Beleid om vermindering van de uitstoot van broeikasgassen aan te moedigen, benadrukt vaak de noodzaak om zoveel mogelijk voertuigen op elektriciteit over te schakelen. Maar uit een nieuwe studie van MIT en de Ford Motor Company blijkt dat, afhankelijk van de locatie, in sommige gevallen zou een gelijkwaardige of zelfs grotere vermindering van de uitstoot kunnen worden bereikt door in plaats daarvan over te schakelen op lichtgewicht conventionele (gasaangedreven) voertuigen - althans op korte termijn.

In het onderzoek is gekeken naar verschillende factoren die de relatieve prestaties van deze voertuigen kunnen beïnvloeden, inclusief de rol van lage temperaturen bij het verminderen van de batterijprestaties, regionale verschillen in gemiddeld aantal gereden kilometers per jaar, en de verschillende mix van genererende bronnen in verschillende delen van de VS. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie , in een paper van MIT Principal Research Scientist Randolph Kirchain, recent afgestudeerde Di Wu Ph.D. '18, afgestudeerde student Fengdi Guo, en drie onderzoekers van Ford.

De studie combineerde een verscheidenheid aan datasets om de relatieve impact van verschillende voertuigkeuzes te onderzoeken tot op het niveau van de provincies in het hele land. Het toonde aan dat hoewel elektrische voertuigen voor het grootste deel van het land de grootste impact hebben op het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, vooral aan beide kusten en in het zuiden, significante delen van het Midwesten hadden het tegenovergestelde resultaat, met lichtgewicht benzine-aangedreven voertuigen bereiken een grotere reductie.

De grootste factor die tot die conclusie leidde, was de mix van opwekkingsbronnen die in verschillende regio's het net in gingen, zegt Kirchain. Die mix is ​​"schoner" aan zowel de oost- als de westkust, met een hoger gebruik van hernieuwbare energiebronnen en aardgas met een relatief lage uitstoot, terwijl er in het hogere Midwesten nog steeds een veel groter aandeel kolengestookte elektriciteitscentrales is. Dat betekent dat hoewel elektrische voertuigen tijdens het rijden geen broeikasgassen uitstoten, het proces van het opladen van de accu's van de auto resulteert in aanzienlijke emissies.

Op die locaties, een lichtgewicht auto kopen, gedefinieerd als iemand waarvan de structuur grotendeels is opgebouwd uit aluminium of gespecialiseerd lichtgewicht staal, daadwerkelijk tot minder uitstoot zou leiden dan het kopen van een vergelijkbare elektrische auto, de studie gevonden.

Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door Fords verzameling van voertuigprestatiegegevens van ongeveer 30, 000 auto's, over een totaal van ongeveer 300 miljoen mijl rijden. Ze zijn afkomstig van conventionele middelgrote conventionele benzineauto's, en de onderzoekers gebruikten standaardmodelleringstechnieken om de prestaties te berekenen van gelijkwaardige voertuigen die ofwel hybride-elektrisch waren, batterij-elektrisch, of lichtgewicht versies van conventionele auto's.

"We hebben geprobeerd om zoveel mogelijk ruimtelijke resolutie toe te voegen, vergeleken met andere studies in de literatuur, proberen een idee te krijgen van de gecombineerde effecten" van de verschillende temperatuurfactoren, het rooster, en rijomstandigheden, legt Kirchain uit. Die combinatie van gegevens toonde aan, onder andere, dat "sommige gebieden met meer koolstofzware roosters ook kouder zijn, en wat landelijker, "zegt hij. "Al deze drie dingen kunnen de uitstoot van elektrische voertuigen op een negatieve manier kantelen" in termen van hun impact op het verminderen van emissies. De gecombineerde effecten zijn het sterkst in delen van Wisconsin en Michigan, waar lichtgewicht auto's een aanzienlijk voordeel zouden hebben ten opzichte van EV's bij het verminderen van emissies, bleek uit de studie.

De impact van koud weer op de batterijprestaties, hij zegt, "is iets dat wordt besproken in de EV-literatuur, maar niet zozeer in de populaire discussies over het onderwerp." benzine-aangedreven voertuigen lijden een achterstand in het rijden in de stad, maar ze hebben een lagere uitstoot in regio's die meer landelijk en verspreid zijn.

De gegevens over autoprestaties waarmee het team moest werken dankzij hun samenwerking met Ford-onderzoekers "was uniek, " zegt Kirchain. "In het verleden, een 'grote' studie van dit type zou enkele tientallen voertuigen zijn, " en die zouden voornamelijk afkomstig zijn van mensen die vrijwillig hun gegevens wilden delen en daarom meer kans hadden om zich zorgen te maken over de impact op het milieu. De uitgebreide Ford-gegevens, daarentegen, bieden "een bredere dwarsdoorsnede van chauffeurs en rijomstandigheden."

Kirchain benadrukt dat de bedoeling van deze studie op geen enkele manier is om het belang van het overschakelen van vervoer over land naar elektrische energie te minimaliseren om de uitstoot van broeikasgassen te beteugelen. "We proberen niet het feit te ondermijnen dat elektrificatie de langetermijnoplossing is - en de kortetermijnoplossing voor het grootste deel van het land, "zegt hij. Maar in de komende decennia, die wordt beschouwd als een kritieke periode bij het bepalen van de klimaatresultaten van de planeet, het is belangrijk om te weten welke maatregelen daadwerkelijk het meest effectief zijn in het verminderen van de koolstofemissies om beleid en prikkels vast te stellen die de beste resultaten opleveren, hij zegt.

Het relatieve voordeel van lichtgewicht voertuigen ten opzichte van elektrische, volgens hun modellen, "gaat na verloop van tijd achteruit, naarmate het raster verbetert, "zegt hij. "Maar het verdwijnt pas helemaal als je in de buurt komt van 2050 of zo."

Lichtgewicht aluminium wordt nu gebruikt in de Ford F-150 pick-up, en in de volledig elektrische Tesla sedans. Momenteel, er zijn geen lichtgewicht middelgrote auto's met benzinemotor op de markt in de VS, maar ze zouden kunnen worden gebouwd als er prikkels zouden zijn die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt om de productie van elektrische auto's aan te moedigen, suggereert Kirchain.

Direct, hij zegt, de VS heeft "een lappendeken van voorschriften en stimulansen die extra stimulansen bieden voor elektrificatie." Maar er zijn bepaalde delen van het land, hij zegt, where it would make more sense to provide incentives "for any option that provides sufficient fuel savings, not just for electrification, " hij zegt.

"At least for the north central part of the country, policymakers should consider a more nuanced approach, " hij voegt toe.

"This is a significant advance, " zegt Heather MacLean, professor of civil and mineral engineering at the University of Toronto, die niet bij dit werk betrokken was. Deze studie, ze zegt, "illustrates the importance of the regional disaggregation in the analysis, and that if it were absent results would be incorrect. This is an unequivocal call for regional policies that use the latest research to build rational agendas, rather than prescribing overarching global solutions."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.