交通运输转型气候行动框架

2021年8月27日下午4:13
亚伦Doucett / Unsplash
杰里米·马丁
高级科学家和燃料政策主任

应对气候危机需要对我们的汽车、卡车和燃料进行重大变革,但确保所有人平等分享交通系统的利益和负担需要更深刻的变革,以人为中心,而不是以技术为中心。我和UCS的同事们一直在与一个咨询委员会合作,以了解在以人为中心的同时,我们的经济脱碳需要什么。我们最近发布了一份报告,概述了一个变革性的气候行动框架,该框架将人置于我们清洁能源转型的中心,植根于三个核心原则:

  • 有效应对气候危机;
  • 促进公平正义;而且
  • 推动系统性的改变,而不仅仅是增量的改变。

你可以阅读我们的报告,我的同事和合作者的博客.下面我总结了报告中主要的交通要素。

交通就是把人们和他们需要的东西连接起来,我们需要做得更好。

我们改造交通运输的方法反映了我们改造更广泛的能源系统的方法。我们的基本指导原则是,这种转变不仅必须降低气候排放,而且必须提供公平的机会和流动性。通过使用evolve Energy Research开发的工具进行建模练习,我们探索了降低交通碳排放所需的技术变革的规模和速度。该模型提供了丰富的信息,并清楚地表明,为了应对气候危机,我们必须迅速用电动汽车和低碳燃料取代目前使用的汽车、卡车和燃料。金宝博的网址但能源模型无法捕捉到更广泛的经济和社会影响,这对推进以人为本的多维解决方案至关重要,而且仅靠清洁技术无法实现交通运输的公平。

我们需要一个交通系统,改善人们获得工作、教育、医疗、食物和其他目的地的机会,这些不应该总是需要乘坐私家车,但经常需要。通过对交通、住房和社区的投资,我们可以改善人们的生活,增加出行选择,减少拥有和维护汽车的需求(以及相关的成本和污染)。减少驾驶或拥有汽车的需求会带来很多好处,即使这些汽车的动力是清洁的,包括减少我们为汽车提供动力所需的可再生能源、氢和清洁燃料的数量,以及制造它们所需的材料。在制定交通投资计划时,尤其重要的是,要把那些不仅服务差,而且在我们的交通系统中经常存在的污染、流离失所、暴力和投资减少问题中首当其冲的社区集中起来。

作为我们分析的一部分,我们探讨了在大多数旅行中摆脱对低使用率的乘用车的依赖,向更多式联运的未来转变的影响,人们更少开车,更多地步行、骑自行车,更多地使用交通工具。不足为奇的是,更少的驾驶意味着电动汽车所需的能源更少,产生和传输所有额外电力所需的基础设施也更少。我们的“低能源需求”场景。该研究发现,开车减少了40%,货物运输和飞行减少了20%,过境减少了一倍(所有这些都是相对于正常业务的预测)。我们发现,与我们的主要设想相比,到2050年,交通运输中液体燃料的使用将减少8%,电力使用将减少30%,氢气使用将减少34%。

尽快实现交通电气化。

我们可以做很多事情,让我们的交通更好地为每个人服务,通过增加不同的交通选择和减少驾驶的总体需求来减少污染。但这是无法回避的:交通中的严重污染问题,无论是对气候还是空气质量,都来自燃烧汽油、柴油和航空燃料等石油基燃料。减少污染意味着减少石油的使用,使所有汽车和卡车尽可能高效,并迅速过渡到由电池和氢燃料电池驱动的零排放汽车。金宝博的网址到2035年完成所有新型轻型乘用车和卡车向零排放技术的过渡,到2040年完成所有新型中型和重型车辆的过渡,将在2040年前减少50%的液体运输燃料使用,到2050年减少80%以上。金宝博的网址

液体运输燃料消耗

在满足不断增长的电力需求的同时,清洁发电是一个重大挑战,也是一个重要机遇报告还有我的一个同事附带的博客.电动汽车可以利用大金宝博的网址多数纯电动汽车司机在充电计划上的灵活性,帮助支持向可再生能源电网的过渡。在车辆通常停放和充电的时间窗口内,充电可以安排在风能和太阳能等可再生能源发电较高的时间。氢燃料生产商也可以类似地安排氢生产,以匹配更大的可再生能源生产时间,这样燃料电池电动汽车就可以使用可再生氢燃料。即使采用这种将充电和制氢负荷与现有可再生能源生产相结合的策略,增加可再生能源发电和输电以满足交通电气化需求所需的基础设施也是巨大的,减少总驾驶量的措施可以减少挑战的规模。负责任地扩大电动汽车制造也需要集中努力解决电池制造中使用的关键材料问题,增加电池的重复使用和回收

翻转舰队

虽然快速过渡到电动汽车是至关重要的,但即使所有新销售的汽车都是零排放,燃烧燃料汽车也会存在很多年。上面的图表说明了汽油、柴油、电池和燃料电池汽车在销量和使用车辆存量方面的份额。金宝博的网址从现在到2035年,汽油和柴油车在所有新金宝博的网址车销售中所占的份额将越来越小,但在2040年甚至更远的时间里,汽油和柴油车将一直在路上行驶。由于这种滞后,确保所有汽油和柴油车辆继续改进并尽可能少地排放气候变化和其他空气污染物是很重要的。金宝博的网址

除了电动汽车销售和上路的总体份额外,公平的交通电气化必须优先考虑利益的公平分配。电动汽车有很多好处,既可以为车主降低燃料和运营成本,也可以减少其所在社区的空气污染。对电动汽车销售的政策支持应该有针对性地克服低收入和中等收入司机的障碍,使他们不会成为最后一批能够使用电动汽车的司机,并确保空气质量改善优先考虑那些因使用汽油和柴油污染而负担过重的社区。

将剩余的液体燃料脱碳

在实施了上述改变以减少不必要的驾驶,并最大限度地减少乘用车、公共汽车和重型卡车对石油燃料的使用之后,还剩下什么?金宝博的网址虽然零排放技术正在迅速发展,但在许多领域,替代液体燃料仍将是一个巨大的挑战,尤其是在航空领域。因此,我们还需要制定战略,开发更清洁的液体燃料,取代石油,减少与燃料生产和使用相关的排放。

我们的模型表明,到2050年,提高效率和电气化可以减少80%以上的液体燃料需求,这仍然是一个重要的挑战,最大限度地减少我们继续使用的液体燃料的污染。有三种主要的潜在液体燃料来源可以满足剩余的需求。

  • 18bet开户生物燃料目前是石油的主要替代品,约占汽油的10%和柴油的5%。虽然生产生物燃料的资源是有限的,但它们可以在帮助脱碳和18bet开户减少液体运输燃料的污染方面发挥关键作用。通过改进用于生产生物燃料原料的耕作方法和减少生物燃料生产技术带来的污染,生物燃料可以可持续地提供20518bet开户0年所需的一半或更多的液体燃料。18bet开户生物燃料生产水平应根据资源可用性以及作物和土地的竞争性使用仔细校准。在合理的规模上,生物燃料可以成为农业系统的一个18bet开户生产部分,但如果消费超过可持续的生产水平,它可能会提高粮食价格,扩大农业的足迹,或两者兼而有之。
  • 电燃料由电力产生的氢气和从空气中提取的碳制成,提供了使用可再生能源生产液体燃料的希望。然而,由于制造液体燃料比直接为电动汽车提供动力需要更多的能量,因此这种解决方案只适用于电动化不可行的应用领域[1]
  • 石油脱碳:我们的分析还发现,有限的剩余石油使用造成的全球变暖污染可以通过从大气中去除碳来管理,这个过程被称为碳去除。188金宝搏手机版然而,碳去除是一种昂贵且有问题的最后手段,应该尽量减少,并且不能解决持续使用石油的非碳影响。考虑到生物燃料和电燃料能否成功商业化以完全取代石油运输燃料的不确定性,到18bet开户本世纪中叶仍可能有少量石油基液体燃料(不到目前水平的10%)仍在使用。因此,我们需要政策来管理这个不断萎缩的行业,最大限度地减少污染和对气候的危害,保护边缘社区,并为这些行业的工人提供公平的过渡。

生物燃料、电燃料和石油基燃料的精确组合18bet开户,能够满足2050年潜在的剩余液体运输燃料需求,并符合碳限制,这是高度不确定的,取决于技术发展和政策选择。在我们的主要情景中,生物燃料、电燃料和石油分别占18bet开户2050年液体燃料使用量的53%、7%和40%。保护受运输燃料生产影响的围栏社区也很重要。燃料生产应以负责任和互利的方式进行,并有强有力的社区参与,否则就可能损害邻近社区,这往往是石油工业的遗产。从技术上讲,可以用生物燃料、电燃料或石油来满足剩余的液体燃料需求并脱碳,或者将三者混合使用。18bet开户但很难看出如何才能完全避免这三种策略。在面对不确定性时,要谨慎行事,而不是完全押注于一种选择,建议同时对生物燃料和电燃料进行负责任的开发,同时最大限度地减轻石油开采和精炼下降带来的污染和其他危害。18bet开户

未来的道路公平流动

交通脱碳是一项重大的技术挑战,但除了技术之外,交通还将人们与机遇联系在一起。要满足人们对出行和出行公平的需求,需要的不仅仅是技术解决方案。投资于以安全、公正和公平的方式运送人员和货物的解决方案,可以提高每个人的生活质量,并解决运输系统造成的危害。这些解决方案和投资应特别关注那些受交通运输系统损害最严重的社区,从黑人社区减少一半或被州际高速公路建设完全抹去,到油田或炼油厂附近的围栏社区。用可再生电力取代石油是减少污染和支持良好就业的重大机会,而且可以与可靠的分布式能源系统的发展相协调。即使效率的提高和交通电气化减少了液体燃料的使用,我们也应该通过混合使用可持续的生物燃料、创新的电燃料和仔细管理的剩余石油使用,建立以污染最小和最负责任的方式供应剩余液体燃料需求的能力。18bet开户

确保所有人都能公平地获得安全和清洁的个人出行,意味着要做的不仅仅是应对技术挑战。我们还必须确保交通政策和投资能够回应人们的呼声,并以社区的需求为中心,这些社区在污染、流离失所、暴力和投资不足等问题上首当其冲,而这些问题经常被纳入我们的交通系统。通过把人放在我们的清洁交通转型的中心,我们可以创建我们所需要的公平的无污染交通系统。


[1]除了生物燃料和电燃料,一些相关18bet开户技术依赖于两者的结合,将生物碳源与可再生电力产生的氢结合起来,以生产低排放的燃料。