Comparative Assessment of the Well-to-Wheels Efficiency and Emissions of a FCEV and an EV

Abstract

El sector del transporte en EE.UU. se ha convertido en el principal sector emisor de gases de efecto invernadero (GEI) debido al uso de combustibles basados en el petróleo, que incluyen el diésel y la gasolina. En concreto, los vehículos ligeros representan el 60 % de las emisiones de GEI del sector del transporte en EE.UU. En este sentido, es necesario un cambio a gran escala de los vehículos con motor de combustión interna (ICEV) altamente contaminantes. Este informe ofrece un análisis comparativo de los vehículos eléctricos y vehículos de pila de combustible, en términos de eficiencia e impacto económico y medioambiental. Estudiamos los procesos well-to-wheels (w-t-w) de ambos vehículos, es decir, el recorrido del combustible de ambos vehículos desde la fuente de generación del combustible hasta las ruedas de los vehículos. El proceso w-t-w conlleva una serie de subprocesos que tienen pérdidas de energía que afectan a la eficiencia del proceso y a su vez tiene impactos económicos y medioambientales adicionales. En el caso de los vehículos eléctricos, presentamos resultados económicos y medioambientales en cuatro estados de EE.UU: California, Illinois, Nueva York y Florida. En el caso del vehículo de pila de combustible, evaluamos diferentes métodos de producción de H2 y dos vías de entrega y dispensación de H2. Para concretar los resultados en términos de eficiencia, impacto económico y medioambiental, realizamos el análisis comparativo en base a dos vehículos del mercado: Tesla Modelo 3 en el caso del vehículo eléctrico y Toyota Mirai XLE para el vehículo de pila de combustible.

The transportation sector in the US has become the biggest Greenhouse gas (GHG) emitting sector due to the use of mostly petroleum-based fuel, which includes diesel and gasoline. In particular, the light-duty vehicles account for 60 % of the GHG emissions in the transportation sector in the US. In this sense, it is necessary a large-scale change to high pollutant internal combustion engine vehicles (ICEVs). This report provides electric vehicle (EV) and fuel cell vehicle (FCV) comparative analysis in terms of efficiency, and economic, and environmental impact. We study the well-to-wheels (w-t-w) processes of both vehicles, i.e. the fuel path of both vehicles from the generation source to the wheels of the vehicles. The w-t-w process involves a series of subprocesses that have energy losses, and consequently, have environmental, and economic impacts, and affect the efficiency of the process. In the case of EV, we present economic and environmental comparative results in four US states: California, Illinois, New York and Florida. In analogy to the examination of different resource mix that can generate electricity, we also examine the different methodologies in H2 production, delivery, and dispensing pathways. In order to make the results concrete in terms of efficiency, economic, and environmental impacts, we do our comparative analysis in terms of selected EV-Tesla Model 3 LR and FCV-Toyota Mirai XLE