Udbredelse af selvkørende biler kan forårsage mere forurening – medmindre elnettet ændrer sig radikalt

Verden er på nippet til dramatiske ændringer i den måde, folk ejer på, betjene og drive deres transportmidler.

Kendt som de "tre revolutioner, "et udtryk opfundet af UC Davis transportprofessor Daniel Sperling, de nye tendenser er:elbiler, autonome køretøjer og delingsorienterede forretningsmodeller (tænk Uber og Lyft). Optimistisk set, disse revolutioner kan gøre vores byer til et drømmelandskab af gåbar urbanisme, der vil reducere ulykker til næsten nul og gøre mere plads til cykler, træer, fodgængere og små virksomheder, mens de ikke udleder nogen kulstofemissioner.

Imidlertid, fordi disse nye teknologier sigter mod dramatisk at reducere transportomkostningerne, mange mennesker er bekymrede for, at flere mennesker vil bruge biler til at komme rundt, og fremtiden vil være fyldt med værre trafik og trængsel. Det kan betyde, at forbruget af fossile brændstoffer vil stige – dårlige resultater for samfundets bæredygtighedsmål.

Vi har analyseret en hel mængde litteratur om autonome køretøjer og fundet ud af, at især autonome køretøjer sandsynligvis vil øge den samlede transportbehov kraftigt:Med flere muligheder, flere mennesker vil drage fordel af disse autonome køretøjer og ridetjenester. Om der er en nettostigning eller et fald i forureningen fra højere energiforbrug, imidlertid, er mindre indlysende.

De vigtigste faktorer, der påvirker kulstofemissioner fra disse nye transporttendenser, er, om køretøjer er elektriske eller bruger konventionel forbrændingsmotorteknologi, og hvor hurtigt kan elnettet "dekarbonisere, " eller generere strøm uden netto CO2-emissioner.

Driver biler med elnettet

Siden 2016, transport har været den største enkeltkilde til drivhusgasemissioner i USA. Efterhånden som vores elmix bliver mindre kulstofintensive, og transportefterspørgslen vokser, transport vil udgøre en stigende andel af vores kulstofemissioner, hvis USA fortsat er afhængig af et system, der drives af forbrændingsmotorer og benzin.

Men hvordan planlægger vores land realistisk for et system, der både opfylder energikravene i vores fremtidige transportsystem og reducerer vores kulstofemissioner?

Vores seneste papir havde til formål at besvare disse spørgsmål. Vores mål var først at inkorporere de store, men ofte oversete tendenser inden for transport for at forudsige, hvor meget transportefterspørgsel vil vokse. Sekund, vi søgte at skabe rimelige skøn for, hvad der kræves for at muliggøre en rengøring, vedvarende og pålideligt elsystem i de kommende år.

Vi gennemgik både akademisk og industriel forskning vedrørende fremtidigt salg af personbiler, energieffektivitetsforbedringer og samlede kørte kilometer, efterhånden som flere mennesker bruger selvkørende køretøjer.

Denne forskning gav os mulighed for at bygge en model, der projicerer antallet af elektriske og autonome køretøjer, der kunne være på amerikanske veje i fremtiden, og deres relaterede energi og emissioner.

Vores undersøgelse anslår, at nettostigningen i efterspørgsel efter elektricitet i 2050 fra konvertering af lette erhvervskøretøjer til elektrisk, autonome køretøjer vil være mellem 13 procent og 26 procent mere end dagens samlede elbehov. I bedste fald, hvor 95 procent af den elektriske sektor dekarboniserer på det tidspunkt, dette scenarie ville resultere i en reduktion i drivhusgasemissioner på op til 80 procent fra 2015 lette erhvervskøretøjers drivhusgasemissioner.

Borer ned

Et par interessante konsekvenser følger af vores drivhusgasemissionsresultater. Den første er, at stigningen i kørselstjenester og autonomi-forudsat at den er 100 procent elektrisk-ikke driver betydelige stigninger i CO2-emissioner.

I vores "stresstilfælde, "Vi antog dramatiske stigninger i tilbagelagte køretøjsmiler (VMT) på grund af autonome køretøjer, langsomme forbedringer i køretøjers energieffektivitet og begrænset omdesign af transport. I dette scenarie, der var stort set ingen forskel i drivhusgasemissioner sammenlignet med andre tilfælde med mere samvittighedsfuld politisk planlægning, inklusive VMT-afgifter, øget offentlig transport og andre tiltag.

Dette kontraintuitive resultat giver måske lidt mere mening ved at dykke ned i resultaterne. Ved at sammenligne forskellige scenarier, vi fandt ud af, at emissionerne er mere end dobbelt så høje i et "lav elbil"-scenarie på 50 procent elbiler i flåden i 2050, sammenlignet med et "højt elbil"-scenarie på 86 procent elbiler i flåden i 2050.

Dette afspejler, hvor meget mere skiftet i elbiler påvirker transportforurening i forhold til andre store tendenser inden for transport. Selvom der er flere kilometer kørt fra autonome køretøjer, hvis de er elektriske og nettet bliver mere og mere renere, så vil emissionerne ikke stige voldsomt i forhold til landets nuværende kurs.

En anden takeaway, der følger af dette resultat, er, at samfundet kun kan opnå dramatiske nedskæringer i udledningen af ​​drivhusgasser ved at gøre elnettet dramatisk mindre forurenende.

Optimistisk scenarie

Vores undersøgelse beskriver, hvad der er muligt i 2050, og mere eller mindre, hvad vi mener, vi skal gøre for at sikre, at skiftet til autonome køretøjer og udbredte kørselstjenester ikke fører til store stigninger i forureningen.

Selvfølgelig, at overføre nettet til 95 procent til 100 procent ren energi vil ikke være let; i øjeblikket er kun 37 procent fra vind, sol, vandkraft og atomkraft. Det vil heller ikke sikre, at næsten alle vores lette erhvervskøretøjer er elektriske. Det er delvist fordi elbiler endnu ikke er omkostningskonkurrencedygtige med forbrændingsmotorkøretøjer. Også, der er en række infrastrukturmæssige udfordringer ved at opdatere nettet til et større skift til elektrisk transport.

Den gode nyhed for forsyningsselskaber er, at stigningen i elefterspørgsel fra elbiler vil give en positiv, men ikke overvældende vækst for elforsyninger – vækst, der er velkommen i betragtning af de stagnerende eller faldende indtægter for elværker det sidste årti. Dette bør komme som en kærkommen mulighed og kunne skabe en stærk allieret, efterhånden som EV-ejerskabet vokser.

Selvom vores resultater repræsenterer tidsrammer langt ud i fremtiden, de politikker, der vil føre os der, bliver skrevet i dag. Vores undersøgelse tyder på, at på kort sigt, hurtig og fuldstændig transportelektrificering og et kulstoffrit net bør fortsat være hjørnestenene i transportens dekarboniseringspolitik. Imidlertid, langsigtet politik bør også sigte mod at sikre, at AV'er er elektriske og mindske autonome køretøjers potentiale for at øge antallet af kørsel, by- og forstadsspredning, og trafikpropper.

Og politikere bør ikke udsætte. Fremkomsten af ​​Uber og Lyft har allerede dramatisk forbedret forretningsmodeller, der har eksisteret i årtier, og autonom køretøjsteknologi, der stadig har et par år til at udskifte menneskelige chauffører, påvirker allerede byer rundt om i landet. Spørgsmålet er nu, om disse tendenser vil reducere eller øge vores lands emissioner.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.