有可能逐步淘汰石油并改造我们的运输系统吗?

2022年9月26日上午8:00
高速公路上交通堵塞洛伦兹。markus97/Flickr, CC BY 2.0
玛丽亚·塞西莉亚·平托·德莫拉
高级车辆工程师金宝博的网址

在一项研究中来自忧智科学家联盟188金宝博(UCS)与咨询公司进化能源研究(EER)和一个专家咨询委员会合作,我们表明,美国可以通过取代目前主要以石油为燃料的高污染运输部门,以一个主要由可再生电力驱动的更清洁、更高效和更公平的系统来大幅减少全球变暖排放。188金宝搏手机版这一转变将需要快速的汽车电气化,并导致石油的逐步淘汰,并且可以以适中的成本实现,同时经济的新领域也会增长。用可再生电力取代石油作为主要的交通能源将使我们所有人的生活更加美好。

气候变化的影响正在对我们产生影响,这是一个多世纪以来人类活动排放的全球变暖的后果。188金宝搏手机版在美国流动人员和货物有助于29%的排放量美国在经济中所占份额最大。一个全球平均气温变化大于1.5o相对于工业化前时代,2100年的气温升高仍然是可以避免的,但我们是否能够保持在这些限制范围内,避免灾难性的气候变化,取决于我们能否实现我们的目标气候目标到2030年,在2005年的水平上减排至少50%,并在2050年实现净零排放。减少汽车尾气排放是其中重要的一部分。金宝博的网址

汽车、卡车和公共汽车的排气管也是当地有毒空气污染的主要来源不成比例的伤害负担过重和服务不足的社区。我们的交通系统非常不公平,这反映了各级政府几十年来错误和有偏见的决定。交通运输系统的改造还必须考虑到我们的系统中普遍存在的、根深蒂固的不公正现象的历史责任。这种性质的公平和以人为本的过渡需要超越必要的技术变革,必须侧重于克服重大的社会、制度和行为障碍。换句话说,技术解决方案是必要的,但不是充分的

我们如何实现这种转变?在技术方面,脱碳是关键。这意味着我们要转向碳含量更低、能提供与汽油、柴油和航空燃料(以及其他石油产品)相同的运输服务的能源,这些能源支撑了我们一个多世纪的经济。要达到2050年实现净零排放所需的碳减排目标,并不需要新技术。在我们的研究中,我们表明,如果我们增加电力的使用来为我们的车辆提供动力,同时提高仍在道路上行驶的内燃机车辆的燃料经济性,到本世纪中叶,我们就可以拥有一个几金宝博的网址乎不排放全球变暖气体的运输系统。188金宝搏手机版

让我们来看看将导致交通部门脱碳和到本世纪中叶逐步淘汰石油的三个技术战略:1)电气化,2)加强温室气体排放标准和燃料经济标准,3)清洁液体燃料。

首先,所有类型车辆的快速电气化是减少交通部门排放的关键战略。为了在2050年实现净零排放,我们必须在2035年实现新销售的轻型乘用车100%为电动,最迟在2040年实现中型和重型卡车100%为电动。金宝博的网址我们必须同时建立广泛的充电基础设施,以支持不断增长的电力车队。的两党基础设施法(BIL)投资于公共充电基础设施,包括通过国家电动汽车基础设施公式计划降低通货膨胀法(IRA)延长并改变了为基础设施充电的联邦税收抵免。

电力部门必须迅速脱碳,以实现电气化的增加,从而实现减排的最大效益,因此我们还必须迅速过渡到可再生电网。电动汽车在交通-电力耦合方面也存在潜力,可以支持可再生能源的整合,并帮助电力行业脱碳,充电可以利用许多司机在风能和太阳能充足时最大限度地充电的灵活性。随着时间的推移,该研究显示,交通和电力部门对减排的相对贡献发生了重大转变。在未来十年左右的时间里,电力部门将占到总二氧化碳排放量的四分之三2减排,因为在此之前,整个经济领域的减排大部分来自脱碳电力,但到本世纪中叶,随着电气化的开始,交通运输占减排的38%,而电力部门占23%。

第二项技术战略是加强温室气体排放标准和燃油经济性标准,以推动向更清洁的电动汽车和内燃机汽车的过渡。金宝博的网址到2040年及以后,汽油和柴油驱动的汽车比例仍将不断下降,因为汽车将在道路上行驶约15年。金宝博的网址

这两种策略的含义是大幅减少液体燃料的使用。相对于2020年的水平,我们可以在2040年实现减排60%,在2050年实现减排85%。到2050年我们实现这一转变时,由于航空、航运和长途卡车等难以脱碳的部门,液体燃料的剩余量仍将略高于15%。大约三分之二的剩余液体燃料将是航空燃料,而汽油几乎消失了,我们仍有少量柴油用于大型卡车。

很高兴知道我们有技术可以处理剩余的液体燃料。我们可以使用合成燃料来生产喷气燃料和卡车用的可再生柴油。合成燃料是由氢和CO生产的碳氢化合物燃料2在功能上与化石燃料相同。18bet开户生物燃料是一种选择,但扩大生物燃料原料的使用可能会导致巨大的不确定性,因为将植物油从食物中转移出来的成本高、供应有限和可持续性风险。

除了上述三种技术策略之外,还有另一种关键策略。我们需要过一种低能耗的生活方式。美国是最高的有限公司2人均排放量从世界道路运输。为了研究在向清洁和公平的交通系统过渡的过程中超越技术途径的影响,我们开发了一个替代方案,与主要方案相比,该方案减少了对能源服务的需求,增加了共享交通和主动交通模式,如步行和自行车。与主要情景相比,假设驾驶减少40%。此外,还假定公共交通、铁路和校车的距离增加一倍,飞行和货物运输减少20%。这涉及到能源需求与经济增长的大量脱钩,并说明了如何做到这一点同样的气候目标可以通过降低能源密集型的生活方式和减少驾驶来实现,通过广泛的社会和行为转变来实现。我们的研究结果表明,到2050年逐步淘汰石油是有可能的,同时还可以显著减少最终用途的交通能源,降幅约为50%。减少所有燃料类型的能源使用(甚至是更清洁的燃料)非常重要,因为减少需求不仅有助于减少排放,还有助于减少基础设施需求,如电池存储、可再生电力的传输和分配,以及关键矿物等资源电动汽车电池

但这能负担得起吗?经济中所有预测的能源需求都以低于GDP 1%的净成本得到满足。此外,这些成本很容易被避免的气候变化影响(如飓风、热浪、干旱、火灾和洪水)带来的好处以及避免的不利气候变化的成本所抵消健康的影响从石油基液体燃料燃烧引起的污染空气中,超出本研究范围的估计(在这里).

要实现交通运输系统的这一转变,需要在各级制定一系列协调一致的政策和法规。所有利益攸关方都必须在制定政策方面有发言权,并了解政策在以下领域的核心作用:

  • 轻型、中型和重型车辆的电气化,以及充电基础设施和电池的发展;金宝博的网址
  • 清洁燃料标准,要求燃料生产商负责稳步减少运输燃料的生命周期排放;
  • 加强全球变暖排放和燃油经济标188金宝搏手机版准;
  • 在电网中部署可再生能源和交通-电力部门耦合的潜力,如灵活充电;
  • 支持更健康、多样化的出行方式,使所有人都能出行,如步行、骑自行车和使用公共交通,以及促进土地使用政策转向高效的集群式发展;
  • 减少驾驶,了解个人车辆使用、货运、航运和航空的影响;
  • 确保减轻负担过重和服务不足社区面临的风险,解决历史上的不平等问题,并确保社区不受新技术相关负担的影响。
  • 只有在直接替代化石燃料燃烧不可行的情况下才能部署二氧化碳去除(本研究中使用的能源模型反映了二氧化碳去除的影响当前的理解可能需要各种形式的这些技术来实现净零排放,但它们并非没有重大的不确定性和风险,也不符合尽快用更清洁的替代品取代所有化石燃料的目标)。

我们有解决办法,但我们必须选择使用它们,以避免不采取行动的高昂代价。实现交通运输系统脱碳是有可能的,其中可再生电力和零或低碳燃料是交通部门的主要能源,而不是石油,但要实现这一转变,我们需要有效和持续的投资、强有力的政策环境、社区参与、消费者意识,以及扩大和改善所有人的流动性。