Ви, мабуть, не усвідомлюєте, наскільки неефективними є двигуни внутрішнього згоряння

Одним із найпоширеніших предметів дискусій між прихильниками електромобілів та їх критиками є запас ходу. Звичайний аргумент полягає в тому, що транспортні засоби, які працюють на викопному паливі, можуть проїхати 700 миль між дозаправками, і для цього потрібно п’ять хвилин. Але за фокусом запасу ходу ховається дуже важлива особливість акумуляторних електромобілів – вони набагато ефективніші за двигуни внутрішнього згоряння.

Щоб проілюструвати це, нам потрібно зробити невеликі розрахунки. Це ускладнюється, ніж могло б бути, через те, що специфікації транспортних засобів із двигуном внутрішнього згоряння та електричних транспортних засобів із акумуляторною батареєю зазначаються по-різному. Для останнього ви майже завжди знаєте ємність акумулятора та номінальний діапазон. Для автомобілів, які працюють на викопному паливі, ви можете навіть не знати, який у вас бак, а лише номінальну кількість миль на галон. Діапазон зазвичай не є частиною специфікації. Ви майже напевно не уявляєте, скільки енергії це прирівнюється до милі.

Проте, коли ви все порівнюєте, кількість енергії, яку споживає автомобіль з двигуном внутрішнього згоряння, порівняно з електричним автомобілем, стає різко контрастною. Це особливо спало мені на думку, коли я зрозумів, що автомобіль, яким я раніше володів – класичний Porsche 1992 968 року – мав приблизно такий самий запас ходу на «повному баку», як і автомобіль, на який я його замінив. Продуктивність Tesla Model 3. Обидва проїжджають трохи більше 300 миль від повного до порожнього. Porsche міг би зробити трохи більше, ніж це, якби не керувати таким чином, як Porsche має бути, але це все підрахунок «за пачкою сигарет», за винятком того, що я кинув палити кілька десятиліть тому.

Для цієї статті я збираюся використовувати дещо інші автомобілі, а розрахунки базуватимусь на даних EPA та WLTP, щоб усе було якомога справедливішим. Автомобілі, які я вибрав, це Tesla Model 3 Long Range для BEV і Toyota Camry, яка представляє викопний куточок, оскільки це був автомобіль-бестселер в Америці в подібному класі до Model 3 і доступний у всьому світі, хоча й не у Великобританії з тих пір. Листопад 2021. Camry вже можна придбати як гібрид, тобто він ефективніший, ніж версії, що працюють лише з двигуном згоряння, але це все одно чітко пояснює суть.

Почнемо з Tesla. Поточна модель 3 Long Range має батарею ємністю 82 кВт/год, що забезпечує запас ходу 374 милі за WLTP або 358 миль згідно з тестом EPA. Це дорівнює 4.6 милі на кВт-год (WLTP) або 4.4 милі на кВт-год (EPA). 2.5-літровий Camry LE Hybrid забезпечує 53.3 милі на галон (це британські галони) згідно з тестом WLTP і 52 милі на галон (американські галони) згідно з тестом EPA. Але як ми конвертуємо це в кВт-год для порівняння?

Ніхто насправді не говорить про те, скільки енергії міститься в галоні бензину (або бензину, як ми це називаємо тут, у Великій Британії), у таких дебатах. Але відстежити цю цифру можна досить легко. Одна цифра, яку я знайшов, була 9.6 кВт/год на літр, що дорівнює 43.58 кВт-год на (британський) галон. Звичайним показником є ​​«Еквівалент бензинового галону», з якого походить MPGe (милі на галон еквіваленту бензину). Згідно з Агентство охорони навколишнього природного середовища США.

Наступне, що нам потрібно визначити для Camry, це скільки кВт-год витрачає на милю, тож нам потрібно влити ці цифри в MPG, який ми отримали раніше. Використовуючи показник WLTP MPG і енергетичну цінність британського галону, ви отримаєте 1.2 милі на кВт-год. Використовуючи значення енергоємності EPA MPG і галон, ви отримаєте 1.59 милі на кВт-год. Отже, за системою оцінки ефективності WLTP Camry споживає в 3.74 рази більше енергії, ніж Tesla на милю, а за рейтингом EPA — у 3.57 рази більше. Куди йде решта енергії? Витрачене тепло, тертя в трансмісії та інші недоліки.

Звичайно, це не означає, що галон бензину використовує набагато більше кВт/год електроенергії. Дещо вона використовуватиме під час виробничого процесу, але цей енергетичний потенціал нафта мала вже тоді, коли її видобули з-під землі. Я намагаюся тут сказати, що двигун внутрішнього згоряння споживає набагато більше енергії на милю, ніж електричний двигун. Настільки, що це навіть не на одному полі. Чому ми витрачаємо всю цю енергію, коли нам це не потрібно?

Звичайно, система внутрішнього згоряння наразі має деякі практичні переваги – транспортні засоби з більшою дальністю, дешевші транспортні засоби, швидкісні заправки. Але це принципово гірша технологія, ніж електричні транспортні засоби на акумуляторах. Він існує вже більше століття, і за цей час його ефективність лише трохи покращилася. Ми не можемо дозволити собі витрачати стільки енергії, коли є альтернатива, яка може забезпечити набагато більше миль на одиницю потужності. Ось чому поступова відмова від систем внутрішнього згоряння для повсякденного транспорту є настільки важливою.