Probabil că nu vă dați seama cât de ineficiente sunt motoarele cu ardere internă

Unul dintre cele mai frecvente puncte de discuție între adoptatorii de vehicule electrice și criticii acestora este autonomia. Argumentul obișnuit este că vehiculele pe combustibili fosili pot face 700 de mile între realimentări și durează cinci minute pentru a face acest lucru. Dar focalizarea asupra autonomiei ascunde o caracteristică foarte importantă a mașinilor electrice cu baterie - sunt mult mai eficiente decât arderea internă.

Pentru a ilustra acest lucru, trebuie să facem un mic calcul. Acest lucru devine mai complicat decât ar putea fi din cauza diferitelor moduri în care sunt precizate specificațiile pentru vehiculele cu ardere internă și pentru cele electrice cu baterie. Pentru acesta din urmă, aproape întotdeauna știți capacitatea bateriei și intervalul nominal. Pentru mașinile cu combustibili fosili, s-ar putea să nu știi nici măcar cât de mare este rezervorul tău, doar milele nominale pe galon. Gama nu face parte de obicei din specificație. Aproape sigur nu ai idee cu câtă energie echivalează cu pe milă.

Când rezolvați lucrurile astfel încât să fie comparabile, totuși, cantitatea de energie pe care o folosește o mașină cu motor cu ardere internă în comparație cu una electrică cu baterie devine puternic contrastată. Acest lucru mi-a venit în minte în mod special când mi-am dat seama că o mașină pe care o deținem – un Porsche 1992 clasic din 968 – avea aproximativ aceeași autonomie cu „rezervorul plin” ca și mașina cu care am înlocuit-o – o Performanță Tesla Model 3. Ambele parcurg puțin peste 300 de mile de la plin la gol. Porsche-ul ar putea face mai mult decât atât dacă nu este condus așa cum ar trebui să fie un Porsche, dar acesta este un calcul „din spatele pachetului de țigări”, cu excepția faptului că m-am oprit de fumat în urmă cu câteva decenii.

Voi folosi mașini ușor diferite pentru acest articol și voi baza calculele pe cifrele EPA și WLTP pentru a menține lucrurile cât mai corecte posibil. Mașinile pe care le-am ales sunt Tesla Model 3 Long Range pentru BEV și Toyota Camry pentru a reprezenta colțul fosilelor, deoarece a fost cea mai vândută mașină din America într-o clasă similară cu Modelul 3 și disponibilă la nivel global, deși nu în Marea Britanie de atunci. Noiembrie 2021. Camry poate fi achiziționat ca hibrid acum, deci mai eficient decât versiunile numai cu combustie, dar va clarifica totuși ideea.

Să începem cu Tesla. Actualul Model 3 Long Range are o baterie de 82 kWh, oferind 374 mile de autonomie WLTP sau 358 mile conform testului EPA. Aceasta înseamnă 4.6 mile pe kWh (WLTP) sau 4.4 mile pe kWh (EPA). Camry LE Hybrid de 2.5 litri oferă 53.3 mpg (adică galoane britanice) conform testului WLTP și 52 mpg (galoni americani) conform testului EPA. Dar cum convertim asta în kWh pentru comparație?

Nimeni nu vorbește cu adevărat despre câtă energie este într-un galon de benzină (sau benzină, așa cum o numim aici în Marea Britanie) în astfel de dezbateri. Dar puteți urmări această cifră destul de ușor. O cifră pe care am găsit-o a fost 9.6 kWh pe litru, ceea ce echivalează cu 43.58 kWh per galon (britanic). Măsura obișnuită este „echivalentul în galon de benzină”, din care se derivă MPGe (mile per galon de echivalent benzină). Versiunea E10 de benzină/benzină iese la 32.78 kWh per galon (american), conform Agenția pentru Protecția Mediului din SUA.

Următorul lucru pe care trebuie să-l dăm seama pentru Camry este câți kWh este nevoie pe milă, așa că trebuie să pompăm acele cifre în MPG-ul pe care l-am obținut anterior. Folosind cifra WLTP MPG și valoarea energetică a galonului britanic, obțineți 1.2 mile pe kWh. Folosind valoarea de energie EPA MPG și galon, obțineți 1.59 mile pe kWh. Prin intermediul sistemului de evaluare a eficienței WLTP, Camry utilizează de 3.74 ori mai multă energie decât Tesla pe milă și, prin evaluarea EPA, de 3.57 ori mai mult. Unde se duce restul energiei? Căldură irosită, frecare în transmisie și alte ineficiențe.

Desigur, asta nu înseamnă că un galon de benzină / benzină consumă atât de mult mai mult kWh de electricitate. Va folosi unele în timpul procesului său de producție, dar petrolul avea acel potențial energetic deja când a fost extras din sub pământ. Ideea pe care încerc să subliniez aici este că un motor cu ardere internă consumă mult mai multă energie pe milă decât unul electric cu baterie. Atât de mult încât nici măcar nu se află în același stagiu. De ce risipim toată această energie când nu trebuie?

Sigur, arderea internă are în prezent câteva avantaje practice – vehicule cu autonomie mai lungă, vehicule mai ieftine, mai rapid de alimentat. Dar este în principiu o tehnologie mai proastă decât vehiculele electrice cu baterie. Există de peste un secol, iar eficiența sa s-a îmbunătățit doar puțin în acest timp. Nu ne putem permite să aruncăm atât de multă energie atunci când este disponibilă o alternativă care poate furniza atât de multe mile pe unitate de putere. Acesta este motivul pentru care eliminarea treptată a combustiei interne pentru transportul de zi cu zi este atât de importantă.