ربما لا تدرك مدى عدم كفاءة محركات الاحتراق الداخلي

النطاق هو أحد أكثر محاور النقاش شيوعًا بين مستخدمي السيارات الكهربائية ومنتقديهم. الحجة المعتادة هي أن مركبات الوقود الأحفوري يمكن أن تقطع 700 ميل بين إعادة التزود بالوقود وتستغرق خمس دقائق للقيام بذلك. لكن التركيز على النطاق يخفي ميزة مهمة جدًا للسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات - فهي أكثر كفاءة من الاحتراق الداخلي.

لتوضيح ذلك ، نحتاج إلى إجراء بعض الحسابات. أصبح هذا الأمر أكثر تعقيدًا مما يمكن أن يكون بسبب الطرق المختلفة التي يتم بها تحديد مواصفات مركبات الاحتراق الداخلي والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية. بالنسبة للأخير ، فأنت تعرف دائمًا سعة البطارية والمدى الاسمي. بالنسبة للسيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري ، قد لا تعرف حتى حجم خزان الوقود ، فقط بالأميال الاسمية للغالون الواحد. النطاق ليس عادة جزءًا من المواصفات. من شبه المؤكد أنه ليس لديك أي فكرة عن مقدار الطاقة الذي يعادل لكل ميل.

عندما تقوم بعمل أشياء بحيث تكون قابلة للمقارنة ، فإن كمية الطاقة التي تستخدمها سيارة محرك الاحتراق الداخلي مقارنة بسيارة كهربائية تعمل بالبطارية تصبح متناقضة بشكل صارخ. خطرت في بالي بشكل خاص عندما أدركت أن السيارة التي كنت أمتلكها - وهي سيارة بورش 1992 الكلاسيكية لعام 968 - لها نفس النطاق تقريبًا على "خزان كامل" مثل السيارة التي استبدلت بها - تسلا موديل 3 الأداء. كلاهما يفعل ما يزيد قليلاً عن 300 ميل من ممتلئ إلى فارغ. يمكن أن تفعل بورش أكثر من ذلك بقليل إذا لم تكن مدفوعة بالطريقة التي ينبغي أن تكون عليها بورش ، لكن هذا كله يمثل حساب "الجزء الخلفي من علبة السجائر" ، باستثناء أنني توقفت عن التدخين منذ بضعة عقود.

سأستخدم سيارات مختلفة قليلاً لهذه المقالة وأبني الحسابات على أرقام EPA و WLTP لإبقاء الأمور عادلة قدر الإمكان. السيارات التي اخترتها هي Tesla Model 3 Long Range for BEVs ، و Toyota Camry لتمثل الزاوية الأحفورية ، حيث كانت السيارة الأكثر مبيعًا في أمريكا في فئة مماثلة للطراز 3 ومتوفرة عالميًا ، وإن لم يكن في المملكة المتحدة منذ ذلك الحين تشرين الثاني (نوفمبر) 2021. يمكن الآن شراء كامري كسيارة هجينة ، لذا فهي أكثر كفاءة من الإصدارات التي تعمل بالاحتراق فقط ، لكنها ستظل توضح النقطة بوضوح.

لنبدأ مع تسلا. يحتوي الطراز 3 طويل المدى الحالي على بطارية 82 كيلو وات في الساعة ، مما يوفر 374 ميلًا من نطاق WLTP أو 358 ميلًا وفقًا لاختبار وكالة حماية البيئة. هذا يعادل 4.6 ميل لكل كيلو واط في الساعة (WLTP) أو 4.4 ميل لكل كيلو واط في الساعة (EPA). توفر Camry LE Hybrid 2.5 لتر 53.3 ميلا في الغالون (أي غالون بريطاني) وفقًا لاختبار WLTP ، و 52 ميلا في الغالون (غالون أمريكي) وفقًا لاختبار وكالة حماية البيئة. لكن كيف نحول ذلك إلى كيلو وات في الساعة للمقارنة؟

لا أحد يتحدث حقًا عن مقدار الطاقة الموجود في جالون من البنزين (أو البنزين ، كما نسميه هنا في المملكة المتحدة) في هذه الأنواع من المناقشات. ولكن يمكنك تتبع هذا الرقم بسهولة تامة. كان أحد الأرقام التي وجدتها 9.6 كيلو واط ساعة لكل لتر، والتي تعادل 43.58 كيلو واط في الساعة لكل جالون (بريطاني). المقياس المعتاد هو "مكافئ جالون البنزين" ، والذي يُشتق منه MPGe (ميل لكل جالون من مكافئ البنزين). يأتي إصدار E10 من البنزين / البنزين بقدرة 32.78 كيلو واط / ساعة لكل جالون (أمريكي) ، وفقًا لـ وكالة حماية البيئة الأمريكية.

الشيء التالي الذي نحتاج إلى معرفته لسيارة كامري هو عدد كيلو واط في الساعة لكل ميل ، لذلك نحتاج إلى ضخ هذه الأرقام في MPG التي حصلنا عليها من قبل. باستخدام رقم WLTP MPG وقيمة الطاقة للغالون البريطاني ، تحصل على 1.2 ميل لكل كيلو وات ساعة. باستخدام قيمة طاقة EPA MPG والجالون ، تحصل على 1.59 ميل لكل كيلوواط ساعة. لذلك من خلال نظام تصنيف الكفاءة WLTP ، تستخدم كامري 3.74 مرة من الطاقة مثل تسلا لكل ميل ، وعبر تصنيف EPA ، 3.57 مرة. أين تذهب بقية الطاقة؟ ضياع الحرارة والاحتكاك في نظام الدفع وأوجه عدم الكفاءة الأخرى.

بالطبع ، هذا لا يعني أن جالونًا من البنزين / البنزين يستخدم الكثير من الكيلوواط في الساعة من الكهرباء. سوف يستخدم البعض أثناء عملية الإنتاج ، لكن النفط كان يحتوي على إمكانات الطاقة هذه بالفعل عندما تم استخراجه من تحت الأرض. النقطة التي أحاول إيضاحها هنا هي أن محرك الاحتراق الداخلي يستهلك طاقة لكل ميل أكثر من محرك يعمل بالبطارية. لدرجة أنه ليس حتى في نفس الملعب. لماذا نهدر كل هذه الطاقة عندما لا نضطر لذلك؟

بالتأكيد ، يتمتع الاحتراق الداخلي حاليًا ببعض المزايا العملية - المركبات ذات المدى الطويل ، والمركبات الأرخص ، والأسرع في التزود بالوقود. لكنها في الأساس تقنية أسوأ من السيارات التي تعمل بالبطاريات. لقد كانت موجودة منذ أكثر من قرن ، وقد تحسنت كفاءتها قليلاً خلال هذا الوقت. لا يمكننا تحمل تبديد الكثير من الطاقة بعيدًا عندما يتوفر بديل يمكنه توفير الكثير من الأميال لكل وحدة طاقة. هذا هو سبب أهمية التخلص التدريجي من الاحتراق الداخلي للنقل اليومي.