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减少汽车温室气体排放的最好方法是什么?

研究发现,在一些地方,轻型燃气汽车的减排效果可能比电动汽车更大。

鼓励减少温室气体排放的政策往往强调需要尽可能多地使用电动汽车。但麻省理工学院和福特汽车公司的一项新研究发现,在某些情况下,如果改用轻型传统(汽油动力)汽车,至少在近期内可以达到同等甚至更大的减排效果,具体取决于地点。

这项研究观察了各种因素会影响这些车辆的相对性能,包括在减少电池低温性能的作用,平均每年的行驶里程,地区差异和不同的组合产生来源美国不同地区的结果被发表在《环境科学》杂志上,在一篇由麻省理工学院首席研究科学家Randolph Kirchain,最近毕业的吴迪博士18日,研究生郭凤迪,和来自福特的三名研究人员共同撰写的论文中。

这项研究综合了各种数据集,以考察全国各个县不同车辆选择的相对影响。报告显示,尽管电动汽车在减少温室气体排放方面对美国大部分地区的影响最大,尤其是在沿海和南部地区,但中西部的大部分地区却适得其反,轻型汽油动力汽车的减排效果更好。

Kirchain说,导致这一结论的最大因素是不同地区进入电网的发电资源的混合。这种混合在东西海岸都是“更清洁”的,使用更多的可再生能源和相对低排放的天然气,而在中西部北部,燃煤电厂的比例仍然要高得多。这意味着,尽管电动汽车在行驶过程中不会产生温室气体排放,但给汽车电池充电的过程会导致大量排放。

研究发现,在这些地区,购买一辆轻型汽车(定义为结构主要由铝或专用轻钢建造的汽车)实际上比购买一辆类似的电动汽车排放更少。

这项研究之所以成为可能,是因为福特收集了约3万辆汽车的汽车性能数据,这些汽车总共行驶了约3亿英里。它们来自传统的中型传统汽油汽车,研究人员使用标准的建模技术来计算混合动力、电池电力或轻型传统汽车的性能。

Kirchain解释说:“与文献中的其他研究相比,我们试图增加尽可能多的空间分辨率,试图得到温度、网格和驾驶条件等各种因素的综合影响。”他说,这些数据表明,除其他因素外,“一些电网碳含量较高的地区碰巧也更冷,而且在某种程度上更偏远。”就减少排放的影响而言,“这三件事都可能对电动汽车的排放产生负面影响”。研究显示,在威斯康辛州和密歇根州的部分地区,这种综合效应最为明显,在这些地区,轻型汽车在减排方面将比电动汽车具有显著优势。

他说,寒冷天气对电池性能的影响“是电动汽车文献中讨论的话题,但在这个话题的流行讨论中却没有那么多。”“相反,汽油驱动的汽车在城市行驶中会受到能效方面的惩罚,但在更偏远、分布更广的地区,它们的排放更低。”

由于与福特研究人员的合作,研究小组不得不使用的有关汽车性能的数据是“独一无二的”,Kirchain说。“在过去,这种类型的‘大型’研究可能只有几十辆车,”而这些车主要来自自愿分享数据的人,因此他们更有可能担心环境影响。相比之下,福特的大量数据提供了“更广泛的驾驶员和驾驶条件的横截面”。

Kirchain强调,这项研究的目的绝不是为了减少为了减少温室气体排放而将地面交通转向电力的重要性。他说:“我们并不是要破坏这样一个事实,即电气化是长期解决方案,也是全国大多数地区的短期解决方案。”但他表示,在未来几十年,这被认为是决定地球气候结果的关键时期,重要的是要知道什么措施在减少碳排放方面实际上是最有效的,以便制定将产生最佳结果的政策和激励措施。

根据他们的模型,与电动汽车相比,轻型汽车的相对优势“随着时间的推移,随着电网的改善而下降,”他说。“但直到2050年左右,它才会完全消失。”

轻型铝现在用于福特F-150皮卡和全电动特斯拉轿车。目前,美国市场上还没有高容量、轻量、以汽油为动力的中型汽车但科斯特恩表示,如果类似于鼓励电动汽车生产的激励措施能够到位,就有可能建成电动汽车工厂。

现在,他说,美国有“各种各样的法规和激励措施,为电气化提供额外的激励。但他表示,在美国的某些地区,为“任何能够节省足够燃料的选择提供激励,而不仅仅是电气化,”他说。

他补充称:“至少对于中国中北部地区而言,政策制定者应该考虑一种更为微妙的方式。”

“这是一个重大进展,”多伦多大学土木与矿产工程学教授希瑟•麦克林(Heather MacLean)表示。她说,这项研究“说明了分析中区域分解的重要性,如果没有它,结果将是不正确的。”这是一个明确的呼吁,要求地区政策利用最新的研究成果来制定合理的议程,而不是规定全球性的解决方案。”

研究团队包括密歇根州迪尔伯恩市福特汽车公司研究创新中心的罗伯特·德·克莱恩、金亨哲和蒂莫西·沃林顿。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.mit.edu/2019/lightweight-vehicle-electric-emissions-0826