Транспортное средство с нулевым уровнем выбросов , или ЗЕВ , является транспортным средством , которое никогда не излучает выхлопной газа от бортового источника электроэнергии. [1] [2]
Терминология
Вредные для здоровья и окружающей среды загрязнители включают твердые частицы ( сажу ), углеводороды , окись углерода , озон , свинец и различные оксиды азота . Несмотря на то, что первоначальные определения Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB) или Агентства по охране окружающей среды США (EPA) не считаются загрязнителями выбросов , в последнее время термин также включает летучие органические соединения , некоторые токсичные вещества для воздуха (в первую очередь 1,3-бутадиен). ), а также глобальные загрязнители, такие как двуокись углерода и другие парниковые газы . [3]
Транспортные средства с нулевым уровнем выбросов называются транспортными средствами с отрицательным выбросом углерода или которые выделяют меньше загрязняющих веществ, чем другие транспортные средства, могут быть отнесены к транспортным средствам с нейтральным выбросом углерода или с низким уровнем выбросов. Примерами автомобилей с полунулевым уровнем выбросов являются автомобили, работающие на природном газе, поскольку они не обладают таким положительным выбросом углерода, автомобили, соответствующие стандартам выбросов Евро-6, поскольку они используют каталитический нейтрализатор и системы рециркуляции выхлопных газов, а также гибридные электромобили, поскольку они могут приводиться в движение только на электричестве. режиме и в двойном режиме, тем самым снижая выбросы CO2 на 50%.
Примеры транспортных средств с нулевым уровнем выбросов с различными источниками энергии могут включать транспортные средства с приводом от мускулов, такие как велосипеды , электрические велосипеды и гравитационные гонщики .
Автомобили
Также другие электромобили , работающие на аккумуляторных батареях , которые могут переносить выбросы в то место, где вырабатывается электроэнергия (если электричество поступает с угольных или газовых электростанций - в отличие от гидроэлектростанций, энергии ветра , солнечной энергии или атомных электростанций); [4] и автомобили на топливных элементах, работающие на водороде , которые могут переносить выбросы в то место, где образуется водород. Он не включает автомобили с водородными двигателями внутреннего сгорания, потому что они действительно производят некоторые выбросы (хотя и практически без выбросов ). Сюда также не входят автомобили, работающие на 100% биотопливе, поскольку они также выделяют выхлопные газы, несмотря на то, что в целом являются углеродно-нейтральными.
Таким образом, выбросы в процессе производства не включены в это определение, и утверждалось, что выбросы, которые создаются во время производства, в настоящее время имеют порядок величины, сопоставимой с выбросами, которые образуются в течение срока службы транспортного средства. [5] [6]
Однако эти автомобили находятся на ранних стадиях своего развития; производственные выбросы могут уменьшиться за счет развития технологий, промышленности, перехода к массовому производству и постоянно растущего использования возобновляемых источников энергии во всех цепочках поставок.
История
Выбросы от колодца к колесам
Термин «нулевые выбросы» или ZEV, первоначально введенный Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB), относится только к выбросам автотранспортных средств от бортового источника энергии. Таким образом, определение CARB учитывает только загрязняющие вещества, выбрасываемые в момент эксплуатации транспортного средства, а преимущества чистого воздуха обычно являются локальными, поскольку в зависимости от источника электроэнергии, используемой для подзарядки батарей, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу переносятся в место расположения электростанции. [7] В более широкой перспективе электричество, используемое для подзарядки батарей, должно производиться из возобновляемых или чистых источников, таких как энергия ветра , солнца , гидроэлектроэнергии или ядерная энергия, чтобы у ZEV практически не было выбросов от скважины к колесам или они были нулевыми. [7] [8] Другими словами, если ZEV заряжаются от электричества, вырабатываемого заводами, работающими на ископаемом топливе, они не могут считаться нулевыми выбросами. [9]
Однако распространение транспортных средств с электроприводом может помочь в разработке систем для зарядки аккумуляторов электромобилей от избыточного электричества, которое нельзя использовать иначе. Например, ночью спрос на электроэнергию является самым низким, и избыточная выработка электроэнергии в это время может быть использована для подзарядки батарей электромобилей. Стоит отметить, что возобновляемые источники, такие как ветряные турбины или атомные электростанции, менее управляемы с точки зрения количества вырабатываемой электроэнергии по сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе; большинство возобновляемых источников энергии известны как источники прерывистой энергии . Следовательно, освоение этих ресурсов приведет к избыточной энергии, которую можно будет лучше использовать при разработке электромобилей. [10] Кроме того, большинство электромобилей используют рекуперативные тормоза и другие системы оптимизации, которые повышают энергоэффективность этих транспортных средств.
Транспортные средства на топливных элементах (FCV) могут еще больше помочь с точки зрения развития устойчивых источников энергии, поскольку эти автомобили используют водород в качестве топлива. Сжатый водород можно использовать в качестве элемента хранения энергии, а электричество необходимо хранить в батареях. Водород можно производить с помощью электричества посредством электролиза , и это электричество может поступать из зеленых источников. Водород можно производить на месте, например, на ветряных электростанциях, когда генерируемая электроэнергия не требуется, или он может быть подключен к сети, чтобы использовать избыточную электроэнергию из сети и производить электричество, например, на водородных насосных станциях. В результате разработка FCV может стать большим шагом на пути к устойчивому развитию и сокращению выбросов парниковых газов в долгосрочной перспективе. [11]
В других странах другое определение ZEV, следует отметить недавнее включение парниковых газов , поскольку многие европейские правила теперь регулируют выбросы углекислого газа CO 2 . Роль CARB в регулировании парниковых газов началась в 2004 году на основании Закона Павли 2002 года (AB 1493) , но была заблокирована судебными исками и EPA в 2007 году, отклонив требуемый отказ. Дополнительные обязанности были возложены на CARB Законом Калифорнии о решениях в области глобального потепления от 2006 года (AB 32), который включает в себя полномочия по установлению стандартов низкоуглеродного топлива . [7]
В результате расследования ложной рекламы, касающейся требований «с нулевым уровнем выбросов», Управление по стандартам рекламы (ASA) в Великобритании в марте 2010 г. постановило запретить рекламу Renault UK, касающуюся «автомобилей с нулевым уровнем выбросов», поскольку реклама нарушала CAP (Broadcast) TV Код правил 5.1.1, 5.1.2 (Ложная реклама) и 5.2.1 (Вводят Evidence) рекламно - и 5.2.6 (вводящей в заблуждение рекламы-Environmental претензий.) [12]
Парниковые газы и другие выбросы загрязняющих веществ образуются в процессе производства автомобилей. Выбросы при производстве на много факторов больше, чем выбросы из выхлопных труб, даже в автомобилях с бензиновым двигателем. Большинство отчетов о воздействии ZEV на климат не учитывают эти производственные выбросы. [5] [6], хотя в течение срока службы автомобиля выбросы от производства относительно невелики. [13]
Учитывая текущую структуру энергопотребления США , ZEV обеспечит в среднем сокращение выбросов углекислого газа на 58% на каждую пройденную милю. [14] С учетом текущих миксов энергии в других странах, было предсказано , что такие выбросы снизятся на 40% в Великобритании , [15] и 19% в Китае . [16]
Типы автомобилей с нулевым уровнем выбросов
Помимо транспортных средств , приводимых в движение животными и людьми , электромобили с аккумуляторными батареями (в том числе автомобили , самолеты и лодки) также не выделяют ни одного из вышеуказанных загрязнителей, ни каких-либо газов CO 2 во время использования. Это особенно важное качество в густонаселенных районах, где может серьезно пострадать здоровье жителей. Однако производство топлива, используемого для ZEV, например производство водорода из ископаемого топлива , может производить больше выбросов на милю, чем выбросы, производимые обычным транспортным средством, работающим на ископаемом топливе. [18] Оценка жизненного цикла от скважины до колеса необходима для понимания последствий выбросов, связанных с эксплуатацией ZEV.
Велосипеды
В середине 19 века владение велосипедом стало обычным явлением (во время велосипедного бума ) - задолго до массового владения автомобилями. В 1960-х велосипед Flying Pigeon стал самым популярным механизированным транспортным средством на планете. Около 210 миллионов электровелосипедов находятся на дорогах Китая.
Автомобили
Другие технологии транспортных средств с нулевым уровнем выбросов включают подключаемые гибриды (например, ДВС / электрическая батарея ) в электрическом режиме, некоторые подключаемые гибриды как в режиме подзарядки, так и в электрическом режиме (например, топливный элемент / электрическая батарея , двигатель со сжатым воздухом / электрическая батарея ), жидкость автомобили , работающие на азоте, автомобили на водороде (использующие топливные элементы или переделанные двигатели внутреннего сгорания ) и транспортные средства, работающие на сжатом воздухе, обычно заряжаемые медленными (домашние) или быстрыми (дорожная станция) электрическими компрессорами, автомобилями для хранения энергии с маховиком, автомобилями на солнечных батареях и трибридами .
Персональные транспортеры Segway - это двухколесные самобалансирующиеся машины с батарейным питанием, которые в одиннадцать раз более энергоэффективны, чем средний американский автомобиль. Работая от двух литий-ионных аккумуляторов, Segway PT производит нулевые выбросы во время работы и потребляет незначительное количество электроэнергии при зарядке от стандартной розетки. [19]
морской
Существуют ветряные наземные транспортные средства, работающие на ветру (с использованием ветряных турбин и воздушных змеев ). Для катеров и других плавсредств , регулярные и специальные паруса (как rotorsails , крыло паруса , турбо паруса , SkySails ) существуют , которые могут вывести их без выбросов.
Lloyd's Register заключила партнерское соглашение с консорциумом компаний для разработки корабля, работающего на аммиачном топливе. [20]
Воздуха
Электрический самолет - это самолет, приводимый в движение электродвигателями. Электроэнергия может подаваться различными способами, включая батареи, кабели заземления, солнечные элементы, ультраконденсаторы, топливные элементы и луч энергии. ... В период с 2015 по 2016 год Solar Impulse 2 совершил кругосветное плавание вокруг Земли с использованием солнечной энергии.
Поощрения
Автомобили с нулевым уровнем выбросов более экологичны.
Субсидии на проезд в общественном транспорте
Общественный транспорт Японии стремится к нулевым выбросам из-за растущей заботы об окружающей среде. Honda выпустила концептуальный автобус, в задней части которого установлены тренажеры для выработки кинетической энергии, используемой для движения.
Из-за того, что в общественном транспорте простаивает стоп-старт, рекуперативное торможение может стать возможностью для систем общественного транспорта будущего.
Субсидии на разработку электромобилей
В попытке сократить выбросы углерода, а также шумовое загрязнение в городах Южной Африки, Департамент науки и технологий Южной Африки (DST), а также другие частные инвестиции предоставили 5 миллионов долларов США через Инновационный фонд для развития Джоуля . Джоуля это пятиместный автомобиль, который планируется выпустить в 2014 году [21]
Зоны с низким и нулевым уровнем выбросов
В нескольких городах созданы зоны с низким уровнем выбросов .
Смотрите также
- Список электромобилей, доступных в настоящее время
- Стрела велосипеда
- Coda Automotive
- Электрическая рикша
- GM EV1
- Зеленый автомобиль
- Человеко-электрический гибридный автомобиль
- Гибридный автомобиль
- Стандарт низкоуглеродного топлива
- Автомобиль с низким уровнем выбросов
- Мили на галлон бензинового эквивалента
- Оптимальная энергия в джоулях
- Автомобиль с частичным нулевым уровнем выбросов
- Персональный автоматизированный транспорт
- Подключаемый гибрид
- Автомобиль со сверхвысоким уровнем выбросов
- Shweeb
- Renault ZE
- Тесла Моторс
- Уровень (стандарт выбросов)
- Автомобиль со сверхнизким уровнем выбросов
- Кто убил электромобиль? , документальный
- Город без углерода
- Нулевой выброс
- ZENN (нулевое излучение, отсутствие шума)
Рекомендации
- ^ Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (2009-03-09). «Глоссарий терминов по загрязнению воздуха: ZEV» . Проверено 21 апреля 2009 .
- ^ Кристин и Скотт Гейбл. «Что такое ZEV - Автомобиль с нулевым уровнем выбросов?» . About.com: Гибридные тележки и альтернативные виды топлива . Проверено 21 апреля 2008 .
- ^ Центр данных по альтернативным видам топлива и передовым транспортным средствам. «Альтернативные и современные автомобили: загрязнители и здоровье» . Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, Министерство энергетики США . Проверено 21 апреля 2009 .
- ^ «Существующая угольная карта - помимо угля - Sierra Club» . Проверено 30 мая 2015 года .
- ^ а б Майк Бернерс-Ли (23 сентября 2010 г.). «Производство автомобиля создает столько же углерода, сколько и его вождение» . Хранитель . Проверено 30 мая 2015 года .
- ^ а б «Расчет реального углеродного следа транспортных средств» . Проверено 30 мая 2015 года .
- ^ а б в Сперлинг, Дэниел и Дебора Гордон (2009). Два миллиарда автомобилей: на пути к устойчивости . Издательство Оксфордского университета , Нью-Йорк. С. 22–26 . ISBN 978-0-19-537664-7.
- ^ Дэвид Б. Сандалоу , изд. (2009). Электромобили с подзарядкой от сети: какова роль Вашингтона? (1-е изд.). Институт Брукингса . С. 2–5. ISBN 978-0-8157-0305-1.
- ^ Пальма, Эрик (2009-05-01). «Исследование: электромобили не так экологичны, как вы думаете | Зеленые технологии - CNET News» . News.cnet.com . Проверено 18 апреля 2010 .
- ^ Lopes, JA Peças, PM Rocha Алмейда и FJ Соарес. «Использование транспортных средств в сеть для максимальной интеграции периодически возобновляемых источников энергии в изолированные электрические сети». Чистый Электроэнергетические, 2009 Международная конференция по . IEEE, 2009 г.
- ^ Бартон, Джон П. и Дэвид Г. Инфилд. «Хранение энергии и ее использование с прерывистой возобновляемой энергией». Транзакции IEEE по преобразованию энергии 19.2 (2004): 441-448.
- ^ ASA Adjudication на Renault UK Ltd Архивированный 5 апреля 2010, в Wayback Machine
- ^ «Компенсируют ли отходы производства гибридных автомобилей преимущества гибридов?» . howstuffworks.com . 6 декабря 2010 г.
- ^ «Разрушитель мифов об электромобиле - Выбросы от автомобиля до колеса» . CleanTechnica . 2018-02-19 . Проверено 31 марта 2019 .
- ^ «Меньше CO2» . Мой электромобиль. Архивировано из оригинала на 2010-05-08 . Проверено 18 апреля 2010 .
- ^ «McKinsey, Большой Китай» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 16 декабря 2011 года . Проверено 30 мая 2015 года .
- ^ PRNewswire (28 марта 2013 г.). «И теперь есть один… Tesla Model S объявлена мировым зеленым автомобилем в 2013 году» . International Business Times . Архивировано из оригинала на 2013-05-24 . Проверено 28 марта 2013 .
- ^ «Исследование Массачусетского технологического института: водородный автомобиль - не панацея для окружающей среды» . EurekAlert! . 10 марта 2003 . Проверено 30 мая 2015 года .
- ^ «Whitepaper„Роль Segway PT в области сокращения выбросов “ » . archive-it.org .
- ^ «Вопросы и ответы: Регистр Ллойда о будущем судов, работающих на аммиаке» . Судовые технологии . 10 марта 2020.
- ^ «Экологические темы и устойчивое развитие» . Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 30 мая 2015 года .
Внешние ссылки
- Рейтинг, Смог. «DriveClean California» . DriveClean . Проверено 8 июня 2017 . Официальный сайт Калифорнии о ZEV и PZEV
- Хейвуд, Джон Б. (16 августа 2006 г.). «Заправляя наше транспортное будущее» . Scientific American . 295 (3): 60–63. DOI : 10.1038 / Scientificamerican0906-60 . PMID 16925036 . Проверено 8 июня 2017 .
- «стратегический брокер в отрасли чистых транспортных технологий» . CALSTART . Проверено 8 июня 2017 .
- Феликс Крамер и Макс Баумхефнер (5 марта 2013 г.). «Хорошие и зеленые причины для выбора электромобиля в этом году» . nrdc.org . Совет по защите природных ресурсов . Проверено 31 августа 2016 года .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )