امروز : دوشنبه, ۱۱ تیر , ۱۴۰۳
پایداری | متن کامل رایگان | برآورد تقاضای انرژی و پتانسیل کاهش انتشار کربن در بخش حمل و نقل جاده ای آینده سنگاپور
۱٫ معرفی ۱٫۱٫ زمینه حدود ۲۰ درصد از CO جهان۲ انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از حمل و نقل است [۱]. گرمایش جهانی مدت هاست که در دستور کار رهبران جهانی بوده است. اجلاس ها و کنفرانس های متعددی در رابطه با اقدام آب و هوایی برای بحث در مورد کاهش انتشار کربن برگزار شده […]
۱٫ معرفی
۱٫۱٫ زمینه
- –
-
تا سال ۲۰۴۰ به ۹۰ درصد سفرهای ساعت اوج در حالتهای پیادهروی-سواری دست یابید.
- –
-
دستیابی به وسایل نقلیه ۱۰۰٪ با انرژی پاک تر تا سال ۲۰۴۰ [۴];
- –
-
توسعه زیرساخت شارژ وسایل نقلیه الکتریکی (EVs)، به ویژه در پارکینگ های عمومی.
نقشه راه تصویری از کربن زدایی حمل و نقل جاده ای سنگاپور [۴].
نقشه راه تصویری از کربن زدایی حمل و نقل جاده ای سنگاپور [۴].
۱٫۲٫ سیاست های حمل و نقل سنگاپور
دولت سنگاپور مالکیت خودروهای شخصی و موتورسیکلت را محدود می کند. در سال ۲۰۱۸، نرخ رشد تعداد خودروهای شخصی مجاز در جاده های سنگاپور به صفر رسید به طوری که تعداد خودروهای شخصی در طول زمان ثابت باقی می ماند. مالکان خودرو باید پیشنهادی برای “گواهی استحقاق” (COE) ارائه دهند تا بتوانند در ده سال آینده، قبل از اینکه ماشین خود را از سیستم خارج کنند، در جاده های سنگاپور رانندگی کنند. علاوه بر این، اخیراً تصمیم گرفته شد که تمام خودروهای ICE باید تا سال ۲۰۴۰ از بازار خارج شوند.
۱٫۳٫ سهم مقاله
این مقاله یک چارچوب تجربی را برای محاسبه تقاضای انرژی فعلی بخش حمل و نقل جاده ای، اجرای سیاست برق رسانی برای این بخش، و برآورد تقاضای انرژی و چشم انداز انتشار ارائه می دهد.
مشارکت های اصلی مقاله به شرح زیر خلاصه می شود:
-
ایجاد تخمینی از تقاضای انرژی فعلی و آتی حملونقل جادهای سنگاپور (۸۰%) تا سال ۲۰۴۰ پس از اینکه سیاست ۱۰۰% برقرسانی در حال حرکت است.
-
مشتقات فاکتورهای انتشار شبکه بر اساس شش سناریو ترکیبی تولید برق تعریف شده.
-
ارائه کاهش بالقوه انتشار بر اساس شش سناریو تولید برق.
-
ارائه توصیه هایی در مورد مسیر بهینه برای کربن زدایی بخش حمل و نقل.
۲٫ بررسی ادبیات
در حال حاضر، مقالات منتشر شده در مورد تقاضای انرژی و پیش بینی انتشار کربن برای بخش حمل و نقل جاده ای در سراسر جهان وجود دارد.
به طور خلاصه، ادبیات بررسی شده در این مقاله برخی از شکافهای مربوط به سیاستهای برقرسانی تحت حمایت دولت و تعیین کمیت آنها، کربنزدایی از ترکیب تولید برق، و برآورد تقاضای انرژی و انتشار کربن در سطح خودرو را برجسته میکند. علاوه بر این، علاقه این مطالعه در زمینه سنگاپور نهفته است. هدف این مقاله پرداختن به شکافهای ذکر شده در بالا و ارائه تخمینهای تقاضای انرژی و پتانسیل کاهش انتشار کربن برای وسایل نقلیه حملونقل جادهای در سنگاپور پس از اعمال یک سیاست ۱۰۰% برقرسانی است.
۳٫ روش شناسی و جمع آوری داده ها
در این بخش ابتدا روشی برای برآورد تقاضای انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای ارائه می شود. این امر با ایجاد معادلات ریاضی، مجموعه مجموعه داده ها و تعاریف سناریو دنبال می شود.
۳٫۱٫ روش شناسی
روش اتخاذ شده در این مقاله یک رویکرد چند مرحله ای برای تعیین تقاضای انرژی و چشم انداز انتشار کربن برای حمل و نقل جاده ای سنگاپور دارد که به شرح زیر است:
-
مجموعه ای از پایگاه های داده پارامترهای خودرو برای هر نوع وسیله نقلیه برای زمان حال (یعنی جمعیت وسیله نقلیه، مصرف سوخت و غیره) ایجاد کنید.
-
تقاضای انرژی فعلی هر یک از ۹ زیر کلاس خودرو را استخراج کنید.
-
عوامل انتشار بنزین/دیزل را تعیین کنید.
-
انتشار کربن موجود را با استفاده از مقادیر مراحل ۲ و ۳ استخراج کنید.
-
مجموعه ای از پایگاه داده ها و مفروضات پارامترهای خودرو برای هر زیر کلاس خودرو برای سال ۲۰۴۰ ایجاد کنید.
-
تقاضای انرژی ۲۰۴۰ هر یک از ۹ زیر کلاس خودرو را استخراج کنید.
-
ایجاد سیاست های سناریوی ترکیبی تولید برق برای استخراج فاکتورهای انتشار شبکه.
-
انتشار کربن ۲۰۴۰ را بر اساس فاکتورهای مختلف انتشار از ۷ استخراج کنید.
-
کاهش تقاضای انرژی را از مراحل ۲ و ۶ محاسبه کنید.
-
کاهش انتشار کربن بالقوه را از مراحل ۴ و ۸ در تمام سناریوها محاسبه کنید.
۳٫۲٫ تئوری
در این زیر بخش معادلات محاسبه تقاضای انرژی ارائه و توضیح داده شده است.
۳٫۲٫۱٫ تقاضای فعلی انرژی
جایی که تقاضای انرژی برای یک زیر کلاس خودرو معین است v در مگاژول (MJ) در طول یک سال، مصرف انرژی یک زیر کلاس خودرو مشخص است v در لیتر در ۱۰۰ کیلومتر، مقدار حرارتی نوع سوخت است f بر حسب MJ/kg، چگالی نوع سوخت داده شده است f بر حسب کیلوگرم در لیتر، میانگین مسافت پیموده شده روزانه یک زیر کلاس خودرو است v، و جمعیت وسایل نقلیه است. پنج کلاس خودرو (اتوبوس های عمومی، خودروهای شخصی، باربری جاده ای، موتور سیکلت و تگرگ سواری) و دو نوع سوخت (بنزینی و دیزلی) وجود دارد. به سادگی در سراسر کلاس های خودرو با هم جمع می شود تا تقاضای انرژی فعلی را در کل محاسبه کند.
۳٫۲٫۲٫ تقاضای انرژی در سال ۲۰۴۰
جایی که تقاضای انرژی سالانه ۲۰۴۰ بر حسب کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) یک نوع معین از زیر کلاس خودرو است. v. مصرف انرژی یک زیر کلاس خودرو است، v در وات بر کیلومتر، میانگین مسافت پیموده شده سالانه بر حسب کیلومتر است و جمعیت وسیله نقلیه برای یک EV معین است.
۳٫۲٫۳٫ انتشار کربن فعلی و ۲۰۴۰
۳٫۳٫ جمع آوری داده ها
۳٫۳٫۱٫ ضریب انتشار سوخت
۳٫۳٫۲٫ اطلاعات خودرو و سوخت
۳٫۴٫ تعاریف سناریو
۳٫۴٫۱٫ سناریوهای ترکیبی تولید برق
سناریوی ۵ برای اصلاح سناریوی ۲ با ترکیب ۳۰ درصد گاز طبیعی در ترکیب تولید برق و تخصیص مجدد وزن بین بقیه حامل های انرژی طراحی شده است. این احتمالاً می تواند به عنوان یکی از سناریوهای واقعی تر عمل کند زیرا وابستگی به گاز طبیعی در حال حاضر قابل توجه است.
۳٫۴٫۲٫ سناریوهای الکتریکی سازی مبتنی بر کلاس خودرو
۴٫ نتایج
ابتدا، مقایسه ای بین تقاضای انرژی فعلی و ۲۰۴۰ حمل و نقل جاده ای ارائه شده است. در ادامه، نتایج تجزیه و تحلیل مبتنی بر سناریو ارائه و مورد بحث قرار میگیرد و تأثیر شش سناریو بر پتانسیل کاهش انتشار کربن تحلیل میشود.
۴٫۱٫ تقاضای انرژی کنونی در برابر ۲۰۴۰
مقایسه پتانسیل تقاضای انرژی بین سال کنونی و سال ۲۰۴۰ پتانسیل کاهش قابل توجهی از ۵۹٫۲۷٪ تا ۸۱٫۶۴٪ را در تمام وسایل نقلیه نشان می دهد که بیشترین درصد کاهش در خودروهای سواری-تگرگ با سوخت دیزلی مشاهده شده است. کاهش شدید تقاضای انرژی برای خودروهای شخصی ناشی از این سیاست است که هر خودروی شخصی باید پس از ده سال از جاده سنگاپور خارج شود و تا سال ۲۰۴۰، تمام خودروهای ICE باید از بازار خارج شوند.
۴٫۲٫ تحلیل مبتنی بر سناریو
در این بخش، نتایج حاصل از تحلیل مبتنی بر سناریو ارائه و تحلیل میشود.
۵٫ بحث
نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل سناریو نشان میدهد که تقاضای انرژی در سال ۲۰۴۰ پس از برقیسازی کامل ۹ زیر کلاس خودرو به دلیل بهبود راندمان پیشرانه، کاهش ۵۹٫۲۷ تا ۸۱٫۶۴ درصدی را تجربه خواهد کرد.
این مطالعه این سناریوهای مخلوط انرژی را برای بررسی ارتباط بین کربن زدایی شبکه و الکتریکی شدن ناوگان وسایل نقلیه ترکیب می کند. سناریوهای ۱ تا ۵ ادغام فنآوریهای انرژی پاک مانند واردات هیدروژن، انرژی هستهای و الکتریسیته را در سیستم قدرت، در کنار برقیسازی کامل کلاسهای مختلف خودرو بررسی میکنند.
در ۹ زیر کلاس خودرو، معرفی منابع تجدیدپذیر حامل های انرژی به شبکه پتانسیل کاهش را به طور متوسط تا ۸۹٫۳۰ درصد در بهترین حالت ترکیبی تولید برق افزایش می دهد (سناریو ۳). نتایج نشان میدهد که پتانسیل کاهش بیشتر از ۴۵٫۸۴ تا ۹۳٫۶۴ درصد در تمام زیر کلاسهای خودرو وجود دارد. این امر بر اهمیت حداکثر استفاده از منابع انرژی کم کربن در کنار برقی کردن وسایل نقلیه برای بهینه سازی کاهش کربن تاکید می کند. علاوه بر این، بازده ثابت هر یک از فناوریهای تولید برق را فرض میکند. با بهبود بازده تبدیل، کاهش فقط بیشتر افزایش می یابد.
تجزیه و تحلیل نشان می دهد که خودروهای شخصی بالاترین میانگین پتانسیل کاهش کربن (۵٫۵۶ ± ۳۶٫۲۲٪) را در سناریوهای ۱ تا ۵ دارند، که به این دلیل است که آنها ۶۲٫۹۴٪ از کل جمعیت کلاس خودرو را تشکیل می دهند. برعکس، موتورسیکلتها به دلیل تقاضای نسبتاً کم انرژی، کمترین پتانسیل کاهش میانگین انتشار را در تمام سناریوها دارند (۳۱/۰ ± ۱٫۶۱٪) در حالی که دومین سهم (۱۵٫۸۰٪) را در میان جمعیت کلاس وسایل نقلیه دارند.
تحقیقات ما در درجه اول بر داده های تجربی مربوط به مرحله عملیاتی وسایل نقلیه در بخش حمل و نقل جاده ای سنگاپور متمرکز است. در حالی که این بینشهای ارزشمندی را در مورد استراتژیهای کاهش انتشار ارائه میکند، مهم است که برخی از پیشرفتهایی را که میتوانند عمق تحقیقات آینده را افزایش دهند، اذعان کنیم.
اولاً، ترکیب دادههای مربوط به تولید و انتشار فاز پایان عمر، مروری جامعتر از تلاشهای کاهش کربن حملونقل جادهای سنگاپور ارائه میکند. این گسترش میتواند تأثیر چرخه حیات کامل انتشارات وسایل نقلیه را روشن کند، و سیاستگذاران را به سمت اقدامات مؤثرتر پایداری هدایت کند.
ثانیاً، مطالعه ما تخمینهای تقاضای انرژی برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) را بر اساس یک بازده پیشرانه خاص استوار میکند. با این حال، پیشرفتهای مداوم در فنآوریهای خودرو و ادغام رانندگی خودکار در سیستمهای حملونقل ممکن است به بهبود کارایی پیشرانه منجر شود. بررسی این پیشرفتها میتواند تصویر واضحتری از کاهش انتشار گازهای گلخانهای بالقوه قابل دستیابی از طریق نوآوریهای تکنولوژیکی ارائه دهد.
علیرغم این محدودیتها، برقیسازی موفقیتآمیز بخش حملونقل جادهای سنگاپور و متنوعسازی مداوم ترکیب تولید برق به سمت منابع انرژی پاکتر نشاندهنده پیشرفت سالم به سمت اهداف کربنزدایی این کشور است. این دستاوردها بر اهمیت ادامه تحقیقات و تطبیق سیاست ها برای اطمینان از نتایج زیست محیطی پایدار تأکید می کند.
۶٫ نتیجه گیری
این مطالعه یک تحلیل تجربی از بخش حملونقل جادهای سنگاپور را با تمرکز بر پیشبینی تقاضای انرژی، پتانسیل کاهش انتشار کربن و تأثیر سیاستهای برقرسانی انجام داد. این مطالعه با پیشبینی یک سناریوی ۱۰۰ درصدی برقرسانی تا سال ۲۰۴۰، کاهش قابلتوجهی در تقاضای انرژی در انواع خودروهای مختلف با کاهش بالقوه از ۵۹٫۲۷ درصد تا ۸۱٫۶۴ درصد پیشبینی کرد.
این روش، پارامترهای دقیق خودرو، دادههای مصرف سوخت و عوامل انتشار را برای محاسبه تقاضاهای انرژی فعلی و آینده و انتشار کربن یکپارچه میکند. همچنین شش سناریو ترکیبی تولید برق را در نظر گرفت که از منابع انرژی فعلی گرفته تا مخلوطهای متنوع، از جمله انرژیهای تجدیدپذیر و فناوریهای کم کربن را شامل میشود.
نتایج پتانسیل کاهش انتشار قابل توجهی را در تمام سناریوها نشان داد، با کاهش ۹۳٫۶۴٪ در وسایل نقلیه سواری-تگرگ مبتنی بر دیزل تحت ترکیبهای تولید برق خاص. خودروهای شخصی بالاترین پتانسیل کاهش کربن را به نمایش گذاشتند و پس از آن حمل و نقل جاده ای، تگرگ سواری، اتوبوس های عمومی و موتورسیکلت ها قرار گرفتند. استفاده از چارچوب تجربی پیشنهادی نه تنها بر اهمیت انتقال از وسایل نقلیه ICE به وسایل نقلیه الکتریکی تاکید میکند، بلکه بر نقش منابع انرژی پاکتر در بهینهسازی کاهش کربن تاکید میکند. یافتههای این مطالعه، بینشهای ارزشمندی را برای سیاستگذاران و ذینفعان ارائه میکند و مسیری بهینه را برای کربنزدایی بخش حملونقل جادهای سنگاپور و کمک به تلاشهای جهانی آب و هوا نشان میدهد.
یافته های کلیدی این مطالعه را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
- (۱)
-
پیشبینی میشود که برقی کردن هر ۹ زیر کلاس وسایل نقلیه حملونقل جادهای، تقاضای انرژی را به طور متوسط ۷٫۵۷ ± ۶۹٫۳۳ درصد کاهش دهد. این کاهش قابل توجه را می توان در درجه اول به افزایش راندمان خودرو مرتبط با برق رسانی نسبت داد.
- (۲)
-
حتی با ترکیب فعلی تولید برق، برقیسازی کامل هر ۹ زیر کلاس خودرو میتواند ۱۳٫۱۰ ± ۴۶٫۹۰ درصد از انتشار کربن را کاهش دهد و مزایای زیستمحیطی فوری قابل دستیابی از طریق برقیسازی را برجسته کند.
- (۳)
-
در سناریوی بهینه که در آن ۱۰۰ درصد برقرسانی با فناوریهای کم کربن ادغام شده در سیستم قدرت همراه است، پتانسیل کاهش انتشار به طور قابلتوجهی به ۲٫۶۴ ± ۸۹٫۳۰ درصد افزایش مییابد. این نشان دهنده اهمیت رویکردهای هم افزایی برای دستیابی به کاهش قابل توجهی در انتشار کربن است.
- (۴)
-
این تحقیق دو مسیر اصلی را برای کربن زدایی حمل و نقل جاده ای شناسایی می کند: برقی کردن کامل ناوگان وسایل نقلیه و پذیرش حامل های انرژی کم کربن در سیستم قدرت. این مسیرها استراتژی های امیدوارکننده ای را برای دستیابی به سیستم های حمل و نقل پایدار و سازگار با محیط زیست ارائه می دهند.
منبع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری | متن کامل رایگان | برآورد تقاضای انرژی و پتانسیل کاهش انتشار کربن در بخش حمل و نقل جاده ای آینده سنگاپور
,۲۰۲۴-۰۶-۰۳ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/16/11/4754
آینده , انتشار , انرژی , ای , بخش , برآورد , پایداری , پتانسیل , تقاضای , جاده , حمل , در , رایگان , سنگاپور , کامل , کاهش , کربن , متن , نقل
- دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
- پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
- پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.