Migliorare l'efficienza energetica è una delle azioni più semplici ed economiche che possono essere intraprese per ridurre le emissioni dovute al riscaldamento globale. L'aumento dell'efficienza riduce la nostra necessità di elettricità, combustibili liquidi e gas. Riduce la nostra dipendenza dalle importazioni di petrolio e, soprattutto, riduce il costo della vita per le persone normali.
Alle Hawaii vengono offerti generosi sconti a residenti e aziende per incoraggiare la sostituzione di elettrodomestici, lampadine, scaldabagni e altri dispositivi inefficienti con altri più efficienti dal punto di vista energetico. Ciò ha consentito a residenti e aziende di ridurre il consumo energetico e risparmiare denaro.
Possiamo ottenere risultati simili quando ottimizziamo l'efficienza del nostro "elettrodomestico" più grande: le nostre auto. Le auto delle Hawaii e il resto del nostro settore dei trasporti rappresentano oltre il 60% delle nostre emissioni di gas serra. Bruciamo circa 30 milioni di galloni di benzina ogni mese. E la maggior parte di questa energia viene sprecata a causa di gravi inefficienze associate ai motori a benzina e diesel.
Molti miglioramenti sono semplici e si applicano a tutti i veicoli, come la rimozione degli oggetti non necessari dal bagagliaio, la guida a velocità adeguate e il mantenimento della pressione dei pneumatici. Queste azioni aiutano a ridurre la quantità di carburante necessaria per il funzionamento delle auto ea ridurre i costi e le emissioni. Altre azioni, come il passaggio da un veicolo alimentato a gas a un veicolo elettrico, possono avere impatti molto maggiori.
Un passo avanti verso la riduzione del consumo energetico e il risparmio di denaro è ottimizzare l'efficienza del nostro più grande "elettrodomestico": le nostre auto.
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Oggi esiste un'ampia gamma di opzioni per le auto: a combustione interna (gas e diesel), ibrida, ibrida plug-in, elettrica a celle a combustibile ed elettrica a batteria.
I veicoli più inefficienti sono le auto tradizionali con motore a combustione interna. Solo il 12%-30% dell'energia nel carburante utilizzato in queste auto viene utilizzata per la propulsione. Il resto viene sprecato sotto forma di calore: circa l'80% dell'energia. In altre parole: per ogni $ 100 di benzina, solo da $ 12 a $ 30 di tale importo vengono utilizzati per spostarti. Il resto è sprecato.
Gli ibridi sono progressivamente migliori, con i migliori modelli che raggiungono circa il doppio dell'efficienza di un'auto normale. Gli ibridi hanno, oltre al motore normale, una batteria e un motore elettrico per migliorare l'efficienza.
Tuttavia, i veicoli più efficienti sono quelli elettrici, che possono essere fino a cinque volte più efficienti di un'auto normale. Attualmente esistono tre tipi di veicoli elettrici:
Veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV) – veicoli elettrici che richiedono ancora combustibili fossili – queste auto offrono miglia elettriche limitate e si affidano a un motore a gas per mantenere la batteria carica. Gli esempi includono Kia Niro PHEV, Ford Escape, Honda Clarity, Toyota Prius Prime e Kia Sorento.
Veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV o "veicoli a idrogeno"): veicoli elettrici che si affidano a una cella a combustibile per convertire l'idrogeno in elettricità. Questi veicoli includono una piccola batteria. Gli esempi includono Toyota Mirai, Honda Clarity e Hyundai NEXO.
Veicoli elettrici a batteria (BEV): il veicolo elettrico "puro". Queste auto includono una grande batteria per immagazzinare l'energia necessaria per la guida a lungo raggio e fanno affidamento solo sull'elettricità per il carburante. I BEV rappresentano oggi la stragrande maggioranza dei veicoli elettrici in circolazione. Esiste un numero crescente di marche e modelli di veicoli elettrici: oltre un centinaio saranno disponibili entro il 2023. E i veicoli elettrici godono di un'infrastruttura di ricarica e di opzioni di servizio in costante crescita. Grazie alla tecnologia delle batterie in continua evoluzione, i BEV stanno diventando più convenienti nel tempo e meno dipendenti da metalli rari come il cobalto. Esempi sono Tesla (diversi modelli), Chevy Bolt, Nissan LEAF, Kia Niro EV, Ford Mach-e e la Rivian R1T recentemente rilasciata.
Il BEV è di gran lunga il più efficiente di questi tre tipi di veicoli elettrici con circa il 73% di efficienza contro il 22% del FCEV. I confronti sono ben riassunti nelle prime due colonne del diagramma seguente tratto dal rapporto 2017 dell'organizzazione no profit Transport and Environment.
graf batteria auto per Noel Morin CV Dec 2021
Le perdite più significative associate ai FCEV sono principalmente dovute alle inefficienze legate alla conversione dell'elettricità in idrogeno, alla compressione e trasporto del gas e alla riconversione dell'idrogeno in energia elettrica. Le perdite sono intrinsecamente dovute alla fisica di base.
Un modo semplice per comprendere le differenze di efficienza tra BEV e FCEV è confrontare la distanza percorsa con la stessa quantità di elettricità. Per una data quantità di elettricità, un BEV percorre 300 miglia per ogni 100 miglia che percorre un FCEV.
Il dilemma del "rifornimento"
Il dilemma del "rifornimento"
Vale la pena notare che circa il 97% dell'idrogeno prodotto a livello globale proviene da metano o carbone. Gli sforzi delle Hawaii in questo spazio, per fortuna, si sono concentrati principalmente sull'idrogeno verde prodotto principalmente attraverso energia rinnovabile. I confronti di cui sopra sono rilevanti per i FCEV che funzionano con idrogeno verde.
Questo non vuol dire che i veicoli a idrogeno o la piattaforma a celle a combustibile non siano preziosi. Nonostante la loro inefficienza, sono utili nelle applicazioni in cui è necessario il trasporto pesante e il peso lordo del veicolo deve essere gestito, come il trasporto aereo transoceanico e possibilmente il trasporto terrestre e marittimo a lunga distanza. La cella a combustibile può anche offrire una soluzione di stoccaggio dell'energia a lungo termine in rete compatta.
Rifornire BEV e FCEV può essere una sfida. I BEV sono ancora in vantaggio qui. I BEV possono essere riforniti ovunque ci sia una presa elettrica e molti proprietari di veicoli elettrici si affidano alla ricarica domestica per la maggior parte o tutta la ricarica. Tuttavia, molte persone, ad esempio gli affittuari, potrebbero non avere l'opportunità di ricaricare a casa, quindi abbiamo bisogno di espandere drasticamente l'infrastruttura di ricarica per supportare la ricarica di auto elettriche e autobus.
Il rifornimento di idrogeno è praticamente inesistente in questo momento. Ci sono un paio di stazioni di rifornimento a Oahu, inclusa una che offre rifornimento sovvenzionato per i veicoli elettrici Toyota Mirai. Sull'isola di Hawaii, presso la NELHA, esiste un sostanziale impianto di produzione di idrogeno; uno più piccolo può essere trovato a Blue Planet Energy vicino a Puu Waa Waa.
L'impianto NELHA genererà idrogeno per tre piccoli autobus come parte di un progetto dimostrativo sull'isola di Hawaii. In particolare, un'infrastruttura per il rifornimento di idrogeno è costosa da implementare e dipende dall'elettricità, che è anche costosa.
Il tempo sta finendo
Le Hawaii hanno un'enorme opportunità di decarbonizzare la propria economia con l'energia rinnovabile derivata da solare, eolico, idroelettrico e geotermico e dal trasporto sostenibile. Una transizione ponderata del suo sistema di trasporto terrestre da un sistema principalmente basato sull'autovettura a uno multimodale (trasporto di massa, micromobilità, trasporto condiviso) è fondamentale.
Un futuro di trasporto sostenibile massimizza l'efficienza complessiva, il che significa ridurre i chilometri percorsi dai nostri veicoli collettivi. Ridurre al minimo la necessità di automobili è un modo significativo per raggiungere questo obiettivo.
Poiché le autovetture continueranno ad essere rilevanti, dobbiamo anche concentrarci sui veicoli elettrici più efficienti, quelli prontamente disponibili e quelli che possono essere manutenuti e riforniti oggi. Le Hawaii stanno facendo progressi sul fronte dell'elettrificazione dei veicoli: ora è il numero due della nazione in veicoli elettrici pro capite. Tuttavia, i veicoli elettrici rappresentano ancora solo il 2% circa dei veicoli passeggeri alle Hawaii.
Non abbiamo molto tempo per ottenere le riduzioni delle emissioni necessarie per contribuire a una significativa mitigazione dei cambiamenti climatici. Focalizzando l'attenzione e le risorse su soluzioni efficienti e con la più alta probabilità di successo oggi, possiamo accelerare la nostra transizione dai combustibili fossili. I BEV sono la soluzione che consentirà alle Hawaii di decarbonizzare rapidamente il trasporto terrestre, massimizzare l'energia rinnovabile, risparmiare denaro e democratizzare il trasporto pulito,
Mobilitiamo le nostre risorse limitate e concentriamo l'attenzione sui veicoli elettrici a batteria, una scommessa sicura per il trasporto sostenibile alle Hawaii. Abbiamo ancora tempo per guarire il nostro pianeta e garantire un mondo vivibile per i nostri keiki e le generazioni future, ma dobbiamo agire con urgenza.
