הורד: אנרגיה מתחדשת עבור תחבורה: השוואה של פתרונות על ידי מר ג 'ייקובסון

מחקר רב-קריטריונים באוניברסיטת סטנפורד משווה בין אנרגיות מתחדשות שונות העשויות להיות שמישות בתחום התחבורה מאת מארק ז 'יעקובסון. המחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית, אוניברסיטת סטנפורד, סטנפורד, קליפורניה 94305-4020, ארה"ב. טל ': (650) 723-6836

פיתרון אנרגיה מתחדשת השוואתי לרכב של מחר

תקציר מנהלים

מאמר זה סוקר ומדרג פתרונות מרכזיים המוצעים הקשורים לאנרגיה להתחממות כדור הארץ, תמותה מזיהום אוויר וביטחון אנרגטי תוך התחשבות בהשפעות אחרות של הפתרונות המוצעים, כגון על אספקת מים, שימוש בקרקע, חיות בר, זמינות משאבים, זיהום תרמי, כימיקלים במים זיהום, ריבוי גרעיני ותת תזונה. תשעה מקורות חשמל חשמליים ושתי אפשרויות דלק נוזלי נחשבים. מקורות החשמל כוללים פוטו-וולטאים סולאריים (PV), אנרגיה סולארית מרוכזת (CSP), רוח, גיאותרמית, הידרואלקטרית, גל, גאות ושפל, גרעיני ופחם עם טכנולוגיית לכידת ואחסון פחמן (CCS). אפשרויות הדלק הנוזלי כוללות אתנול תירס (E85) ותאית E85. כדי להציב את מקורות הדלק החשמליים והנוזלים על בסיס שווה, אנו בוחנים את יכולותיהם ההשוואהיות כדי לטפל בבעיות שהוזכרו על ידי הפעלת רכבים טכנולוגיים חדשים, כולל רכבים חשמליים סולאריים (BEVs), רכבי תא דלק מימן (HFCVs), וכלי flex- רכבי דלק פועלים על E85. XNUMX שילובים של סוג רכב מקור-אנרגיה נחשבים. לאחר דירוג ומשקלל של כל שילוב ביחס לכל אחת מ -11 קטגוריות השפעה, עולות ארבע חלוקות דירוג ברורות או דרגות. נדבך 1 (המדורגים בדרגה הגבוהה ביותר) כולל רוחבי BEV ורוחות HFCV. נדבך 2 כולל CSP-BEVs, BEVs geothermal-PV, PV-BEVs, BEVs-time and BEVs-Wave. נדבך 3 כולל BEVs הידרו, BEVs גרעיני ו- CCS-BEVs. שכבה 4 כוללת E- תירס ותא. תחנות הרוח המדורגות מדורגות במקום הראשון בשבע מתוך 11 קטגוריות, כולל שתי החשובות ביותר, צמצום תמותה ונזקי אקלים. למרות ש- HFCV יעילים הרבה פחות מ- BEV, HFCV ברוח הם עדיין נקיים מאוד ודורגו במקום השני מבין כל השילובים. אפשרויות שכבה 2 מספקות יתרונות משמעותיים ומומלצות. אפשרויות נדבך 3 פחות רצויות. עם זאת, הידרואלקטריות, אשר דורגה לפני פחם-CCS וגרעיני בכל הקשור לאקלים ובריאות, היא מאזן עומס מצוין, ולכן מומלץ. שילובי רובד 4 (תאית E-E85) ודורגו במקום הנמוך ביותר בכל הנוגע לאקלים, זיהום אוויר, שימוש בקרקע, נזקי חיות בר ופסולת כימית. Cellulosic-E85 דורג נמוך יותר מאשר תירס E85 בסך הכל, בעיקר בשל טביעת הרגל היבשתית הגדולה יותר שלה על בסיס נתונים חדשים ופליטת זיהום האוויר במעלה הזרם בהשוואה לתירס E85. בעוד ש- Cellulosic-E85 עלול לגרום לתמותה הגבוהה ביותר בקרב בני האדם, הרי ש- BEV גרעיני גורם לסיכון התמותה הגדול ביותר בגבול העליון בגלל הרחבת הפרדת הפלוטוניום והעשרת האורניום במתקני אנרגיה גרעינית ברחבי העולם. תאי רוח רוח ו- CSP-BEVs גורמים לתמותה הכי פחות גבוהה. אזור טביעת הרגל של קווי רוחב-רוחב רוחני הוא 2-6 סדרי גודל פחות מזה של כל אפשרות אחרת. בגלל טביעת הרגל והזיהום הנמוכה שלהם, BEVs ברוח גורמים לאובדן הכי פחות של חיות הבר. הצרכן הגדול ביותר של מים הוא תירס E85. הקטנים ביותר הם קווי רוח, גאות ושפל. באופן תיאורטי, ארה"ב יכולה להחליף את כל רכבי הכביש 2007 עם רכבי השטח המונעים על ידי 73000–144000 טורבינות רוח 5 מגה-ואט, פחות מכ -300000 המטוסים שארה"ב ייצרה במהלך מלחמת העולם השנייה, והפחיתה את CO2 CO32.5 בארה"ב ב -32.7-15000% וכמעט ביטלה 2020 רכב / yr- מקרי מוות בזיהום אוויר קשורים בשנת XNUMX. לסיכום, שימוש ברוח, CSP, גיאותרמיות, גאות ושפל, PV, גל והידרו בכדי לספק חשמל ל- BEVs ו- HFCV, ובהרחבה, חשמל למגזר המגזר, התעשייה והמסחר יביא לתועלת המרבית בקרב אפשרויות שנחשבו. שילוב של טכנולוגיות אלה צריך להיות מתקדם כפתרון להתחממות כדור הארץ, זיהום אוויר וביטחון אנרגיה. פחם-CCS והגרעין מציעים פחות תועלת מייצגים בכך הפסד בעלויות הזדמנות, ואפשרויות הדלק הביולוגי אינן מספקות תועלת מסוימת וההשפעות השליליות הגדולות ביותר.

קראו גם: הורדה: זיהום פנים כימי

קובץ הורד (מנוי לניוזלטר עשוי להידרש): אנרגיות מתחדשות להובלה: השוואה בין פתרונות מאת מ. ג'ייקובסון

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם. שדות חובה מסומנים *