André Cabrera Serrenho

1 Departamentul de Inginerie, Universitatea din Cambridge, Cambridge CB2 1PZ, Marea Britanie

Jonathan B. Norman

2 Departamentul de inginerie mecanică, Universitatea din Bath, Bath BA2 7AY, Marea Britanie

Julian M. Allwood

1 Departamentul de Inginerie, Universitatea din Cambridge, Cambridge CB2 1PZ, Marea Britanie

Date asociate

Abstract

Acest articol face parte din numărul tematic „Reducerea cererii materiale”.

1. Introducere

În ultimele secole, progresul uman a fost legat de creșterea arderii combustibilului și de emisiile consecvente de gaze cu efect de seră (GES). Aceste emisii reprezintă mai mult de două treimi din emisiile antropice globale, care continuă să crească într-un ritm accelerat. Agenția Internațională pentru Energie (AIE) [1] raportează că transportul la nivel mondial este responsabil pentru un sfert din emisiile de combustie, iar transportul rutier este singurul care reprezintă cele mai multe dintre acestea. În Regatul Unit (Marea Britanie), emisiile din transporturi au crescut de la 21% în 1990 la 25% din emisiile de ardere directă din 2013, din care 94% sunt produse numai de transportul rutier.

AIE [2] estimează că emisiile de transport la nivel mondial ar trebui reduse cu peste 34% din nivelurile actuale până în 2050, pentru a limita creșterea globală a temperaturii medii la 2 ° C. În Uniunea Europeană, obiectivele climatice actuale necesită o reducere cu 60% a emisiilor de transport până în 2050 [3]. Ca urmare a amplorii acestei provocări, AIE [4] estimează că majoritatea investițiilor care vizează eficiența energetică sunt de așteptat să aibă loc în sectorul transporturilor. Prin urmare, înțelegerea oportunităților de economisire a emisiilor din transport și cuantificarea impactului intervențiilor este esențială pentru prioritizarea investițiilor și pentru informarea factorilor de decizie. Aceste eforturi sunt deosebit de pertinente pentru transportul rutier, care este singurul responsabil pentru aproximativ 24% din emisiile de combustie și, astfel, există potențialul de a aduce economii substanțiale de emisii. Urmărirea acestor obiective ar putea fi facilitată de cunoștințe sporite cu privire la evoluția flotelor auto existente (definite în continuare ca dinamică a parcului auto), examinând impactul schimbării: compoziția materialului, greutatea și trenurile de rulare ale mașinilor noi, sistemul energetic și comportamentul consumatorilor.

Politicile actuale de transport din Uniunea Europeană (UE) definesc obiective pentru emisiile medii de autoturisme noi. Acestea nu trebuie să depășească 95 g CO2 km -1 până în 2021. Cu toate acestea, această medie este ponderată, oferind credite suplimentare mașinilor cu emisii mai mici de 50 g CO2 km -1 - mașini în principal electrice [5]. Această politică a fost supusă unor critici substanțiale. Fumători și colab. [6] reamintim că obiectivele actuale sunt stabilite în ceea ce privește emisiile directe produse de mașini, care au ca rezultat subestimarea impactului cauzat de mașinile electrice și hibride, deoarece nu sunt luate în considerare emisiile de producere a energiei electrice și de producție de materiale. Gibson și colab. [7] recomandă ca obiectivele viitoare să ia în considerare emisiile din lumea reală, mai degrabă decât emisiile cuantificate în timpul ciclurilor de testare, așa cum este practica actuală. Mai mult, viziunea distorsionată a emisiilor medii ale flotei, definită de reglementările actuale ale UE, diluează obiectivul principal al economiilor globale de emisii și nu încurajează producătorii de automobile să ia în considerare beneficiile potențiale ale reducerii greutății față de electrificare. În Marea Britanie, acest lucru se reflectă într-o creștere anuală medie de 1% a greutății mașinilor noi vândute din 2000 [8].

Cea mai eficientă mașină din lume până în prezent are o caroserie extrem de ușoară de doar 29 kg [9], așa că obiectivele politice care limitează greutatea medie a mașinilor ar putea aduce aceleași economii de emisii ca politicile actuale? Această lucrare își propune să ofere răspunsuri la această întrebare, testând impactul asupra diferitelor limite ale greutății medii a mașinilor, pătrunderea transmisiei alternative și modificarea comportamentului emisiilor globale produse de flota auto din Marea Britanie până în 2050. Acest lucru este testat folosind analiza dinamică a fluxului de materiale pentru a evalua stocurile de materiale demografice ale flotei și pentru a estima fluxurile de materiale necesare și emisiile globale asociate cu mașinile noi și consumul de combustibil necesar în timpul fazei de utilizare a flotei (§3). Emisiile globale estimate sunt anticipate pentru diverse variante future alternative (§4), iar implicațiile lor sunt discutate în §5.

2. Modelarea impactului autoturismelor

3. Livrarea transportului viitor

impactul

Reprezentare simplificată a arhitecturii modelului. Mai multe detalii sunt furnizate în materialul electronic suplimentar. (Versiune online color.)