Автомобилната индустрия залага ол-ин на електромобилите, но по-ефективен начин за бързо намаляване на емисиите ни гледа в очите.

Преди време Toyota поведе масовия натиск към енергийно ефективни автомобили с хибридния Prius. Днес това изглежда по-консервативно, тъй като години наред имаха хибрид, а сега прегръщат потенциала на електромобилите с BZ4X. Те все още твърдо вярват в пълен спектър от решения за декарбонизация, при които хибридите са по-важни от напълно електрическите коли. Звучи като закъсняла реакция от компания, чиято първа електрическа кола беше посрещната хладно. Но ако погледнете по-отблизо колко ефективно хибридите и електромобилите използват батериите си, ще разберете, че Тойота всъщност е права. Хибридите играят по-голяма роля в декарбонизацията, отколкото електромобилите. Факт е, че трябва да използваме нашите ограничени запаси от батерии, за да осигурим максимално намаляване на емисиите на CO2 в автомобилната индустрия, и то скоро. Трябва да използваме максимално всеки последен киловатчас. В краткосрочен план това не означава да преминем изцяло на електромобилите. Това означава връщане към хибридите.

В полза на хибридните автомобили

Данните са убедителни: електричките генерират по-малко въглеродни емисии от колите, задвижвани с ДВГ през целия си живот. Но прилагането на електромобили се спъва в ограниченията на обхвата. Неравномерните мрежи за зареждане и високите цени, произтичащи от цената на батериите, които ги захранват. Нещо повече, доставките на EV батерии се очаква да не задоволят търсенето през следващите няколко години. Benchmark Mineral Intelligence каза пред The Financial Times, че прогнозира петкратно нарастване на търсенето на литий до 2035 г. Boston Consulting Group прогнозира „хроничен“ недостиг веднага след 2025 г. Миналата година главният изпълнителен директор на Stellantis Карлос Таварес предупреди за това в CNBC, предричайки недостиг на минерали и батерии по-късно това десетилетие. И така, има ли по-добра употреба за батериите, които в момента се натъпкват в сравнително малък брой електрически седани за $60 000 или електрически пикапи за $100 000? Може ли преминаването към изцяло хибридни модели всъщност да намали емисиите по-бързо от бързите EV в краткосрочен план?

Хибриди пред електромобили

За да илюстрираме, ще сравним въглеродните емисии на няколко модела, които се предлагат с ДВГ, хибрид/plug-in хибрид (PHEV) и електрически задвижвания. Ford F-150, Hyundai Kona и Kia Niro и BMW Серия 3 и i4 . Отново, това е въпросът, на който искаме да отговорим: Кое е най-доброто използване на ограничен запас от батерии? Да се ползва в куп хибриди или да ги натъпчем в няколко електромобила и да оставим останалите коли с чисти бензинови или дизелови двигатели? Можем да отговорим на този въпрос, като разделим колко всяко превозно средство намалява емисиите на CO2, в сравнение с ел-колегата ,на капацитета на батерията в киловатчаса. Трудно е да си го представите, така че не се притеснявайте: просто погледнете това уравнение. (ДВГ модел CO2 емисии – Ел-модел CO2 емисии)/ Капацитет на батерията в вкч= елиминирани CO2 емисии за квч от батерията.

Данни за емисиите

Имаме нужда от повече данни, за да ги попълним, разбира се, и получаването им е лесно. Извличаме данни от пазара в САЩ – там имаме широко разпространение на електрички и хибриди. FuelEconomy.gov на EPA публикува оценки за CO2 на миля, които също включват емисиите нагоре по веригата, идващи от производството на бензин. Нещата обаче не са толкова ясни за електромобилите, които според EPA не отделят CO2. Въпреки че е вярно от гледна точка на отработените газове, производството на електричество, необходимо за зареждането им, генерира CO2. Средно 386 грама от него на kWh в Съединените щати, според Администрацията за енергийна информация. След това можем да оценим техните скрити CO2 емисии с уравнението, илюстрирано по-долу. Средна стойност на CO2 емисии за квч/ ( Пробег на електричка в мили/ капацитет на батерията в квч)= Прикрити CO2 емисии за миля. Въоръжени с тези данни, можем да изчислим колко ефективно всяко електрифицирано превозно средство използва своята батерия. Уравнението, което ще използваме за това, е показано по-горе – не забравяйте, че целта е да намалим емисиите на CO2 възможно най-много с ограничено количество батерии. Математиката показва доста ясно кой е най-добрият вариант.

Сравними емисии ?

Помислете колко батерия използва един типичен електромобил за масовия пазар. Експлоатацията на F-150 Lightning може да генерира по-малко от една трета от CO2 емисиите на бензиновия F-150. Междувременно F-150 Powerboost е с хибридна батерия със само 1,5 kWh. Той не постига намаляването на емисиите като Lightning, но Ford може да направи 65 от тях с батериите, които влизат в един Lightning. Ако Ford продаде един Lightning и 64 F-150 ДВГ, това намалява емисиите на CO2 на пътя на тези пикапи общо с 370 g/mi. Ако продаде 65 хибрида – разпределяйки захранването на една батерия на Lightning във всички тях – това ще намали общите емисии с 4550 g/mi. Не забравяйте, че се използва точно същото количество батерии; просто разпределението е различно.

БМВ и Хюндай

Същото важи и за комбинацията Hyundai/Kia и за BMW-тата – преминаването към пълен хибрид намалява емисиите много повече от създаването на шепа EV и тонове коли на гориво. Разделете батерията на i4 и можете да направите седем 330e PHEV, намалявайки 560 g/mi до 266 на един i4. Разделете Kona EV и можете да направите седем Niro PHEV с емисионна стойност 1085 g/mi , или 41 обикновени хибрида Niro, за елиминирани 4,797 g/mi. Подобно на Ford, те използват по-добре захранването с фиксирани батерии, като го разпространяват в голям брой хибриди, вместо да ги концентрират в едно EV.

Възобновяема енергия за зареждане на електричките

Разбира се, емисиите при електромобилите се подобряват, когато се зареждат само с възобновяема енергия. Можем да нулираме техните CO2 емисии на миля, за да симулираме това, но не се променя факта, че използването на батерията им все още е неефективно. Захранването на шепа електромобили с възобновяеми енергийни източници все още просто няма незабавния ефект. Не и този, който би имала една по-широка хибридизация на нови автомобили.

„Еко“ са с шепа блестящи продукти

Всичко се свежда до следното: използвайки ограниченото си захранване с батерии на малък брой (скъпи) електромобили, автомобилната индустрия получава аплодисменти от инвеститори и общественост. Въпреки прилагането на неефективна схема за декарбонизация. „Еко“ са с шепа блестящи продукти, като всъщност не намаляват емисиите на CO2 почти толкова, колкото биха могли. Числата категорично показват, че хибридизирането на възможно най-много нови автомобили е по-ефективно. И то във все по-голяма степен, тъй като технологията на батериите се развива и доставките се очаква да се повишат. Това ще позволи на хибридите да преминат към PHEV, преди да бъдат заменени от пълни електрички.

Плъгин хибрид или хибрид

Повечето от предимствата на пълния преход към EV обаче ще се покажат с широкото приемане на PHEV. Те предлагат достатъчен пробег за кратки пътувания само с електрическа енергия. Често цената е сравнима с на елкола, но пък има допълнителна гъвкавостта на хибридното задвижване при по-дълги пътувания. Това им позволява да заобиколят повечето от пречките пред електричките, а именно захранването с батерии и лошата инфраструктура за зареждане. Въпреки това има причини, поради които PHEV не са толкова популярни. Те са по-малко ефективни и по-сложни за производство и обслужване. Сравнено с електромобилите или обикновените хибриди са по-тежки и по-скъпи . Освен това имената им звучат объркващо, без значение акронима PHEV.

Пазарни дялове в САЩ

Отнема доста време на хибридите да завладеят пазарен дял. През 2021 едва 5,5 процента от пазара на леки превозни средства е от коли хибриди. Минаха 24 години, откакто пионерът Toyota Prius влезе в производство. Междувременно електромобилите постигнаха подобен пазарен дял за по-малко от половината от това време. 5,8 процента от пазара в САЩ през 2022 г. е техен, според The Wall Street Journal. Това е само десетилетие, откакто Tesla Model S влезе в производство. Но купувачите на електромобили се възползваха от по-щедри данъчни стимули, които не бяха на лице за хибридите. Както диктува размерите и видовете автомобили, които се купуват, правителствената политика силно влияе върху това кои задвижващи системи избираме. Досега правителството предпочиташе лъскавото, провокирано от реклами решение. Макар и математика да показва слаба оптималност – поне в краткосрочен и средносрочен план. Ако не друго, вероятно е честно да се каже, че прекаленият акцент върху електромобилите забавя декарбонизацията на индустрия.

И все пак

Не можем да си позволим да пренебрегнем ролята, която автомобили хибриди трябва да играят тук и сега в полза на едно далечно бъдеще. Освен това, Toyota Prius от 2023 г. е един от най-добре изглеждащите автомобили в продажба днес. Това прави прагматичното решение много по-лесен избор.