Инженеры о технологии кабельных линий для питания грузовых автомобилей

Прочитано: 214 раз(а)


Экологические и экономические преимущества технологии воздушных кабельных линий для питания грузовых автомобилей.

Электрические кабели проложены над трамваями и троллейбусными путями уже более 140 лет. Они электрифицировали сверхскоростные поезда в Японии и железные дороги Amtrak, соединяющие Вашингтон и Бостон. Сейчас США, Германия и Швеция тестируют технологию на автомагистралях, надеясь устранить выбросы от тягачей с прицепами.

Новое исследование Инженерного колледжа Технологического института Джорджии более подробно рассматривает использование технологии воздушных кабельных линий (OCL) для питания грузовиков, оценивая, являются ли они разумным выбором с точки зрения экологии и экономики.

Для некоторых стран, включая Соединенные Штаты в целом, Швецию и Германию, команда считает, что технология OCL идеальна. Это также выгодно на уровне штатов для Нью-Йорка, Вашингтона и Джорджии. Но для других регионов, включая Индию, Китай, Западную Вирджинию и Кентукки, его не следует внедрять до тех пор, пока электрическая сеть региона не станет чище. Исследование показывает, что размещение электрифицированных грузовиков на дорогах в местах с более грязными электрическими сетями на самом деле было бы более вредным для окружающей среды, чем дальнейшее использование дизельных тягачей с прицепами.

Оценка жизненного цикла дальнемагистральных электрических грузовиков OCL, проведенная исследовательской группой Технологического института Джорджии , опубликована в журнале Environmental Research: Infrastructure and Sustainability . В исследовании сравниваются грузовики OCL с грузовиками с аккумуляторными электромобилями (BEV) и современными тягачами с дизельными двигателями.

Исследование показало, что дизельные грузовики выбрасывают в 2,5 раза больше парниковых газов (ПГ), чем транспортные средства с воздушным и аккумуляторным питанием. Это также предполагает, что как только грузовики OCL достигнут 10-процентного уровня внедрения (заменив 10 процентов текущего парка на автомагистралях), эта технология станет экологически и экономически выгодной по сравнению с двумя другими вариантами, несмотря на высокие затраты на установку оборудования вдоль автомагистралей .

С оговоркой.

«Крайне важно, чтобы страны и регионы перешли от угля и нефти к более чистой электросети, чтобы сократить общие выбросы парниковых газов, а не просто внедряли альтернативы электромобилям», — сказал Джо Бозман, доцент Школы гражданского и экологического проектирования и старший исследователь. автор.

Согласно исследованию, для таких стран, как Индия, Польша и Южная Африка, которые в значительной степени зависят от ископаемого топлива, размещение электрических грузовиков на дорогах просто означает вытеснение выбросов, а не их устранение. Замена традиционных грузовиков машинами OCL решает проблему сжигания дизельного топлива на дорогах. Однако источники энергии, необходимые на электростанциях для поддержки электрификации, будут производить даже больше выбросов, чем нынешние грузовики в некоторых странах.

Это открытие удивило соавтора Арджуна Рамшанкара.

«Совокупность выбросов парниковых газов в грязных сетях имеет такой же эффект, а зачастую и больший эффект, чем сжигание дизельного топлива на дорогах», — сказал Рамшанкар, первый автор и второй год доктор философии в области инженерии-эколога. студент. «Кроме того, наличие грязной сети создает большую нагрузку на людей, живущих рядом с электростанциями. Эти сообщества, как правило, более бедны в экономическом плане, часто с жителями из недостаточно представленных слоев общества».

Именно Рамшанкар первоначально преследовал идею исследования после того, как узнал о технологии OCL от однокурсника Технологического института Джорджии на его курсе устойчивого проектирования. Он был незнаком с кабельной системой, которая более популярна за границей, чем в Соединенных Штатах.

Рамшанкар хотел узнать, каковы преимущества OCL по сравнению с дизельными двигателями и грузовиками BEV. Не найдя много данных, связанных с исследованиями OCL, он связался с Siemens. Компания предоставила данные о пробном запуске технологии в Германии, Швеции и Южной Калифорнии.

Рамшанкар и Бозман также собрали международные и национальные данные об использовании электроэнергии и выбросах углекислого газа. После этого они завершили оценку жизненного цикла каждого типа грузовика, принимая во внимание все, от добычи материалов и производства до потребления электроэнергии на километр и возможной утилизации транспортных средств.

«Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки», — сказал Бозман, который работает по совместительству в Школе государственной политики Технологического института Джорджии. «Дизель — это статус-кво, хотя его источники энергии не являются устойчивыми, а выбросы высоки. Грузовики BEV не выделяют выхлопных газов, но их батареи могут весить до 11 000 фунтов. И материалы, используемые для этих батарей, скоро будут в дефиците.»

Бозман продолжил: «Технология OCL требует новой дорогостоящей инфраструктуры. Однако эти затраты перевешиваются ее экологическими преимуществами при внедрении в районах, которые в основном полагаются на солнечную, ветровую и другие чистые источники энергии».

Среди стран, которые оценила команда, Швеция лучше всего подходит для технологии OCL, поскольку 99% ее электроэнергии производится из возобновляемых источников. Германия, Бразилия, Франция и Бельгия также заинтересованы в использовании OCL. В исследовании говорится, что Индия, Китай, Польша, Южная Африка и Эстония не готовы к OCL или электрификации транспорта в целом из-за того, что они зависят от угля и других ископаемых видов топлива для производства электроэнергии.

Соединенные Штаты в целом также хорошо подходят для новой технологии. Штатами с самыми чистыми сетями и, следовательно, с наибольшей потенциальной выгодой от внедрения OCL являются Вермонт, Вашингтон и Орегон. Внедрение системы было бы контрпродуктивно в Западной Вирджинии, Вайоминге, Кентукки, Юте и Миссури, где сети наиболее грязные.

«По данным Международного энергетического агентства, в 2019 году 25% выбросов, связанных с транспортом, были созданы автомобильным грузовым транспортом», — сказал Бозман. «Наше исследование подчеркивает, насколько важно, чтобы лица, принимающие решения, уделяли внимание всем компонентам системы, прежде чем внедрять новые транспортные технологии».

Иженеры о технологии кабельных линий для питания грузовых автомобилей



Новости партнеров