top icon
Δοκιμές - παρουσιάσεις

Plug-in hybrid vs Diesel: Μέτρηση Κατανάλωσης σε συνεργασία με το ΑΠΘ

Βενζίνη Plug-In υβριδικό ή diesel: Ποιο είναι οικονομικότερο στη χρήση και ποιο επιδρά λιγότερο στην κλιματική αλλαγή;

Οι πρόσφατες ανακοινώσεις της Ευρωπαϊκής Επιτροπής στα πλαίσια της «Πράσινης Συμφωνίας» (Green Deal) θέτουν νέα δεδομένα στον χώρο της αυτοκίνησης και των οδικών μεταφορών1. Οι τελευταίες είναι υπεύθυνες για το 20.4% των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (Greenhouse GasesGHG) στην Ευρωπαϊκή Ένωση, με τα επιβατηγά αυτοκίνητα να συμβάλουν κατά 12% στις συνολικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Η πρόταση για επίτευξη μηδενικών εκπομπών CO2 από τα καινούρια αυτοκίνητα και ελαφρά φορτηγά (vans) το 2035 ουσιαστικά βάζει τέλος στις πωλήσεις συμβατικών οχημάτων αυτών των κατηγοριών με μηχανή εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) που λειτουργεί με καύσιμα που περιέχουν άνθρακα. Η χρήση καυσίμων χωρίς άνθρακα (π.χ. υδρογόνο (Η2) ή αμμωνία (ΝΗ3)) είναι αντιμέτωπη με σημαντικά εμπόδια σε πολλά επίπεδα και σίγουρα δε φαίνεται να είναι η προτιμητέα λύση της βιομηχανίας. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι η αγορά θα στραφεί αποκλειστικά στην ηλεκτροκίνηση, είτε με μπαταρίες είτε με κυψέλες καυσίμου. Ωστόσο, η άμεση εφαρμογή των δύο αυτών τεχνολογιών σε μεγάλη κλίμακα συναντά σημαντικές δυσκολίες, όπως, μεταξύ άλλων, η παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας και του υδρογόνου (Η2, που συνήθως χρησιμοποιείται στις κυψέλες καυσίμου), καθώς και το αντίστοιχο δίκτυο διανομής (σταθμοί φόρτισης και σταθμοί ανεφοδιασμού Η2). Παράλληλα, η πρόταση για αναθεώρηση των ενδιάμεσων στόχων2 μείωσης των εκπομπών CO2 κατά 15% το 2025 και κατά 55% (αντί για 37.5%) το 2030, σε σχέση με τα επίπεδα του 2021, κάνει επιτακτική την ανάγκη για ευρεία εφαρμογή και άλλων τεχνολογιών που μπορούν να συμβάλουν στη μείωση των εκπομπών CO2. Μία από τις σημαντικότερες τεχνολογίες (και ίσως η σημαντικότερη) είναι ο εξηλεκτρισμός των αυτοκινήτων, με την ενσωμάτωση είτε αμιγώς ηλεκτρικών είτε υβριδικών/plugin υβριδικών συστημάτων παραγωγής ισχύος.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Το παρακάτω γράφημα (Σχήμα 1) παρουσιάζει τις επίσημες τιμές των εκπομπών CO2 των καινούριων επιβατηγών αυτοκινήτων ως και το 2020 καθώς και τους αντίστοιχους στόχους για τα επόμενα χρόνια. Και ενώ το 2015 οι εκπομπές CO2 ήταν σημαντικά χαμηλότερες από τον στόχο των 130 g/km, η αυξητική τάση που παρατηρήθηκε από το 2017 και μετά δημιούργησε σημαντική απόκλιση από τον επόμενο στόχο των 95 g/km για το 2020-2021. Ωστόσο, το 2020 σημειώθηκε μία δραστική μείωση των εκπομπών CO2 της τάξης του 12%, γεγονός που επετεύχθη κυρίως λόγω του τριπλασιασμού του ποσοστού των εξηλεκτρισμένων αυτοκινήτων: το 2019 το ποσοστό αυτό ήταν 3.5%, ενώ το 2020 έφτασε στο 11% (6% αμιγώς ηλεκτρικά και 5% plugin υβριδικά3 (PHEV)). Και παρόλη τη μείωση κατά 25% των νέων ταξινομήσεων στην Ευρωπαϊκή Ένωση τον τελευταίο χρόνο λόγω της πανδημίας του κορωνοϊού (από 15.5 εκ. το 2019 σε 11.6 εκ. το 2020), οι ταξινομήσεις των εξηλεκτρισμένων αυτοκινήτων ξεπέρασαν το 1 εκατομμύριο. Σύμφωνα με το σχήμα, ξεκινώντας από τα επίπεδα του 2020, η επίτευξη του στόχου του 2025 απαιτεί μείωση κατά 25%, ενώ για το 2030 οι εκπομπές CO2 πρέπει να μειωθούν κατά 45% (τρέχων στόχος) ή 60% (πρόταση για αναθεώρηση στόχου).

1 European Green Deal: Commission proposes transformation of EU economy and society to meet climate ambitions, https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_3541

2 European Commission, COM(2021) 556 final

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 1 Επίσημες εκπομπές CO2 του στόλου των νέων επιβατηγών αυτοκινήτων και στόχοι για τα επόμενα χρόνια

Και ενώ όλα τα παραπάνω βασίζονται στις επίσημες εκπομπές CO2 και κατανάλωσης καυσίμου, οι οποίες προσδιορίζονται στο εργαστήριο, οι πραγματικές τιμές κατά την οδήγηση στον δρόμο παρουσιάζονται αυξημένες. Συγκεκριμένα η διαφορά μεταξύ επίσημης και πραγματικής κατανάλωσης από 6% το 2001 έφτασε στο 40% το 2016, ενώ ως το 2018 παρέμεινε σχεδόν σταθερή (39%)4. Η μεγάλη απόκλιση των επίσημων τιμών από τις πραγματικές ήταν ο βασικός λόγος που οδήγησε στη μετάβαση από τον Νέο Ευρωπαϊκό Κύκλο Οδήγησης (New European Driving Cycle – NEDC) στην Παγκόσμια εναρμονισμένη Διαδικασία Δοκιμών Ελαφρών οχημάτων (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure – WLTP). Η συγκεκριμένη διαδικασία παρέχει πιο ρεαλιστικές τιμές κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών CO2, με τη μέση απόκλιση ανάμεσα σε επίσημες και πραγματικές τιμές να είναι της τάξης του 14% για το 2018. Η ρεαλιστικότητα αυτών των δεδομένων παίζει σημαντικό ρόλο και στην επιλογή αγοράς νέου αυτοκινήτου, μιας και η κατανάλωση καυσίμου μεταφράζεται άμεσα και σε κόστος χρήσης.

Με σκοπό την καλύτερη παρακολούθηση της πραγματικής κατανάλωσης και της διαφοράς της από την επίσημη τιμή, όλα τα καινούρια οχήματα από την 1η Ιανουαρίου 2021 είναι εξοπλισμένα με τη συσκευή OBFCM (On Board Fuel Consumption Monitoring). Ο συγκεκριμένος εξοπλισμός παρέχει στη θύρα OBD (On Board Diagnostics) του οχήματος τη συνολική διανυθείσα απόσταση (km) και τη συνολική ποσότητα καυσίμου που καταναλώθηκε (l). Επιπλέον, στην περίπτωση των PHEV, παρέχεται η συνολική ηλεκτρική ενέργεια που απορροφήθηκε από το δίκτυο κατά τη φόρτιση (kWh), καθώς και η συνολική διανυθείσα απόσταση (km) σε αμιγώς ηλεκτρική λειτουργία.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Ο ρόλος των διαφορετικών τεχνολογιών στη μείωση των εκπομπών CO2

Στην προσπάθεια περιορισμού της υπερθέρμανσης του πλανήτη και της κλιματικής αλλαγής, κάθε τεχνολογία μπορεί να συμβάλει σε διαφορετικό βαθμό. Το παρακάτω γράφημα (Σχήμα 2) ποσοτικοποιεί, ως συνάρτηση της μάζας του οχήματος, τις εκπομπές CO2 κατά WLTP των καινούριων αυτοκινήτων που ταξινομήθηκαν στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2020. Γίνεται εύκολα φανερό ότι τα PHEV μπορούν να παίξουν τον πιο σημαντικό ρόλο στη μείωση των εκπομπών CO2, μετά τα αμιγώς ηλεκτρικά φυσικά. Ακόμα και στα βαρύτερα PHEV (άνω των 2.5 τόνων), οι εκπομπές CO2 δεν ξεπερνούν τα 100 g/km, ενώ παρατηρούνται χαμηλές τιμές έως και 15 g/km. Και εφόσον οι εκπομπές CO2 είναι άμεσο αποτέλεσμα της καύσης, χαμηλότερες εκπομπές σημαίνουν και μικρότερη κατανάλωση καυσίμου, οπότε και εξοικονόμηση χρημάτων για τον χρήστη. Ένα επίσης ενδιαφέρον στοιχείο του γραφήματος είναι το “κενό” που παρουσιάζεται ανάμεσα στο νέφος των plugin υβριδικών και αυτό των συμβατικών αυτοκινήτων. Αυτό αναδεικνύει το κατώτατο όριο που μπορούν να φτάσουν οι συμβατικές τεχνολογίες και πρακτικά καθορίζεται από τον μέγιστο βαθμό απόδοσης των ΜΕΚ, με τον τελευταίο να «περιορίζεται» από τους νόμους της θερμοδυναμικής. Στην κατηγορία των συμβατικών αυτοκινήτων, τα πετρελαιοκίνητα (diesel) βρίσκονται σε χαμηλότερο εύρος εκπομπών CO2 σε σχέση με τα βενζινοκίνητα, λόγω του εγγενώς υψηλότερου βαθμού απόδοσης του κινητήρα diesel (αν και οι σύγχρονες τεχνολογίες αμβλύνουν τη διαφορά αυτή). Επιπλέον της μικρότερης κατανάλωσης του κινητήρα diesel, η χαμηλότερη τιμή του πετρελαίου συμβάλει περαιτέρω στην εξοικονόμηση χρημάτων, έναντι του αντίστοιχου βενζινοκίνητου αυτοκινήτου. Ένα ακόμα ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι η συντριπτική πλειονότητα των υβριδικών και plugin υβριδικών αυτοκινήτων είναι βενζινοκίνητα. Η επιβάρυνση σε κόστος και πολυπλοκότητα, καθώς και στη λειτουργία του συστήματος αντιρρύπανσης, θέτει σημαντικούς περιορισμούς στην υβριδοποίηση των πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων. Τέλος, χαμηλές εκπομπές CO2 παρατηρούνται για τα αυτοκίνητα εναλλακτικών καυσίμων (φυσικό αέριο και υγραέριο), γεγονός που οφείλεται στο σημαντικά χαμηλότερο περιεχόμενο σε άνθρακα αυτών των καυσίμων σε σχέση με τη βενζίνη και το πετρέλαιο.

Ωστόσο, η τελική επίπτωση της κάθε τεχνολογίας καθορίζεται και από το ποσοστό διείσδυσής της στην αγορά. Στο επόμενο γράφημα (Σχήμα 3) παρουσιάζεται το ποσοστό των διαφορετικών τεχνολογιών στις ταξινομήσεις καινούριων αυτοκινήτων στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2020, σύμφωνα με τα στατιστικά δεδομένα της αυτοκινητοβιομηχανίας. Και ενώ τα τρία τέταρτα των νέων αυτοκινήτων κινούνται με συμβατικά καύσιμα (βενζίνη, πετρέλαιο), το ποσοστό των εξηλεκτρισμένων σημειώνει αύξηση σε σχέση με το 2019, με το σύνολο των ηλεκτρικών και PHEV να πλησιάζει στο 11%.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 2 Επίσημες εκπομπές CO2 συναρτήσει της μάζας για τα καινούρια αυτοκίνητα που ταξινομήθηκαν στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2020


PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 3 Ποσοστό των διαφορετικών τεχνολογιών στις ταξινομήσεις καινούριων αυτοκινήτων στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2020

Στόχος της μελέτης

Συνδυάζοντας όλα τα παραπάνω, η παρούσα μελέτη είναι μία συγκριτική αξιολόγηση των δύο τεχνολογιών που παρουσιάζουν την καλύτερη επίδοση από πλευράς εκπομπών CO2, άρα και κατανάλωσης καυσίμου: βενζινοκίνητο plugin υβριδικό και συμβατικό πετρελαιοκίνητο (diesel). Σημειώνεται ότι στην παρούσα μελέτη δε συμπεριλαμβάνεται η αξιολόγηση των εκπομπών ρύπων, όπως οξείδια του αζώτου (NOx) και σωματίδια. Η σύγκριση πραγματοποιείται σε πραγματικές συνθήκες οδήγησης στον δρόμο και ο κύριος σκοπός της μελέτης είναι να απαντήσει στο ερώτημα «Ποια από τις δύο τεχνολογίες είναι οικονομικότερη στη χρήση της και ποια έχει τη μικρότερη επίπτωση στην κλιματική αλλαγή;».

Για να απαντηθεί το παραπάνω ερώτημα δύο αυτοκίνητα του ίδιου μοντέλου αλλά με διαφορετικά σύνολα ισχύος, ένα βενζινοκίνητο plugin υβριδικό (PHEV) και ένα πετρελαιοκίνητο (diesel) δοκιμάστηκαν υπό τις ίδιες συνθήκες, τόσο σε συγκεκριμένη διαδρομή και με προκαθορισμένο τρόπο οδήγησης, όσο και σε καθημερινή ελεύθερη χρήση από μέσο οδηγό. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών πραγματοποιούταν συνεχής καταγραφή της κατανάλωσης καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας (για το PHEV), καθώς και άλλων πληροφοριών λειτουργίας του κάθε οχήματος μέσω της θύρας OBD. Τα βασικά κριτήρια αξιολόγησης για την παρούσα μελέτη είναι η κατανάλωση καυσίμου και ενέργειας, το συνολικό κόστος καυσίμου και ενέργειας, καθώς και οι εκπομπές CO2. Η έμφαση είναι αποκλειστικά στην αξιολόγηση των δύο διαφορετικών τεχνολογιών, καθώς οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στο ίδιο μοντέλο, οπότε η σύγκριση δεν επηρεάζεται από άλλες διαφορές μεταξύ των οχημάτων (π.χ. σχήμα ή αμάξωμα). Για την πληρέστερη αξιολόγηση των τεχνολογιών, στην περίπτωση του PHEV η ηλεκτρική ενέργεια που απορροφήθηκε από το δίκτυο μεταφράστηκε σε ισοδύναμες εκπομπές CO2 και λήφθηκε υπόψη στον υπολογισμού του κόστους.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Plug-in hybrid vs Diesel: Μεθοδολογία, αυτοκίνητα δοκιμής και μετρητικός εξοπλισμός

Για τους σκοπούς της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν δύο VW Tiguan, ένα βενζινοκίνητο PHEV και ένα diesel. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά των δύο αυτοκινήτων παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα (Πίνακας 1). Και τα δύο αυτοκίνητα είναι της τελευταίας έκδοσης του συγκεκριμένου μοντέλου, με το πακέτο RLine, εξασφαλίζοντας έτσι ότι οι μόνες τους διαφορές είναι στο σύστημα παραγωγής ισχύος και μετάδοσης κίνησης. Με αυτόν τον τρόπο καθίσταται εφικτή η σύγκριση των δύο τεχνολογιών, χωρίς να υπεισέρχονται άλλες παράμετροι, όπως για παράδειγμα διαφορετικό σχήμα που θα επηρέαζε την αεροδυναμική αντίσταση. Η διαφορά στο βάρος προέρχεται από την μπαταρία και τον ηλεκτροκινητήρα του PHEV, δηλαδή δεν είναι εξωτερικά ελεγχόμενη παράμετρος, αλλά εγγενές χαρακτηριστικό του plugin υβριδικού αυτοκινήτου.

Πίνακας 1 Τεχνικά χαρακτηριστικά των αυτοκινήτων δοκιμής

Μοντέλο

VW Tiguan 1.4 TSI eHybrid R-Line

VW Tiguan 2.0 TDI 4MOTION R-Line

Κατηγορία εκπομπών ρύπων

Euro 6dISC-FCM

Euro 6dISC-FCM

Καύσιμο

Βενζίνη και Ηλεκτρική ενέργεια

Πετρέλαιο

Κυβισμός ΜΕΚ (cm3)

1395

1968

Χωρητικότητα μπαταρίας (kWh)

13

Μέγιστη ισχύς MEK (kW)

110

147

Μέγιστη ισχύς ηλεκτρικού κινητήρα (kW)

85

Μέγιστη συνολική ισχύς (kW)

180

147

Κατανάλωση καυσίμου κατά WLTP (l/100km)

1.8

6.6

Ηλεκτρική αυτονομία κατά WLTP (km)

49

Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά WLTP (kWh/100km)

16.8

Εκπομπές CO2 κατά WLTP (g/km)

42

172

Κιβώτιο / Αριθμός ταχυτήτων

Αυτόματο (DSG) / 6

Αυτόματο (DSG) / 7

Βάρος (kg)

1811

1715

Σύστημα Start/Stop

Σύστημα αντιρρύπανσης

TWC + 4WC (GPF+TWC) DOC + SCRF + SCR + ASC, με διπλή έγχυση ουρίας

Διαστάσεις ελαστικών

255/40 R20

255/45 R19

Διανυθείσα απόσταση κατά την έναρξη της δοκιμής (km)

3800 2300

ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ

TWC: Three Way Catalyst – Τριοδικός καταλύτης

GPF: Gasoline Particulate Filter – Φίλτρο σωματιδίων βενζίνης

4WC: Four Way CatalystGPF με καταλυτική επίστρωση TWC

DOC: Diesel Oxidation Catalyst – Οξειδωτικός καταλύτης diesel

SCRF/SDPF: SCR on DPF – Φίλτρο σωματιδίων diesel με καταλυτική επίστρωση αναγωγής NOx

SCR: Selective Catalytic Reduction – Σύστημα επιλεκτικής καταλυτικής αναγωγής (NOx)

ASC: Ammonia Slip Catalyst – Καταλύτης ελέγχου αμμωνίας (που διαφεύγει από το SCR)

Για τη λήψη και καταγραφή των απαραίτητων σημάτων από τη θύρα OBD των δύο αυτοκινήτων χρησιμοποιήθηκαν φορητές συσκευές καταγραφής (OBD loggers) που διαθέτει το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής (ΕΕΘ) του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του ΑΠΘ. Οι φορητές αυτές συσκευές επικοινωνούν με τη μονάδα ελέγχου του οχήματος μέσω του δικτύου CAN και μπορούν να αντλήσουν όλη τη διαθέσιμη πληροφορία, όπως αυτή περιγράφεται κατά το πρότυπο ISO 15031-5. Οι συσκευές έχουν μόνο τη δυνατότητα καταγραφής και όχι παρέμβασης στη λειτουργία του αυτοκινήτου. Στα δεδομένα που καταγράφονται συμπεριλαμβάνονται και τα σήματα της συσκευής OBFCM, όπου η κατανάλωση καυσίμου παρέχεται με μέγιστο αποδεκτό σφάλμα (ακρίβεια) 5%, σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία (Κανονισμός (ΕΕ) 2017/1151). Μετά την καταγραφή και αποθήκευση των δεδομένων στην κάρτα μνήμης του logger, αυτά μεταφέρονται ασύρματα σε μία βάση δεδομένων μέσω δικτύου 4G που δημιουργείται με ένα USB dongle.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Η μελέτη περιλαμβάνει δύο σετ μετρήσεων. Στο πρώτο, το οποίο καλύπτει μόνο την 1η ημέρα της δοκιμής, γίνεται η άμεση συγκριτική αξιολόγηση των δύο τεχνολογιών, με τα αυτοκίνητα να ακολουθούν ακριβώς το ίδιο δρομολόγιο, το ένα δίπλα στο άλλο. Η διαδρομή σχεδιάστηκε με τέτοιο τρόπο ώστε να περιλαμβάνει όσο το δυνατόν περισσότερες και πιο αντιπροσωπευτικές συνθήκες οδήγησης, όπως παρουσιάζεται στον παρακάτω χάρτη (Σχήμα 4), ενώ οι οδηγοί ακολούθησαν το ίδιο στυλ οδήγησης. Η συνολική απόσταση που διένυσαν τα οχήματα ήταν 150 km με το 38% να αποτελεί οδήγηση σε αστικό δίκτυο (<60 km/h), το 41% σε επαρχιακό δρόμο (60-90 km/h) και το 21% σε αυτοκινητόδρομο (>90 km/h). Αυτός ο διαχωρισμός έγινε με βάση την ταχύτητα, σύμφωνα και με τους ορισμούς του Κανονισμού (ΕΕ) 2018/1832 για μετρήσεις σε πραγματικές συνθήκες οδήγησης ή RDE (Real Driving Emissions). Το ακριβές προφίλ ταχύτητας των αυτοκινήτων παρουσιάζεται στο ακόλουθο γράφημα (Σχήμα 5), όπου διακρίνονται και τα τρία μέρη της διαδρομής, με το τελευταίο να περιλαμβάνει ανάβαση σε μέγιστο υψόμετρο 750 μέτρα. Τα αυτοκίνητα κατά την έναρξη της μέτρησης είχαν τον ίδιο αριθμό επιβατών, ενώ κατά μήκος της διαδρομής γινόταν παρόμοια χρήση του κλιματισμού. To PHEV ξεκίνησε με πλήρως φορτισμένη μπαταρία (95%) και με την επιλογή υβριδικής λειτουργίας (hybrid mode) με διατήρηση της στάθμης φόρτισης της μπαταρίας στο ελάχιστο επίπεδο (~20%), εξασφαλίζοντας έτσι τη μέγιστη υποβοήθηση της ΜΕΚ σε όλο το εύρος συνθηκών οδήγησης, ως την πλήρη αποφόρτιση της μπαταρίας.

Το δεύτερο σετ μετρήσεων καλύπτει όλες τις ημέρες (συνολικά 6) της δοκιμής, όπου γινόταν συνεχής καταγραφή δεδομένων κατά τη διάρκεια της καθημερινής λειτουργίας. Τα αυτοκίνητα χρησιμοποιήθηκαν για την κάλυψη των καθημερινών αναγκών από δύο οδηγούς, χωρίς συγκεκριμένες οδηγίες ως προς το στυλ οδήγησης. Το PHEV χρησιμοποιήθηκε τόσο με πλήρως φορτισμένη μπαταρία όσο και με άδεια, στην επιλογή μέγιστης ηλεκτρικής κίνησης (emode), μιας και η οδήγηση ήταν κυρίως σε αστικό και επαρχιακό δίκτυο με σχετικά χαμηλές ταχύτητες.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 4 Η διαδρομή της συγκριτικής αξιολόγησης της 1ης ημέρας

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 5 Προφίλ ταχύτητας κατά τη συγκριτική διαδρομή της 1ης ημέρας

Αποτελέσματα μετρήσεων κατά την ίδια διαδρομή της 1ης ημέρας (πρώτο σετ)

Ξεκινώντας από το πρώτο σετ μετρήσεων και την ίδια διαδρομή που ακολούθησαν τα δύο αυτοκίνητα, γίνεται μία άμεση συγκριτική αξιολόγηση μεταξύ των δύο τεχνολογιών. Τα ακόλουθα σχήματα (Σχήμα 6 και Σχήμα 7) παρουσιάζουν τη συνολική κατανάλωση και την εξέλιξή της μαζί με τη στάθμη φόρτισης της μπαταρίας κατά μήκος της διαδρομής. Για τα 150 km της συνολικής διαδρομής, το PHEV κατανάλωσε 7.9 λίτρα βενζίνης και 9.4 kWh ηλεκτρικής ενέργειας (που απορροφήθηκε από το δίκτυο κατά τη φόρτιση της μπαταρίας), ή ισοδύναμα 5.2 l/100km βενζίνη και 6.2 kWh/100km ηλεκτρική ενέργεια. Η αντίστοιχη κατανάλωση καυσίμου για το diesel ήταν 11.3 λίτρα, ή ισοδύναμα 7.4 l/100km. Αξίζει να σημειωθεί σε αυτό το σημείο ότι η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που παρουσιάζεται αντιστοιχεί στην ενέργεια που απορροφήθηκε από το δίκτυο κατά τη φόρτιση της μπαταρίας. Αυτό σημαίνει ότι μετά την πλήρη αποφόρτισή της, η όποια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται ως αποτέλεσμα ανάκτησης κατά το φρενάρισμα ή φόρτισης από τη ΜΕΚ, δηλαδή έχει παραχθεί από το ίδιο το αυτοκίνητο.

Οι αντίστοιχες τιμές κατανάλωσης υπολογίζονται και για τις διαφορετικές συνθήκες οδήγησης, δηλαδή αστικό δίκτυο, επαρχιακό δρόμο και αυτοκινητόδρομο (Σχήμα 6). Παρατηρείται ότι στο αστικό δίκτυο η κατανάλωση καυσίμου για το diesel είναι υπερδιπλάσια από αυτή του PHEV. Αντίθετα, κατά την κίνηση σε επαρχιακό δρόμο και αυτοκινητόδρομο, τα δύο αυτοκίνητα έχουν παρόμοια κατανάλωση καυσίμου, τόσο λόγω της χαμηλότερης στάθμης φόρτισης της μπαταρίας του PHEV όσο και λόγω της υψηλότερης απαίτησης σε ισχύ. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας εδώ παρουσιάζεται μόνο για το σύνολο της διαδρομής (150 km), μιας και η ουσιαστική συνεισφορά του ηλεκτροκινητήρα ήταν μόνο στο Μέρος Ι, ενώ στα επόμενα δύο μέρη η μπαταρία είχε αποφορτιστεί πλήρως. Για την καλύτερη επεξήγηση των παρατηρήσεων, τα τρία μέρη της 1ης ημέρας αναλύονται ξεχωριστά στη συνέχεια.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 6 Κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας των δύο αυτοκινήτων κατά τη συγκριτική διαδρομή της 1ης ημέρας


PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 7 Εξέλιξη κατανάλωσης καυσίμου και στάθμης φόρτισης μπαταρίας για τη συγκριτική διαδρομή της 1ης ημέρας

Μέρος Ι: Κανονική οδήγηση σε όλες τις ταχύτητες ξεκινώντας με πλήρως φορτισμένη μπαταρία

Το Μέρος Ι της συγκριτικής διαδρομής είναι ένα τυπικό δρομολόγιο που περιλαμβάνει οδήγηση σε όλους τους τύπους των δρόμων, με συμπεριφορά μέσου οδηγού. Η συνολική του απόσταση είναι 93 km, εκ των οποίων το 29% (27 km) είναι σε αστικό δίκτυο, το 41% (38 km) σε επαρχιακό δρόμο και το 30% (28 km) σε αυτοκινητόδρομο. Στην περίπτωση του PHEV ξεκινάει με πλήρως φορτισμένη μπαταρία και με επιλογή της υβριδικής λειτουργίας (hybrid mode). Στο παρακάτω γράφημα (Σχήμα 8) παρουσιάζεται η κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας για τα δύο αυτοκίνητα.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 8 Κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας των δύο αυτοκινήτων κατά τo Mέρος Ι της συγκριτικής διαδρομής της 1ης ημέρας.

Για το Μέρος Ι της συγκριτικής διαδρομής παρατηρείται η μεγάλη συνεισφορά του ηλεκτρικού συστήματος. Η συνολική κατανάλωση του PHEV είναι η μισή από αυτή του diesel (3.2 l/100km έναντι 6.6 l/100km), ενώ στο αστικό δίκτυο όπου το PHEV κινείται με σημαντική συνεισφορά από τον ηλεκτροκινητήρα ή και αμιγώς ηλεκτρικά (20 kWh/100km) η κατανάλωσή του ανέρχεται στο 1 l/100km, έναντι των 10 l/100km του diesel. Η κατανάλωση βενζίνης για το PHEV είναι αποτέλεσμα της επιλογής υβριδικής λειτουργίας, όπου στις επιταχύνσεις υπήρχε υποβοήθηση από τη ΜΕΚ.

Στον επαρχιακό δρόμο, αν και το PHEV εξακολουθεί να έχει διαθέσιμη κάποια ηλεκτρική ενέργεια, παρατηρείται αύξηση (σε σχέση με το αστικό κομμάτι) στην κατανάλωση καυσίμου στα 3.2 l/100km, κυρίως λόγω των αυξημένων απαιτήσεων σε ισχύ και της σταδιακής αποφόρτισης της μπαταρίας, με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας να ανέρχεται σε 5.2 kWh/100km. Στο diesel από την άλλη πλευρά, η δραστική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου για τον επαρχιακό δρόμο, με 4.3 l/100km, οφείλεται κυρίως στη σταθερότερη ταχύτητα και τα λιγότερο μεταβατικά φαινόμενα (σε σχέση με το αστικό κομμάτι όπου υπάρχει μεγαλύτερη κυκλοφοριακή συμφόρηση, φανάρια, διασταυρώσεις, σταματήματα-ξεκινήματα κτλ.), καθώς και στον καλύτερο βαθμό απόδοσης της ΜΕΚ που επιτυγχάνεται για τα μεσαία φορτία και τις στροφές που προκύπτουν σε τέτοιες συνθήκες οδήγησης.

Στον αυτοκινητόδρομο παρατηρείται πλέον μικρή διαφορά στην κατανάλωση των δύο αυτοκινήτων, με το PHEV να έχει 5.3 l/100km και το diesel 6.2 l/100km. Σε αυτό το κομμάτι η μπαταρία του PHEV είναι ήδη σε χαμηλή στάθμη φόρτισης και αποφορτίζεται πλήρως με κατανάλωση 6.4 kWh/100km, ενώ πλέον το όχημα κινείται κυρίως με τη χρήση της ΜΕΚ. Η μικρότερη κατανάλωση του PHEV αποδίδεται στη συνέργεια μεταξύ ΜΕΚ και ηλεκτροκινητήρα με την (έστω και περιορισμένη) ανάκτηση ενέργειας, κάτι που οδηγεί σε αυξημένο βαθμό απόδοσης του συστήματος ισχύος.

Σε αυτό το σημείο αξίζει να σημειωθεί ότι και τα δύο οχήματα ήταν εξοπλισμένα με αυτόματο κιβώτιο οπότε δεν υπήρχε επίδραση της επιλογής των σχέσεων μετάδοσης από τον οδηγό στην κατανάλωση καυσίμου.

Μέρος ΙΙ: Κανονική οδήγηση σε χαμηλές και μεσαίες ταχύτητες με άδεια μπαταρία

Στο Μέρος ΙΙ, συνολικού μήκους 30 km, ακολουθείται οδήγηση σε χαμηλές (για 17 km) και μεσαίες ταχύτητες (για 13 km), ενώ η μπαταρία του PHEV έχει πλέον φτάσει στο ελάχιστο επίπεδο φόρτισης. Έτσι, το αυτοκίνητο κινείται αποκλειστικά με τη ΜΕΚ, με μικρή υποβοήθηση από τον ηλεκτροκινητήρα μετά από ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα. Όπως φαίνεται στο παρακάτω γράφημα (Σχήμα 9), για αυτό το μέρος της διαδρομής, η μέση κατανάλωση του PHEV είναι στα 6.2 l/100km και του diesel στα 7.2 l/100km. Για το αστικό δίκτυο, η κατανάλωση καυσίμου είναι μικρότερη στο PHEV (7.3 l/100km) σε σχέση με το diesel (10.2 l/100km). Αντίθετα στον επαρχιακό δρόμο του Μέρους ΙΙ, όπου αυξάνει η απαίτηση σε ισχύ και είναι ελάχιστη η συνεισφορά του ηλεκτροκινητήρα, η κατανάλωση του PHEV (4.8 l/100km) είναι μεγαλύτερη από αυτή του diesel (3.9 l/100km). Σημειώνεται ότι στο γράφημα δεν παρουσιάζεται κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που απορροφήθηκε από το δίκτυο, μιας και η μπαταρία είχε ήδη αποφορτιστεί πλήρως στο Μέρος Ι.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 9 Κατανάλωση καυσίμου των δύο αυτοκινήτων κατά τo Mέρος ΙΙ της συγκριτικής διαδρομής της 1ης ημέρας.

Μέρος ΙΙΙ: Επιθετική οδήγηση κατά την ανάβαση σε βουνό

Το Μέρος ΙΙΙ (συνολικού μήκους 28 km, που περιλαμβάνουν ανάβαση και κατάβαση) της συγκριτικής διαδρομής της πρώτης μέρας είναι και το πλέον απαιτητικό, με επιθετική οδήγηση και έντονες επιταχύνσεις κατά την ανάβαση σε βουνό, σε μέγιστο υψόμετρο 750 μέτρα. Κατά τη φάση της ανάβασης και τα δύο αυτοκίνητα παρουσιάζουν αυξημένη κατανάλωση, ως αποτέλεσμα της υψηλής απαίτησης σε ισχύ από τους οδηγούς (επιθετική οδήγηση με απότομες επιταχύνσεις) σε συνδυασμό με την κλίση του δρόμου και το βάρος των δύο SUV. Ενδεικτικό της αυξημένης κατανάλωσης αποτελούν οι υψηλές στιγμιαίες τιμές, οι οποίες κατά τη φάση της ανάβασης ξεπερνούν σε κάποια σημεία τα 40 l/h για το PHEV, όπως φαίνεται στο επόμενο γράφημα (Σχήμα 10). Το PHEV δουλεύει αποκλειστικά με τον βενζινοκινητήρα, ενώ τα καλύτερα χαρακτηριστικά ροπής του κινητήρα diesel επιτρέπουν χαμηλότερη κατανάλωση κατά την απότομη ανάβαση στο βουνό. Τελικά, στα 17 km της ανάβασης, η κατανάλωση καυσίμου ήταν 16.7 l/100km για το PHEV και 11.7 l/100km για το diesel.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 10 Στιγμιαία κατανάλωση καυσίμου των δύο αυτοκινήτων κατά την ανάβαση σε βουνό με επιθετική οδήγηση (Μέρος ΙΙΙ).

Αποτελέσματα μετρήσεων για χρήση των αυτοκινήτων όλες τις ημέρες (δεύτερο σετ)

Το δεύτερο σετ μετρήσεων καλύπτει τη συνεχή καταγραφή δεδομένων για όλες τις ημέρες της δοκιμής και παρέχει στοιχεία για την κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της καθημερινής λειτουργίας των δύο αυτοκινήτων. Υπενθυμίζεται ότι την πρώτη ημέρα τα αυτοκίνητα ακολούθησαν την ίδια συγκριτική διαδρομή με το ίδιο στυλ οδήγησης και την επιλογή υβριδικής λειτουργίας (hybrid mode) για το PHEV, ενώ τις επόμενες πέντε ημέρες γινόταν ανεξάρτητη χρήση του καθενός, από διαφορετικούς οδηγούς και χωρίς καμία οδηγία για τον τρόπο οδήγησης, ενώ το PHEV ήταν σε λειτουργία μέγιστης ηλεκτρικής κίνησης (emode) και φορτίστηκε 4 φορές πλήρως από το δίκτυο. Το PHEV διένυσε συνολικά 480 km και το diesel κάλυψε απόσταση μήκους 420 km, με τα συνολικά αποτελέσματα να παρουσιάζονται ανηγμένα στα 100 km. Έτσι από όλα τα δεδομένα η συνολική κατανάλωση καυσίμου του PHEV ήταν 5 l/100km και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας 8 kWh/100km. Αντίστοιχα στο diesel η συνολική κατανάλωση καυσίμου ανήλθε στα 8.4 l/100km για τις μέρες της δοκιμής. Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της πλήρους δοκιμής, έγιναν δύο αναγεννήσεις του φίλτρου σωματιδίων του diesel (DPF), με την επιπλέον κατανάλωση να συμπεριλαμβάνεται στις συνολικές τιμές.

Οι πραγματικές εκπομπές CO2

Γνωρίζοντας τη συνολική κατανάλωση καυσίμου και ενέργειας των δύο οχημάτων μπορεί να εκτιμηθεί και το επίπεδο των εκπομπών CO2 για τις μέρες της δοκιμής. Η παραγωγή CO2 είναι άμεσο αποτέλεσμα της καύσης βενζίνης ή πετρελαίου στη ΜΕΚ, ενώ στην περίπτωση του PHEV υπάρχουν και (έμμεσες) εκπομπές CO2 από την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου με την οποία φορτίζεται η μπαταρία. Για τη βενζίνη και το πετρέλαιο η αντιστοιχία σε εκπομπές CO2 είναι σταθερή και εξαρτάται από την περιεκτικότητα του καυσίμου σε άνθρακα, ενώ οι εκπομπές CO2 από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθορίζονται από το ενεργειακό μείγμα της κάθε χώρας. Στην Ελλάδα, σύμφωνα με τη ΔΕΗ, η αναλογία κατά την περίοδο της δοκιμής είναι 572.16 g CO2/kWh. Η αντίστοιχη μέση αναλογία συνολικά για την Ευρωπαϊκή Ένωση είναι 295.8 g CO2/kWh, ενώ στη Σουηδία η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας παράγει 13.3 g CO2/kWh. Με βάση αυτά τα στοιχεία, οι συνολικές εκπομπές CO2 για όλες τις ημέρες της δοκιμής ήταν 163 g/km για το PHEV και 223 g/km για το diesel, όπως φαίνεται στο ακόλουθο γράφημα (Σχήμα 11). Και ενώ στο diesel όλο το εκπεμπόμενο CO2 προέρχεται από την καύση, για το PHEV τα 117 g/km προέρχονται από τη χρήση της βενζίνης και τα υπόλοιπα 46 g/km από την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας.

Επιπλέον κριτήριο στη σύγκριση των δύο τεχνολογιών αποτελεί το συνολικό κόστος καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας των δύο αυτοκινήτων. Με βάση τις μέσες τιμές βενζίνης και πετρελαίου κίνησης (1.64 και 1.37 €/l αντίστοιχα) για τις ημέρες της δοκιμής και του κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας (0.112 €/kWh) όπως προκύπτει από ένα μέσο οικιακό τιμολόγιο της ΔΕΗ, υπολογίζεται το συνολικό κόστος για τις μέρες των μετρήσεων. Έτσι, όπως παρουσιάζεται στο γράφημα (Σχήμα 11), τα έξοδα για το PHEV ήταν 9.1 €/100km, με τα 8.2 €/100km να προέρχονται από τη βενζίνη και τα υπόλοιπα 90 λεπτά από την ηλεκτρική ενέργεια, ενώ το κόστος καυσίμου στο diesel ανήλθε στα 11.5 €/100km. Σημειώνεται εδώ ότι εάν το PHEV φορτίζεται σε κάποιον κοινόχρηστο φορτιστή, τότε η τιμή της ηλεκτρικής ενεργειας ενδέχεται να διαφέρει.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 11 Συνολικές εκπομπές CO2 και συνολικό κόστος για όλες τις ημέρες της δοκιμής.

Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η κατανάλωση βενζίνης και ηλεκτρικής ενέργειας στο PHEV εξαρτάται ισχυρά από τη στρατηγική φόρτισης και το στυλ οδήγησης. Έτσι, οι παραπάνω τιμές εκπομπών CO2 και κόστους ενδέχεται να μεταβάλλονται ανάλογα με τη συχνότητα φόρτισης. Στη δοκιμή ακολουθήθηκε μία τυπική στρατηγική, με φόρτιση της μπαταρίας από το δίκτυο μέρα παρά μέρα. Για μία ένδειξη του εύρους των παραπάνω τιμών κατά την οδήγηση σε αστικό περιβάλλον, όπου η ηλεκτροκίνηση έχει το μεγαλύτερο όφελος, συγκρίνονται οι περιπτώσεις αμιγούς ηλεκτρικής λειτουργίας (με πλήρως φορτισμένη μπαταρία) και υβριδικής (με άδεια μπαταρία). Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα (Σχήμα 12), κατά την ηλεκτροκίνηση του αυτοκινήτου, η μπαταρία αποφορτίζεται ενώ η αθροιστική κατανάλωση καυσίμου παραμένει απόλυτα σταθερή. Μετά την πλήρη αποφόρτιση της μπαταρίας, η παραγωγή ενέργειας γίνεται αποκλειστικά από τη ΜΕΚ και η οποιαδήποτε φόρτιση της μπαταρίας προέρχεται είτε από τη λειτουργία της ΜΕΚ είτε από ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα ή σε κατηφόρα. Το επόμενο γράφημα (Σχήμα 13) μεταφράζει αυτές τις δύο περιπτώσεις λειτουργίας του PHEV σε εκπομπές CO2 και κόστος. Έτσι, η αμιγής ηλεκτροκίνηση σε αστικό περιβάλλον στην Ελλάδα παράγει 136 g CO2/km και κοστίζει 2.7 €/100km, ως αποτέλεσμα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο. Στην περίπτωση λειτουργίας με πλήρως αποφορτισμένη μπαταρία, οι εκπομπές CO2 είναι 160 g/km και τα έξοδα του καυσίμου ανέρχονται στα 11.3 €/100km, ως αποτέλεσμα της καύσης της βενζίνης στη ΜΕΚ.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 12 Σύγκριση οδήγησης σε αστικό περιβάλλον με πλήρως φορτισμένη και άδεια μπαταρία.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 13 Συνολικές εκπομπές CO2 και συνολικό κόστος για το PHEV κατά την κίνηση σε αστικό περιβάλλον με αμιγώς ηλεκτρική λειτουργία και υβριδική.

Συμπεράσματα

Μέσα από τη συγκριτική αξιολόγηση των δύο αυτοκινήτων, αναδεικνύονται τα πλεονεκτήματα και οι αδυναμίες της κάθε τεχνολογίας. Ξεκινώντας με το βενζινοκίνητο plugin υβριδικό (PHEV), αυτό εμφανίζει σαφές πλεονέκτημα όταν κινείται με πλήρως φορτισμένη μπαταρία, ιδιαίτερα εντός αστικού περιβάλλοντος. Κάτω από αυτές τις συνθήκες λειτουργίας, εμφανίζεται οικονομικότερο και με μικρότερο αποτύπωμα CO2, σε σχέση με το diesel, το οποίο δεν ευνοείται από τις συνεχώς μεταβατικές συνθήκες σε χαμηλά φορτία. Ακόμα και σε χαμηλότερη στάθμη μπαταρίας, η συνέργεια μεταξύ ηλεκτροκινητήρα και ΜΕΚ επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του PHEV, εκμεταλλευόμενο και την ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα ή στην κατηφόρα. Σε αυτήν την περίπτωση βέβαια, η συχνότερη εμπλοκή του βενζινοκινητήρα αυξάνει τόσο τις εκπομπές CO2 όσο και το κόστος. Από την άλλη, σε μεγάλο ταξίδι στον αυτοκινητόδρομο και σε λειτουργία με υψηλή απαίτηση ισχύος (π.χ. επιθετική οδήγηση σε ανηφορικό δρόμο), οπότε και η μπαταρία του PHEV θα αποφορτιστεί σχετικά γρήγορα, το diesel υπερέχει, λόγω των καλύτερων χαρακτηριστικών ροπής και βαθμού απόδοσης, εμφανίζοντας χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου. Ωστόσο, ακόμα και υπό αυτές τις συνθήκες, το PHEV εμφανίζει εξαιρετικά χαμηλές τιμές κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών CO2 για βενζινοκίνητο SUV με τέτοιο βάρος.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Με βάση τα παραπάνω, γίνεται φανερό ότι η πλήρης εκμετάλλευση των δυνατοτήτων της plugin υβριδικής τεχνολογίας επιτυγχάνεται με τη συστηματική φόρτιση της μπαταρίας από το δίκτυο. Σε αστικό περιβάλλον, το PHEV μπορεί να είναι όχημα μηδενικών ρύπων, κατά την αμιγώς ηλεκτρική του λειτουργία. Ωστόσο, έχει έμμεση συμβολή στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, μέσω των ισοδύναμων εκπομπών CO2 από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που απορροφάει από το δίκτυο κατά τη φόρτιση της μπαταρίας του. Αυτές οι εκπομπές εξαρτώνται από τον τρόπο παραγωγής (ενεργειακό μείγμα) της ηλεκτρικής ενέργειας στην εκάστοτε χώρα. Για την περίπτωση ηλεκτροκίνησης του PHEV της παρούσας δοκιμής σε 8 μεγάλες πόλεις της Ευρώπης, καθώς και συνολικά για την ΕΕ-27, οι ισοδύναμες εκπομπές CO2 παρουσιάζονται στο ακόλουθο γράφημα (Σχήμα 14). Στις χώρες όπου η συμμετοχή των ορυκτών καυσίμων στην παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας είναι περιορισμένη και η διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) είναι αυξημένη, οι εκπομπές CO2 είναι αντίστοιχα χαμηλές. Σε κάθε περίπτωση, η παρούσα συγκριτική δοκιμή έδειξε ότι οι συνολικές εκπομπές CO2 του PHEV είναι χαμηλότερες από αυτές του diesel, με δυνατότητα σημαντικής περαιτέρω μείωσης, ανάλογα με τη διείσδυση των ΑΠΕ στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Σχήμα 14 Εκπομπές CO2 κατά την ηλεκτροκίνηση με PHEV σε μεγάλες πόλεις της Ευρώπης.

ΚΕΙΜΕΝΟ

Στυλιανός Δουλγέρης, Υποψήφιος Διδάκτωρ Μηχανολόγος Μηχανικός ΑΠΘ, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ

Αρσένιος Κεραμιδάς, Διπλωματούχος Μηχανολόγος Μηχανικός ΑΠΘ, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ

Νικηφόρος Ζαχάρωφ, Υποψήφιος Διδάκτωρ Μηχανολόγος Μηχανικός ΑΠΘ, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ

Αθανάσιος Δημάρατος, Διδάκτωρ Μηχανολόγος Μηχανικός ΕΜΠ, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ

Γιάννης Αλμπανέλλης

Επεξηγήσεις

Αέρια του θερμοκηπίου – GreenHouse Gases (GHG)

Τα κυριότερα αέρια του θερμοκηπίου είναι το διοξείδιου του άνθρακα (CO2), το μεθάνιο (CH4) και το υποξείδιο του αζώτου (N2O), το καθένα με διαφορετική συνεισφορά στο φαινόμενο του θερμοκηπίου το οποίο είναι υπεύθυνο για την υπερθέρμανση του πλανήτη και την κλιματική αλλαγή.

Εκπομπές CO2 και κατανάλωση καυσίμου

Οι εκπομπές CO2 μιας μηχανής εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) συνδέονται άμεσα με την κατανάλωση καυσίμου. Έτσι, οποιαδήποτε μεταβολή στην ποσότητα καυσίμου που καίγεται στη ΜΕΚ, οδηγεί και σε αντίστοιχη μεταβολή των εκπομπών CO2. Η αναλογία ανάμεσα σε κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές CO2 εξαρτάται από τον τύπο του καυσίμου (και το περιεχόμενό του σε άνθρακα), ενώ η συνεισφορά άλλων πηγών επί του οχήματος πέραν της καύσης (π.χ. σχηματισμός CO2 στο σύστημα αντιρρύπανσης) είναι πάρα πολύ μικρή. Με δεδομένη την παγκόσμια προσπάθεια για τον περιορισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, δεν είναι τυχαίο που στις περισσότερες Ευρωπαϊκές χώρες η φορολόγηση των αυτοκινήτων βασίζεται στις επίσημες τιμές εκπομπών CO2. Και εφόσον οι εκπομπές CO2 είναι άμεσο αποτέλεσμα της καύσης, χαμηλότερες εκπομπές σημαίνουν και μικρότερη κατανάλωση καυσίμου, οπότε και εξοικονόμηση χρημάτων.

PLUG IN HYBRID vs DIESEL

Είδη εξηλεκτρισμένων αυτοκινήτων

Ήπια υβριδικά (mild hybrid): διαθέτουν ΜΕΚ και έναν μικρό υποβοηθητικό ηλεκτροκινητήρα που λειτουργεί σε τάση 48 V.

Υβριδικά (hybrid): διαθέτουν ΜΕΚ και έναν ή περισσότερους ηλεκτροκινητήρες (που λειτουργούν και ως γεννήτριες) σε τάση 200-400 V. Τα υβριδικά οχήματα έχουν περιορισμένη ηλεκτρική αυτονομία και η εξοικονόμηση καυσίμου επιτυγχάνεται κυρίως από την ανάκτηση ενέργειας κατά την πέδηση και την υποβοήθηση της ΜΕΚ.

Υβριδικά με δυνατότητα φόρτισης από το δίκτυο (plugin hybrid): έχουν παρόμοια διάταξη με τα υβριδικά, όμως διαθέτουν μπαταρία υψηλότερης χωρητικότητας η οποία μπορεί να φορτιστεί και από το δίκτυο. Τα plugin υβριδικά οχήματα έχουν ηλεκτρική αυτονομία της τάξης των 50-70 km, ενώ μετά την πλήρη αποφόρτιση της μπαταρίας λειτουργούν ως απλά υβριδικά.

Ηλεκτρικά (electric): διαθέτουν έναν ή περισσότερους ηλεκτροκινητήρες (που λειτουργούν και ως γεννήτριες κατά την πέδηση) σε τάση 300-400 V. Έχουν μπαταρία υψηλότερης χωρητικότητας από όλες τις άλλες κατηγορίες και φορτίζονται από το δίκτυο. Κινούνται αμιγώς ηλεκτρικά με αυτονομία της τάξης των 350 km.

Καταγραφή πραγματικής κατανάλωσης και οικολογική οδήγηση

Στα πλαίσια των ερευνητικών δραστηριοτήτων του ΕΕΘ (https://lat.eng.auth.gr/) και σε συνεργασία με ερευνητικά κέντρα αλλά και οργανώσεις καταναλωτών έχει δημιουργηθεί η διαδικτυακή πλατφόρμα MILE21, www.mile21.eu. Στόχος της πλατφόρμας είναι η ενημέρωση και η ευαισθητοποίηση των πολιτών όσον αφορά στην κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές CO2 από τα αυτοκίνητα. Στην πλατφόρμα μπορεί να βρει κανείς πληροφορίες σχετικά με την κατανάλωση καυσίμου σε πραγματικές συνθήκες οδήγησης, ενώ παράλληλα μπορεί να βοηθηθεί στην επιλογή ενός οχήματος πιο φιλικού προς το περιβάλλον. Ακόμη, προτείνονται τρόποι που βοηθούν στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και δίνονται συμβουλές με στόχο την οικονομικότερη οδήγηση. Επιπλέον, η πλατφόρμα αποτελεί και ένα χρήσιμο εργαλείο όπου οι χρήστες μπορούν να καταγράφουν την προσωπική τους κατανάλωση και να ελέγχουν έτσι τις επιδόσεις τους. Τέλος, το ΕΕΘ μπορεί να υποστηρίξει οποιονδήποτε οδηγό στην καταγραφή και αξιολόγηση της ακριβούς κατανάλωσης καυσίμου μέσω της συσκευής OBFCM του αυτοκινήτου.

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ

  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • PLUG IN HYBRID vs DIESEL
  • Ακολουθήστε το 4troxoi στο Google News και μάθετε πρώτοι όλα τα νέα!

    ΤΙΜΕΣ - ΤΕΧΝΙΚΑ