新发现！电动汽车比氢燃料汽车更环保

材料牛注：电动汽车还是氢燃料汽车？节能还是省钱？斯坦福大学的研究人员发现电动汽车在减少二氧化碳排放方面具有较大的优势。

研究人员Matthew Pellow在斯坦福大学测试了他的纯电动Nissan Leaf车。Pellow发现电动汽车在减少二氧化碳排放量方面与氢动力汽车相比，是一种更有效的选择。

许多社会团体更愿意投资电动汽车而不是氢燃料汽车，部分原因是氢基础构造除了作为清洁交通工具外，不能为团体提供额外的能源利益。

斯坦福大学和慕尼黑工业大学（TUM）的科学家发布在11月的Energy杂志上的一项研究得出了此结论。假设将来电动汽车的价格可以接受，科学家对电动汽车和氢燃料汽车进行对比。

“我们调查了在建筑和运输行业中，电动汽车多大规模的普及率会影响社会的总体能源消耗。我们发现，投资全电动汽车在减少二氧化碳排放量方面是一个更经济的选择，主要因为成本低且能源效益显著。” 论文的第一作者Markus Felgenhauer表示，他是慕尼黑工业大学的博士生，同时是斯坦福大学全球气候和能源项目（GCEP）的前访问学者。

“此类研究需要为世界能源系统的深度脱碳找出成本最低且最有效的方法，”这项研究的合著作者Sally Benson补充道，他是斯坦福大学能源工程的教授，也是全球气候和能源项目（GCEP）的负责人。

充电电池VS燃料电池

电动汽车有两种类型：具有可反复充电电池的插入式混合动力车，和将氢气转化为清洁电力的燃料电池汽车。

与汽油动力汽车不同，电池和燃料汽车在驾驶时可以做到碳的零排放。但是，大规模发展将需要昂贵的新型基础设施，来为电池充电或传送氢燃料。

对决策者来说，重要的问题是，哪个交通技术可以用最低的成本来减少总排放量——充电电池或燃料电池？一些研究表明，除了运输，氢技术可以为加热和照亮提供清洁能源。但这些研究可信吗？

这项新研究第一次回答了这两个问题。

研究人员将目光转向了引领电动汽车交通领域的加利福尼亚州。电动汽车在这里越来越受欢迎。但只有少数制造商提供燃料电池汽车。为鼓励更广泛的采用燃料电池，国家将在2017年之前为50个氢燃料补给站的网络构建投资9200万美元以上。

目前，这两种能源都没有做到完全的零排放。有些人通过接入电网为电动汽车充电，传送的电力主要来自排放碳的化石燃料。

同样，大多数氢燃料是天然气通过工业过程得到的，二氧化碳作为副产品被排放出。另一种可替换的设备，称为电解槽，使用太阳能发电将水分解成干净的氢气和氧气，但这项技术需要大量的能量并且很昂贵。

未来的设想

在这项研究中，研究人员们为Los Altos Hills小镇的未来进行了设想，这个小镇位于 Santa Clara城，离斯坦福校园只有几里路，拥有大约8000居民，是一个美丽富裕的社区。

“Los Altos Hills的特点在于，其在Santa Clara城中具有很高的太阳能发电能力，而Santa Clara城在整个州中电动汽车使用率最高。”Felgenhauer表示。

此设想焦距在未来10到20年。在此时间段，预计蓄电池和燃料电池汽车的使用更加普遍，太阳能和电解槽将与电网在成本方面进行竞争。

到2035年的一个设想是，电动汽车的使用量将占城市车辆的38%。而且，电池汽车中的氢燃料将由当地以最便宜的电力进行生产，该电力由太阳能生产或从电网中获得。

Los Altos Hills的数据被用于一个计算模型，该模型由研究的合作者、TUM的电子和计算机教授Thomas Hamacher提出。

“我们需要一整天来提供Los Altos Hills所需能源的数据，还有建造新型能源基础设施费用的财政数据。我们计算出了太阳能电池板、电解槽、蓄电池和其它所有东西的制作成本。然后，我们把数据输入模型，并且考虑我们对2035年的设想，模型会给出满足整个社区所需能源的最经济的方法。”该研究的合作者Matthew Pellow说，他是全球气候和能源项目（GCEP）的前博士后学者，目前供职于电力研究机构。

为了比较每个设想在气候效益方面的性价比，研究人员计算了在各种情况下的二氧化碳排放量。研究人员还评估了使用氢基础设施存储清洁能源，来满足使用需求的潜在好处。白天，电解槽可以从盈余的太阳能中产生氢气，不然这些太阳能也是会浪费的。氢可以存储和转化成可再生电能，或作为天然气的清洁替代物，来加热和照亮建筑。

结果

结果是很明确的。Felgenhauer表示，“在总体成本方面，我们发现电动汽车比燃料电池汽车更能减少排放。分析表明，为了更具有成本竞争力，燃料电池汽车必须定价比电动汽车低很多。然而，在可预知的时间里，燃料电池汽车的价格却有可能比电动汽车贵很多。氢的另一个有益方面——储存盈余的太阳能，在我们的分析中并没有被证实。我们发现在2035年，只有小部分的太阳能氢储存器会被用于加热和照亮建筑。”

论文作者表示，尽管这项研究集中于海湾地区的城镇，这个结果却与许多拥有充沛日照的加利福尼亚的郊区社区有关。他们希望能在后续的研究中分析更大的社区网络，并调查当决定买电动汽车还是燃料电池汽车时，影响消费者选择的其他因素。

“我们的目标是提供客观、数据驱动的分析来帮助加利福尼亚的决策者，并找到对抗气候变化的更加经济有效的技术方法，”Pellow表示。

原文链接：Battery electric cars are a better choice for reducing emissions than fuel cell vehicles, study finds.

文献链接：Evaluating co-benefits of battery and fuel cell vehicles in a community in California.

本文由材料人编辑部刘万春提供素材，赵辉编译，万鑫浩审核，点我加入材料人编辑部。

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