بررسی لجستیک کامیون: راهکارهایی برای دستیابی به حمل و نقل جادهای بار با آلایندگی کم
لجستیک با انتشار کم به یک هدف مورد انتظار و مطلوب در تمام زمینههای حمل و نقل، به ویژه در اتحادیه اروپا، تبدیل شده است. کامیونهای سنگین (HDTs) تولیدکنندگان قابل توجه انتشار گازهای گلخانهای و آلودگی در حمل و نقل داخلی هستند. نقش آنها قابل توجه است، زیرا در زنجیرههای حمل و نقل چندوجهی، حمل و نقل کامیونی در بیشتر موارد تنها راه حل مناسب برای اتصال مناطق دورافتاده به بنادر است. موتورهای دیزلی منبع اصلی انرژی کامیونها هستند و راندمان انتشار گازهای گلخانهای آنها چالش کلیدی در حمل و نقل بار سازگار با محیط زیست است. این مقاله مروری به ادبیات دانشگاهی با تمرکز بر انتشار گازهای گلخانهای کامیونها میپردازد. این مقاله بر این فرضیه اولیه متکی است که راهحلهای ساده و واحد وجود ندارند و مجموعهای از پیشنهادات و راهحلها برای بهبود راندمان انتشار گازهای گلخانهای در کامیونها وجود خواهد داشت. این مقاله بر ویژگیهای فنی، انواع انتشار گازهای گلخانهای و راهحلهای سوخت مورد استفاده در لجستیک بار تمرکز دارد. تولید کامیون، تعمیر و نگهداری و سایر انتشارهای غیرمستقیم مانند ساخت زیرساختهای جادهای از این بررسی حذف شدهاند.
مقدمه
فشارهای جهانی برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای در تمام عملیات صنعتی در حال افزایش است. این شامل لجستیک حمل و نقل بار نیز میشود که به شدت به کامیونها وابسته است. کامیونهای سنگین (HDT) در حمل و نقلهای طولانی در مناطق داخلی استفاده میشوند و به ترتیب، کامیونهای سبک (LDT) در حمل و نقلهای درون شهری غالب هستند، زیرا برای تحویل درب به درب به مشتری در آخرین مایل استفاده میشوند. به گفته ماهش و همکاران [1]، کامیونهای دیزلی به طور قابل توجهی در حجم کل انتشار گازهای گلخانهای نقش دارند. این امر منجر به وخامت کیفیت هوای شهری میشود و چندین مطالعه انتشار گازهای گلخانهای سعی در اندازهگیری میزان واقعی انتشار گازهای گلخانهای از کامیونها داشتهاند. این مطالعات اغلب بر شهرهایی تمرکز دارند که مشکلات کیفیت هوا در آنها ملموستر است، به عنوان مثال، [2].
حمل و نقل جادهای بار، حجم فزایندهای از آلایندهها و گازهای گلخانهای (مانند دیاکسیدها؛ هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقهای (PAH) و ذرات معلق (PM0.5 و PM2.5)) تولید میکند. همه این آلایندهها (به صورت جداگانه و با هم) تأثیرات شدیدی بر سلامت، به ویژه در شهرهای مرکزی با جمعیتهای پرجمعیت، دارند. آنها همچنین تأثیر فزایندهای بر گرمایش جهانی دارند. در حمل و نقل بار، چالش اصلی این است که ناوگان کامیونهای فعلی سهم بالایی از انتشار گازهای گلخانهای ترافیک جادهای را تولید میکنند، حتی اگر تعداد کل آنها در ترافیک نسبتاً کم باشد. بین سالهای 2011 تا 2018، سالانه 3.8 میلیون کامیون سنگین (در سطح جهان) فروخته شده است. تقریباً همه آنها در حال استفاده تجاری هستند و به موتورهای دیزلی مجهز شدهاند [3]. موتورهای دیزلی برای دههها انتخاب غالب برای کامیونهای سنگین بودهاند.
توری و موری [4] به نتایج موسسه تحقیقات حمل و نقل آمریکا اشاره کردند که نشان میدهد بیش از 90 درصد از ترافیک حمل و نقل جادهای از سوختهای فسیلی استفاده میکنند. به طور مشابه، وزارت حمل و نقل ایالات متحده [5] اظهار داشت که کامیونها تنها حدود 1 درصد از وسایل نقلیه جادهای را در سال 2013 تشکیل میدهند. توزیع مصرف انرژی بر اساس نوع وسیله نقلیه نسبتاً ثابت مانده است. در مجموع، کامیونها تقریباً 70 درصد از کل حمل و نقل بار سالانه در ایالات متحده را انجام میدهند. کامیونها ستون فقرات شبکههای لجستیک منطقهای و محلی در همه کشورها هستند و اهمیت آنها را در مطالعات انتشار گازهای گلخانهای برجسته میکنند. طبق گزارش Truckers [6]، یک کامیون تجاری در یک سال تا 20000 گالن سوخت مصرف میکند (تخمین زده میشود با مسافت رانندگی 230000 کیلومتر) و یک ماشین خانوادگی استاندارد 500 گالن (20000 کیلومتر) مصرف میکند. این اعداد مصرف، میزان مصرف سوخت را که مبتنی بر فناوریهای فعلی موتور است، نشان میدهد. از یک سو، آنها تأثیر قوی و قابل اندازهگیری بر انتشار گازهای گلخانهای ناشی از ترافیک دارند و از سوی دیگر، این دلیل اصلی رشد انتشار گازهای گلخانهای دهههاست که به خوبی شناخته شده است، اما مقابله با آن پیچیده است.
فناوری موتور دیزل در طول دهههای گذشته به طور گستردهای توسعه یافته است. تولیدکنندگان همچنین از سوختهایی استفاده میکنند که بر پایه مواد تجدیدپذیر و بازیافتی هستند و باعث کاهش انتشار گازهای گلخانهای میشوند. با این حال، سطح انتشار گازهای گلخانهای نسبتاً بالا باقی مانده است و فناوریهای جایگزین موتور و سوخت هنوز در دست توسعه هستند، به عنوان مثال، [7،8،9]. یک راه حل میتواند راهحلهای موتور الکتریکی باشد، اما در حال حاضر، تولید خودروهای الکتریکی گران است و قیمت خرید آنها برای مشتریان بالا است. در کنار برد عملیاتی کوتاهتر و شبکه ایستگاههای شارژ محدود، آنها هنوز از نظر اقتصادی جذاب نیستند. در مورد e-HDTها (و به طور کلی خودروهای برقی) محرکهای اصلی برای بهرهوری هزینه، قیمت باتری و پیشرفت در فناوریهای باتری هستند. آنها باید یک جایگزین اقتصادی مناسب برای موتورهای دیزلی فعلی ارائه دهند [2]. همچنین چالشهای تولیدی (به ویژه باتریها) وجود دارد: آیا منابع طبیعی کافی برای ساخت چنین تعداد HDT یا LDT باتریدار که نیاز آینده را برآورده میکند، در دسترس است؟ علاوه بر این، خودروهای باتریدار به دلیل الزامات تولید و نگهداری، در طول چرخه عمر کامل خود کاملاً عاری از CO2 نیستند.
این مطالعه مروری بر متون دانشگاهی فعلی در مورد موضوعات انتشار گازهای گلخانهای کامیونهای حمل بار جادهای، پیشگیری از آلودگی و راهحلهای کاهش آن است. مقالات مورد تجزیه و تحلیل محدود به لجستیک کامیونهایی هستند که به راهحلهای فنی موتور و سوختهای موجود (در حال حاضر استفاده شده) و جدید میپردازند. انتظار میرود که مقالات، همانطور که در مطالعات دریایی مشاهده شده است، مجموعهای پراکنده از راهحلها را ارائه دهند (برای بررسی ادبیات مربوطه، به [10] مراجعه کنید). بر اساس این ملاحظات، هدف از این بررسی ادبیات انتخابی، درک موارد زیر است: ادبیات دانشگاهی انتخاب شده چگونه به کاهش انتشار گازهای گلخانهای از کامیونها در حمل و نقل بار میپردازد و راهحلهای پیشنهادی برای کاهش آنها در این مجموعه مقاله چیست؟(منبع).