![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
انتشار گازهای گلخانهای، انرژی و بهرهوری هزینه مرتبط با کامیونهای حمل الوار سنگین با سوخت بیوگاز مایع در حمل و نقل صنعتی الوارهای گرد
حمل و نقل جنگلداری، بخشی دشوار برای کربنزدایی است. وسایل نقلیه سنگین با سوخت بیوگاز مایع (LBG) پتانسیل کاهش انتشار گازهای گلخانهای (GHG) را در طیف وسیعی از وظایف حمل و نقل دارند. در این مطالعه، ما مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانهای و هزینههای عملیاتی یک ترکیب کامیون-تریلی سنگین با سوخت بیوگاز مایع را بررسی کردیم و نتایج را با یک ترکیب کامیون-تریلی سنگین با سوخت دیزل معمولی مقایسه کردیم. این تحقیق طی یک مطالعه پیگیری تقریباً یک ساله تحت شرایط قطبی در شمال فنلاند انجام شد. نتایج نشان داد که ترکیب LBG در هر تن-کیلومتر (tkm) 15.4 درصد انرژی بیشتری نسبت به ترکیب مرجع مصرف میکند. با این حال، هنگامی که انتشار گازهای گلخانهای از چاه تا چرخ در نظر گرفته شد، انتشار گازهای گلخانهای به طور قابل توجهی کمتر بود. با استفاده از ضرایب انتشار پیشفرض ارائه شده توسط استاندارد ISO 14083:2023، ترکیب LBG معادل دی اکسید کربن (CO2eq) tkm−1 44.6 درصد کمتر تولید کرد. علاوه بر این، هزینههای عملیاتی این ترکیبها مشابه بود. در سناریویی که ۱۰٪ از حمل و نقل چوب توسط کامیونهای مجهز به موتور LBG انجام میشد، کاهش ۴.۵ درصدی در کل انتشار گازهای گلخانهای حاصل شد که با در نظر گرفتن انتشار گازهای گلخانهای از کل حمل و نقل چوب در فنلاند، معادل تقریباً ۱۲۰۰۰ تن معادل CO2 در سال است. ما دریافتیم که کامیونهای حمل چوب با موتور LBG مقرون به صرفه هستند و میتوانند در شرایط عملیاتی چالش برانگیز، کاهش قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانهای ایجاد کنند که برای دستیابی به اهداف کاهش انتشار گازهای گلخانهای بسیار مهم است. علاوه بر این، مشخص شد که ترکیبات LBG در شرایط سخت قطب شمال کاربردی هستند و برد عملیاتی کافی برای حمل و نقل چوب در مسافتهای طولانی از جنگلهایی که در حال حاضر برقرسانی به آنها مقرون به صرفه نیست، دارند.
۱. مقدمه
در سال ۲۰۱۵، رهبران جهان توافق کردند که گرمایش جهانی را در مقایسه با سطوح پیش از صنعتی شدن، به کمتر از ۲ درجه سانتیگراد محدود کنند و تلاشهای بیشتری برای حفظ افزایش دما زیر ۱.۵ درجه سانتیگراد وعده داده شد (توافقنامه پاریس، ۲۰۱۵). دمای سطح سیاره بین سالهای ۲۰۱۱ تا ۲۰۲۰ در مقایسه با ۱۸۵۰-۱۹۰۰، ۱.۱ درجه سانتیگراد افزایش یافته است (هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی [IPCC]، ۲۰۲۳) اما برای جلوگیری از نقض این اهداف تعیین شده، اقدامات فزایندهای از سوی همه بخشها مورد نیاز است.
اتحادیه اروپا (EU) قصد دارد تا سال ۲۰۳۰، انتشار گازهای گلخانهای (GHG) را حداقل ۵۵ درصد در مقایسه با سطوح سال ۱۹۹۰ کاهش دهد و تا سال ۲۰۵۰ به بیطرفی اقلیمی در داخل اتحادیه اروپا دست یابد (EU، ۲۰۲۱). کاهش انتشار گازهای گلخانهای پیشنهادی بین سه بخش تقسیم شده است – سیستم تجارت انتشار گازهای گلخانهای (ETS)، بخش اشتراک تلاش (ESS) و بخش کاربری زمین، تغییر کاربری زمین و جنگلداری (LULUCF) (وزارت محیط زیست فنلاند، 2024). ESS شامل حمل و نقل، کشاورزی، گرمایش مسکونی، ماشین آلات متحرک غیر جادهای، مدیریت پسماند و گازهای فلوئوردار است (وزارت محیط زیست فنلاند، 2024). به طور خاص، کاهش انتشار گازهای گلخانهای در بخش حمل و نقل بسیار دشوار بوده است، که منبع اصلی انتشار گازهای گلخانهای است و در سطح جهانی 15٪ از کل انتشار گازهای گلخانهای را تشکیل میدهد (آژانس حفاظت از محیط زیست، 2024).
در فنلاند، حمل و نقل جادهای مواد خام و محصولات جنگلی قابل توجه است. در سالهای اخیر، عملکرد حمل و نقل (اندازهگیری شده بر حسب تن-کیلومتر [tkm]) صنایع جنگلی 27 تا 29 درصد از کل حمل و نقل جادهای داخلی در فنلاند را به خود اختصاص داده است (آمار رسمی فنلاند، 2024a). پویکلا و استراندستروم (2023) تخمین زدند که حمل و نقل داخلی چوبهای گرد صنعتی در فنلاند به تنهایی در سال 2022 تقریباً 300000 تن معادل دی اکسید کربن (CO2eq) تولید کرده است. برای مقایسه، انتشار گازهای گلخانهای از کل ترافیک جادهای داخلی در فنلاند در سال 2022، 9.2 میلیون تن معادل دی اکسید کربن (CO2eq) بود (آمار رسمی فنلاند، 2024b)، که 36٪ آن توسط کامیونها و کامیونهای ترکیبی تولید شده است (وزارت محیط زیست فنلاند، 2023). در فنلاند، حمل و نقل جادهای مهمترین راه برای تحویل چوبهای گرد صنعتی است و کامیون-تریلر ترکیبی 95.2٪ از الوار را (در سال 2023) حمل میکند که 68.4٪ آن مستقیماً از محلهای بارگیری کنار جاده به کارخانههای چوب بری منتقل شده است (استراندستروم، 2024). به منظور کاهش انتشار تجمعی گازهای گلخانهای ناشی از لجستیک زنجیره تأمین بخش جنگلداری، باید به انتشار گازهای گلخانهای ناشی از عملیات حمل و نقل جنگلداری پرداخته شود.
پیشرانههای جایگزین که انتشار گازهای گلخانهای کمتری تولید میکنند، یکی از راههای کاهش انتشار قابل توجه گازهای گلخانهای مرتبط با حمل و نقل جادهای سنگین هستند (Kliucininkas و همکاران، ۲۰۱۲؛ Song و همکاران، ۲۰۱۷؛ Hagos و Ahlgren، ۲۰۱۸؛ Smajla و همکاران، ۲۰۱۹؛ Pernestål و همکاران، ۲۰۲۳؛ Zhai و همکاران، ۲۰۲۳؛ Ho و همکاران، ۲۰۲۵). مطالعات قبلی که پیشرانههای جایگزین را ارزیابی کردهاند، عمدتاً بر روی وسایل نقلیهای متمرکز بودهاند که سبکتر و کوچکتر از کامیونهای حمل چوب سنگین معمولی (وزن ناخالص خودرو (GVW) > ۶۰ تن) در فنلاند هستند، اما پتانسیل سایر پیشرانههایی که میتوانند انتشار گازهای گلخانهای را کاهش دهند، وجود دارد. به عنوان مثال، Hagos و Ahlgren (۲۰۱۸) پتانسیل گاز طبیعی و بیوگاز را از طیف وسیعی از منابع بررسی کردند، Kluicininkas و همکاران. (۲۰۱۲) گاز طبیعی فشرده، بیوگاز فشرده (CBG) و برق را به عنوان جایگزین آزمایش کردند، در حالی که سونگ و همکاران (۲۰۱۷) و اسماجلا و همکاران (۲۰۱۹) بر گاز طبیعی مایع (LNG) تمرکز کردند. پرنستال و همکاران (۲۰۲۳) کامیونهای برقی را برای حمل چوب بررسی کردند، در حالی که ژای و همکاران (۲۰۲۳) و هو و همکاران (۲۰۲۵) سلولهای سوختی آمونیاک و آمونیاک را به عنوان سوخت بالقوه خودرو مطالعه کردند.
حمل و نقل در بخش جنگلداری به دو دلیل اصلی، یک زمینه عملیاتی دشوار برای پیشرانههای جایگزین است: ۱) جادههای جنگلی شنریزی شده، محیط عملیاتی سختی را نشان میدهند و ۲) وسایل نقلیه عمدتاً در مناطق روستایی دور از شبکههای توزیعی که میتوانند سوختهای جایگزین را تأمین کنند، کار میکنند که اکثر آنها در شهرهای بزرگ یا نزدیک آنها واقع شدهاند. بنابراین، محیط عملیاتی همچنین مستلزم آن است که وسایل نقلیه از نظر قدرت موتور و برد عملیاتی، ذخیره بیشتری داشته باشند. با این حال، طبق گزارش حمل و نقل و لجستیک فنلاند (2023)، تا سال 2030، 9 درصد از کل عملکرد حمل و نقل (tkm) در فنلاند با استفاده از کامیونهای سنگین (GVW >60 t) با موتور LBG اداره خواهد شد و این سهم تا سال 2040 به 23 درصد افزایش خواهد یافت، در حالی که پیشبینیها برای کامیونهای سنگین برقی به ترتیب تنها 0.5 درصد و 10 درصد است.
در فنلاند، شبکههای توزیع سوخت جایگزین برای کامیونها، بسته به نوع سوخت، یا پراکنده هستند یا اصلاً وجود ندارند. از بین سوختهای جایگزین، بیوگاز با ۷۴ ایستگاه CBG و ۲۱ ایستگاه LBG در سراسر کشور، گستردهترین شبکه توزیع را دارد (Gasum, 2024a; St1, 2024). با این حال، شبکه توزیع بیوگاز، به ویژه ایستگاههای LBG، عمدتاً در جنوب فنلاند متمرکز است.
در نتیجه، هدف از این مطالعه بررسی کاربرد و امکانات وسایل نقلیه سنگین (GVW >60 t) با موتور LBG در حمل و نقل جادهای محصولات جنگلی بود که تا به امروز به طور جامع بررسی نشده است. این مطالعه مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانهای و هزینههای حمل و نقل عملیاتی مرتبط با ترکیبی از کامیونهای سنگین حمل الوار با موتور LBG که در شرایط قطبی کار میکنند را گزارش میدهد و نتایج را با ترکیبی از کامیونهای الوار با موتور دیزل، به ویژه در رابطه با شبکه توزیع پراکنده LBG، مقایسه میکند (منبع).