![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
رقابتپذیری پیشرفته کامیونهای برقی باتریدار و کامیونهای دیزلی در لجستیک آب و هوای سرد: یک مدل انباشت برای ارزیابی چرخه عمر
کاربردهای انرژی جدید در حمل و نقل به عنوان یک استراتژی کلیدی برای کاهش انتشار کربن ظهور کردهاند، اما عملکرد آنها در مناطق سردسیر هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. ما یک مدل انباشتگی برای تخمین مصرف انرژی ایجاد کردیم و رقابتپذیری اقتصادی و زیستمحیطی شش کامیون دیزلی (DTs) و کامیونهای برقی باتریدار (BETs) مربوطه آنها را در مناطق سردسیر ارزیابی کردیم. نتایج نشان میدهد که اکثر BETها هنوز در دماهای پایین محیط، مزیت هزینه قابل توجهی نسبت به DTها نشان میدهند. این مزیت میتواند تحت شرایط شارژ خارج از اوج مصرف و گارانتی باتری مطلوب، بیشتر افزایش یابد. از دیدگاه زیستمحیطی، کامیونهای برقی باتریدار انتشار CO2 و PM2.5 بیشتری تولید میکنند اما NOx کمتری نسبت به کامیونهای دیزلی دارند. این یافتهها نشان میدهد که BETها در صورت پشتیبانی توسط یک ترکیب شبکه پاکتر، عملکرد اقتصادی برتر و پتانسیل کاهش انتشار گازهای گلخانهای را دارند. تجزیه و تحلیل ما بینشهای جدیدی در مورد عملکرد زیستمحیطی و اقتصادی BETها در مناطق سردسیر ارائه میدهد و شرایط مورد نیاز برای بهبود رقابتپذیری آنها را برجسته میکند.
مقدمه
افزایش انتشار گازهای گلخانهای (GHG) باعث تغییرات اقلیمی جهانی شده است. برای محدود کردن افزایش میانگین دمای جهانی، توافقنامه پاریس در سال 2015 تصویب شد. از اکتبر 2024، توافقنامه پاریس شامل 195 عضو است که نشان دهنده اجماع جهانی گسترده در مورد مقابله با تغییرات اقلیمی است. چین به عنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کربن، متعهد شده است که تا سال 2030 به اوج انتشار کربن و تا سال 2060 به خنثیسازی کربن دست یابد. صنعت لجستیک، به عنوان یکی از تولیدکنندگان اصلی کربن، تقریباً 9 درصد از کل انتشار CO2 در چین را تشکیل میدهد. فعالیتهای حمل و نقل و توزیع بار منابع اصلی هستند که تا 85 درصد از این انتشارها را تشکیل میدهند [1]. جایگزینی DTهای معمولی با BETها یک گزینه بالقوه برای صنعت لجستیک برای کاهش انتشار کربن است. با این حال، از دیدگاه چرخه عمر، تأثیر زیستمحیطی تأمین برق برای این وسایل نقلیه عمدتاً برقی قابل توجه است [2،3]. علاوه بر این، رقابت اقتصادی BETها نیاز به تجزیه و تحلیل بیشتر دارد.
در مطالعات ارزیابی چرخه عمر (LCA)، تحقیقات بر روی کامیونها و وسایل نقلیه متمرکز شده است، با هدف مقایسه انتشار گازهای گلخانهای از منابع انرژی متعارف و منابع انرژی جدید جایگزین [[4]، [5]، [6]، [7]]. برای تجزیه و تحلیل رقابتپذیری BETها و وسایل نقلیه انرژی جدید (NEVها)، انتشار گازهای گلخانهای (GHG) و آلایندههای هوا از کامیونهای سنگین بیودیزل، گاز طبیعی فشرده، هیبریدی و BE مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که کامیونهای سنگین BE (HDTها) در مقایسه با سایر کامیونها انتشار گازهای گلخانهای کمتری دارند [8]. Xu و همکاران [9] بر ارزیابی زیستمحیطی کامیونهای دیزلی، هیبریدی الکتریکی و هیبریدی الکتریکی پلاگین، به جای BETها، تمرکز کردند و فقط انتشار گازهای گلخانهای را برای مقایسه عملکرد زیستمحیطی در نظر گرفتند. یافتهها نشان میدهد که کامیونهای هیبریدی الکتریکی پلاگین با باتریهای کوچک مناسبترین گزینه برای مسافتهای متوسط و طولانی هستند. در مقابل، Elangovan و همکاران [10] امکانسنجی جایگزینی کامیونهای دیزلی با کامیونهای برقی برای توزیع مواد غذایی را بررسی کردند. آنها دریافتند که کامیونهای دیزلی انرژی بیشتری مصرف میکنند و 40 درصد انتشار گازهای گلخانهای بیشتری تولید میکنند.
مطالعات متعددی هزینه چرخه عمر انواع مختلف کامیونها را تخمین زدهاند. مقایسه هزینه کل مالکیت (TCO) برای 16 سیستم انتقال قدرت، بر اساس دادههای ناوگان واقعی از کانادا، نشان داد که خودروهای هیبریدی برقی قابل اتصال (PHEV) کمترین TCO را دارند [11]. دیویس و فیگلیوززی [12] یک مدل جدید توسعه دادند که شامل محدودیتهای مسیریابی، پروفایلهای سرعت، مصرف انرژی و هزینههای مالکیت خودرو است. مطالعات، هزینه کل مالکیت (TCO) را برای HEVها و PHEVها در خودروهای سواری بررسی کردهاند. نتایج نشان میدهد که افزودن قابلیت اتصال به HEVها، TCO را کاهش میدهد، مگر زمانی که هزینههای برق به طور قابل توجهی بالاتر از هزینههای سوخت باشد [13].
با این حال، اکثر مطالعات از پایگاههای داده ثانویه، ادبیات و فرضیات برای شاخصهای کلیدی استفاده میکنند که نمیتوانند وضعیت واقعی صنعت لجستیک در چین را منعکس کنند. تحقیقات محدودی در مورد مقایسه هزینههای چرخه عمر و انتشار گازهای گلخانهای DTها و BETها با استفاده از دادههای اولیه صنعت لجستیک، با در نظر گرفتن عواملی مانند راندمان موتور و ساختار خاص ترکیب شبکه، وجود دارد. علاوه بر این، برخی مطالعات، انتشار گازهای گلخانهای چرخه عمر و هزینههای DTها و BETها را بدون انتخاب کامیونهای واقعی موجود در بازار مقایسه میکنند و در نتیجه تقاضای شرکتهای لجستیک را نادیده میگیرند. علاوه بر این، مطالعات کمی بر تجزیه و تحلیل رقابتی این دو نوع کامیون در مناطق سردسیر تمرکز دارند. تأثیر دمای محیط بر مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانهای نیاز به بحث بیشتر دارد. این تجزیه و تحلیل، الگوهای شارژ زمانی و پروفایلهای انتشار شبکه منطقهای را به عنوان عوامل تعیینکننده حیاتی هزینههای عملیاتی و شدت کربن چرخه عمر در ناوگان کامیونهای باتری-الکتریکی و دیزلی شناسایی میکند. پروتکلهای شارژ توسعهیافته از طریق بهینهسازی بخش لجستیک، پتانسیل افزایش رقابتپذیری BET را از طریق مدیریت شارژ تقاضا نشان میدهند، در حالی که استراتژیهای کربنزدایی شبکه با ترکیب انرژیهای تجدیدپذیر میتوانند انتشار گازهای گلخانهای چاه تا چرخ BET را نسبت به شبکههای معمولی کاهش دهند.
این مطالعه شش نوع کامیون دیزلی مورد استفاده در صنعت لجستیک را انتخاب میکند که مسیرهای حمل و نقل، وزن بار و رفتارهای رانندگی مختلف را پوشش میدهد. هشت کامیون برقی برای مطابقت با حداکثر وزن بار شش کامیون دیزلی انتخاب شدهاند. یک مدل انباشتگی با ادغام XGBoost، ETR، LightGBM و LR برای پیشبینی مصرف انرژی BETها توسعه داده شده است که سپس برای محاسبه هزینههای چرخه عمر و انتشار گازهای گلخانهای استفاده میشود. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل حساسیت برای ارزیابی تأثیر ساختار ترکیب شبکه، مسافت رانندگی، راندمان موتور، سناریوهای تعویض باتری و سایر عوامل انجام شده است. در ادامه جنبههای جدید و سهم عمده این مطالعه آمده است:
۱) یک مدل انباشتگی برای ارائه چارچوبی برای محاسبه مصرف انرژی BETها توسعه داده شده است و به این محدودیت که پایگاههای داده موجودی نمیتوانند شرایط رانندگی واقعی را منعکس کنند، میپردازد.
۲) تجزیه و تحلیلهای مقایسهای زیستمحیطی و اقتصادی بین BETها و DTها انجام میشود و شکاف ناشی از مطالعات قبلی که تأثیر دمای محیط را نادیده میگرفتند، بررسی شده و امکانسنجی جایگزینی DTها با BETها در مناطق سردسیر بررسی میشود.
۳) یک روش مقایسهای عملی پیشنهاد شده است که BET مربوطه را بر اساس حداکثر بار کامیون لجستیک به جای مقادیر پایگاههای داده انتخاب میکند و مرجعی برای لجستیک سبز ارائه میدهد. (منبع)