فناوری

باتری یا پیل سوختی؟!

مقایسه خودروی پیل سوختی با خودروی الکتریکی
نوشته شده توسط حمیدرضا گودرزی

باتری یا پیل سوختی، کدام تکنولوژی آینده خواهد بود و کدام به تاریخ خواهد پیوست؟

جنگ بین این دو تکنولوژی یاد آور جنگ فرمت ویدئو تیپ ها (Beta-VHS) در دهه ۱۹۸۰ بین شرکت سونی و پاناسونیک است. جنگی که تکنولوژی شرکت برنده، تبدیل به یک استاندارد در بین شرکت های دیگر فعال در آن زمینه خواهد شد و تا سال ها می‌تواند از سلطه تکنولوژی خود لذت ببرد.
در اکتبر سال ۲۰۱۵ خبری در رسانه های جهان پخش شد مبنی بر اینکه شرکت تویوتا اعلام کرده است که اجازه‌ی خرید لایسنس ۵۶۸۰ پتنت این شرکت مربوط به خودروهای پیل سوختی را تا سال ۲۰۲۰ میلادی آزاد نموده است. شرکت تویوتا با این اقدام سعی بر تحریک و تهییج تامین کنندگان هیدروژن و ایجاد جایگاه‌های سوخت هیدروژن را دارد. اما آیا این یک اقدام آخرین تلاش برای یک تکنولوژی به بن بست رسیده است و یا یک انرژی و روح جدید برای به راه اندازی بازار این تکنولوژی که طی چند دهه راه به جایی نبرده است؟
اِلُن ماسک، مدیر عامل شرکت تسلا، خودروهای پیل سوختی را “مزخرف” قلمداد کرده و گفت: « هیدروژن برای موشک ها مناسب است، نه برای خودروها»
این در حالی است که به گفته‌ی جیم لنتز، مدیر عامل شرکت تویوتای آمریکای شمالی، این شرکت سرمایه گزاری زیادی بر روی خودروهای پیل سوختی انجام داده است.
اما آیا خودروهای پیل سوختی در مقابل خودروهای الکتریکی شانسی برای رقابت خواهند داشت؟ در ادامه به مقایسه این ۲ تکنولوژی خواهیم پرداخت.

برای مقایسه هزینه استفاده از این تکنولوژی ها، فرض می‌کنیم قیمت تولید تجهیزات پیل های سوختی و همینطور خودروهای الکتریکی برابر باشد و همچنین فرض می کنیم، تولید هیدروژن به مقدار مورد نیاز رسیده باشد، در این حالت استفاده از خودروهای پیل سوختی ۳ برابر گران تر از استفاده از خودروهای الکتریکی هزینه دارد؛ در واقع با استفاده از یک مقدار انرژی برابر میزان انرژی خروجی خودروهای الکتریکی ۳ برابر خودروهای پیل سوختی می باشد. این مسئله در تصویر زیر به خوبی قابل مشاهده می باشد.

مقایسه خودروی پیل سوختی با خودروی الکتریکی

برای ساخت چیزی به نام “اقتصاد هیدروژن” نیاز به زیر ساخت های چند تریلیون دلاری مانند کارخانه ها و پالایش‌گاه‌های بزرگ، خطوط لوله، کامیون های حامل، تجهیزات ذخیره سازی، کمپرسورها، جایگاه سوخت گیری هیدروژن، وجود دارد. در مقابل برای خودروهای الکتریکی زیر ساخت های لازم موجود است، شبکه برق رسانی که امروزه در همه ی جوامع بشری وجود دارد. درست است که این شبکه های برق رسانی نیاز به بهبود دارد اما نیاز امروز را پاسخ گو خواهد بود.

بر اساس اعلام دپارتمان انرژی آمریکا، حدود ۹۵% هیدروژن تولیدی در این کشور از گاز طبیعی در کارخانه های بزرگ مرکزی تولید می شود.
متان (ماده اصلی گاز طبیعی) ۷۲ برابر گاز کربن دی اکسید در ایجاد اثرات گلخانه ای موثر است. متان در مسیر فراهم آوری گاز طبیعی یعنی در زمان استخراج از زمین، ذخیره سازی و انتقال به وسیله چندین هزار کیلومتر لوله به بیرون نشت می‌کند. بر اساس اعلام آژانس محافظت از محیط زیست ایالات متحده سالانه حدود ۸۴٫۹۵۰٫۵۴۱٫۰۰۰ متر مکعب متان از کل زنجیره ی این صنعت نشت می‌کند و این مقدار تنها ۲/۳% تولید جهانی هیدروژن را شامل می شود. گرمایش کره زمین ناشی از این نشت به اندازه‌ی گرمایش حاصل از نصف کارخانه جات مصرف کننده زغال سنگ در ایالات متحده می باشد.

هیدروژن زمانی که از آب به روش الکترولیز استخراج شود جز سوخت های تجدید پذیر دسته بندی می شود. این روش نیاز به، بکار بردن انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا برای تجزیه آب نیاز دارد. و برای تولید الکتریسیته نیاز به سوختن زغال سنگ، گاز طبیعی، انرژی هسته ای و غیره داریم. بنابراین به این روش باز هم هیدروژن تجدید پذیر نخواهد بود.
در تحلیل چاه تا چرخ، که توسط دانشگاه تگزاس انجام شده است، یک خودروی پیل سوختی نیاز به مصرف ۲۶ لیتر آب بر هر کیلومتر دارد، یک خودرو بنزینی نیاز به ۵/۱ لیتر آب در هر کیلومتر و یک خودروی گازوئیلی تقریبا ۱ لیتر آب بر هر کیلومتر مصرف می کند. این مسئله نشان دهنده ۲۰ تا ۲۸ بار بهینه تر بودن خودروهای سوخت فسیلی نسبت به خودروهای پیل سوختی در مصرف آب هستند و باید به این نکته توجه داشت که یکی از بحران های آینده بشر، بحران آب خواهد بود.

در مقابل شرکت های خودروسازی هوندا، تویوتا و هیوندایی تکنولوژی استفاده از خودروهای پیل سوختی را به جلو می‌رانند چرا که معتقدند مسئله ای که این تکنولوژی را در مسیر اصلی فروش قرار می دهد یک مسئله روانشناختی است که آن‌ها آن را “ترس از شارژ” می نامند. واضح است که کسی دوست ندارد خودرویش، هر ۸۰ کیلومتر نیاز به شارژ مجدد داشته باشد و اکثر مردم روزی یک ساعت زمان برای شارژ خودروی خود را ندارند.
مدافعان تکنولوژی پیل سوختی می گویند که راننده ها ترجیح میدهند تا خودروی خود را به پمپ های هیدروژن برسانند و در عرض ۱۰ دقیقه خودروی خود را با هیدروژن پر نمایند و برای پیمودن ۴۸۰ کیلومتر بدون وقفه، خودروی خود را آماده نمایند.
در ادامه سه تکنولوژی که در حال حاضر در خودروها مورد استفاده قرار می گیرد در جدول زیر مورد مقایسه قرار گرفته است:

baa

به نظر موانع بیان شده برای باتری های خودروهای الکتریکی منطقی و عملیاتی می باشد و به نظر می رسد کمپانی های ژاپنی و کره ای با امید به این گپ بزرگ تکنولوژی در این حوزه سعی در راه اندازی رقیبی سر سخت برای باتری ها و شرکت تسلا دارند. در مقابل شرکت تسلا با استفاده از ضعف هایی که سیستم های پیل سوختی دارند اگر بتواند پیشرفتی بزرگ در تکنولوژی باتری ها ایجاد نماید به نظر می رسد توانایی برنده شدن در این نبرد را داشته باشد.

درباره نویسنده

حمیدرضا گودرزی

دیدگاه شما چیست