คุณอาจไม่ทราบว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่มีประสิทธิภาพเพียงใด

หนึ่งในประเด็นที่มักพูดถึงกันบ่อยที่สุดระหว่างผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าและผู้วิจารณ์คือช่วง ข้อโต้แย้งปกติคือยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถเติมเชื้อเพลิงระหว่าง 700 ไมล์และใช้เวลาห้านาทีในการทำเช่นนั้น แต่ระยะโฟกัสซ่อนคุณลักษณะที่สำคัญมากของรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่และไฟฟ้า ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าการเผาไหม้ภายในมาก

เพื่อแสดงสิ่งนี้ เราต้องทำการคำนวณเล็กน้อย สิ่งนี้ทำให้ซับซ้อนกว่าที่ควรจะเป็นเนื่องจากการระบุไว้ในวิธีต่างๆ สำหรับรถยนต์สันดาปภายในและยานยนต์ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ อย่างหลัง คุณมักจะรู้ความจุของแบตเตอรี่และช่วงปกติเสมอ สำหรับรถยนต์เชื้อเพลิงฟอสซิล คุณอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่าถังของคุณใหญ่แค่ไหน แค่ไมล์ตามปกติต่อแกลลอน ระยะปกติไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด คุณแทบจะไม่มีความคิดเลยว่าพลังงานจะเท่ากับต่อไมล์เท่าใด

เมื่อคุณพยายามแก้ไขเพื่อให้เปรียบเทียบกันได้ ปริมาณพลังงานที่รถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในใช้เมื่อเทียบกับพลังงานแบตเตอรี่-ไฟฟ้าจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง สิ่งนี้ผุดขึ้นในใจฉันเป็นพิเศษเมื่อฉันรู้ว่ารถที่ฉันเคยเป็นเจ้าของ – ปอร์เช่ 1992 คลาสสิกปี 968 – มีช่วง "เต็มถัง" ในระดับเดียวกับรถที่ฉันแทนที่ด้วย - ประสิทธิภาพของ Tesla Model 3. ทั้งสองทำมากกว่า 300 ไมล์จากเต็มไปว่างเปล่า ปอร์เช่สามารถทำอะไรได้มากกว่านั้นเล็กน้อย หากไม่ขับเคลื่อนในแบบที่พอร์ชควรจะเป็น แต่นี่คือการคำนวณ "ส่วนหลังของซองบุหรี่" ทั้งหมด ยกเว้นว่าฉันเลิกสูบบุหรี่เมื่อสองสามทศวรรษก่อน

ฉันจะใช้รถยนต์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับบทความนี้และคำนวณตามตัวเลข EPA และ WLTP เพื่อให้ทุกอย่างยุติธรรมที่สุด รถยนต์ที่ฉันเลือกคือ Tesla Model 3 Long Range สำหรับ BEV และ Toyota Camry เพื่อเป็นตัวแทนของมุมฟอสซิล เนื่องจากเป็นรถที่ขายดีที่สุดของอเมริกาในระดับเดียวกันกับ Model 3 และมีจำหน่ายทั่วโลก แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ในสหราชอาณาจักรตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา พฤศจิกายน 2021 ปัจจุบัน Camry สามารถซื้อเป็นไฮบริดได้ มีประสิทธิภาพมากกว่ารุ่นเผาไหม้อย่างเดียว แต่ก็ยังทำให้ประเด็นชัดเจน

มาเริ่มกันที่เทสลา รุ่น 3 Long Range ปัจจุบันมีแบตเตอรี่ 82kWh ส่งมอบช่วง WLTP 374 ไมล์หรือ 358 ไมล์ตามการทดสอบ EPA ซึ่งเท่ากับ 4.6 ไมล์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (WLTP) หรือ 4.4 ไมล์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (EPA) 2.5L Camry LE Hybrid ให้ 53.3mpg (นั่นคือแกลลอนอังกฤษ) ตามการทดสอบ WLTP และ 52mpg (แกลลอนอเมริกัน) ตามการทดสอบ EPA แต่เราจะแปลงเป็น kWh เพื่อเปรียบเทียบได้อย่างไร

ไม่มีใครพูดถึงปริมาณพลังงานในน้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอน (หรือน้ำมันเบนซินอย่างที่เราเรียกกันที่นี่ในสหราชอาณาจักร) ในการโต้วาทีประเภทนี้ แต่คุณสามารถติดตามตัวเลขนี้ได้อย่างง่ายดาย หนึ่งร่างที่ฉันพบคือ 9.6kWh ต่อลิตรซึ่งเท่ากับ 43.58kWh ต่อแกลลอน (อังกฤษ) การวัดตามปกติคือ "เทียบเท่าแกลลอนน้ำมัน" ซึ่งมาจาก MPGe (ไมล์ต่อแกลลอนเทียบเท่าน้ำมันเบนซิน) น้ำมันเบนซิน / เบนซินรุ่น E10 ออกมาที่ 32.78kWh ต่อแกลลอน (อเมริกัน) ตาม หน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ.

สิ่งต่อไปที่เราต้องหาสำหรับ Camry คือจำนวน kWh ที่ใช้ต่อไมล์ ดังนั้นเราจึงต้องเพิ่มตัวเลขเหล่านั้นลงใน MPG ที่เราได้รับมาก่อน การใช้ตัวเลข WLTP MPG และค่าพลังงานแกลลอนอังกฤษ คุณจะได้รับ 1.2 ไมล์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง เมื่อใช้ EPA MPG และค่าพลังงานแกลลอน คุณจะได้รับ 1.59 ไมล์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ดังนั้น ด้วยระบบการให้คะแนนประสิทธิภาพของ WLTP Camry ใช้พลังงานมากขึ้น 3.74 เท่าของ Tesla ต่อไมล์ และผ่านระดับ EPA 3.57 เท่า พลังงานที่เหลือไปไหน? สูญเสียความร้อน แรงเสียดทานในระบบขับเคลื่อน และความไร้ประสิทธิภาพอื่นๆ

แน่นอนว่านี่ไม่ได้หมายความว่าน้ำมันเบนซิน / น้ำมันเบนซินหนึ่งแกลลอนใช้ไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง จะใช้บางส่วนในกระบวนการผลิต แต่น้ำมันมีศักยภาพด้านพลังงานอยู่แล้วเมื่อถูกสกัดจากใต้ดิน ประเด็นที่ฉันพยายามจะพูดที่นี่คือเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้พลังงานต่อไมล์มากกว่าแบตเตอรี่ไฟฟ้า มากจนไม่อยู่ในสนามเบสบอลเดียวกัน ทำไมเราถึงสิ้นเปลืองพลังงานทั้งหมดนี้เมื่อเราไม่จำเป็น?

แน่นอนว่า การเผาไหม้ภายในในปัจจุบันมีข้อดีบางประการ เช่น รถยนต์พิสัยไกล รถราคาถูกลง เติมเชื้อเพลิงได้เร็วกว่า แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นเทคโนโลยีที่แย่กว่ารถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่และไฟฟ้า มีมานานกว่าศตวรรษแล้ว และประสิทธิภาพของมันก็ดีขึ้นเพียงเล็กน้อยในช่วงเวลานี้ เราไม่สามารถจ่ายพลังงานจำนวนมากออกไปได้เมื่อมีทางเลือกอื่นที่สามารถส่งมอบไมล์ต่อหน่วยของพลังงานได้มากขึ้น นี่คือเหตุผลที่การเลิกใช้การเผาไหม้ภายในสำหรับการขนส่งในชีวิตประจำวันมีความสำคัญมาก