许多社区最好不要投资使用电池而不是氢燃料电池的电动汽车，部分原因是除了清洁运输之外，氢气基础设施为社区提供的额外能源效益很少。
这是根据斯坦福大学和慕尼黑技术大学(TUM)科学家11月出版的能源期刊上的一项研究得出的。他们比较了电池与氢燃料电池相比的汽车，假设未来电动汽车的成本更低。
“我们研究了大规模采用电动汽车将如何影响社区，建筑物和交通运输的总能耗，”主要作者Markus Felgenhauer说，他是TUM的博士候选人，也是斯坦福全球气候的前访问学者。能源项目(GCEP)。“我们发现投资全电动汽车是减少二氧化碳排放的更经济的选择，主要是因为它们的成本更低，能效更高。”
“这些研究需要确定全球能源系统深度脱碳的最低成本和最有效途径，”研究报告的共同作者，斯坦福能源资源工程教授，GCEP主任Sally Benson补充道。
电池与燃料电池
电动汽车有两种类型：带可充电电池的插电式汽车，以及将氢气转换成清洁电力的燃料电池汽车。
与汽油动力汽车不同，电池和燃料电池汽车在行驶时排放零碳。但是，大规模部署它们将需要昂贵的新基础设施来为电池充电或输送氢燃料。
政策制定者面临的一个关键问题是，哪种运输技术能够以最低的成本削减总排放量 - 电池或燃料电池?一些研究表明，除了运输之外，氢能技术还能为供暖和照明建筑提供清洁能源吗?
这项新研究是第一个解决这两个问题的研究。
研究人员专注于加州，这是电动汽车运输的领导者。在全州范围内，电池电动汽车越来越受欢迎。但只有少数制造商开始提供燃料电池汽车。为了鼓励更广泛的采用，该州已经为2017年的50个加氢站网络拨款9200多万美元。
目前，这两种能源都不是完全无排放的。有些人通过插入电网为电池充电，电网主要由碳排放的化石燃料产生电力。
同样地，大多数氢燃料通过作为副产物排放二氧化碳的工业过程从天然气中获得。另一种称为电解槽的装置利用太阳能发电将水分解成清洁的氢气和氧气，但该技术耗能非常大且价格昂贵。
未来的情景
在这项研究中，研究人员创建了洛斯阿尔托斯山镇的未来情景，这是一个阳光充足，富裕的社区，约有8,000名居民，位于距离斯坦福大学校园仅几英里的圣克拉拉县。
“洛斯阿尔托斯山的特点是该县的太阳能发电能力非常高，该州电动汽车的比例最高，”费尔根豪尔说。
这些情景的重点是未来10到20年，预计电池和燃料电池车的使用范围将更广泛，而且太阳能和电解电器的成本与电网相比具有竞争力。
2035年的一个场景假设电动汽车占该镇车队的38%。它还假设燃料电池车辆将由本地生产的氢气供电，该氢气由最便宜的可用电力制成，无论是太阳能产生的还是从电网获得的。
关于Los Altos Hills的数据被用于由研究共同作者，TUM的电气和计算机工程教授Thomas Hamacher开发的计算模型。
“我们提供了有关Los Altos Hills全天所需能量的数据，以及建设新能源基础设施成本的财务数据，”研究合着者Matthew Pellow表示，他是前GCEP博士后学者，现在是电力研究所。“我们包括制造太阳能电池板，电解槽，电池和其他一切的成本。然后我们告诉模型，鉴于我们2035年的情景，告诉我们最经济的方式来满足社区的总能量需求。”
为了将每种情景的成本与其气候效益进行比较，研究人员还计算了每种情况下产生的二氧化碳排放量。
研究人员还评估了使用氢基础设施储存清洁能源以供按需使用的潜在好处。在白天，电解槽可以从过剩的太阳能产生氢气，否则会浪费。氢气可以储存并转化为可再生电力，或者用作天然气的清洁替代品，用于加热和照亮建筑物。
结果
结果是明确的。
“就总体成本而言，我们发现电池电动汽车比燃料电池汽车更能减少排放，”Felgenhauer说。“分析显示，为了具有成本竞争力，燃料电池汽车的定价必须远低于电池汽车。然而，在可预见的未来，燃料电池汽车的价格可能远远高于电池汽车。氢气的另一个假定好处 - - 储存多余的太阳能 - 我们的分析也未发现。我们发现，在2035年，只有少量的太阳能储氢将用于供暖和照明建筑物。“
这组作者说，虽然研究的重点是一个湾区小镇，但结果与许多卧室社区有关，这些社区在加利福尼亚州有充足的阳光。他们希望在未来的研究中分析更大的社区网络，并在决定是否购买电池或燃料电池汽车时，研究可能影响消费者选择的其他因素。
“我们的目标是提供客观的，数据驱动的分析，以帮助加利福尼亚州和其他地方的政策制定者了解哪些技术途径在应对气候变化方面可能更具成本效益，”Pellow说。
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