De wereld staat aan de vooravond van dramatische veranderingen in de manier waarop mensen bezitten, hun vervoermiddelen bedienen en aandrijven.

Bekend als de "drie revoluties, " een term bedacht door UC Davis transportprofessor Daniel Sperling, de nieuwe trends zijn:elektrische voertuigen, autonome voertuigen en op delen gerichte bedrijfsmodellen (denk aan Uber en Lyft). Optimistisch, deze revoluties kunnen van onze steden een droomlandschap maken van beloopbare stedenbouw die het aantal ongevallen tot bijna nul zal terugbrengen en meer ruimte zal maken voor fietsen, bomen, voetgangers en kleine bedrijven terwijl ze geen CO2-uitstoot uitstoten.

Echter, omdat deze nieuwe technologieën tot doel hebben de transportkosten drastisch te verlagen, veel mensen zijn bezorgd dat meer mensen auto's zullen gebruiken om zich te verplaatsen en dat de toekomst zal worden gevuld met erger verkeer en congestie. Dat zou kunnen betekenen dat het verbruik van fossiele brandstoffen zal toenemen – slechte resultaten voor de duurzaamheidsdoelstellingen van de samenleving.

We hebben een hele reeks literatuur over autonome voertuigen geanalyseerd en ontdekt dat met name autonome voertuigen de totale vraag naar vervoer waarschijnlijk aanzienlijk zullen doen toenemen:met meer beschikbare opties, meer mensen zullen profiteren van deze autonome voertuigen en ritdiensten. Of er sprake is van een netto toename of afname van vervuiling door een hoger energieverbruik, echter, ligt minder voor de hand.

De belangrijkste factoren die de koolstofemissies van deze opkomende transporttrends beïnvloeden, zijn of voertuigen elektrisch zijn of conventionele verbrandingsmotortechnologie gebruiken, en hoe snel het elektriciteitsnet kan "decarboniseren, " of stroom opwekken zonder netto CO2-uitstoot.

Auto's van stroom voorzien via het elektriciteitsnet

Sinds 2016, transport is de grootste bron van broeikasgasemissies in de Verenigde Staten. Naarmate onze elektriciteitsmix minder koolstofintensief wordt en de vraag naar vervoer groeit, transport zal een steeds groter deel van onze CO2-uitstoot uitmaken als de VS afhankelijk blijft van een systeem dat wordt gevoed door verbrandingsmotoren en benzine.

Maar hoe plant ons land realistisch een systeem dat zowel voldoet aan de energiebehoeften van ons toekomstige transportsysteem als onze koolstofemissies vermindert?

Onze recente paper was bedoeld om deze vragen te beantwoorden. Ons doel was om eerst de grote maar vaak over het hoofd gezien trends in transport te integreren om te voorspellen hoeveel transportvraag zal groeien. Tweede, we hebben getracht redelijke schattingen te maken van wat nodig is om een ​​schone, duurzaam en betrouwbaar elektriciteitssysteem in de komende jaren.

We hebben zowel academisch als industrieel onderzoek beoordeeld met betrekking tot toekomstige verkoop van persoonlijke voertuigen, verbeteringen op het gebied van energie-efficiëntie en het totale aantal afgelegde voertuigkilometers naarmate meer mensen autonome voertuigen gebruiken.

Dankzij dit onderzoek konden we een model bouwen dat het aantal elektrische en autonome voertuigen dat in de toekomst op de Amerikaanse wegen zou kunnen rijden en de bijbehorende energie en emissies projecteert.

Onze studie schat dat tegen 2050 de netto toename van de elektriciteitsvraag door het ombouwen van het lichte wagenpark naar elektrisch, autonome voertuigen zullen tussen de 13 en 26 procent meer zijn dan de totale elektriciteitsvraag van vandaag. In het beste geval, waar 95 procent van de elektrische sector tegen die tijd koolstofarm is, dit scenario zou resulteren in een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen tot 80 procent ten opzichte van de broeikasgasemissies van lichte voertuigen in 2015.

Boren naar beneden

Een paar interessante implicaties volgen uit onze resultaten van de uitstoot van broeikasgassen. De eerste is dat de toename van taxidiensten en autonomie – ervan uitgaande dat deze 100 procent elektrisch is – niet leidt tot een significante toename van de CO2-uitstoot.

In ons "stressgeval, " we gingen uit van een dramatische toename van het aantal afgelegde voertuigkilometers (VMT) als gevolg van autonome voertuigen, langzame verbeteringen in de energie-efficiëntie van voertuigen en beperkt herontwerp van transport. In dit scenario, er was vrijwel geen verschil in de uitstoot van broeikasgassen in vergelijking met andere gevallen met een meer gewetensvolle beleidsplanning, inclusief VMT-belastingen, meer openbaar vervoer en andere maatregelen.

Deze contra-intuïtieve uitkomst zou iets logischer kunnen zijn door in de resultaten te duiken. Bij het vergelijken van verschillende scenario's, we ontdekten dat de uitstoot meer dan twee keer zo hoog is in een "lage EV"-scenario van 50 procent EV's in het wagenpark in 2050, vergeleken met een "hoge EV"-scenario van 86 procent EV's in de vloot tegen 2050.

Dit weerspiegelt hoeveel meer de verschuiving in elektrische voertuigen de transportvervuiling beïnvloedt in vergelijking met andere belangrijke trends in transport. Zelfs als er meer kilometers worden gereden met autonome voertuigen, als ze elektrisch zijn en het net steeds schoner wordt, dan zullen de emissies niet dramatisch stijgen in vergelijking met de huidige koers van het land.

Een andere conclusie die uit dit resultaat volgt, is dat de samenleving alleen drastische vermindering van de uitstoot van broeikasgassen kan bereiken door het elektriciteitsnet drastisch minder vervuilend te maken.

Optimistisch scenario

Ons onderzoek beschrijft wat er in 2050 mogelijk is, en min of meer wat we denken te moeten doen om ervoor te zorgen dat de verschuiving naar autonome voertuigen en wijdverbreide taxidiensten niet leidt tot grote pieken in de vervuiling.

Natuurlijk, de overgang van het net naar 95 procent naar 100 procent schone energie zal niet eenvoudig zijn; momenteel is slechts 37 procent van de wind, zonne, waterkracht en kernenergie. Evenmin zullen we ervoor zorgen dat bijna al onze lichte voertuigen elektrisch zijn. Dat komt deels omdat EV's nog niet concurrerend zijn met voertuigen met een verbrandingsmotor. Ook, er zijn een aantal infrastructurele uitdagingen voor het updaten van het net voor een grote verschuiving naar elektrisch vervoer.

Het goede nieuws voor nutsbedrijven is dat de toename van de elektriciteitsvraag van elektrische voertuigen een positieve, maar geen overweldigende groei voor elektriciteitsbedrijven - groei die welkom is gezien de stagnerende of dalende inkomsten voor elektriciteitsbedrijven in het afgelopen decennium. Dit zou een welkome kans moeten zijn en zou een sterke bondgenoot kunnen vormen naarmate het EV-bezit groeit.

Hoewel onze resultaten tijdframes vertegenwoordigen die ver in de toekomst liggen, het beleid dat ons daar zal leiden, wordt vandaag geschreven. Onze studie suggereert dat op korte termijn, snelle en volledige elektrificatie van het vervoer en een koolstofvrij netwerk moeten de hoekstenen blijven van het beleid voor decarbonisatie van het vervoer. Echter, het langetermijnbeleid moet er ook op gericht zijn ervoor te zorgen dat AV's elektrisch zijn en het potentieel van autonome voertuigen om meer kilometers te maken te verminderen, stedelijke en voorstedelijke wildgroei, en verkeersopstoppingen.

En beleidsmakers mogen niet wachten. De opkomst van Uber en Lyft hebben al tientallen jaren bestaande bedrijfsmodellen drastisch op hun kop gezet. en autonome voertuigtechnologie, die nog een paar jaar te gaan heeft voordat de menselijke chauffeurs worden vervangen, heeft al gevolgen voor steden in het hele land. De vraag is nu of deze trends de uitstoot van ons land zullen verminderen of vergroten.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.