新發現！電動汽車比氫燃料汽車更環保

材料牛注：電動汽車還是氫燃料汽車？節能還是省錢？斯坦福大學的研究人員發現電動汽車在減少二氧化碳排放方面具有較大的優勢。

研究人員Matthew Pellow在斯坦福大學測試了他的純電動Nissan Leaf車。Pellow發現電動汽車在減少二氧化碳排放量方面與氫動力汽車相比，是一種更有效的選擇。

許多社會團體更愿意投資電動汽車而不是氫燃料汽車，部分原因是氫基礎構造除了作為清潔交通工具外，不能為團體提供額外的能源利益。

斯坦福大學和慕尼黑工業大學（TUM）的科學家發布在11月的Energy雜志上的一項研究得出了此結論。假設將來電動汽車的價格可以接受，科學家對電動汽車和氫燃料汽車進行對比。

“我們調查了在建筑和運輸行業中，電動汽車多大規模的普及率會影響社會的總體能源消耗。我們發現，投資全電動汽車在減少二氧化碳排放量方面是一個更經濟的選擇，主要因為成本低且能源效益顯著。” 論文的第一作者Markus Felgenhauer表示，他是慕尼黑工業大學的博士生，同時是斯坦福大學全球氣候和能源項目（GCEP）的前訪問學者。

“此類研究需要為世界能源系統的深度脫碳找出成本最低且最有效的方法，”這項研究的合著作者Sally Benson補充道，他是斯坦福大學能源工程的教授，也是全球氣候和能源項目（GCEP）的負責人。

充電電池VS燃料電池

電動汽車有兩種類型：具有可反復充電電池的插入式混合動力車，和將氫氣轉化為清潔電力的燃料電池汽車。

與汽油動力汽車不同，電池和燃料汽車在駕駛時可以做到碳的零排放。但是，大規模發展將需要昂貴的新型基礎設施，來為電池充電或傳送氫燃料。

對決策者來說，重要的問題是，哪個交通技術可以用最低的成本來減少總排放量——充電電池或燃料電池？一些研究表明，除了運輸，氫技術可以為加熱和照亮提供清潔能源。但這些研究可信嗎？

這項新研究第一次回答了這兩個問題。

研究人員將目光轉向了引領電動汽車交通領域的加利福尼亞州。電動汽車在這里越來越受歡迎。但只有少數制造商提供燃料電池汽車。為鼓勵更廣泛的采用燃料電池，國家將在2017年之前為50個氫燃料補給站的網絡構建投資9200萬美元以上。

目前，這兩種能源都沒有做到完全的零排放。有些人通過接入電網為電動汽車充電，傳送的電力主要來自排放碳的化石燃料。

同樣，大多數氫燃料是天然氣通過工業過程得到的，二氧化碳作為副產品被排放出。另一種可替換的設備，稱為電解槽，使用太陽能發電將水分解成干凈的氫氣和氧氣，但這項技術需要大量的能量并且很昂貴。

未來的設想

在這項研究中，研究人員們為Los Altos Hills小鎮的未來進行了設想，這個小鎮位于 Santa Clara城，離斯坦福校園只有幾里路，擁有大約8000居民，是一個美麗富裕的社區。

“Los Altos Hills的特點在于，其在Santa Clara城中具有很高的太陽能發電能力，而Santa Clara城在整個州中電動汽車使用率最高。”Felgenhauer表示。

此設想焦距在未來10到20年。在此時間段，預計蓄電池和燃料電池汽車的使用更加普遍，太陽能和電解槽將與電網在成本方面進行競爭。

到2035年的一個設想是，電動汽車的使用量將占城市車輛的38%。而且，電池汽車中的氫燃料將由當地以最便宜的電力進行生產，該電力由太陽能生產或從電網中獲得。

Los Altos Hills的數據被用于一個計算模型，該模型由研究的合作者、TUM的電子和計算機教授Thomas Hamacher提出。

“我們需要一整天來提供Los Altos Hills所需能源的數據，還有建造新型能源基礎設施費用的財政數據。我們計算出了太陽能電池板、電解槽、蓄電池和其它所有東西的制作成本。然后，我們把數據輸入模型，并且考慮我們對2035年的設想，模型會給出滿足整個社區所需能源的最經濟的方法。”該研究的合作者Matthew Pellow說，他是全球氣候和能源項目（GCEP）的前博士后學者，目前供職于電力研究機構。

為了比較每個設想在氣候效益方面的性價比，研究人員計算了在各種情況下的二氧化碳排放量。研究人員還評估了使用氫基礎設施存儲清潔能源，來滿足使用需求的潛在好處。白天，電解槽可以從盈余的太陽能中產生氫氣，不然這些太陽能也是會浪費的。氫可以存儲和轉化成可再生電能，或作為天然氣的清潔替代物，來加熱和照亮建筑。

結果

結果是很明確的。Felgenhauer表示，“在總體成本方面，我們發現電動汽車比燃料電池汽車更能減少排放。分析表明，為了更具有成本競爭力，燃料電池汽車必須定價比電動汽車低很多。然而，在可預知的時間里，燃料電池汽車的價格卻有可能比電動汽車貴很多。氫的另一個有益方面——儲存盈余的太陽能，在我們的分析中并沒有被證實。我們發現在2035年，只有小部分的太陽能氫儲存器會被用于加熱和照亮建筑。”

論文作者表示，盡管這項研究集中于海灣地區的城鎮，這個結果卻與許多擁有充沛日照的加利福尼亞的郊區社區有關。他們希望能在后續的研究中分析更大的社區網絡，并調查當決定買電動汽車還是燃料電池汽車時，影響消費者選擇的其他因素。

“我們的目標是提供客觀、數據驅動的分析來幫助加利福尼亞的決策者，并找到對抗氣候變化的更加經濟有效的技術方法，”Pellow表示。

原文鏈接：Battery electric cars are a better choice for reducing emissions than fuel cell vehicles, study finds.

文獻鏈接：Evaluating co-benefits of battery and fuel cell vehicles in a community in California.

本文由材料人編輯部劉萬春提供素材，趙輝編譯，萬鑫浩審核，點我加入材料人編輯部。

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