumba cha kulala zilizo na mwangaza wa jua kote California, waandishi wanaandika. Wanatumai kuchambua mitandao mikubwa ya jamii katika masomo yajayo na kukagua sababu zingine ambazo zinaweza kuathiri uchaguzi wa watumiaji wakati wa kuamua kama kununua betri au gari la mafuta.

"Lengo letu ni kutoa uchambuzi wa malengo, unaotokana na data kusaidia kuwaambia watunga sera huko California na mahali pengine juu ya njia gani ya teknolojia ambayo inaweza kuwa na gharama nafuu katika kupambana na mabadiliko ya hali ya hewa," Pellow anasema.

BMW Group na Stanford GCEP walifadhili kazi hiyo.

chanzo: Chuo Kikuu cha Stanford

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon