Masyarakat akan lebih baik berinvestasi pada kendaraan listrik yang menggunakan baterai daripada sel bahan bakar hidrogen. Alasannya? Hidrogen menawarkan beberapa manfaat energi tambahan selain transportasi bersih.

Untuk sebuah studi baru, peneliti membandingkan dua jenis mobil dalam masa depan hipotetis dimana biaya kendaraan listrik lebih terjangkau.

"Kami melihat bagaimana adopsi kendaraan listrik berskala besar akan mempengaruhi penggunaan energi total di sebuah komunitas, untuk bangunan dan transportasi," kata pemimpin Markus Markusgengengen, kandidat doktor di Technical University of Munich (TUM) dan mantan kunjungan sarjana di Stanford University Global Climate and Energy Project (GCEP).

"Kami menemukan bahwa berinvestasi di semua baterai baterai adalah pilihan yang lebih ekonomis untuk mengurangi emisi karbon dioksida, terutama karena biaya yang lebih rendah dan efisiensi energi secara signifikan lebih tinggi."

Dua 'rasa'

"Studi seperti ini diperlukan untuk mengidentifikasi jalur terendah dan jalur paling efisien untuk dekarbonisasi dalam sistem energi global," tambah rekan penulis studi Sally Benson, profesor teknik sumber daya energi di Stanford dan direktur GCEP.

Kendaraan listrik hadir dalam dua rasa: mobil plug-in dengan baterai isi ulang, dan kendaraan sel bahan bakar yang mengubah gas hidrogen menjadi listrik bersih.

Tidak seperti mobil bertenaga bensin, baterai dan kendaraan sel bahan bakar mengeluarkan karbon nol saat digerakkan. Tapi mengerahkan mereka pada skala akan membutuhkan infrastruktur baru yang mahal untuk mengisi baterai atau memberikan bahan bakar hidrogen.

Yang memotong total emisi dengan biaya terendah?

Pertanyaan kunci untuk pembuat kebijakan adalah, teknologi transportasi mana yang mengurangi total emisi pada baterai dengan biaya terendah atau sel bahan bakar? Di luar transportasi, bisakah teknologi hidrogen juga menyediakan energi bersih untuk memanaskan dan menyalakan bangunan, seperti yang disarankan beberapa penelitian?

Studi baru, yang dipublikasikan di jurnal tersebut Energi, adalah yang pertama menjawab kedua pertanyaan tersebut.

Para peneliti memusatkan perhatian pada California, seorang pemimpin transportasi kendaraan listrik. Di seluruh negara bagian, mobil listrik baterai semakin populer. Tapi hanya beberapa produsen yang sudah mulai menawarkan kendaraan sel bahan bakar. Untuk mendorong adopsi yang lebih luas, negara telah memberikan lebih dari $ 92 juta untuk jaringan stasiun pengisian bahan bakar hidrogen 50 oleh 2017.

Saat ini, sumber energi sama sekali bebas emisi. Beberapa orang mengisi baterai mobil listrik mereka dengan menghubungkannya ke jaringan listrik, yang menghasilkan listrik yang sebagian besar dihasilkan dari bahan bakar fosil pemancar karbon.

Demikian juga, kebanyakan bahan bakar hidrogen berasal dari gas alam melalui proses industri yang menghasilkan karbon dioksida sebagai produk sampingan. Perangkat alternatif, yang disebut electrolyzer, menggunakan listrik tenaga surya untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen yang bersih, namun teknik ini sangat intensif dan mahal.

Skenarionya

Dalam penelitian tersebut, para peneliti menciptakan skenario masa depan untuk kota Los Altos Hills, sebuah komunitas tentang penduduk 8,000 di Santa Clara County.

"Los Altos Hills dibedakan oleh kapasitas generasi surya yang luar biasa tinggi di county dengan pangsa kendaraan listrik tertinggi di negara bagian ini," kata Felgenhauer.

Skenario yang difokuskan pada 10 ke 20 tahun ke depan, bila kendaraan baterai dan sel bahan bakar diharapkan lebih banyak digunakan, dan ketika tenaga surya dan elektrolimer harganya kompetitif dengan jaringan listrik.

Satu skenario untuk tahun 2035 mengasumsikan bahwa kendaraan listrik akan merupakan persen 38 dari armada kendaraan kota. Ini juga diasumsikan bahwa kendaraan sel bahan bakar akan didukung oleh hidrogen buatan lokal yang dibuat dengan listrik yang tersedia paling murah, baik itu yang dihasilkan atau diperoleh dari grid.

Data tentang Los Altos Hills diumpankan ke model komputasi yang dikembangkan oleh rekan penulis studi Thomas Hamacher, seorang profesor teknik listrik dan komputer di TUM.

"Kami menyediakan data jumlah energi yang dibutuhkan Los Altos Hills sepanjang hari, serta data keuangan mengenai biaya membangun infrastruktur energi baru," kata rekan penulis studi Matthew Pellow, mantan sarjana postdoctoral GCEP sekarang dengan Electric Power Research Institute . "Kami memasukkan biaya pembuatan panel surya, electrolyzers, baterai, dan segala hal lainnya. Kemudian kami memberi tahu modelnya, mengingat skenario kami untuk 2035, memberi tahu kami cara paling ekonomis untuk memenuhi permintaan energi masyarakat secara keseluruhan. "

Untuk membandingkan biaya setiap skenario dengan manfaat iklimnya, para peneliti juga menghitung emisi karbon dioksida yang dihasilkan dalam setiap kasus.

Mereka juga menilai potensi manfaat menggunakan infrastruktur hidrogen untuk menyimpan energi bersih agar bisa digunakan sesuai permintaan. Selama siang hari, elektrolisis dapat menghasilkan hidrogen dari tenaga surya surplus yang jika tidak akan sia-sia. Hidrogen itu bisa disimpan dan diubah menjadi listrik terbarukan, atau digunakan sebagai alternatif bersih gas alam untuk memanaskan dan menyalakan bangunan.

Hasil yang jelas

Hasilnya pasti.

"Dari segi biaya keseluruhan, kami menemukan bahwa baterai kendaraan listrik lebih baik daripada kendaraan sel bahan bakar untuk mengurangi emisi," kata Felgenhauer. "Analisis menunjukkan bahwa untuk berbiaya kompetitif, kendaraan sel bahan bakar harus di harga jauh lebih rendah daripada kendaraan baterai.

"Namun, kendaraan sel bahan bakar cenderung secara signifikan lebih mahal daripada kendaraan baterai di masa mendatang. Manfaat lain yang diharapkan dari penyimpanan hidrogen-surplus energi surya-juga tidak ada dalam analisis kami. Kami menemukan bahwa di 2035, hanya sejumlah kecil penyimpanan hidrogen matahari yang akan digunakan untuk memanaskan dan menyalakan bangunan. "

Sementara studi difokuskan pada satu kota Bay Area, hasilnya relevan untuk banyak komunitas kamar tidur dengan sinar matahari yang cukup luas di California, tulis para penulis. Mereka berharap bisa menganalisis jaringan komunitas yang lebih besar dalam studi selanjutnya dan memeriksa faktor lain yang dapat mempengaruhi pilihan konsumen saat memutuskan apakah akan membeli baterai atau mobil sel bahan bakar.

"Tujuan kami adalah untuk menyediakan analisis berbasis data yang obyektif untuk membantu menginformasikan pembuat kebijakan di California dan tempat lain tentang jalur teknologi mana yang kemungkinan lebih efektif untuk memerangi perubahan iklim," kata Pellow.

BMW Group dan Stanford GCEP mendanai pekerjaan tersebut.

Sumber: Stanford University

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon