На автомобили малой грузоподъемности, включая седаны, внедорожники и пикапы, в настоящее время приходится 58% выбросов парниковых газов в транспортном секторе США. В 2020 году на долю пикапов приходилось 14% продаж легковых автомобилей в Соединенных Штатах, и в последние годы доля рынка как пикапов, так и внедорожников выросла.

Но что означает электрификация пикапов для обезуглероживания транспортной отрасли?

Исследователи Мичиганского университета и Ford Motor Co. обратились к этому вопросу в новом исследовании и оценили экономию выбросов парниковых газов по сравнению с бензиновыми пикапами. Исследование было опубликовано онлайн 1 марта в журнале Письма об экологических исследованиях.

"Это важное исследование для информирования и поощрения действий в области изменения климата. Наше исследование ясно показывает существенное сокращение выбросов парниковых газов, которое может быть достигнуто за счет перехода на электрифицированные силовые агрегаты во всех классах транспортных средств", - сказал старший автор исследования Грег Кеолеян, профессор Школы окружающей среды и устойчивого развития U-M и директор Центра устойчивых систем.

В ходе исследования исследователи провели оценку жизненного цикла пикапов от колыбели до могилы и сравнили последствия электрификации пикапов с последствиями электрификации седанов и внедорожников.

Уделяя особое внимание оценке выбросов парниковых газов, исследователи рассмотрели три различных варианта силовых агрегатов 2020 модельного года - автомобили с двигателем внутреннего сгорания, гибридные электромобили и электромобили на батарейках - для седанов среднего размера, внедорожников среднего размера и полноразмерных пикапов, учитывая различия в экономии топлива, годовом пробеге., производство транспортных средств и срок службы транспортных средств в разных классах транспортных средств.

Они обнаружили, что для седанов, внедорожников и пикапов у электромобилей на батарейках выбросы парниковых газов в течение всего жизненного цикла примерно на 64% ниже, чем у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания в среднем по Соединенным Штатам.

"Это исследование может помочь нам понять потенциальное влияние электрификации с точки зрения сокращения выбросов, особенно по мере того, как мы внедряем новые электромобили, и как мы можем продолжать ускорять наш прогресс в направлении углеродной нейтральности. Мы гордимся тем, что сотрудничаем с U-M в этой важной работе", - сказала Синтия Уильямс, глобальный директор по устойчивому развитию, омологации и соблюдению требований Ford.

Исследование предлагает несколько ключевых выводов. Исследователи, например, обнаружили, что замена транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания на электромобиль на батарейках приводит к большему общему сокращению выбросов парниковых газов по мере увеличения размера транспортного средства из-за большего расхода топлива более крупными транспортными средствами.

Хотя процентная экономия примерно одинакова для всех классов транспортных средств, в среднем замена седана с двигателем внутреннего сгорания на седан с электрическим аккумулятором экономит 45 метрических тонн эквивалента диоксида углерода; замена внедорожника с двигателем внутреннего сгорания на внедорожник с электрическим аккумулятором экономит 56 метрических тонн эквивалента диоксида углерода.; и замена пикапа с двигателем внутреннего сгорания на электрический пикап с батарейным питанием экономит 74 метрических тонны эквивалента диоксида углерода в течение срока службы транспортных средств, сказал первый автор исследования Макс Вуди, специалист по исследованиям в Центре устойчивых систем U-M.

Исследователи также обнаружили, что электромобили на батарейках при производстве выделяют больше парниковых газов, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, из-за производства аккумуляторов, но это влияние компенсируется экономией при их эксплуатации. Для электромобилей на батарейках и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания время безубыточности составляет 1,2-1,3 года для седанов, 1,4-1,6 года для внедорожников и 1,3 года для пикапов, исходя из средней сети США и пройденных транспортных миль.

"Это исследование дополняет предыдущие исследования, которые были сосредоточены на сравнении седанов с электромобилями на батарейках с их двигателями внутреннего сгорания или гибридными аналогами", - сказал Кеолеян. "Мы сообщаем о выбросах на этапах производства, эксплуатации и окончания срока службы транспортных средств в расчете на милю и за весь срок службы транспортного средства.

"Кроме того, мы проанализировали региональные различия в выбросах с учетом различий в составе электросетей и температурах окружающей среды, а также изучили влияние скорости декарбонизации сетей на сокращение выбросов".

Выбросы транспортных средств различаются по всей стране, поскольку разные температуры и разные циклы движения влияют на экономию топлива автомобиля. Для электромобилей интенсивность выбросов парниковых газов местной электросетью также является важным фактором. В ходе исследования были разработаны карты, показывающие количество граммов эквивалента углекислого газа на милю в течение всего срока службы для каждой силовой установки (автомобили с двигателем внутреннего сгорания, гибридные автомобили и электромобили на батарейках) и типа транспортного средства (седан, внедорожник и пикап) в разбивке по округам Соединенных Штатов.

Исследователи обнаружили, что опасения общественности по поводу того, что электромобили на батарейках имеют более высокие выбросы, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания или гибриды, в значительной степени необоснованны, поскольку электромобили на батарейках превосходят гибриды в 95% -96% округов, в то время как электромобили на батарейках превосходят автомобили с двигателем внутреннего сгорания в 98%-99% округов, даже если предположить лишь скромный прогресс в направлении декарбонизации энергосистемы.

Стратегии зарядки могут еще больше снизить выбросы электромобилей от аккумуляторов. Исследование показало, что зарядка в дневное время с наименьшей интенсивностью выбросов в сети может снизить выбросы в среднем на 11%.

"Внедрение электромобилей и расширение возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер, должны осуществляться одновременно", - сказал Вуди. "Польза от каждого увеличивается за счет развития другого".

Другими авторами исследования являются Парт Вайшнав из Школы окружающей среды и устойчивого развития U-M и Центра устойчивых систем, а также Роберт Де Кляйн, Хен Чхоль Ким, Джеймс Андерсон и Тимоти Уоллингтон из исследовательского и инновационного центра Ford Motor Company.

Исследование было поддержано компанией Ford Motor Co. в рамках премии проекта Ford-University of Michigan Alliance.