اخیراً، من و پسرم تلاش‌هایمان را برای مقایسه کارایی و «سبز بودن» تسلا مدل S و یک پریوس غیر پلاگین استوک به‌روزرسانی کردیم. آخرین ورودی ما همراه با داده های اصلی است.
وقتی از خودروهای سبز و کارآمد نام برده می شود، بلافاصله تسلا به ذهن خطور می کند. ایلان ماسک سال هاست که برای ارتقای سبزی و کارایی تسلا بر طبل می کوبد. بنابراین، تسلا در مقایسه با تویوتا پریوس استاندارد غیر پلاگین چقدر سبز و کارآمد است؟ تنها راه برای فهمیدن این است که یک آزمایش انجام دهید.
من یک تسلا مدل S 85D 2017 رانندگی می کنم، پسرم یک تویوتا پریوس استاندارد 2015 رانندگی می کند، هر دو در بزرگراه ها و خیابان های سطحی، در منطقه پاسادنا، کالیفرنیا رانندگی می کنیم، بنابراین مقایسه عملکرد این دو خودرو باید یک آزمایش کامل باشد. . اگرچه بنزین تنها منبع انرژی اولیه برای پریوس است، اما میله بالایی را برای تسلا تعیین می کند، زیرا مانند تسلا، بخشی از انرژی جنبشی خودرو را به انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری ها تبدیل می کند، نه اینکه تمام آن را در اثر گرما از دست بدهد. همانطور که در خودروهای دارای موتور احتراق داخلی غیر هیبریدی (ICE) اتفاق می افتد. از سوی دیگر، این واقعیت که ما آزمایش خود را در بهار 2018 در کالیفرنیای جنوبی انجام دادیم، به نفع تسلا است، زیرا نیازی به گرم کردن کابین نیست. استفاده از انرژی الکتریکی روشی بسیار ناکارآمد برای گرم کردن فضای داخلی خودرو است. در مقایسه، ICE ها تقریباً بدون هیچ هزینه ای می توانند محفظه مسافر را گرم کنند. یک یخ معمولی حدود 25 درصد از انرژی موجود در بنزین را به انرژی جنبشی خودرو تبدیل می کند و بقیه به صورت گرما از دست می رود. با این حال، مقداری از این گرما را می توان برای گرم کردن خودرو بدون صرف انرژی اضافی جذب کرد. در مقایسه، تسلا برای تولید گرما باید از باتری های خود استفاده کند. به همین دلیل، اگر آزمایش خود را در شیکاگو در زمستان انجام می دادیم، نتایج برای تسلا بسیار کمتر مطلوب بود.
از آنجایی که این دو خودرو از سوخت‌های متفاوتی استفاده می‌کنند، برای مقایسه مستقیم، تبدیل لازم است. از آنجایی که یک گالن گاز حاوی انرژی معادل 34.4 کیلووات ساعت (KWH) برق است، من از 34.4 به عنوان ضریب تبدیل استفاده می کنم.
وقتی صحبت از عادات رانندگی به میان می‌آید، هیچ یک از ما راننده‌ای تهاجمی نیستیم که می‌کشد یا شتاب می‌گیرد. در مورد پسر من، پریوس این امکان را ندارد. در مورد من، من تقریباً 69 سال دارم و با وجود اینکه تسلا پتانسیل ماشین عضلانی دارد، محافظه کارانه رانندگی می کنم.
این آزمایش حدود دو ماه به طول انجامید و طی آن تسلا 15 بار شارژ شد. تمام نتایج در نمایشگاه زیر خلاصه شده است. قبل از اینکه به مقایسه خودروها بپردازیم، اولین نکته جالبی که متوجه شدیم این است که مسافت پیموده شده واقعی تسلا به طور قابل توجهی کمتر از مسافت پیموده شده «مورد انتظار» است که هنگام شارژ خودرو نشان داده شده است. در این آزمایش، تسلا همیشه تا برد ۲۳۸ مایلی (کمتر از حداکثر برای محافظت از باتری‌ها) شارژ می‌شد و تا زمانی که برد به میانگین ۴۵ مایل کاهش می‌یافت، رانده می‌شد. اگر تخمین برد دقیق بود، میانگین مسافت طی شده 193 مایل بود، اما در واقع میانگین مسافت طی شده 128.9 مایل بود – تنها 67٪ از برد برآورد شده. و این بدون استفاده معنادار از گرمایش یا تهویه مطبوع است. این یافته روشن می کند که دارندگان خودروهای برقی باید مسافت پیموده شده خود را به دقت تجزیه و تحلیل کنند و برای جلوگیری از گرفتار شدن در یک بزرگراه تنها به ارقام اعلام شده اعتماد نکنند. همچنین این سوال را زیر سوال می برد که چگونه برد 238 مایلی در وهله اول برآورد شده است.
در ادامه به مقایسه، بیایید با پریوس آشناتر شروع کنیم. همانطور که در نمایشگاه نشان داده شده است، پریوس به طور متوسط 43 مایل در هر گالن بود. تقسیم بر 34.4 کیلووات ساعت در هر گالن منجر به مسافت پیموده شده 1.25 مایل در هر کیلووات ساعت می شود. در مقایسه، تسلا به طور متوسط از 47.4 کیلووات ساعت برای پیمودن 128.9 مایل استفاده می کند که به آن برد 2.74 مایل در هر کیلووات ساعت می دهد که بیش از دو برابر پریوس است. اما یک گرفتاری وجود دارد. برق منبع اولیه انرژی نیست. باید از چیز دیگری تولید شود. در حال حاضر من فرض می کنم منبع برق یک نیروگاه گاز طبیعی است (در ادامه در مورد آن بیشتر خواهد شد). نیروگاه های کارآمد حدود 43 درصد انرژی گاز طبیعی را به برق تبدیل می کنند. اگر این ضریب راندمان 43 درصد برای تسلا اعمال شود، کیلووات ساعت انرژی گاز طبیعی مصرف شده به 110.2 افزایش می یابد، بنابراین برد موثر به 1.18 مایل در هر کیلووات ساعت کاهش می یابد – کمتر از پریوس. به یاد داشته باشید که برای هر گالن بنزین انرژی اولیه که توسط یک وسیله نقلیه ICE سوزانده می شود، تنها حدود 25٪ به انرژی جنبشی تبدیل می شود. حتی اگر این ضرر قبلاً به تعداد مایل در هر گالن محاسبه شود. بنابراین برای مقایسه سیب با سیب باید اتلاف انرژی در نیروگاه هنگام تبدیل انرژی اولیه (گاز طبیعی) به برق در نظر گرفته شود.
از دیدگاه راننده، کمترین حد در بازده، هزینه سوخت در هر مایل است. البته این بستگی به هزینه بنزین بدون سرب و برق دارد. قیمت بنزین در حال حاضر حدود 3.75 دلار در هر گالن است. تخمین هزینه برق پیچیده تر است زیرا کالیفرنیا قیمت گذاری برق را متمایز کرده است. من حدس می‌زنم که دارندگان تسلا میانگین قیمتی حدود 0.35 دلار برای هر کیلووات ساعت می‌پردازند. بر اساس این مفروضات، هزینه سوخت در هر مایل برای پریوس 8.8 سنت در مقایسه با تسلا 12.8 سنت است. محاسبه عدد برای تسلا از مایل های واقعی در هر کیلووات ساعت استفاده می کند، نه مایل های موثر در هر کیلووات ساعت، زیرا از دست دادن انرژی در تولید در هزینه برق منعکس می شود.
عطف به مقایسه از سرسبزی، تسلا یک مزیت دارد. برای تولید یک کیلووات ساعت انرژی از گاز طبیعی، ادیسون 190 گرم CO منتشر می کند2. برای تولید یک کیلووات ساعت انرژی از بنزین، پریوس 250 گرم تولید می کند. (گاز طبیعی تمیزتر از بنزین می سوزد.) بنابراین، تسلا 161 گرم در هر مایل در مقایسه با 200 گرم پریوس تولید می کند و تسلا را به خودروی سبزتر تبدیل می کند.
اگر من این فرض را که الکتریسیته با سوزاندن گاز طبیعی تولید می‌شود کنار بگذارم، تسلا در جبهه سبز به سرعت پیش می‌رود. به هر حال، اگر تمام الکتریسیته از منابع غیر کربنی مانند خورشید، باد و هسته‌ای تولید شود، تسلا اصلاً CO2 یا سایر آلودگی‌های محیطی تولید نمی‌کند. این پتانسیل بزرگ خودروهای برقی است. اما همه چیز به نحوه تولید برق بستگی دارد.
در حالی که تغییر به روش‌های غیر کربنی برای تولید برق، تسلا را سبزتر از پریوس می‌کند، اما لزوما آن را کارآمدتر نمی‌کند. برق همچنان باید از برخی منابع اولیه تولید شود. بسته به کارایی این فرآیند تولید، استفاده از بنزین می تواند هم کارآمدتر (از نظر مقدار انرژی اولیه مورد نیاز برای جابجایی ماشین یک مایل) و هم ارزانتر در هر مایل باشد.
نتیجه گیری به شرح زیر است. اگر از گاز طبیعی برای تولید برق استفاده شود، پریوس از نظر بازدهی تسلا را شکست می‌دهد – هم از نظر انرژی اولیه مصرفی و هم از نظر هزینه سوخت در هر مایل. اگر بخواهیم منصف باشیم، این احتمالا تا حد زیادی به این دلیل است که تسلا هم بزرگتر و هم سریعتر است. از نظر سازگاری با محیط زیست، تسلا در صدر قرار دارد. همچنین، با رایج‌تر شدن منابع غیر کربنی برق، شکاف سبز تسلا بیشتر خواهد شد.
در خاتمه، لازم به ذکر است که عوامل متعددی وجود دارد که مقایسه آنها نادیده گرفته شده است. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل تاثیر حمل و نقل گاز یا برق را در نظر نمی گیرد. در مورد برق، خطوط فشار قوی یک راه مناسب و کارآمد برای انتقال انرژی است. با این حال، اتلاف انرژی هنگام شارژ باتری‌های تسلا بسته به ولتاژ مورد استفاده در شارژر می‌تواند 10 درصد یا بیشتر باشد. این تجزیه و تحلیل همچنین نیازهای انرژی و اثرات زیست محیطی تولید خودرو و دفع زباله های پایان عمر را نادیده می گیرد. خودروهایی که با باتری کار می کنند به انرژی بسیار بیشتری برای ساخت نیاز دارند و دور انداختن باتری ها یک چالش زیست محیطی است.
