![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
پتانسیل کامیونهای برقی باتریدار در حمل و نقل جنگلی
بخش حمل و نقل جنگلی منبع قابل توجهی از انتشار گازهای گلخانهای است. متخصصان صنعتی قصد دارند برای کمک به کاهش انتشار گازهای گلخانهای، به سمت شیوههای سازگارتر با محیط زیست حرکت کنند. برقرسانی در حمل و نقل جنگلی نسبتاً جدید است، زیرا مطالعات محدودی در مورد تأثیر آن به دلیل کاربرد عملی محدود و فقدان دادههای مرتبط در مورد مصرف انرژی و رفتار کامیونهای برقی وجود دارد. این مطالعه به بررسی فرصتها و موانع مختلف برای پذیرش کامیونهای برقی باتریدار در جنگلداری برای حمایت از اهداف کاهش انتشار گازهای گلخانهای کانادا میپردازد. این مقاله به بررسی ادبیات علمی مربوط به مطالعات در مورد کامیونهای برقی باتریدار در سه افق برنامهریزی میپردازد: برنامهریزی استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی. این مقاله به پیشرفتهای اخیر کامیونهای برقی سنگین در زیرساختهای شارژ، تجزیه و تحلیل چرخه عمر، کل هزینه مالکیت، مصرف انرژی، فناوری نوظهور و مشکلات خاص مسیریابی میپردازد. این مقاله همچنین به ابتکارات صنعتی در برقرسانی به حمل و نقل جنگلی میپردازد. نتایج تجزیه و تحلیل، کاربردهای صنعتی مختلف در جنگلداری را برجسته میکند که در آن برقرسانی باعث ایجاد یک نقطه عطف شده است. بخش حمل و نقل جنگلی پتانسیل تبدیل شدن به بخش خنثی از نظر کربن را با سرمایهگذاری در کامیونهای برقی باتریدار دارد، اما دستیابی به انتشار خالص صفر بدون تغییر در سیاستها و مشوقها ممکن است واقعبینانه نباشد.
۱. مقدمه
همزمان با بهبودی جهان از بیماری همهگیر کووید-۱۹، شاهد افزایش آگاهی در مورد تغییرات اقلیمی هستیم. بسیاری از کشورها شروع به بازنگری و اجرای استراتژیهای ملی بلندمدت خود برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای (GHG) کردهاند تا به تعهدات خود طبق دستورالعملهای توافقنامه اقلیمی پاریس عمل کنند. انتشار دیاکسید کربن (CO2) یک نگرانی عمده در صنایع است و منجر به پیامدهای اجتماعی-اقتصادی گستردهای شده است. یکی از منابع قابل توجه CO2، حمل و نقل بار است که سهم بزرگی از کل انتشار گازهای گلخانهای را تشکیل میدهد. کراونهارت (۲۰۲۱) اظهار داشت که وسایل نقلیه سنگین در سطح جهان حدود ۱۰٪ از کل وسایل نقلیه موتوری را تشکیل میدهند، اما حدود نیمی از انتشار CO2 و بیش از ۷۰٪ از ذرات معلق را تولید میکنند. گراس (۲۰۲۰) دریافت که کامیونها ۲۳٪ از کل انتشار گازهای گلخانهای مربوط به حمل و نقل و تقریباً ۶٪ از کل انتشار گازهای گلخانهای را تشکیل میدهند. در اروپا، کامیونهای سنگین بیش از ۱۵٪ از اکسید نیتروژن و حدود ۲۵٪ از انتشار گازهای گلخانهای مربوط به ذرات معلق را تشکیل میدهند. در ایالات متحده، این نوع وسایل نقلیه بیش از 75 درصد ذرات معلق را تولید میکنند (Lesvinčiūnas, 2023). همیلتون، دیدریش و سشنز (2024) اظهار داشتند که ایالت کالیفرنیا قانونی را تصویب کرده است که تا سال 2035، تمام وسایل نقلیه سنگین جدید و وسایل نقلیه غیرباری باید برقی باشند. به طور مشابه، سایر کامیونهای سنگین خارج از بزرگراه نیز باید تا سال 2045 کاملاً برقی باشند. پیشبینی میشود که تا سال 2030، حداقل 50 درصد از کل کامیونهای جدید فروخته شده در اتحادیه اروپا (EU) کاملاً برقی باشند (Plötz, Gnann, Jochem, Yilmaz, & Kaschub, 2019). در وسایل نقلیه سبک، تقاضای بار کمتر و وزن سبکتر باتری مانعی ایجاد نمیکند. با این حال، حمل و نقل سنگین چالشهای فنی-اقتصادی قابل توجهی را ایجاد میکند. در میان بسیاری از صنایع، بخش جنگلداری برای رسیدگی به این تأثیر رو به رشد نیاز به اقدامات جدی دارد، زیرا حمل و نقل تقریباً 45 درصد از کل انتشار گازهای گلخانهای را تشکیل میدهد. کامیونهای جنگلی اغلب وزن ناخالص خودرو (GVW) بیش از 50 تن دارند. مصرف سوخت مشاهده شده این کامیونهای سنگین در شرایط سخت زمستانی به طور متوسط 82 لیتر در 100 کیلومتر است، بنابراین نیاز به برقیسازی را افزایش میدهد (Shetty, 2021). علاوه بر این، در مواقعی که صاحبان ناوگان سنگین با کمبود راننده مواجه هستند، کامیونهای برقی از مزیت عملکرد بیصداتر و فشار کمتر بر بدن انسان هنگام رانندگی برخوردارند. اگرچه این یک راه حل واضح نیست، اما به طور بالقوه میتواند به جذب و حفظ راننده کمک کند. از جنبه منفی، کامیونهای برقی ممکن است به رانندگان اضافی نیاز داشته باشند زیرا شارژ، بخش خاصی از ساعات کاری موجود در شیفتها را به خود اختصاص میدهد و از این رو نیاز به رانندگان را افزایش میدهد.
صنعت جنگلداری در بسیاری از کشورها حیاتی است و با ایجاد شغل و افزودن ارزش اقتصادی به جامعه ما کمک کرده است (آدی، رونکویست، دامورس و یاهیاوی، 2023). با این حال، بخش جنگلداری از تغییرات اقلیمی مصون نیست و ابتکارات زیادی برای کاهش انتشار CO2 یا افزایش ترسیب آن در جنگلها وجود دارد. رونکویست، مارتل و واینتراب (2023) اهمیت تحقیقات عملیاتی (OR) را در جنگلداری شرح میدهند. نویسندگان کاربرد گسترده آن را در مدیریت جنگل، اختلالات طبیعی، آتشسوزیهای جنگلی، برنامهریزی زنجیره ارزش و حمل و نقل برجسته میکنند. تحولات سیاستی در حفاظت از تنوع زیستی، اجرای استراتژیهای ترسیب کربن و جمعآوری دادههای با کیفیت بالا برخی از چالشهایی است که متخصصان جنگلداری در حال حاضر با آن مواجه هستند. نویسندگان نتیجه میگیرند که OR میتواند نقش حیاتی در توسعه استراتژی برای رسیدگی به این چالشها و حمایت از اهداف حمل و نقل پایدار ایفا کند. حمل و نقل چوب یکی از فعالیتهای تجاری در جنگلداری است. مجموعههای چوب از مناطق برداشت جنگل به کارخانههای چوببری، کارخانههای خمیر کاغذ، کارخانههای کاغذسازی، کارخانههای گرمایشی، انبارها، ترمینالها و بنادر برای بازارهای داخلی و بینالمللی ارسال میشوند (آدی و همکاران، 2023). در کشورهایی مانند فنلاند، 75 درصد چوب توسط کامیونها به کارخانهها منتقل میشود. در سال 2017، حمل و نقل چوب فنلاند تقریباً 281227.27 تن معادل CO2 تولید کرد که 81 درصد آن با استفاده از کامیونهای سنگین تولید شد (لیپیاینن، سرمیاگینا، کوپرینن و واکیلاینن، 2022). شتی (2021) اظهار داشت که قبل از تصویب قانون قیمتگذاری آلودگی گازهای گلخانهای در کانادا، کل انتشار گازهای گلخانهای در سال 2020، 716 مگاتن (MT) معادل CO2 بود، در حالی که سهم بخش جنگل 13.1 تن CO2 بود که 2 درصد از کل انتشار گازهای گلخانهای را تشکیل میداد. در همان سال در سوئد، تقاضای انرژی برای حمل و نقل جنگلی داخلی 5 تراوات ساعت (TWh) بود. این تقریباً 6٪ از کل نیازهای انرژی حمل و نقل است (وزارت محیط زیست، 2020). بنابراین، بررسی گزینههای مناسب با تغییر به حمل و نقل بدون انتشار گازهای گلخانهای برای کاهش هزینههای حمل و نقل ضروری است، زیرا بخش شهری سریعتر به سمت برقی شدن پیش میرود.
با تجارت و بازرگانی فعال، آینده حمل و نقل جنگلی به استراتژیهای کربنزدایی بار بستگی دارد. این امر بدون حمایت دولت فدرال امکانپذیر نیست، زیرا بخش حمل و نقل شهری با سرعت زیادی به سمت برقی شدن پیش میرود. طبق مطالعهای که توسط برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) انجام شده است، در دهه گذشته شاهد افزایش انتشار گازهای گلخانهای حدود ۱.۵ درصد در سال بودهایم و بیست اقتصاد بزرگ ۷۸ درصد از انتشار گازهای گلخانهای جهان را به خود اختصاص دادهاند (UNEP، ۲۰۲۰). برای بهرهبرداری کامل از استفاده از کامیون برقی باتریدار (BET)، ابتکارات فدرال نقش بزرگی ایفا میکنند. دولت کانادا مشوقها و برنامههای حمایتی زیادی را برای دارندگان ناوگان جهت استفاده از وسایل نقلیه بدون آلایندگی پیشنهاد کرده است. وجوه جمعآوریشده از طریق برنامههای مالیات کربن به دلار کانادا (CA$) برای تأمین مالی ابتکارات کاهش گازهای گلخانهای مانند خرید وسایل نقلیه با انرژی پاک و توسعه زیرساختهای انرژی پاک استفاده میشود. در ژوئن 2022، پیشنهاد شد که دولتها در تمام سطوح، مشاغل و سازمانها، تا سقف 200000 دلار کانادا برای خرید یا اجاره یک وسیله نقلیه جدید بدون آلایندگی واجد شرایط در بخش خودروهای متوسط و سنگین (MHDV) جایزه بدهند (Jarrett, 2022). شتی (2021) به معرفی مالیات کربن که توسط دولت فدرال کانادا پیشنهاد شده بود، اشاره کرد. استانهایی که برنامههای کاهش انتشار گازهای گلخانهای خود را ندارند، تا سال 2022 به 55.11 دلار کانادا به ازای هر تن CO2 افزایش خواهند یافت. این مبلغ در سال 2019 با 22.05 دلار کانادا به ازای هر تن آغاز شد و تا پایان این دهه، سالانه 10 دلار کانادا افزایش یافت. سهم صنعتی برای سال 2020 حدود 524 میلیون دلار کانادا تخمین زده شد. انتظار میرود در صورت عدم اقدام برای کاهش سطح انتشار، هر سال افزایش یابد. علاوه بر این، دولت کانادا قصد دارد از سال ۲۰۲۳، قیمت کربن را سالانه ۱۵ دلار کانادا افزایش دهد و در سال ۲۰۳۰ به ۱۸۷.۴۳ دلار کانادا به ازای هر تن برساند (دولت کانادا، ۲۰۲۱).
یک چالش عمده در تلاشهای کربنزدایی از حمل و نقل جنگلداری، وزن سنگین آن است. سوالی که یک مدیر ناوگان میخواهد تعیین کند، مقدار بار برای حمل و نقل است تا هزینههای حمل و نقل را بهینه کرده و بهرهوری سوخت را بهبود بخشد. صاحبان ناوگان جنگلداری دائماً به دنبال روشهای نوآورانه برای محاسبه ترکیبات مختلف وزن و تأثیر آنها بر بهرهوری انرژی در هنگام متغیر بودن وزن حمل و نقل عمومی هستند. در سوئد، هنگامی که وزن حمل و نقل عمومی در سال ۲۰۱۵ از ۵۴.۴۳ به ۵۸.۰۶ تن افزایش یافت، تأثیر مثبتی بر هزینههای حمل و نقل و هزینه انرژی در هر تن-کیلومتر داشت. هزینههای هر مایل، بر حسب کرون سوئد (SEK)، از ۰.۹۸۹ کرون سوئد در هر تن-کیلومتر به ۰.۹۴۶ کرون سوئد در هر تن-کیلومتر کاهش یافت. کل مصرف سوخت از ۲۴.۸ میلیون لیتر دیزل به ۲۳.۵ میلیون لیتر کاهش یافت (Skogforsk, 2020). سوئد بعداً ۷۴ تن را در بخش محدودی از شبکه جادهای مجاز دانست، جایی که، به عنوان مثال، پلها میتوانند وزن کل افزایش یافته را تحمل کنند. از سال ۲۰۱۳، فنلاند به کامیونهای سنگین حمل چوب اجازه داده است که وزن ناخالص ۷۶ تن داشته باشند که از حد قبلی ۶۰ تن فراتر رفته است. در سال ۲۰۱۸، سهم کامیونهای حمل چوب ۷۶ تنی، ۶۸ تنی و ۶۰ تنی به ترتیب ۶۴٪، ۳۰٪ و ۶٪ بود. با وجود افزایش قابل توجه، آنتیلا، نوملین، کاری، لایتیلا و آلا-ایلوم (۲۰۲۲) دریافتند که مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانهای برای کامیونهای ۶۸ تنی و ۷۶ تنی در یک سطح است. نویسندگان مقادیر آنها را به ترتیب ۰.۰۱۳ لیتر در تن کیلومتر دیزل و ۰.۰۳۱ کیلوگرم در تن کیلومتر CO2 تعیین کردند. محققان فنلاندی و سوئدی با مشاهده مزایای افزایش محدودیت وزن، افزایش بار کامیونها تا ۹۰ تن را در نظر گرفتهاند (Skogforsk, 2022). چالش دیگر، ماهیت پیچیده حمل حجم زیادی از موجودی، مسیریابی پویای کامیونها، زمان انتظار بالاتر و تأخیر در عدم بازگشت رانندگان به پایگاه اصلی خود است. این امر اغلب منجر به انتخاب مسیر یکجانبه و غیردقیق شده است که بهویژه منجر به افزایش مصرف سوخت میشود. برای بهبود کارایی مسیر، رونکویست، سونسون، فلیسبرگ و جانسون (2017) یک نرمافزار تولید مسیر آنلاین به نام یابنده مسیر کالیبره شده (CRF) را توصیف میکنند. این سیستم مسیری را که “بهترین” است، بر اساس عوامل مهم شناساییشده از شرکتهای جنگلداری و حملونقل، ارائه میدهد. ویژگیهای کلیدی شامل ایجاد وزندهی صحیح به ویژگیها یا مشخصات جاده با استفاده از یک تکنیک بهینهسازی معکوس است که بیش از 100 وزن را برای مثال، تعادل بین فاصله، سرعت، ارزشهای اجتماعی، اثرات زیستمحیطی، ایمنی ترافیک، استرس راننده، مصرف سوخت، انتشار CO2، تپهها، انحنا و هزینههای عملیاتی تعیین میکند. این کار با جمعآوری اطلاعات در مورد مجموعه بزرگی از مسیرهای به اصطلاح بهترین شیوه که شرکتهای حملونقل و جنگلداری آنها را به عنوان کارآمدترین مسیرها در نظر میگیرند، انجام میشود (منبع).