очередное эмигрантское г.) (solar_front) wrote,
очередное эмигрантское г.)
solar_front

Мифы и реальность. Миф №2: ЭА не "зеленее" ДВС авто.


(источник)

Продолжаем знакомится с аргументами инженера Ника Батчера.
Первая часть
Это пересказ второй части - ответа на мнение Д. Петерсена. Как раньше я выбрасываю куски текста с рассуждениями и оставляю аргументы: все мы люди занятые. Если же у кого-то возникло желание копнуть глубже - милости прошу в первоисточник.

Итак, приступим:





"Электромобили (ЭА) это большой шаг вперед на пути к экологически более чистому и энергетически независимому будущему - но если ЭА только перемещают загрязнение с улиц в производство электроэнергии, тогда их реноме может пострадать, дискредитируя новаторов в этой области. Насколько Вы доверяете изготовителю ЭА или покупке ЭА как проинформированный потребитель, Вы должны быть уверены, что продукт действительно 'экологичен  и жизнеспособен'."

Итак:

• Цель 1: Резко уменьшить эмиссию CO2.
• Цель 2: увеличить энергетическую безопасность, предпочтительно на национальном уровне, но еще важнее - на глобальном уровне.
• Цель 3: Стать самообеспечеными. Будущее трудно предсказать, но лучше избежать энергетической катастрофы в будущем.

"Озеленение" электросети.
Нефть как ископаемый источник энергии ни достаточно чиста (11 кг  CO2 за сожженный галлон, или 3 кг с литра (S-F)), ни безопасна в том смысле, что дополнительные объемы не могут появится в одночасье, чтобы удовлетворить новым требованиям.  Беспокойство этим фактом настолько велико, что человечество рассматривает нетрадиционные источники энергии как альтернативу нефти. Электричество может быть очень "чистым", но может быть и очень "грязным" - например в случае со старыми угольными электростанциями. Мы обеспечены на несколько десятилетий вперед природным газом, на 100 лет углем, на тысячелетия атомной энергией, и всегда есть в наличии возобновляемые источники как например - солнце и ветер.

В 2008 американский транспорт выбросил в атмосферу 1.93 Гт CO2. В тот же самый год, американский электроэнергетический сектор добавил еще 2.4 Гт. Причем в основном "благодаря" сжиганию угля (82 процента от всех выбросов сектора) несмотря на выработку только 45 процентов энергии. Международное энергетическое агентство говорит, что полная декарбонизация должна быть осуществлена во вторую половину этого столетия - минимум, к которому мы должны стремиться. На сегодня на каждый кВтч выработанный в США 600 г выбросов СО2. Но, к счастью, есть альтернативы:

21
Диаграмма показывает эмиссию в граммах CO2 на киловаттчас для существующих технологий энергогенерации. Данные могут расходится в этом вопросе - по этому я взял данные из исследования IEA, которое объединяет результаты других исследований. Зеленые и фиолетовые значения это "новые" варианты электростанции. Красным - устаревшие решения или в случае не тривиальных обстоятельств. В развитом мире производство электроэнергии сжиганием угля находится в состоянии упадка: оно между молотом и наковальней - общественного мнения и экономики.  Уголь грязен, CO2-интенсивен и больше не конкурентоспособен против новых методов генерации.

Осознание того, что нужно переходить к "чистой" и более возобновляемой энергетике растет. И вызов в том, что решение нужно принять в короткий период времени. Если мы это сделаем - мы победим. Если нет - то любое обсуждение сокращения выбросов транспортного сектора не имеет смысла.

Вопрос: "ЭА чище чем двигатели внутреннего сгорания (ДВС)? "

Ответ: "Это зависит от "чистоты"  электрогенерации там где Вы заряжаете  ЭА."

Нужно ли сделать электросеть декарбонизированной прежде чем пересаживаться на ЭА?

Нет. Давайте посчитаем:

• Расход топлива и кВтч на 100 км (далее это в американских - MPG – Мили за галлон) для ДВС. Wh/mile – ватты-часы за милю для ЭА, включайте потери на передачу энергии (6 процентов) и зарядку (10-процентных).
• Выброс СО2 (kgCO2/Gallon – 11.2 (приблизительно) для обычной нефти или 3 кг /л).

Также будем пользоваться gCO2/Mile, чтобы увидеть разницу между ЭА и ДВС. Я добавлю в качестве форы для ДВС 3 тонны дополнительно CO2 к  ЭА, давая преимущество 17 граммов за милю для ДВС (12000 миль в год, 15-лет жизни для автомобиля).

Данные ниже показывают отношения между этими числами для всех комбинаций ЭА (wh/mi) и ДВС (MPG).

Mesh
(должен сказать, что данный график вызвал у меня ступор (S-F): я долго пытался его понять. Но всё становится на свои места если убрать две ошибки сделанные Батчером:
а) Wh/mi нужно перевернуть - с ростом энергии за милю СО2 должно расти.
б) не gCO2/kWh, а gCO2.
д) 3Д здесь собственно не нужно.
е) Авто к которым привыкли мы, частники, европейцы находятся в сегменте около 70 MPG
ж) Текже мне не ясно если посмотреть в нижний угол графика: Это авто которое потребляет 70MPG и 25 Wh/mi?


Ну, американец, что с него возмешь?! Спешил наверное.)


График показывает, что уровня в 1000 г. СО2 мы достигаем с ЭА значительно позже чем с ДВС.  Если сравнивать однотипные авто то они даже "близко не стоят": довольно мощный ЭА 300 Wh/mi (смотреть на 450! S-F), и средний ДВС  автомобиль (30 миль на галлон) - ЭА более чист, даже питаясь от "грязной" угольной станции. Однако, мы видим проблему: неэффективный EV (500 wh/mi) выбрасывает больше СО2 и должен быть на уровне в 300 г/кВт·ч, чтобы конкурировать с ДВС автомобилем у которого расход  70 миль на галлон.
(70 MPG  это 3.36 л/100 км. Калькулятор. S-F)

(и хотя графики мистера Батчера меня угнетают странной компоновкой, милями и галлонами, после некоторых размышлений я выкладываю это произведение американского инженерного искусства. Я надеюсь, что среди читателей найдутся более смышленые люди чем я.)

CountourCarsGen
(без комментариев. Ну, любит человек 3Д!
а) Wh/mi ОПЯТЬ нужно перевернуть - с ростом энергии за милю СО2 должно расти. Следовательно горизонтальные линии онять надо переворачивать, чтобы понять это! Для меня остается под вопросом как американцы остаются супердержавой с такими инженерами?!

неспрашивайте меня как, но Батчер пришел к следующим выводам:
)


• Nissan Leaf против Prius: Nissan Leaf побеждает - gCO2/kWh < 580
• Хонда (HMC) fit против Поло VW BlueMotion: Хонда побеждает gCO2/kWh <520
• Тесла S против Lexus GS: Тесла побеждает для побеждает gCO2/kWh <870

ЭА побеждают ДВС.

Вопросы связанные с ростом производства ЭА.

Очевидно, что когда пользуются средней величиной в 600 гСО2/кВтч это не верно: в различных областях - различные производства электроэнергии. Например, евли 20-процентнов это ядерная часть, 40-процентнов газ, 20-процентнов уголь, и 20 процентов гидро, то Ваша средняя эмиссия будет около 380 гСО2/кВтч.
Стоит ли производить  ЭА теперь, и причина не только в том, что даже с "грязной" электросетью это экологичнее, а в том что требуется время для новых технологий, время для захвата доли на рынке и время на просто вытеснение ДВС на глобальном рынке.

Смена технологий обычно определяется логистической кривой. (?? S-F) Я предполагаю следующий прогноз продаж новых автомобилей в США: продажи EVs увеличиваются до доли в 50 процентов в 2033, и до  90 процентов в 2053 (100 процентов были бы лучше, но немного ДВС останется).

EVICE-Sales_640_391

Согласно расчетам суммарный ежегодный выброс СО2 изменится таким образом (между ранним и поздним вводом в эксплуатацию ЭА разница в 10 лет).
1131950-13405382904350224-Nick-Butcher_origin_592_362
( ICE - ДВС)

Здесь мы видим, что, что бы ни случилось, американский сектор легковых автомобилей принесет огромный вред окружающей среде и идеи по уменьшению выбросов приветствуются. Но главное здесь - как изменятся выбросы при различных сценариях появления ЭА на рынке. Я предполагаю также, что возможно мы никогда не перейдем к ЭА, а скорее просто значительно улучшим эффективность ДВС.
Лучший результат из этих сценариев это ранний переход к ЭА который приведет нас в 2100 к 46 Гт общих выбросов. Ожидание того пока сетка не "по зеленеет" приведет к увеличению выбросов в 3 Гт общих выбросов; отказ от ЭА вообще в пользу более эффективных ДВС  означает увеличение на 23.2 Гт.
Огромные выбросы в конце века потрясают даже несмотря на переход к ЭА. Это - штраф за медленный переход к новой технологии и за то, что почти 20 процентов автопарка это ДВС в конце столетия. ЭА сами по себе будут выбрасывать "только"   7.3 Гт в то время как будут составлять 80 процентов автопарка, или 0.04 Гт если энергосеть будет "чистой".

Заключение

Даже с довольно "грязным" электричеством, ЭА более чисты, чем ДВС. Если мы достигнем в среднем по-америке уровня в CO2 500 г/кВтч Модель S будет более "чистой" Prius -  и многие страны уже на этом уровне в 500 г/кВтч. В современных условиях США если сравнивать схожие автомобили: Модель S более экологична, чем гибрид Mercedes E400, даже если она потребляет ток от электростанции на угле.

(Послесловие. Хотя автор и задался благородной целью разъяснить истеричному Петерсену где его место, сделано это настолько коряво, многословно и с многочисленными ошибками, что лучше бы он этого не делал. Мне немного жаль моего времени... но ладно.)

Tags: США, рынок, электромобиль
Subscribe
promo solar_front october 18, 2017 11:19 22
Buy for 30 tokens
Желание упорядочить знание об окружающих варварах привело выдающуюся австрийскую науку к созданию " Таблицы Народов" (начало 18 го века). Просто представьте себе - уже вот-вот начнется семилетняя война, А.В. Суворов скоро придет в эти Альпы, а австрийцы уже были вооружены знанием своих…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 89 comments