Напэўна, вы не разумееце, наколькі неэфектыўныя рухавікі ўнутранага згарання

Адной з самых частых тэмаў дыскусій паміж прыхільнікамі электрамабіляў і іх крытыкамі з'яўляецца далёкасць. Звычайны аргумент заключаецца ў тым, што аўтамабілі, якія працуюць на выкапнёвым паліве, могуць праехаць 700 міль паміж запраўкамі, і на гэта спатрэбіцца пяць хвілін. Але за факусоўкай далёкасці хаваецца вельмі важная асаблівасць акумулятарных электрамабіляў - яны значна больш эфектыўныя, чым сістэмы ўнутранага згарання.

Каб праілюстраваць гэта, нам трэба зрабіць невялікі разлік. Гэта становіцца больш складаным, чым магло б быць, таму што спецыфікацыі аўтамабіляў унутранага згарання і электрычных аўтамабіляў з акумулятарнымі батарэямі выкладаюцца па-рознаму. Для апошняга вы амаль заўсёды ведаеце ёмістасць батарэі і намінальны дыяпазон. Для аўтамабіляў, якія працуюць на выкапнёвым паліве, вы можаце нават не ведаць, наколькі вялікі ваш бак, а толькі намінальныя мілі на галон. Дыяпазон звычайна не з'яўляецца часткай спецыфікацыі. Вы амаль напэўна не ўяўляеце, колькі энергіі гэта прыраўноўваецца да адной мілі.

Аднак калі вы вырашыце рэчы так, каб яны былі супастаўныя, колькасць энергіі, якую выкарыстоўвае аўтамабіль з рухавіком унутранага згарання ў параўнанні з аўтамабілем з электрычным акумулятарам, становіцца рэзка кантрастнай. Гэта асабліва прыйшло мне ў галаву, калі я зразумеў, што аўтамабіль, якім я валодаў - класічны Porsche 1992 968 года - меў прыкладна такі ж запас ходу на «поўным баку», як і аўтамабіль, якім я яго замяніў - Прадукцыйнасць Tesla Model 3. Абодва робяць крыху больш за 300 міль ад поўнага да пустога. Porsche мог бы зрабіць крыху больш, чым гэта, калі б не кіраваў такім чынам, як Porsche павінен быць, але гэта ўсё разлікі "за цыгарэтным пачкам", за выключэннем таго, што я кінуў паліць некалькі дзесяцігоддзяў таму.

Я збіраюся выкарыстаць некалькі іншыя аўтамабілі для гэтага артыкула і заснаваць разлікі на дадзеных EPA і WLTP, каб усё было максімальна справядліва. Аўтамабілі, якія я выбраў, - гэта Tesla Model 3 Long Range для BEV і Toyota Camry, якая прадстаўляе куток выкапняў, бо гэта была самая прадаваная машына ў Амерыцы ў аналагічным класе, што і Model 3, і даступная ва ўсім свеце, хаця і не ў Вялікабрытаніі пасля Лістапад 2021 г. Цяпер Camry можна набыць як гібрыд, таму яна больш эфектыўная, чым версіі, якія працуюць толькі на згаранні, але яна ўсё роўна будзе выразна казаць пра сутнасць.

Пачнем з Tesla. Цяперашняя мадэль 3 Long Range мае акумулятар магутнасцю 82 кВт/гадз, які забяспечвае прабег 374 мілі па WLTP або 358 міль у адпаведнасці з тэстам EPA. Гэта роўна 4.6 мілі за кВт/гадз (WLTP) або 4.4 мілі за кВт/гадз (EPA). 2.5-літровы Camry LE Hybrid выдае 53.3 мілі на галон (гэта брытанскія галоны) паводле тэсту WLTP і 52 мілі на галон (амэрыканскія галоны) паводле тэсту EPA. Але як мы пераўтворым гэта ў кВт.гадз для параўнання?

Ніхто на самой справе не кажа пра тое, колькі энергіі змяшчаецца ў галоне бензіну (ці бензіну, як мы называем гэта тут, у Вялікабрытаніі), у такіх дэбатах. Але вы можаце лёгка адсачыць гэтую лічбу. Адна лічба, якую я знайшоў, была 9.6 кВт/гадз на літр, што роўна 43.58 кВт/г на (брытанскі) галон. Звычайнай мерай з'яўляецца «эквівалент бензінавага галона», з якога выводзіцца MPGe (мілі на галон эквіваленту бензіну). Версія бензіну / бензіну E10 складае 32.78 кВт/гадз на (амерыканскі) галон, згодна з Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША.

Наступнае, што нам трэба высветліць для Camry, гэта колькі кВт/гадз яна спажывае на мілю, так што нам трэба ўлічыць гэтыя лічбы ў MPG, які мы атрымалі раней. Выкарыстоўваючы паказчык WLTP MPG і энергетычную каштоўнасць у брытанскім галоне, вы атрымаеце 1.2 мілі за кВт/г. Выкарыстоўваючы энергію ў галонах EPA і галон, вы атрымліваеце 1.59 мілі за кВт/г. Такім чынам, паводле сістэмы ацэнкі эфектыўнасці WLTP, Camry выкарыстоўвае ў 3.74 разы больш энергіі, чым Tesla на мілю, а паводле рэйтынгу EPA - у 3.57 разы больш. Куды сыходзіць астатняя энергія? Марная страта цяпла, трэнне ў трансмісіі і іншыя недахопы.

Вядома, гэта не азначае, што галон бензіну / бензіну выкарыстоўвае значна больш кВт.гадз электраэнергіі. Частку яна будзе выкарыстоўваць у працэсе вытворчасці, але нафта мела такі энергетычны патэнцыял ужо тады, калі яе здабывалі з-пад зямлі. Справа ў тым, што рухавік унутранага згарання спажывае нашмат больш энергіі на мілю, чым электрычны рухавік. Настолькі, што гэта нават не на адным полі. Навошта мы марнуем усю гэтую энергію, калі нам гэта не трэба?

Безумоўна, у цяперашні час сістэмы ўнутранага згарання маюць некаторыя практычныя перавагі - транспартныя сродкі большай далёкасці, больш танныя транспартныя сродкі, больш хуткая запраўка. Але гэта фундаментальна горшая тэхналогія, чым акумулятарныя электрамабілі. Ён існуе ўжо больш за стагоддзе, і за гэты час яго эфектыўнасць толькі крыху палепшылася. Мы не можам дазволіць сабе марнаваць столькі энергіі, калі ёсць альтэрнатыва, якая можа даставіць столькі больш міль на адзінку магутнасці. Вось чаму паступовая адмова ад унутранага згарання для штодзённага транспарту так важная.