Вероятно не осъзнавате колко неефективни са двигателите с вътрешно горене

Един от най-честите фокуси на дискусия между привържениците на електрически превозни средства и техните критици е пробегът. Обичайният аргумент е, че превозните средства с изкопаеми горива могат да изминават 700 мили между зарежданията и да им отнема пет минути, за да направят това. Но фокусът върху пробега крие много важна характеристика на електрическите автомобили с батерии – те са много по-ефективни от тези с вътрешно горене.

За да илюстрираме това, трябва да направим малко изчисление. Това е по-сложно, отколкото би могло да бъде, поради различните начини, по които се заявяват спецификациите за превозни средства с вътрешно горене и такива с батерии. За последното почти винаги знаете капацитета на батерията и номиналния обхват. За автомобили с изкопаеми горива може дори да не знаете колко голям е резервоарът ви, а само номиналните мили на галон. Обхватът обикновено не е част от спецификацията. Почти със сигурност нямате представа колко енергия се равнява на миля.

Когато обработите нещата така, че да са сравними обаче, количеството енергия, което използва автомобил с двигател с вътрешно горене в сравнение с автомобил с електрическа батерия, става рязко контрастиращо. Това особено ми хрумна, когато разбрах, че една кола, която притежавах – класическо Porsche 1992 от 968 г. – имаше приблизително същия пробег при „пълен резервоар“ като колата, с която я замених – Производителност на Tesla Model 3. И двата изминават малко над 300 мили от пълен до празен. Porsche би могло да направи малко повече от това, ако не се управлява по начина, по който трябва да бъде Porsche, но всичко това е изчисление „задната част на пакета цигари“, освен че спрях да пуша преди няколко десетилетия.

Ще използвам малко по-различни коли за тази статия и ще базирам изчисленията на стойностите на EPA и WLTP, за да поддържам нещата възможно най-справедливи. Автомобилите, които избрах, са Tesla Model 3 Long Range за BEVs и Toyota Camry, за да представлява ъгъла на изкопаемите, тъй като това беше най-продаваната кола в Америка в подобен клас като Model 3 и достъпна в световен мащаб, макар и не в Обединеното кралство от Ноември 2021 г. Camry вече може да бъде закупен като хибрид, така че е по-ефективен от версиите само с горивни двигатели, но въпреки това ще подчертае ясно идеята.

Да започнем с Tesla. Сегашният Model 3 Long Range има 82kWh батерия, осигуряваща 374 мили WLTP обхват или 358 мили според теста на EPA. Това се равнява на 4.6 мили на kWh (WLTP) или 4.4 мили на kWh (EPA). 2.5L Camry LE Hybrid доставя 53.3 мили на галон (това са британски галони) според теста WLTP и 52 мили на галон (американски галони) според теста на EPA. Но как да преобразуваме това в kWh за сравнение?

Никой всъщност не говори за това колко енергия има в галон бензин (или бензин, както го наричаме тук в Обединеното кралство) в този вид дебати. Но можете да проследите тази цифра доста лесно. Една фигура, която намерих, беше 9.6kWh на литър, което се равнява на 43.58kWh на (британски) галон. Обичайната мярка е „Еквивалент на бензинов галон“, от който се извлича MPGe (мили на галон еквивалент на бензин). Версията E10 на бензин / бензин излиза на 32.78kWh на (американски) галон, според Американската агенция за опазване на околната среда.

Следващото нещо, което трябва да разберем за Camry, е колко kWh отнема на миля, така че трябва да напомпаме тези цифри в MPG, който получихме преди. Използвайки стойността на WLTP MPG и енергийната стойност на британския галон, получавате 1.2 мили на kWh. Използвайки енергийната стойност на EPA MPG и галон, получавате 1.59 мили на kWh. Така чрез системата за оценка на ефективността WLTP, Camry използва 3.74 пъти повече енергия от Tesla на миля, а чрез оценката на EPA, 3.57 пъти повече. Къде отива останалата енергия? Загубена топлина, триене в задвижването и други неефективности.

Разбира се, това не означава, че един галон бензин/бензин използва толкова много повече kWh електроенергия. Той ще използва малко по време на производствения си процес, но петролът имаше този енергиен потенциал още когато беше извлечен изпод земята. Това, което се опитвам да отбележа тук, е, че двигател с вътрешно горене изразходва много повече енергия на миля, отколкото електрически с батерии. Толкова много, че дори не е на едно и също ниво. Защо хабим цялата тази енергия, когато не е нужно?

Разбира се, вътрешното горене в момента има някои практически предимства – превозни средства с по-дълъг пробег, по-евтини превозни средства, по-бързо зареждане с гориво. Но по същество това е по-лоша технология от електрическите превозни средства с батерии. Той съществува от повече от век и ефективността му се е подобрила само малко през това време. Не можем да си позволим да хвърляме толкова много енергия, когато е налична алтернатива, която може да достави толкова много повече мили на единица мощност. Ето защо постепенното премахване на вътрешното горене за ежедневния транспорт е толкова важно.