Jednoduché porovnanie efektivity batériových a vodíkových áut. Víťaz je jasný

36

Európska federácia pre dopravu a životné prostredie (T&E) nedávno zverejnila aktualizovaný všeobecný prehľad efektivity štyroch druhov pohonu v rámci osobných automobilov. Z neho vyplýva, že v prípade osobných áut je batériový pohon jasným lídrom. Vodíkový pohon by mohol nájsť uplatnenie skôr v rámci iných aplikácií.

Mnohí považujú vodíkový pohon za pohon budúcnosti, v tomto smere však majú viaceré mylné predstavy. Neuvedomujú si pritom, že v prípade osobnej automobilovej dopravy ide o veľmi neefektívne riešenie. A podľa odhadov T&E to podstatne nezmení ani vývoj počas najbližších 30 rokov.

Ako máme možnosť vidieť na nasledujúcom obrázku „priama elektrifikácia“ prostredníctvom batériových technológií je jednoznačne najefektívnejším riešením pre zabezpečenie pohonu osobných automobilov. Veď podľa analýzy T&E sa zo vstupnej energie vyťaží až 77 % na pohon vozidla.

K 6 % stratám má dochádzať v rámci prepravy, uskladnenia a distribúcie energie, pokiaľ ide o elektrinu z obnoviteľných zdrojov, ktorej podiel neustále rastie. Straty nabíjacích zariadení nás môžu následne pripraviť o 5 % energie, rovnako ako nabíjací systém batérií vozidiel. Pri inverzii prúdu DC/AC treba počítať s ďalšou 5-percentnou stratou a 5 % sa stratí aj v rámci elektromotora.

Naproti tomu vodíkový pohon, zabezpečovaný prostredníctvom palivových článkov, má podľa analýzy T&E celkovú efektivitu len 33 %. Pri získavaní vodíka (elektrolýzou) prídeme o 24 % vstupnej energie. Zo zostávajúcej energie uloženej vo forme vodíka si ukrojí 11 % jeho preprava, uskladnenie a distribúcia. Takže ešte predtým, ako sa dostane vodík do vozidla, prídeme takmer o 1/3 vstupnej energie.

baterie vs vodik efektivita pohonu

Zdroj: T&E

V rámci vozidla dochádza pri konverzii vodíka (prostredníctvom palivových článkov) na elektrinu, ktorá poháňa elektromotor, k 46-percentným stratám. Následne prídu na rad rovnaké procesy ako v prípade batériového elektromobilu. Takže stratíme 5 % v rámci DC/AC inverzie a ďalších 5 % v rámci elektromotora. Samozrejme, spomínané hodnoty sú všeobecné a v prípade konkrétnych riešení sa môžu líšiť.

A čo v roku 2050?

Analýza T&E nám ponúka aj predikciu zvyšovania efektivity spomínaných druhov pohonu v rámci osobných automobilov na základe ďalšieho možného vývoja súvisiacich technológií. Ako vieme, batériový pohon je už dnes mimoriadne efektívny. T&E pritom nevidí možnosť nejakého zásadného zefektívnenia v nasledujúcich skoro 30 rokoch (celkových 81 %, tzn. + 4%).

V prípade vodíkového pohonu je ešte na čom pracovať, napriek tomu sa podľa T&E môže do roku 2050 zvýšiť jeho efektivita len o nevýrazných 9 %. A to na celkových 42 %.

Vodík v rámci iných druhov dopravy?

Napriek všetkému by si vodíkový pohon mohol nájsť svoje uplatnenie, uviedol pre portál Cleantechnica Mark Z. Jacobson, profesor na Stanfordskej univerzite a spoluzakladateľ The Solutions Project. Do osobných automobilov sa vodíkový pohon podľa neho nehodí. Dodáva však, že v prípade ťažkej nákladnej, leteckej a lodnej dopravy vidí priestor pre jeho využitie.

Jacobson hovorí, že existuje hraničný bod, v rámci ktorého sú už batérie príliš ťažké a znižujú celkovú efektivitu pohonu do takej miery, že sa viac oplatí používať vodíkový pohon.

Avšak to neznamená, že batériový pohon sa nemá šancu presadiť v ťažkej nákladnej, leteckej či lodnej doprave. Veď vývoj batérií, vrátane zvyšovania ich energetickej hustoty, neustále napreduje a mnohé spoločnosti minimálne pracujú na nákladiakoch, lietadlách a lodiach, ktoré sú poháňané batériami.

SÚVISIACE ČLÁNKY:
Súboj technológií: Batérie vs. vodík – Tesla Model 3 vs. Toyota Mirai
Batériová Tesla Semi vs. vodíková Nikola One: Porovnanie možných nákladov
Mercedes-Benz končí s vodíkovým pohonom po dlhých rokoch vývoja

Podporte článok zdieľaním cez:

O autorovi

Vyštudovaný Mediamatik na Žilinskej univerzite a šéfredaktor vášho jedinečného Tesla magazínu. Zaujímam sa o informácie z oblasti elektromobility, IKT, vedy, histórie a technologických inovácií. Okrem sýtenia svojích informačných a znalostných potrieb, športujem, spievam v rockovej kapele a rád chodím do prírody:-) Pripravujem pre Vás aj portál o dopravnom systéme HYPERLOOP. Kontaktovať ma môžete prostredníctvom redakčného emailu redakcia(zav.)teslamagazin.sk | Google+ |

36 komentárov

  1. ale to nemoze byt pravda, ved sudruh sulik povedal ze vodik je lepsi… alebo som to len nepochopil, chcel asi povedat, ze sa na vyskume vodikovych pohonov vie lepsie nabalit… fetak…

    • Ja som fanusik bateriovych elektromobilov. Ale to, o co ide Sulikovi nie je zla myslienka. Tam ide skor o to, a to sa spomina aj v clanku, ze vodik netreba odpisovat pre niektore oblasti. Nejdem popisovat tie, ktore uz su v clanku. Ja spekulujem skor nad tym, ze vodik by raz mohol byt dobrym uloziskom energie nazbieranej v lete zo slnka na zimu. Tu sa bavime o megawathodinach pre 1 domacnost, co je nepredstavitelne v dnesnej dobe v podobe sucasnych baterii. Sulik chce podporit univerzitu, pretoze ta vyvija uskladnenie vodika pri nizkych tlakoch. Uskladnovat vodik pri vysokych tlakoch ako dnes, nepovazujem za buducnost. Ma to vela uskalii.

      • Zabudli ste na straty pri vyrobe „vstupnej energie, ktorej sa vyuzije až 77 % na pohon vozidla“. Ak ich nechcete uvadzat tak potom neuvadzajte ani straty pri vyrobe vstupnej energie pre vodikove auta, ktorou je vodik 😉

        • Vstupné podmienky sú identické. Rovnako vyrobená elektrina, ktorou sa napájajú elektromotory BEV „priamo“ a rovnako vyrobená elektrina, potrebná na vyprodukovanie vodíka, ktorý sa potom v rámci vozidla spätne premieňa na elektrinu poháňajúcu elektromotory vodíkových áut.

          • 4% vodika vo svete sa vyrobia elektrolyzou a je to najdrahsi a najmenej efektivne vyrobeny vodik na zemi. Myslite, ze je fer tento vodik davat do porovnavania? Najrozsirenejsia forma je vyroba zo zemneho plynu pomocou pary, kde je ucinnost medzi 70-80%. Ak do vypoctu date tento sposob tak sa mozeme rozpravat o identickych vstupnych podmienkach.

          • T&E sa zrejme snažila do výpočtov zahrnúť metódy s najnižšou ekologickou stopou, čo je pochopiteľné, keďže práve eko-stránka má byť hlavným prínosom alternatívnych pohonov v rámci transformácie automobilového priemyslu. Pritom tiež uvádza, že ráta s elektrinou z obnoviteľných zdrojov.

          • V tom pripade mohli brat do uvahy aj ekologicku stopu vyroby poltonovej baterie v modeli S v porovnani s 44 kilogramovou v mirai.

          • Dovolím si vás, RISO, mierne poopraviť. Som totiž chemik a trošičku sa rozumiem do chemických technológií.
            Je síce pravda, že 4 % vodíka na svete sa vyrobí elektrolýzou, ale nie pravda, že je to najmenej efektívne vyrobený vodík na zemi (pokiaľ ho niekto nevyrába priamou elektrolýzou vody).
            Tento vodík (tieto 4 %) totiž vzniká predovšetkým ako vedľajší produkt pri elektrolýze vodného roztoku NaCl (kuchynskej soli), pričom následným spracovaním (reakciami) produktov elektrolýzy (chlór, amalgám sodný) vzniká NaOH (hydroxid sodný), HCl (chlorovodík) ako dôležité suroviny pre ďalšie chemické spracovanie.
            Snáď som to napísal aspoň trošku zrozumiteľne.
            Ale pozor, tým sa absolútne nezastávam vodíkového pohonu ale úplne súhlasím s článkom hore!

          • JD, vdaka za reakciu, nevedel som, ze elektrolyzou sa prioritne vyrabaju ine chemicke latky a vodik je len vedlajsi produkt no dava to rozum.
            Ja netvrdim, ze iba vodik, iba baterie, iba nafta svet nie je ciernobiely a verim, ze kazda technologia si najde svoje uplatnenie. Pride mi ale chore montovat do aut poltonove baterie a uplne vypustit fosilne paliva po viac nez 100 rokoch vyvoja. Skratka elektromobilita patri dnes do mesta. Na druhej strane rozumiem, ze elon to musi takto tlacit, aby elektromobilitu spopularizoval a chytili sa aj ostatni vyrobcovia co sa mu aj dari a diki za to.

          • Rieši sa tu neporovnateľne. Nie som odborník Vodik 10 000W /kg lion baterka 300W/kg, aj keď obal na uskladnenie kg vodika
            dnes z ušľachtilej oceli je 15 kg navyše počet uložení tiež nie je nekonečný, ale do niečoho sa musi energia uložiť. Tak isto strata pri nabijani a vybijani nehovoriac o dedradacii baterie časom a počtom neštandardných nabiti. Dám priklad 2 tepelnych elektrární: jadrova učinosť 40%,uhoĺna 60%., lebo teplo z nej sa použije na ohrev teplej vody v bytovke.a z jadrovej sa pustí do atmosfery. Takto sa da porovnávať aj fotovoltaická a vodná elektráreň. Vždy sa nájde niekto kto sa snaží niečo znevyhodnit, alebo presadiť. Vyvoj a čas ukáže kde je pravda a prečo sa už nepouživa parný stroj?

          • Preco neporovnatelne? Momentalne mi nepride rozumne montovat vodikovy pohon do malych aut no male elektromobily mi davaju velky zmysel. Naopak velke vozidla s vysokym dojazdom je zvlastne plnit bateriami kde by uz boli skratka privelke a tazke a tu dava zmysel skor vodik pripadne iny druh ulozenia energie. Niekde medzi su vozidla ktore su este zaujimave pre obe technologie a prave tu je porovnavanie na mieste. Mozno tuto hranicu posunie solid state bateria, alebo vyvoj na poli vodikovych clankov, kde je este co vylepsovat.

        • RISO, nepoznám výrobu vodíka zo zemného plynu pomocou pary, ale paru treba tiež energeticky náročne vyrobiť, a to s 529 kcal/kg skupenského tepla, ak sa dobre pamätám! Pritom zemný plyn je sám o sebe ušľachtilé palivo! A to nebudem poukazovať na iné pozabudnuté položky pri porovnávaní výhod a nevýhod ….. Trh ukáže !!!

          • PETER, google poznas? Staci napisat hydrogen production a dozvies sa kopec veci! Riesit proces vyroby a parsovat ho na jednotlive kroky je snad nepodstatne ak pozname vyslednu efektivitu. Kazda technologia ma vyhody a nevyhody. Bodaj by sme ich vedeli aj s rozumom aplikovat a pouzivat.

  2. Takéto porovnanie môže zverejniť len propagátor batérie alebo ten kto nevie o čom hovorí. Samozrejme uvedené platí len za ideálnych okolnosti. Kde je zohľadnené vybijanie batérií. Tesla musela priznať 3 percenta denne. Minulý rok v mraze namerali Tesle s 9% za 17 hod. Kde to máte vo vypoctoc

    • FERO: Aj keby si za bernu mincu bral Teslu, ktora asi nebude najlepsie meritko lebo ta zrejme nikdy nespi a zaznamenava a mozno aj hlasi na server kazdy prd, obzvlast v sentry mode, tak po 14 dnoch statia a samovybijania od nabitia bude efektivitou tam kde vodikove auto. Moze byt ze pre tych co jazdia raz za mesiac je hydro efektivnejsie.
      No pochybujem, ze „obycajne“ BEV samovybijaju 3% denne. Ale podrobna objektovna studia nikdy nemoze byt na skodu.

    • fero fero, ty uz to dozijes v tej tvojej hnilej naftovej oktavke s trikrat pretocenym tachometrom, nas normalnych nechaj rozhodnut samych na com budeme jazdit

    • Ešte sa vrátim k komentovaniu 4% vodika. Elektrolizou sa vyrobi aj kyslik. Nepodstatné, len preto, lebo stromy a riasy ho robili milióny rokov. Máme ho síce nekonečno; 20% v atmosfére , no ja každy den zjem 2 kg a robotník aj 3kg. No a boing 737 300ton a koľko ho asi spotrebuje tepelná elektráren? Tak úvaha na koniec.

  3. Čím budú batérie, do ktorých sa investuje mnohonásobne viac, výkonnejšie, ľahšie a bezpečnejšie, tým to bude mať technicky zložitejší a logisticky náročnejší vodíkový pohon ťažšie! Trh rozhodne!

    • Mám rád medzivojnového obdobie – vtedy sa ľudia zdravili „Má úcta“. Už vtedy bolo vymyslené elektrické auto. Ale ropná lobby ho vytlačila na okraj záujmu. Verím, že v tomto storočí sa im to nepodarí. A nepodarí sa to ani nášmu spolužiakovi Ferovi…

      • Ropa, uhlie a plyn ubúda! Čo sa dá treba nechať na materiály, nie spaľovať! V tom je teraz situácia trochu iná, ako medzi vojnami. Dôležité je však aj to z čoho všetku potrebnú elektriku vyrobíme. Asi ešte dosť ropy, uhlia a plynu spaľovaním minieme …

        • Skúste si nájsť na internete údaj, koľko slnečnej energie dopadá na 1 m2 zemského povrchu.
          A skúste si predstaviť plochu „nevyužitých“ striech.
          A tak sa pomaly dostávame aj k odpovedi na vašu otázku „z čoho všetku potrebnú elektriku vyrobíme“.
          A ešte k tomu tie veterné elektrárne…

          • Áno úplne najviac ekologicke či už výroba fotovoltaickych článkov ako aj batérií a ich likvidácia hmm o tu sa nikto z vás asi nikdy nezaujímal keď tu píšete takéto bludy,čo by ste asi písali o pár rokov keď bude celá zem zapratana starými batériami a srotom z fotovoltaiky

          • Aj tu sa da oponovať. 1kW na m2 z toho článok , špičkový vyrobí 250W el energie. 600W strata, ale nie odraz do atmosfery.ako od zelenej farby lesa. Niečo take ako asfalt prehrieva mesta. Ďalší problem. To ako vodík a baterku. Už aj fotovoltaika je zla. Podľa mňa bude zlé len zmýšľanie ludí. Tak ja volim litio……baterky na pohon aút.

          • Áno, smerujeme k fotovoltaike a veterným elektrárňam, ale už dnes toho majú mnohí, ktorí s nimi susedia, plné zuby. Bolo to pre mňa na pohľad zaujímavé vidieť v roku 1990 v Kalifornii z cesty plantáže vrtulí, ale čo hovoria ľudia, ktorí poblíž nich žijú, je už iná vec! Príde čas, keď sa začnú ľudia proti panelom a vrtuliam „všade okolo“ búriť!!!

  4. Fero: S prepáčením, v akom odbore pracuješ , robil si niekedy s bateriovymi pohonmi alebo len pri pive si niečo počul, niečo čítal…? Veľa krát sa stretávam s kritikou od tých ktorý sa s problemom nestretli ale vedia o nom všetko.

  5. Dávam do pozornosti parameter gravimetrického zlepšovania batérii. Dnes sme na úrovni cca 300 Wh/kg. Odhad pre rok 2030 je minimálne 600 Wh/kg. Otázka je, či aj vodíková technológia dokáže udržať takýto rýchly krok s inováciami batérií. Vývoj batérií poháňajú obrovské investície firiem z IT. Automobilky batérie pre autá aktívne blokovali. Poraziť ich sa podarilo až s baterkami pre notebooky…

  6. tesla magazín.. tak je jasné, že musia prinášať dezinformácie aby hlupáci kupovali šmejdy ako Tesla, ktorá nevie ani dať dohromady plechy aby licovali.. poor quality car company ide riešiť čo je lepšie… či vodík či jej trápne batérie.. samozrejme, že to je vodík.. lebo batérie sú na míle vzdielené green eco energy…

  7. cely vlanok je hovadina. vodik je urcite lepsi! uz len kvoli nenosenia 500kg baterie v aute. jediny problem je v tom ze kym nenajdu nahradu platiny v clankoch tak je to v pase.

    • Tak určite…, lebo 700bar bomba pod sedačkami je určite lepšia ako batéria…., a hlavne keď neexistuje materiál, ktorý 100% dokáže zachytiť vodík, takže ak je dnes problém s parkovaním v garážach pre LPG, tak vodík je 100x horší…. Vodík je dorbý akurát tak pre ropnú loby na jej transformáciu a ďalšie ťahanie prachov…. A nejaký debil tu spomínal životnosť batérií, tak nech so naštuduje idiotko aj životnosť palivových článkov, nie je to žiadna výhra…

Pridajte komentár