https://frosthead.com

האם משלוח מזלט טוב לסביבה?

ישנם יותר ממיליון מל"טים הרשומים בארה"ב. רובם שייכים לאנשים שטסים אותם לשם הכיף, אך מספר הולך וגדל משמשים באופן מסחרי. חברות הכוללות אמזון, UPS, גוגל ו- DHL כבר בוחנות דרכים להעביר חבילות עם מל"טים במקום משאיות. המחקר החדש שלנו מדד כיצד שינוי זה ישנה את האופן בו ארה"ב משתמשת באנרגיה ואת ההשפעות הסביבתיות הנובעות מכך.

מצאנו כי במקרים מסוימים שימוש במזל"טים המופעלים באמצעות חשמל ולא במשאיות או טנדרים המונעים בסולר עלול להפחית את השימוש באנרגיה ופליטת גזי חממה. אך במקרים אחרים, שימוש במשאיות - במיוחד אלה המופעלות באמצעות חשמל - יהיה יעיל ונקי יותר.

משק החשמל האמריקני עבר במהירות לייצור חשמל עם פחות פליטות גזי חממה. אולם התחבורה עדיין מופעלת ברובה על ידי דלקים המיוצרים מנפט וכעת הם המקור הגדול ביותר לפליטת גזי חממה בארה"ב. כרבע מפליטות התחבורה, המקבילה ל -415 מיליון טון מטרי פחמן דו חמצני, מגיעה בינונית-כבדה- משאיות חובה, סוגי הרכבים המספקים משא למחסנים, עסקים ובתי צרכנים.

הפחתת הצורך בהובלות באמצעות משלוח חבילות עם מל"טים חשמליים עשויה לחסוך דלק, ועלול לפליטת פחמן. הדגמנו כמה תשתמש באספקת מזלט אנרגיה וכיצד זה יהיה שונה מהאופן בו מועברים חבילות כעת.

מציאת השימוש באנרגיה של מזל"ט

ראשית, הצוות שלנו - בהובלת המעבדה הלאומית של לורנס ליברמור, וכולל חוקרים מאוניברסיטת קרנגי מלון, SRI אינטרנשיונל ואוניברסיטת קולורדו – בולדר - מדדו את השימוש האנרגטי במזל"טים בסגנון quadcopter ואוקטוקופטר הנושאים עומסים שונים. כמות האנרגיה שמשתמש במזל"ט תלויה בכמותה של המזל"ט עצמו, בסוללות שלו ובכל חבילות שהיא נושאת - כמו גם גורמים אחרים, כולל כמה מהר התנועה ותנאי הרוח.

לצורך הערכה כוללת, התמקמנו במזל"ט quadcopter שמסוגל לספק חבילה של 1.1 ק"ג (0.5 ק"ג) ומזל"ט אוקטוקופטר שמסוגל לספק חבילה של 8.6 ק"ג (8 ק"ג), כל אחד עם טווח של כ -2.5 מיילים. (4 ק"מ). שקלנו מגוון של טכנולוגיות ודלקים של סוללות, אך התמקדנו בסוללות מבוססות ליתיום למקרה הבסיסי שלנו, מכיוון שזה מה שמפעיל את רוב המל"טים הנוכחיים.

השוואת פליטות

למרות שהוא נלחם בכוח המשיכה להישאר בגובה, מזל"ט חשמלי משתמש בהרבה פחות אנרגיה לקילומטר מאשר משאית אספקה ​​מפלדה כבדה בוערת סולר. אך משאית או טנדר מסירה יכולים לשאת חבילות רבות בבת אחת, ולכן יש להקצות את צרכי האנרגיה ואת ההשפעות הסביבתיות לכל חבילה.

רכבי משלוח שונים יכולים לפעול על דיזל, גז טבעי, חשמל או בנזין, כאשר לכל אחד מהם מאפייני אנרגיה ופליטות שונים. כללנו גם את ההשפעות הסביבתיות של ייצור דלקים אלה ושל ייצור סוללות רכב חשמלי. האנרגיה הדרושה להפיכת נפט גולמי לסולר יכולה להוסיף עוד 20 אחוזים או יותר מגזי החממה לכמות הנוצרת בעת צריבת הדלק. ובעוד שיצור סוללות משתפר, הפיכת סוללות עדיין מייצרת פחמן דו חמצני.

ואז חישבנו את כמות גזי החממה הנפלטים. שריפת גלון סולר פולטת כ -10 ק"ג של פחמן דו חמצני, אך פליטת חשמל משתנה לפי אזור, תלוי באופן ייצורו. באזורים מסוימים שורפים יותר פחם וגז טבעי לייצור חשמל, בעוד שבאחרים יש פחות דלקים מאובנים וסומכים יותר על אנרגיה גרעינית, מים, רוח ושמש.

באופן כללי, ייצור החשמל בארצות הברית הולך ומתנקה עם הזמן. כדי להראות את מגוון צרכי האנרגיה וההשפעות הסביבתיות, הקדשנו תשומת לב מיוחדת לקליפורניה, שיש לה רשת בעלת פחמן נמוך, ולמיזורי שנמצאת באזור עתיר פחמן.

מחסנים נוספים?

בנוסף, כדי לשרת מל"טים עם טווח מוגבל, חברות יצטרכו לשנות את אופן השימוש במערכות המסירה שלהם באנרגיה. מל"טים יכלו להעביר חפצים ברגליים מרובות, כמעט כמו הפוני אקספרס או שכבות המיטה שעשו עם סוסים בימיו הראשונים של המערב האמריקני. לחלופין, כפי שאמזון בודקת, מחסנים מקומיים קטנים יותר יכולים לשרת יעדי משלוח מרכזיים בטווח המזלטים.

חישבנו כי שירות העיר סן פרנסיסקו ידרוש כארבעה מחסנים עירוניים עם בסיסי מזל"ט. כדי לכסות את אזור המפרץ הגדול יותר, יהיה צורך בעשרות מחסנים חדשים, שכל אחד מהם זקוק לחשמל ולגז טבעי שעלול לפעול, ממש כמו מחסנים אחרים. כללנו את השימוש האנרגטי הנוסף הזה בהערכות שלנו.

משלוח מזלט קטן יכול לחסוך פליטות

תוך שילוב כל הגורמים, מצאנו כי משלוח חבילות במל"טים קטנים יכול להיות טוב יותר לסביבה מאשר למשלוח עם משאיות. בממוצע בארה"ב, משלוח משאיות של חבילה מביא לכמיליון ק"ג של פליטת גזי חממה. בקליפורניה, משלוח מזלט של חבילה קטנה יביא לכ- 0.42 ק"ג של פליטת גזי חממה. זה חיסכון של 54 אחוזים מ 0.92 ק"ג גזי חממה הקשורים לחבילה שהועברה על ידי משאית במצב זה. במיזורי עתירת פחמן השיפור יהיה קטן יותר - ירידה של 23 אחוזים בלבד - אך עדיין טובה יותר.

מל"טים קטנים היו טובים יותר מכל משאית או טנדר, בין אם מונעים על ידי סולר, בנזין, גז טבעי או אפילו חשמל.

הממצאים שלנו לגבי מל"טים גדולים יותר היו פחות ברורים. הם היו טובים יותר ב -9 אחוזים מאשר במשאיות דיזל בקליפורניה, אך גרועים בהרבה כשהוא טעון במיזורי. מכיוון שמל"טים גדולים זקוקים ליותר קילוואט שעות כדי לטוס קילומטר, עוצמת הפחמן של החשמל באמת חשובה למל"טים גדולים. אפילו במקומות בהם בדרך כלל מופק אנרגיה ממקורות נקיים, סביר להניח שעדיף לספק חבילות גדולות יותר עם טנדרים חשמליים או משאיות חשמליות ולא מל"טים גדולים, בגלל אנרגיית המחסן הנוספת הדרושה למל"טים.

אבל אם שכחת את אותו מרכיב חיוני לארוחת הערב של הלילה, הממצאים שלנו מראים שעדיף שהמכולת תשלח אליך במזל"ט ולא לקחת את המכונית שלך לחנות ובחזרה.

השלבים הבאים לקיימות

כמו כל מודל אנרגיה, הערכות שלנו יכולות להשתנות בהתאם להנחות בהן נעשה שימוש. כמות השטח הדרושה לאחסון חבילות למל"טים, וכמה השימוש במזל"טים באנרגיה הם גורמים חשובים, כמו גם טביעת הרגל הפחמנית של החשמל המשמש. במאמר שלנו אנו חוקרים כיצד התוצאות משתנות תחת הנחות שונות.

עבור רכבי משלוח קרקעי, הדרכים הטובות ביותר לשיפור היעילות כוללות הגדלת מספר החבילות שנמסרות לקילומטר או מעבר למשאיות או טנדרים חשמליים למסירה.

ככל שיותר חברות יתחילו להשתמש במזל"טים, משלוח חבילות יהיה אחת המשימות שלהם. כדי למקסם את היתרונות הסביבתיים הפוטנציאליים, חברות צריכות להתמקד בשימוש במל"טים קטנים יותר טעונים בחשמל דל פחמן בכדי לספק חבילות קלות, ובהגבלת כמה שטחי מחסן מוקדשים להגשת מל"טים. חבילות כבדות יותר הן ככל הנראה המתאימות ביותר לרכבי קרקע יעילים, לרוב חשמליים, המספקים קרקע. הרווחים הגדולים ביותר יגיעו משיפור היעילות האנרגטית של המחסנים ובאופן חיוני, הפחתת כמות החשמל המיוצרת מדלקים עתירי פחמן. עכשיו אנחנו רק צריכים לעשות משהו בקשר לרעש של כל אותם מדחפי תקורה.


מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation. השיחה

קונסטנטין סמארס, עוזר פרופסור להנדסה אזרחית וסביבתית, אוניברסיטת קרנגי מלון

ג'ושואה סטולארוף, מדען הסביבה, המעבדה הלאומית של לורנס ליברמור

האם משלוח מזלט טוב לסביבה?