تأثیرات مستقیم تحویلهای خارج از ساعات کاری بر انتشار گازهای گلخانهای حمل و نقل شهری
مهمترین اثرات منفی زیستمحیطی حمل و نقل شهری عمدتاً ناشی از سفر در ترافیک سنگین است. برای نشان دادن پتانسیل راهحلهای نوآورانه برای این مشکل، این مقاله تحقیقات جدیدی را در مورد کاهش انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با تحویل بار در ساعات غیر کاری (OHD) ارائه میدهد. این مقاله از دادههای دقیق GPS از عملیات تحویل در ساعات کاری معمول (6 صبح تا 7 بعد از ظهر) و ساعات غیر کاری (7 بعد از ظهر تا 6 صبح) برای تعیین کمیت انتشار گازهای گلخانهای در سه شهر بزرگ قاره آمریکا استفاده میکند. این مقاله با استفاده از مدلسازی انتشار ثانیه به ثانیه، انتشار گازهای گلخانهای را در هر دو برنامه تحویل برای موارد زیر مقایسه میکند: گازهای آلی واکنشپذیر، کل گازهای آلی، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق. نتایج نشان میدهد که میزان کاهش انتشار گازهای گلخانهای به میزان تغییر زمان تحویل بستگی دارد. در مورد برنامههای OHD «کامل» شهر نیویورک و سائوپائولو – که در آنها تحویلها در اواخر شب و اوایل صبح (7 بعد از ظهر تا 6 صبح) انجام شد – کاهش انتشار گازهای گلخانهای در محدوده 45 تا 67 درصد است. در مورد OHD «جزئی» مورد استفاده در بوگوتا (جایی که OHD بین ساعت 6 بعد از ظهر و 10 شب انجام شد)، میزان کاهش حدود 13 درصد بود. کاهش انتشار در هر کیلومتر برای تخمین کل کاهشها برای شهرهای مورد مطالعه و برای همه مناطق شهری جهان با بیش از دو میلیون نفر جمعیت استفاده میشود. نتایج نشاندهنده پتانسیل قابل توجه OHD به عنوان یک ابزار پایدار مؤثر – سازگار با تجارت – برای بهبود عملکرد زیستمحیطی تحویلهای شهری است. پیامد اصلی این است که سیاستهای عمومی باید تحویلهای خارج از ساعات کاری و همه اشکال مدیریت تقاضای بار را در صورت امکان تقویت کنند.
مقدمه
تهدید تغییرات اقلیمی و تلفات ناشی از آلودگی هوا بر سلامت، فشار زیادی را برای کاهش گازهای گلخانهای (GHG) و آلایندههای محلی در محیطهای شهری ایجاد کرده است. به عنوان یکی از بزرگترین منابع انتشار چنین گازهایی، بخش حمل و نقل باید نقش اصلی را در یافتن راهحلهای فنی، عملیاتی و رفتاری برای بهبود پایداری شهری ایفا کند. سیاستگذاران این واقعیت را تشخیص دادهاند و ابتکارات متعددی را برای کاهش آلودگی زیستمحیطی تولید شده توسط منابع متحرک تصویب کردهاند.
قابل درک است که تأکید زیادی بر استفاده از مقررات زیستمحیطی شده است که به دنبال محدود کردن و در نهایت کاهش میزان آلایندههای منتشر شده توسط بخشهای مختلف اقتصاد هستند. در منابع سیار، این امر به شکل استانداردهای سختگیرانهتر انتشار گازهای گلخانهای یا بهرهوری برای وسایل نقلیه جدید درآمده است. مسلماً، این استانداردهای سختگیرانهتر، شرایط محیطی را با مزایای ملموس سلامتی بهبود بخشیدهاند. با این حال، در مورد وسایل نقلیه باری – موضوع اصلی این مقاله – سختتر شدن استانداردهای انتشار گازهای گلخانهای عموماً توسط صنعت حمل و نقل جادهای مورد مقاومت قرار گرفته است. شرکتهای حمل و نقل بخش خصوصی استدلال میکنند که هزینههای افزایشی مرتبط با استانداردهای جدیدتر، فشار مالی بیموردی را بر صنعتی که با عرضه بیش از حد مزمن مشخص میشود، ایجاد میکند؛ صنعتی که در آن یک بازار رقابتی با قیمتگذاری نهایی معمولاً عادی است. در چنین بازارهایی، سرمایهگذاریهای اضافی در داراییهای ثابت مانند وسایل نقلیه را نمیتوان با نرخهای رایج جبران کرد. در نتیجه موقعیت آن، صنعت حمل و نقل جادهای عموماً به عنوان مخالف پایداری و بهبود محیط زیست تلقی میشود. نویسندگان معتقدند که علیرغم موضع آن در مورد استانداردهای انتشار، که در واقعیتهای بازار قابل توضیح است، صنعت حمل و نقل جادهای میتواند به شرکای کاملی در تلاش برای پایداری تبدیل شود. کلید پیشرفت، طراحی فرصتهای برد-برد مناسب برای ظهور چنین همکاریهایی است.
حوزه مدیریت تقاضای بار (FDM) چنین فرصتهایی را فراهم میکند. FDM به دنبال ایجاد تغییرات رفتاری در مولدهای تقاضای بار – “گیرندگان” بار – است تا پایداری ترافیک باری ایجاد شده را افزایش دهد. اهمیت تمایز قائل شدن بین تقاضای بار و ترافیک بار در FDM بسیار مهم است. مورد اول مربوط به نیاز مؤسسات تجاری و خانوارها به مصرف کالاها است؛ مورد دوم نشاندهنده جریان وسایل نقلیه باری مورد نیاز برای حمل آن کالاها است. پیامد اصلی این است که ترافیک بار تنها یک بیان فیزیکی از تقاضا است – البته تقاضایی که مقادیر قابل توجهی از اثرات جانبی منفی را ایجاد میکند. برخی از این اثرات بر عهده حملکنندگان است، در حالی که برخی دیگر بر عهده گیرندگان است. به عنوان مثال، انتشار گازهای گلخانهای توسط یک کامیون ضعیف، مسئولیت آشکار مالک آن است. در مقابل، ازدحام ایجاد شده توسط کامیونی که در ساعات ترافیکی شلوغ، تحویل بار انجام میدهد، در نهایت بر عهده گیرنده است که معمولاً زمان تحویل بار را تعیین میکند.
نقش تعاملات بین فرستندگان، حملکنندگان و گیرندگان در ایجاد اثرات جانبی مختلف تولید شده، به طور گسترده درک نشده است. به همین دلیل، برنامههای متعددی که با هدف افزایش پایداری فعالیت حمل و نقل بار انجام میشوند، بر مشهودترین نمود آن، یعنی وسایل نقلیه، تمرکز دارند و به طور ضمنی فرض میکنند (مانند قیمتگذاری جادهای) که حملکنندگان با آزادی کامل تصمیم میگیرند چه زمانی و چگونه سفر کنند. چنین برنامههایی محدودیتهای اعمال شده توسط فرستندگان و گیرندگان بر حملکنندگان را نادیده میگیرند. چنین برنامههایی نیز به ندرت موفق میشوند، زیرا گیرندگان تعیین میکنند که چگونه و چه زمانی میخواهند تحویلها را دریافت کنند. حملکنندگان عموماً نمیتوانند فرستندگان و گیرندگان را به تغییر رفتار خود ترغیب کنند. در مقابل، FDM نقش محوری ایفا شده توسط گیرندگان را تشخیص میدهد و بر این اساس به دنبال تغییر تقاضای گیرندگان به منظور تغییر غیرمستقیم رفتار فرستندگان و حملکنندگان است (هولگین-وراس و سانچز-دیاز، ۲۰۱۶). FDM به دنبال ایجاد تغییراتی در زمان، تعداد، مقصد و/یا روش مورد استفاده برای تحویل است تا اثرات جانبی تولید شده توسط ترافیک بار مرتبط را کاهش دهد. تحویلهای خارج از ساعت (OHD)، برنامه FDM مورد مطالعه در این مقاله، گیرندگان را وادار میکند تا زمان تحویل را تغییر دهند.
تعدادی از برنامههای FDM که میتوانند به طور بالقوه تحولآفرین باشند، میتوانند در نظر گرفته شوند (هولگین-وراس و سانچز-دیاز، 2016)، از جمله، علاوه بر OHD: (1) برنامههای تحویل مرحلهای، که در آن گیرنده تشویق میشود تا تحویلها را در طول ساعات کاری گسترش دهد و به کاهش ترافیک بار در ساعات اوج کمک کند و در نتیجه انتشار گازهای گلخانهای را در ساعات اوج کاهش دهد؛ (2) برنامههای تجمیع تحت هدایت گیرنده، که تعداد تحویلهایی را که به یک مکان مشخص میرسند کاهش میدهد و ترافیک اوج بار و ازدحامی را که ایجاد میکند کاهش میدهد؛ و (3) برنامههای تغییر مقصد که در آن تحویلها نه مستقیماً به گیرندگان، بلکه به مکان دیگری ارسال میشوند که در آنجا تجمیع شده و با استفاده از وسایل نقلیه سازگار با محیط زیست به گیرندگان ارسال میشوند. این استراتژیها با موفقیت در طول المپیک تابستانی لندن مورد استفاده قرار گرفتند تا جریان به موقع تدارکات مورد نیاز برای تأمین نیازهای اقتصاد محلی، میلیونها بازدیدکننده از بازیها و ساکنان محلی تضمین شود، در حالی که بخشهای بزرگی از شبکه جادهای اصلی به استفاده انحصاری از بازیهای المپیک اختصاص داده شده بود (COE-SUFS, 2013b; Browne et al., 2014). این مقاله با تخمین کاهش انتشار گازهای گلخانهای ناشی از OHD، بینشی در مورد تأثیرات بالقوه FDM به عنوان یک جزء اصلی یک استراتژی جامع برای تقویت پایداری فعالیت حمل و نقل ارائه میدهد.
نقشی که گیرندگان میتوانند در یک استراتژی پایداری ایفا کنند، در نتیجهی تحقیقات گستردهای که از نظریهی بازیها و سایر اشکال تحقیقات رفتاری استفاده کردند، شناخته شد. تمرکز این تحقیقات بر روی ارتباطات متقابل بین عوامل تشکیلدهندهی یک حلقهی ابتدایی تولید-مصرف بود: فرستنده، حملکننده و گیرنده (Holguín-Veras et al., 2007, Holguín-Veras, 2008, Holguín-Veras et al., 2008, Holguín-Veras, 2011). تجزیه و تحلیل این روابط به طور قطعی ثابت کرده است که در یک بازار رقابتی، گیرندگان تأثیر قابل توجهی بر زمان، مکان و نحوهی تحویل دارند. دلیل آن ساده است: فرستندگان و حملکنندگان باید به نیازها و خواستههای گیرندگان پاسخگو باشند. از آنجایی که گیرندگان، مشتریان هستند، فرستندگان و حملکنندگانی که تدارکات را به شیوهی مورد نظر گیرنده تحویل نمیدهند، خطر جایگزینی توسط رقبای سازگارتر را به جان میخرند. نقش اصلی گیرندگان نشان میدهد که سیاستهای عمومی که تغییرات رفتاری مفیدی را در گیرندگان – به ویژه آنهایی که در مناطق شلوغ واقع شدهاند – ایجاد میکنند، احتمالاً منجر به تغییراتی در رفتار فرستندگان و حملکنندگان میشوند؛ تغییرات سیستمی که اثرات جانبی حمل و نقل را کاهش میدهد. یافتههای اصلی تحقیقات رفتاری انجام شده را میتوان به شرح زیر خلاصه کرد: (1) گیرندگان تصمیمگیرندگان کلیدی در مورد زمان تحویل هستند زیرا، به طور کلی، حملکنندگان آنچه را که گیرندگان میگویند انجام میدهند؛ (2) حملکنندگان برای شرکت در OHD نیازی به انگیزه ندارند، زیرا صرفهجویی در هزینه از OHD بیش از انگیزه کافی است؛ (3) گیرندگان برای پذیرش OHD به انگیزه نیاز دارند، در غیر این صورت به دلیل ریسک درک شده و/یا اینرسی تجاری درگیر نمیشوند؛ و (4) هنگامی که تعداد کافی از گیرندگان با OHD موافقت کنند و حملکنندگان بتوانند حداقل یک مسیر تحویل خارج از ساعات کاری را توجیه کنند، تغییر به OHD اتفاق میافتد.
دریافتکنندگان کالا به بهبود شرایط در مناطق اطراف کسبوکار خود علاقهی زیادی دارند، زیرا افزایش قابلیت زندگی و کیفیت زندگی میتواند منجر به افزایش ارزش زمین و فروش شود. با این حال، دریافتکنندگان اغلب از پیامدهای خارجی ناشی از تحویلهایی که به آنها وابسته هستند یا از نقش بالقوهی خود در بهبود پایداری آگاه نیستند. FDM با آگاه کردن دریافتکنندگان از تأثیرات شیوههایشان و مشارکت دادن آنها در تلاش برای تغییر زنجیرههای تأمین به سمت بهتر، به دنبال تغییر این وضعیت است. تشویق دریافتکنندگان کالا برای اتخاذ تغییرات مفید در شیوههای تحویل، راه خوبی برای ترغیب آنها به اقدام است.
اثربخشی این تغییر تمرکز – از حامل به گیرنده – توسط برنامه OHD در شهر نیویورک (NYC) نشان داده شد، جایی که یک مشوق مالی یکباره 2000 دلاری بیش از 400 موسسه در بخشهای مواد غذایی، خرده فروشی و اقامتی را به پذیرش OHD ترغیب کرد. موفقیت این اجرا – که در آن همه ذینفعان سود بردند – به طور گسترده در مطبوعات گزارش شد (مجله تجارت، 2009، مجله تجارت، 2010، مباحث حمل و نقل، 2010، وال استریت ژورنال، 2010). این امر به نوبه خود منجر به آزمایشهای آزمایشی در شهرهای دیگری مانند کپنهاگ (دانمارک)، سائوپائولو (برزیل) و بوگوتا (کلمبیا) شد. موفقیت برنامه OHD ریشه در مشارکت مشارکتی ذینفعان کلیدی دارد. بخش دولتی به گیرندگانی که OHD را میپذیرند، انگیزههای مالی ارائه میدهد؛ گروههای بخش خصوصی به اطلاعرسانی به گیرندگان کمک میکنند؛ و شرکتهای حمل و نقل، نرخهای حمل و نقل تخفیفدار ارائه میدهند و شیوههای تحویل کمصدا را برای کاهش اثرات سر و صدا بر جوامع اجرا میکنند. مزایای OHD شامل کاهش سطح تراکم در طول روز، جادههای امنتر برای عابران پیاده و دوچرخهسواران، قابلیت اطمینان بالاتر در تحویلها، هزینههای حمل و نقل پایینتر، افزایش بهرهوری عملیات تحویل و کاهش انتشار گازهای گلخانهای است. کمیسازی این عنصر نهایی موضوع اصلی این مقاله است. برآوردهای اولیه از اثرات زیستمحیطی OHD نشان میدهد که کاهش عمده آلایندههای معیار امکانپذیر است (Holguín-Veras et al., 2013b). این مزایا ناشی از سفر در شرایط جریان آزاد، بدون رانندگی با توقف و حرکت و سرعت پایین معمول در تراکم است. صرفهجویی در انتشار گازهای گلخانهای به ویژه قابل توجه است زیرا نیازی به هزینههای اضافی از سوی صنعت ندارد و از آنجایی که فقط تغییرات عملیاتی باید اجرا شوند، این صرفهجوییها میتوانند در عرض چند ماه محقق شوند. در مقابل، پیشرفتهای تکنولوژیکی میتواند سالها یا حتی دههها طول بکشد تا به نفوذ کامل برسد، زیرا فناوریهای جدید باید توسعه یافته و به تدریج توسط شرکتها پذیرفته شوند. علاوه بر این، از آنجایی که اپراتورها مستقیماً از OHD بهرهمند میشوند، این برنامهها میتوانند حمایت آنها را جلب کنند. به جای اینکه بخش خصوصی بخشی از مشکل تراکم شهری باشد، از طریق برنامههای OHD به یک شرکتکننده فعال در راهحل آن تبدیل میشود.
اهداف اصلی این مقاله، تعیین میزان کاهش انتشار گازهای گلخانهای است که میتواند از تغییر ساعت تحویل از ساعات عادی (6 صبح تا 7 عصر) به ساعات غیر کاری (7 عصر تا 6 صبح) حاصل شود؛ و همچنین کسب بینش در مورد مزایای بالقوه این استراتژی پایداری FDM در صورت استقرار در سراسر جهان. نویسندگان، اثرات مستقیم زیستمحیطی (یعنی انتشار گازهای گلخانهای که مستقیماً توسط وسایل نقلیه تولید میشود) کامیونهای متوسط که در ساعات عادی و غیر کاری در شهرهای بوگوتا (کلمبیا)، نیویورک سیتی (ایالات متحده آمریکا) و سائوپائولو (برزیل) فعالیت میکنند را تخمین زده و مقایسه میکنند. اثرات غیرمستقیم – مانند کاهش انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با کاهش ازدحام ناشی از کاهش ترافیک کامیونها در ساعات عادی، و کاهش کیلومترهای طی شده توسط وسایل نقلیه باری (VKT) که از طریق ادغام چندین مسیر تحویل در ساعات عادی (RHD) به تعداد کمتری از مسیرهای OHD ایجاد میشود – اگرچه قابل توجه است، اما در اینجا در نظر گرفته نشده است. برای تخمین میزان انتشار گازهای گلخانهای، نویسندگان از دادههای GPS سطح دقیق جمعآوریشده از کامیونهایی که در شرایط ساعات کاری عادی و خارج از ساعات کاری کار میکنند، استفاده میکنند. این دادهها پس از پردازش، میزان انتشار گازهای گلخانهای مرتبط برای شهرهای مورد مطالعه را تخمین میزنند. سپس از این تخمینها برای تولید تخمینهای مرتبهای از کاهش انتشار گازهای گلخانهای که میتواند از برنامههای OHD اجرا شده در مناطق کلانشهری با بیش از دو میلیون نفر جمعیت، در کشورهای توسعهیافته و در حال توسعه، محقق شود، استفاده میشود. نتایج، بینشی در مورد مزایای بالقوه زیستمحیطی ابتکارات FDM و پشتیبانی از برنامههای بخش دولتی که OHD را در محیطهای شلوغ تقویت میکنند، ارائه میدهد. این مقاله یک قطعه مهم و گمشده – تخمین کاهش انتشار گازهای گلخانهای از OHD – را به مجموعه بزرگی از تحقیقات انجامشده در مورد OHD اضافه میکند.
ادامه مقاله به شرح زیر سازماندهی شده است: بخش ۲ مروری بر ادبیات اولیه در مورد موضوعات مرتبط با این مقاله ارائه میدهد؛ بخش ۳ شرح کلی از رویکرد تحقیقاتی مورد استفاده را ارائه میدهد؛ بخش ۴ به طور خلاصه شهرهای مورد مطالعه را شرح میدهد و شرح کلی از مسیرهای تحویل در نظر گرفته شده ارائه میدهد؛ بخش ۵ تجزیه و تحلیل دادههای GPS و تخمینهای کاهش انتشار گازهای گلخانهای برای مسیرهای تحویل مورد مطالعه را ارائه میدهد؛ و بخش ۶ تخمینهای ارائه شده توسط نویسندگان از کل انتشار گازهای گلخانهای در شهرهای مورد مطالعه و برای همه مناطق شهری جهان با بیش از دو میلیون نفر جمعیت را مورد بحث قرار میدهد. بخش پایانی پیامدهای سیاستی حاصل از این تحقیق را مورد بحث قرار میدهد و نتیجهگیری را ارائه میدهد.(منبع).