Учёные провели сравнительное исследование выбросов от различных типов автомобилей

Крупные производители автомобилей постепенно наращивают производство электрических грузовиков. Это является одним из ключевых элементов стратегии по сокращению выбросов парниковых газов в транспортной сфере. Сейчас в транспортном секторе США на седаны, легковые автомобили, пикапы и внедорожники приходится 58% выбросов парниковых газов. В 2020 году на пикапы приходилось 14% продаж от всех легковых автомобилей в США. Причём доля внедорожников и пикапов в последние годы растет. Какую роль электрификация пикапов имеет для обезуглероживания транспортной отрасли?

Как сказал автор исследования, Грег Кеолеян, проведённая работа важна для информирования и поощрения действий по борьбе с изменением климата. Исследование чётко показывает, что существенное сокращение выбросов парниковых газов может быть достигнуто за счёт перевода до всех классов транспортных средств на электрические силовые агрегаты. В рамках исследования учёные провели оценку жизненного цикла пикапов с момента их выпуска до утилизации. Они также сравнивали эффект от электрификации пикапов с электрификацией седанов и внедорожников.

Исследовательская группы рассмотрела три различных варианта то автомобилей 2020 модельного года:

• автомобили с двигателем внутреннего сгорания;
• гибридные электромобили;
• аккумуляторные электромобили.

Они рассматривали седаны, среднеразмерные внедорожники, а также полноразмерные пикапы. Это делалось для учета различий в экономии топлива, производстве, годовом пробеге и сроку службы по классам автомобилей.

Им удалось обнаружить, что для седанов, внедорожников и пикапов аккумуляторные электромобили имеют выбросы парниковых газов на 64% ниже, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Это цифра средняя по США.

Директор Ford по устойчивому развитию, омологации и соблюдению нормативных требований, Синтия Уильямс, сказала, что проведённая работы поможет понять потенциальное влияние электрификации с точки зрения сокращения выбросов. Эти данные могут стать основой для новых электромобилей и ускорения процесса снижения выбросов. В своём исследовании учёные сделали несколько ключевых выводов. Например, они обнаружили, что замена автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), приводит к большему общему сокращению выбросов парниковых газов по мере увеличения размеров автомобиля. Это объясняется большим расходом топлива крупными моделями.

Хотя в целом экономия примерно одинакова для разных классов транспортных средств. По данным исследования, в среднем замена седана с ДВС экономит 45 тонн эквивалента углекислого газа. Для внедорожника этот показатель составляет 56 тонн, а для пикапа 74 тонны. Такие данные приводит один из авторов исследования специалист по исследованиям в Центре устойчивых систем Университета Мексики, Макс Вуди.

Учёные также обнаружили, что электромобили на аккумуляторах демонстрируют более высокие выбросы парниковых газов в процессе их производства, чем автомобили с ДВС. Это объясняется дополнительным производством аккумуляторов. Однако это негативное влияние в дальнейшем компенсируется при их эксплуатации. Для электромобилей и автомобилей с двигателями внутреннего сгорания время безубыточности составляет от 1,2 до 1,3 года для седанов, от 1,4 до 1,6 лет для внедорожников и 1,3 года для пикапов. Данные приводятся, исходя из средней дорожной сети США и пробега автомобиля.

Исследование расширяет предыдущие научно-исследовательские работы, которые были сосредоточены на сравнении седанов с электромобилями на батареях и их аналогов с двигателем внутреннего сгорания или гибридными автомобилями, говорит Кеолеян. Они определили выбросы на всех этапах производства, использования и окончания срока службы транспортных средств в расчете на милю и в течение всего срока службы автомобиля. Помимо этого, были проанализированы региональные различия в выбросах с учётом различий в составе электросетей и температуры окружающей среды. Помимо этого они изучали влияние скорости обезуглероживания сети на сокращение выбросов.

Отмечается, что выбросы транспортных средств отличаются в зависимости от региона. Это объясняется тем, что в них разные температуры и циклы движения. Всё это по-разному отражается на экономии топлива автомобилем. Для электромобилей важным фактором является интенсивность выбросов парниковых газов местной электросетью. В процессе исследования были разработаны карты, демонстрирующие количество эквивалента углекислого газа в граммах на милю для каждого типа силового агрегата (автомобили с двигателем внутреннего сгорания, гибридные автомобили и аккумуляторные электромобили). По транспортным средствам  результаты также группировались по седанам, внедорожникам и пикапам.

Исследователи обнаружили, что опасения общественности по поводу более высоких выбросов от аккумуляторных электромобилей необоснованны. Электромобили на аккумуляторах превосходят гибридные модели в 95–96% случаев. Преимущество по сравнению с моделями на ДВС составляет 98–99%. По мнению учёных, правильная стратегия зарядки аккумуляторов поможет ещё больше снизить выбросы от электромобилей. Исследование продемонстрировало, что зарядка аккумуляторов в дневные часы позволяет снизить выбросы в среднем на 11%.

Вуди говорит, что развёртывание электромобилей и расширение использования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветровая) должны происходить одновременно. Польза от развития одного направления увеличивается за счёт развития другого.

Результаты проведённого исследования можно посмотреть в этой статье. Сообщается, что исследование было поддержано Ford Motor Co. в рамках премии Ford-University of Michigan Alliance Project Award.