احتمالاً متوجه نیستید که موتورهای احتراق داخلی چقدر ناکارآمد هستند

یکی از متداول ترین محورهای بحث بین پذیرندگان خودروهای الکتریکی و منتقدان آنها، برد است. بحث معمول این است که وسایل نقلیه با سوخت فسیلی می توانند 700 مایل بین سوخت گیری انجام دهند و این کار پنج دقیقه طول می کشد. اما فوکوس برد یک ویژگی بسیار مهم خودروهای برقی با باتری را پنهان می کند - آنها بسیار کارآمدتر از احتراق داخلی هستند.

برای نشان دادن این موضوع، باید کمی محاسبه کنیم. این امر به دلیل روش‌های مختلف بیان مشخصات خودروهای احتراق داخلی و باتری‌های الکتریکی، پیچیده‌تر از آن چیزی است که می‌تواند باشد. برای دومی، تقریبا همیشه ظرفیت باتری و محدوده اسمی را می دانید. برای خودروهای سوخت فسیلی، ممکن است حتی ندانید باک خود چقدر بزرگ است، فقط مایل اسمی در هر گالن. محدوده معمولاً بخشی از مشخصات نیست. تقریباً مطمئناً نمی دانید چه مقدار انرژی معادل در هر مایل است.

با این حال، وقتی کارها را طوری انجام می دهید که قابل مقایسه باشند، میزان انرژی مصرفی یک خودروی موتور احتراق داخلی در مقایسه با یک خودروی الکتریکی با باتری کاملاً متضاد می شود. این موضوع به‌ویژه زمانی به ذهنم خطور کرد که متوجه شدم خودرویی که قبلاً داشتم - یک پورشه 1992 کلاسیک 968 - تقریباً همان برد خودرویی را که من آن را با آن تعویض کردم، در یک «باک پر» داشت. عملکرد تسلا مدل 3. هر دو کمی بیش از 300 مایل از پر تا خالی انجام می دهند. پورشه می‌تواند کمی بیشتر از این کار را انجام دهد، اگر آن‌طور که یک پورشه باید رانندگی نمی‌کند، اما این همه محاسبات "پشت پاکت سیگار" است، با این تفاوت که من چند دهه پیش سیگار را ترک کردم.

من قصد دارم از خودروهای کمی متفاوت برای این مقاله استفاده کنم و محاسبات را بر اساس ارقام EPA و WLTP قرار دهم تا همه چیز تا حد امکان منصفانه باشد. خودروهایی که من انتخاب کرده‌ام تسلا مدل 3 برد بلند برای BEVs و تویوتا کمری هستند که نمایانگر گوشه فسیلی هستند، زیرا این خودرو پرفروش‌ترین خودروی آمریکا در کلاسی مشابه با مدل 3 و در سطح جهانی در دسترس بود، البته از آن زمان در بریتانیا نبود. نوامبر 2021. اکنون کمری را می‌توان به‌عنوان هیبریدی خریداری کرد، بنابراین کارآمدتر از نسخه‌های فقط احتراقی است، اما همچنان این موضوع را به وضوح بیان می‌کند.

بیایید با تسلا شروع کنیم. مدل فعلی 3 Long Range دارای یک باتری 82 کیلووات ساعتی است که 374 مایل برد WLTP یا 358 مایل را طبق تست EPA ارائه می دهد. این معادل 4.6 مایل بر کیلووات ساعت (WLTP) یا 4.4 مایل بر کیلووات ساعت (EPA) است. کمری LE هیبرید 2.5 لیتری 53.3 مایل بر کیلوگرم (یعنی گالن های بریتانیایی) طبق تست WLTP و 52 مایل بر کیلوگرم (گالن آمریکایی) طبق آزمایش EPA تولید می کند. اما چگونه آن را برای مقایسه به کیلووات ساعت تبدیل کنیم؟

هیچ کس واقعاً در مورد این که چقدر انرژی در یک گالن بنزین (یا بنزین، همانطور که اینجا در بریتانیا به آن می گوییم) در این نوع بحث ها صحبت نمی کند. اما شما می توانید این رقم را به راحتی پیگیری کنید. یک رقمی که پیدا کردم این بود 9.6 کیلووات ساعت در لیتر، که معادل 43.58 کیلووات ساعت در هر گالن (بریتانیایی) است. معیار معمول "معادل گالن بنزین" است که MPGe (مایل در هر گالن معادل بنزین) از آن استخراج می شود. با توجه به آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده.

نکته بعدی که باید برای کمری بدانیم این است که در هر مایل چند کیلووات ساعت طول می کشد، بنابراین باید آن ارقام را به MPG که قبلاً به دست آوردیم پمپ کنیم. با استفاده از رقم WLTP MPG و مقدار انرژی گالن بریتانیا، 1.2 مایل در هر کیلووات ساعت دریافت می کنید. با استفاده از EPA MPG و مقدار انرژی گالن، 1.59 مایل در هر کیلووات ساعت دریافت می کنید. بنابراین از طریق سیستم رتبه‌بندی کارایی WLTP، کمری 3.74 برابر تسلا در هر مایل انرژی مصرف می‌کند و از طریق رتبه EPA، 3.57 برابر انرژی مصرف می‌کند. بقیه انرژی کجا می رود؟ گرمای هدر رفته، اصطکاک در پیشرانه، و ناکارآمدی های دیگر.

البته، این بدان معنا نیست که یک گالن بنزین/بنزین خیلی بیشتر از کیلووات ساعت برق مصرف می کند. این نفت در طول فرآیند تولید خود از مقداری استفاده خواهد کرد، اما نفت از قبل زمانی که از زیر زمین استخراج می‌شد، این پتانسیل انرژی را داشت. نکته‌ای که در اینجا می‌خواهم به آن اشاره کنم این است که یک موتور احتراق داخلی نسبت به یک موتور الکتریکی در هر مایل انرژی بیشتری مصرف می‌کند. آنقدر که حتی در همان محوطه توپ نیست. چرا وقتی مجبور نیستیم این همه انرژی را تلف می کنیم؟

مطمئناً، احتراق داخلی در حال حاضر مزایای عملی دارد - وسایل نقلیه با برد طولانی‌تر، وسایل نقلیه ارزان‌تر، سوخت‌گیری سریع‌تر. اما اساساً این فناوری بدتر از خودروهای برقی با باتری است. بیش از یک قرن است که وجود داشته است و کارایی آن در این مدت فقط کمی بهبود یافته است. وقتی جایگزینی در دسترس است که می تواند مایل های بیشتری را به ازای هر واحد نیرو برساند، نمی توانیم انرژی زیادی را دور بریزیم. به همین دلیل است که حذف تدریجی احتراق داخلی برای حمل و نقل روزمره بسیار مهم است.