編譯 / 朱 琳編輯 / 錢亞光設計 / 趙昊然來源 / mitechnews、iopscience,作者:Ann Arbor、Maxwell Woody
美國主要的汽車製造商正在加緊將皮卡電動化,這是它們減少汽車温室氣體排放的一個關鍵戰略。
包括轎車、SUV和皮卡在內的輕型車輛,目前佔美國交通領域温室氣體排放的58%。2020年,皮卡佔美國輕型汽車銷量的14%,而且近年來皮卡和SUV的市場份額都在增長。
但是,皮卡電動化對交通行業的去碳化意味着什麼?
美國密歇根大學和福特汽車公司的研究人員在一項新的研究中探討了這個問題,並評估了相對於燃油皮卡,電動皮卡所減少的温室氣體排放情況。這項研究於3月1日在線發表在《環境研究通訊》雜誌上。
“這是一項重要的研究,為氣候行動提供信息和鼓勵。我們的研究清楚地表明,通過將各種車輛過渡到電動化動力系統,可以大量減排温室氣體。”這項研究的高級作者、密歇根大學環境與可持續發展學院的教授和可持續系統中心的主任格雷格·科奧雷安(Greg Keoleian)説。
在這項研究中,研究人員對皮卡的整個生命週期進行了評估,並對皮卡電動化的影響與轎車和SUV電動化進行了比較。
研究人員以評估温室氣體排放為重點,考察了三種不同的2020款車型,包括中型轎車、中型SUV和全尺寸皮卡,選擇的動力系統包括:內燃機、混合動力和純電動,考慮了不同類別車輛在燃油經濟性、年行駛里程、車輛生產和車輛壽命方面的差異。
他們發現,在美國,純電動汽車全生命週期温室氣體排放量比內燃機汽車平均低約64%。
各種車輛類別和動力系統組合的汽車全生命週期排放量 ▼
“這項研究可以幫助我們從減排的角度瞭解電動化的潛在影響,特別是隨着新型電動汽車的引進,為了加快實現碳中和的進程,我們將如何繼續?”福特汽車公司全球可持續發展、認證和合規總監辛西婭·威廉姆斯(Cynthia Williams)説,“我們很榮幸能與密歇根大學合作開展這項重要工作。”
該研究有了幾個關鍵發現。例如,用純電動汽車取代內燃機汽車,隨着車輛尺寸的增加,温室氣體減排的總噸數也會增加,因為大型車輛的燃料消耗量更大。
這項研究報告的第一作者、密歇根大學可持續系統中心的研究專家麥克斯·伍迪(Max Woody)表示,雖然不同類別的車輛減排的百分比大致相同,但平均而言,用純電動轎車取代內燃機轎車,可節省45噸的二氧化碳當量;用純電動SUV取代內燃機SUV,可節省56噸的二氧化碳當量;用純電動皮卡取代內燃機皮卡,車輛終生可節省74噸二氧化碳當量。
研究人員還發現,由於電池生產的原因,純電動車在製造過程中的温室氣體排放量比內燃機車大,但這種影響被其行駛中的減排所抵消。對於純電動汽車和內燃機汽車來説,根據美國的平均電網和車輛行駛里程,轎車的損益平衡時間為1.2-1.3年,SUV為1.4-1.6年,皮卡車為1.3年。
基本車型的生產週期排放量 ▼
“這項研究擴展了以前的研究,後者注重於比較純電動轎車和內燃機或混合動力轎車。我們報告了車輛生產、使用和報廢階段的排放量,以每英里為基礎,並橫跨整個車輛生命週期。”科奧雷安説。
“此外,考慮到電網組合和環境温度的差異,我們分析了排放量的區域變化,還探討了電網脱碳速率對減排的影響。”
由於不同温度和不同行駛週期會影響車輛的燃油經濟性,車輛排放在全美國範圍內有所不同。對於電動汽車來説,當地電網的温室氣體排放強度也是一個重要因素。
這項研究繪製了地圖,顯示了美國各縣每種動力系統(內燃機車、混合動力車和純電動車)和車輛類型(轎車、SUV和皮卡)終生排放的每英里二氧化碳當量克數(單位:g CO2e/mile)。
在美國各縣不同類型和動力系統的車輛全生命週期內温室氣體排放量 ▼
公眾有一種擔心,即純電動車比內燃機車或混合動力車的排放量更高,研究人員發現,這種擔憂基本上是沒有根據的。因為在95%-96%的縣,純電動汽車的表現優於混合動力汽車,而在98%-99%的縣,純電動汽車的表現優於內燃機汽車,即使假設在電網脱碳方面只有微小的進步。
充電策略可以進一步減少純電動車的排放。該研究發現,在一天中電網排放強度最低的時段充電,平均可以減少11%的排放。
“部署電動汽車,和擴大太陽能和風能等可再生能源,應該同時進行。”伍迪説,“每一項的好處都會因另一項的發展而增加。
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