Elektriske leveringskøretøjer:Hvornår, hvor, hvordan de opkræves, har stor indflydelse på drivhusgasproduktionen

Transportsektoren er den største bidragyder til drivhusgasemissioner i USA, og der er blevet viet megen opmærksomhed til elektriske personbiler og deres potentiale til at hjælpe med at reducere disse emissioner.

Men med stigningen i online shopping og just-in-time forsendelse, elektriske leveringsflåder er dukket op som endnu en mulighed for at reducere transportsektorens miljøpåvirkning.

Selvom elbiler repræsenterer en lille del af leveringskøretøjer i dag, antallet vokser. I 2019, Amazon annoncerede planer om at få 100, 000 elektriske leveringskøretøjer. UPS har bestilt 10, 000 af dem, og FedEx planlægger at være fuldt elektriske i 2040.

Nu, en undersøgelse fra University of Michigan forskere viser, at når, hvor og hvordan disse flådekøretøjer opkræves, kan i høj grad påvirke deres potentiale til at reducere drivhusgasemissioner.

Et centralt punkt i undersøgelsen er, at både de emissioner, der er direkte knyttet til opladning af køretøjerne, og emissioner, der følger af fremstillingen af ​​batterierne, skal tages i betragtning. Opladningsmetoder, der forkorter et batteris levetid, vil føre til tidlig batteriudskiftning, at lægge til de samlede drivhusgasemissioner forbundet med det pågældende køretøj.

UM-forskerne fandt ud af, at 50% til 80% af levetiden emissioner forbundet med et elektrisk leveringskøretøjs batteri forekommer under opladning. Derfor, opladning fra en renere energikilde – såsom et elnet med masser af vedvarende energi – er en af ​​de mest virkningsfulde måder at sænke emissionerne fra et elektrisk køretøj.

Når både opladning og batterinedbrydning blev overvejet, forskerne fandt ud af, at drivhusgasemissionerne kunne sænkes med så meget som 37 % ved at optimere opladningsstrategierne.

Og, overraskende, de fandt også ud af, at selv i de mest kulstofintensive regioner i USA, elektriske leveringskøretøjer resulterede i færre drivhusgasemissioner end deres benzin- eller dieselmodstykker.

"Vores evalueringsstrategi fører til to hovedanbefalinger til virksomheder, der investerer i flåder af elbiler, " sagde Maxwell Woody fra UM's Center for Sustainable Systems, hovedforfatter af undersøgelsen offentliggjort online 9. juli i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi .

"Den første er at overveje batterinedbrydning, når man bestemmer, hvornår der skal oplades og hvor meget der skal oplades. Nogle opladningsstrategier kan forlænge batteriets levetid, og det vil både sænke udledningen af ​​drivhusgasser og beskytte virksomhedens investering."

U-M-teamets anden anbefaling til flådeejere er at overveje, hvor energiopladningen til køretøjet kommer fra. Et køretøj ladet fra sol- eller vindenergi og et køretøj ladet fra et kul- eller naturgasfyret kraftværk vil have meget forskellige miljøpåvirkninger.

"I betragtning af at opladningskilden kan hjælpe virksomheder med at bestemme de bedste steder at lade op, da lokale net varierer på tværs af landet. Virksomheder bør prioritere flådeelektrificering i regioner, der giver de største CO2-reduktionsfordele, " sagde Woody, en nyuddannet kandidat fra U-M's Skole for Miljø og Bæredygtighed, der nu arbejder som forskningsområdespecialist ved Center for Bæredygtige Systemer.

I deres modelleringsstudie, forskerne analyserede fire opladningsstrategier og så på deres livstids miljøpåvirkninger. Den nye U-M undersøgelse går ud over tidligere arbejde ved at kombinere den regionale og tidsmæssige variation i opladningsemissioner med opladningens indvirkning på batterinedbrydning.

Forskerne viste, at et basisopladningsscenario, hvor et køretøj er fuldt opladet umiddelbart efter at være vendt tilbage til et centralt depot, resulterede i de højeste emissioner. Anvendelse af alternative opladningsmetoder førte til emissionsreduktioner på 8 % til 37 %.

"Opladning af køretøjet, så snart det vender tilbage, og opladning af køretøjet op til 100% resulterer i en masse tid, der bruges på at sidde ved depotet/ladestationen med et fuldt batteri. Denne ekstra tid brugt fuldt opladet vil få batteriet til at slide mere hurtigt – så hurtigt, at batteriet måske skal udskiftes engang i køretøjets levetid, " sagde undersøgelsens korresponderende forfatter Parth Vaishnav, adjunkt ved U-M Skolen for Miljø og Bæredygtighed.

"At skabe dette ekstra batteri producerer yderligere drivhusgasemissioner, samt ekstra omkostninger."

Oplader kun batteriet nok til at fuldføre dagens rute, en praksis, forskerne kaldte tilstrækkelig opladning, førte til en stor stigning i batterilevetiden - i nogle tilfælde mere end en fordobling. Som resultat, emissioner knyttet til batteriproduktion blev reduceret.

Samlet set, opladningsstrategier, der minimerede drivhusgasemissioner, sænkede typisk også omkostningerne. I de fleste tilfælde, at forsinke opladningen, indtil køretøjet var tæt på afgang, kombineret med tilstrækkelig opladning, var den optimale strategi for både omkostninger og emissioner.

"Det vigtigste fund er, at her er en stor mulighed for at sænke emissionerne, " sagde undersøgelsens medforfatter Greg Keoleian, U-M professor i miljø og bæredygtighed og direktør for U-M Center for Sustainable Systems.

"Elektriske leveringskøretøjer udgør kun en lille del af leveringskøretøjer lige nu, men det tal forventes at stige i de kommende år. Etablering af bedste praksis for opladning nu, da disse køretøjer begynder at blive indsat i større antal, er et kritisk skridt i retning af at sænke drivhusgasemissionerne."