Energiatiheydet

Energiatiheydet kuvaavat energian määrää, joka on varastoituna aineessa tai tilavuudessa. Ne voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: gravimetrinen energian tiheys, joka mittaa energian määrää massaa kohti (MJ/kg tai kWh/kg), ja tilavuudellinen energian tiheys, joka mittaa energian määrää tilavuutta kohti (MJ/L tai kWh/L). Käytännössä kokonaisenergia E voidaan laskea E = m · e_g tai E = V · e_v.

Esimerkkejä ja arvoja: bensiini ja dieselillä on suuri gravimetrinen tiheys; bensiinin tyypillinen gravimetrinen arvo on noin 46 MJ/kg ja tilavuudellinen noin 34 MJ/L, dieselillä luvut ovat samankaltaisia tai hieman korkeampia massayksikköidensä mukaan. Sähkövarastointiin käytettävät akut, kuten litium-ioni, ovat huomattavasti pienempi gravimetrinen tiheys (noin 0,9 MJ/kg, noin 250 Wh/kg), mutta niiden tilavuudellinen tiheys on kohtuullinen (useita MJ/L). Hydrogensin tapauksessa gravimetrinen tiheys on korkea (noin 120–140 MJ/kg), mutta kaasumaisena se on tilavuudeltaan vähäinen, jolloin tilavuudellinen tiheys vaatii kompressiota tai nesteytystä; näillä ratkaisuilla saavutetaan parempi tilavuudellinen tiheys, mutta haasteina ovat säilytys ja kustannukset.

Energiatiheydet vaikuttavat merkittävästi energian käytön suunnitteluun. Ne määrittävät ajoneuvojen toimintamatkan, akun tai akuston kokoonpanon, sekä laitteiden ja järjestelmien koon, massan ja kustannukset. Ne täydentävät energianeutraaliuteen tähtääviä tekijöitä kuten energiatehokkuutta ja järjestelmien hyötysuhdetta.