Συνέπειες κόστους και πόρων των ελαφρών οχημάτων για την αντιμετώπιση των κλιματικών ανησυχιών

Τρία διασυνδεδεμένα έγγραφα (Harvey 2017, 2018a,b) αξιολογούν (i) τις επιπτώσεις για τη μακροπρόθεσμη τιμή του πετρελαίου κατά την επίτευξη μειώσεων στο CO₂ εκπομπές που συνάδουν με τη συμφωνία του Παρισιού για το κλίμα για τον περιορισμό της μέσης υπερθέρμανσης του πλανήτη σε όχι περισσότερο από 2,0⁰C πάνω από την προβιομηχανική. (ii) τη σκοπιμότητα και το κόστος της επίτευξης αυτών των μειώσεων για τα επιβατικά ελαφρά οχήματα (LDV) και (iii) τις επιπτώσεις όσον αφορά τις απαιτήσεις χερσαίας έκτασης ή μεταλλικών πόρων των διαφόρων επιλογών για την επίτευξη των απαιτούμενων μειώσεων για τη χρήση λαδιού LDV.

Προκειμένου να έχουμε μόνο 60% πιθανότητες να παραμείνουν κάτω από τον στόχο του Παρισιού, οι παγκόσμιες εκπομπές ορυκτών καυσίμων θα πρέπει να μειωθούν στο μηδέν έως το 2060 περίπου. Οι επιλογές για την εξάλειψη της χρήσης πετρελαίου για LDV μέχρι τα μέσα του αιώνα περιλαμβάνουν περιορισμούς στην αύξηση της ζήτησης μεταφορών από LDV, παραγωγή υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων (HEV) που είναι 3-4 φορές πιο αποδοτικά σε καύσιμα στην αστική οδήγηση και 2-3 φορές πιο αποδοτικά στην οδήγηση σε αυτοκινητόδρομο από τα σημερινά συμβατικά οχήματα, μετατοπίζοντας ορισμένες ή όλες τις απαιτήσεις καυσίμου HEV σε Ηλεκτρική ενέργεια χωρίς C (χρησιμοποιώντας υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα plug-in [PHEV] ή ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία [BEV]), ή αντικατάσταση των υπολειμματικών απαιτήσεων καυσίμων με βιοκαύσιμα ή υδρογόνο, τα οποία παράγονται ηλεκτρολυτικά από πηγές ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς C (μεταξύ άλλων επιλογών).

Ο Harvey (2017) προσδιορίζει συνδυασμούς τεχνικών και συμπεριφορικών μέτρων σε όλους τους κλάδους που καταναλώνουν πετρέλαιο που οδηγούν σε προοδευτικά χαμηλότερη παγκόσμια ζήτηση για πετρέλαιο, καταλήγοντας σε ένα σενάριο που εξαλείφει την παγκόσμια ζήτηση πετρελαίου έως το 2060. Η σωρευτική κατανάλωση πετρελαίου από το 2010 έως το σημείο μηδενισμού Η επίτευξη ζήτησης πετρελαίου συγκρίνεται με μια καμπύλη σωρευτικής προσφοράς πετρελαίου έναντι οριακού κόστους.

Υποθέτοντας ότι το πετρέλαιο καταναλώνεται με σειρά αυξανόμενου κόστους, η τιμή του πετρελαίου δεν χρειάζεται να αυξηθεί σημαντικά πάνω από 25-35 $/βαρέλι. Ακόμη και πολύ λιγότερο αυστηρές προσπάθειες για τη μείωση του CO₂ Οι εκπομπές, στις οποίες η χρήση πετρελαίου είναι μόλις 20% κάτω από το επίπεδο του 2015 έως το 2100,  δεν χρειάζεται να δούμε το πετρέλαιο να αυξάνεται πολύ πάνω από τα 50 $/βαρέλι. Με ισχυρές κλιματικές πολιτικές, η αιχμή της ζήτησης πετρελαίου εμφανίζεται πριν συμβεί η κορύφωση της παραγωγής πετρελαίου με περιορισμό της προσφοράς. Αυτό θα καθιστούσε το ακριβό πετρέλαιο (>50$/βαρέλι) μόνιμα αντιοικονομικό. Αυτό περιλαμβάνει πετρέλαιο από την καναδική άμμο πετρελαίου (επί του παρόντος κοστίζει 65-95 $/βαρέλι για νέες εξελίξεις στο πράσινο πεδίο) και το μεγαλύτερο μέρος του σχιστολιθικού πετρελαίου (με τρέχον κόστος 48-65 $/βαρέλι) και πετρελαίου βαθιάς θαλάσσης.

Ο Harvey (2018a) εξετάζει την πρόσφατη βιβλιογραφία σχετικά με το αναμενόμενο μελλοντικό κόστος και την ενεργειακή ένταση των προηγμένων οχημάτων με κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICEV), HEV, PHEV, οχημάτων κυψελών καυσίμου (FCV) και BEV. Διενεργείται εκτενής ανάλυση μιας λεπτομερούς πρόβλεψης με βάση την προσομοίωση της εφικτής απόδοσης και του κόστους του οχήματος έως το 2045 από το Εθνικό Εργαστήριο Argonne. Προβλέπονται δύο οικονομικά μέτρα, η καθαρή παρούσα αξία και το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, τα προηγμένα HEV θα απαιτούσαν 3-4 φορές λιγότερα καύσιμα ανά χιλιόμετρο που οδηγείτε σε αστική οδήγηση από το σημερινό ICEV και 2-3 φορές λιγότερο στην οδήγηση σε αυτοκινητόδρομο, ενώ τα προηγμένα PHEV σε ηλεκτρική λειτουργία και τα προηγμένα BEV θα απαιτούσαν περίπου το 10% της ενέργειας (ως ηλεκτρική ενέργεια) ανά km που χρησιμοποιούν τα σημερινά ICEV (ως καύσιμο). Τα HEV είναι σχεδόν ανταγωνιστικά από πλευράς κόστους σήμερα, ενώ τα PHEV και τα BEV απαιτούν μεγάλες επιδοτήσεις. Αντί να επιδοτούν ή να επιβάλλουν την έγκαιρη υιοθέτηση PHEV και HEV στην αγορά, μια καλύτερη στρατηγική θα ήταν η ταχεία αύξηση των προτύπων απόδοσης καυσίμου των αυτοκινήτων σε αυτά που μπορούν να επιτευχθούν μόνο με HEVs, με μέτρια υποστήριξη για PHEVs, ακολουθούμενη από υποστήριξη για ενεργειακά αποδοτικά καύσιμα cell-PHEV και/ή BEVs εάν επιτευχθούν οι τεχνολογικές εξελίξεις που είναι απαραίτητες για χρονική κλίμακα αιώνα και μεγαλύτερη βιωσιμότητα.

Οι διαφορετικές στρατηγικές για την εξάλειψη της χρήσης πετρελαίου LDV έως το 2060 έχουν δραματικά διαφορετικές επιπτώσεις όσον αφορά τις απαιτήσεις χερσαίας έκτασης (για βιοκαύσιμα), τις πρόσθετες απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας (για ηλεκτρικά οχήματα ή την ηλεκτρολυτική παραγωγή υδρογόνου) και τη ζήτηση για δυνητικά περιοριστικά μέταλλα (Pt, Ru, Li και Nd ειδικότερα). Αυτές οι απαιτήσεις αξιολογούνται στο Harvey (2018b). Τα σενάρια για την ανάπτυξη του παγκόσμιου στόλου οχημάτων που χρησιμοποιείται στο Harvey (2017) συνδυάζονται με πρόσφατες εκτιμήσεις πιθανών μειώσεων στις απαιτήσεις ισχύος μπαταρίας, κυψελών καυσίμου και κινητήρα, φορτίων υλικών ανά μονάδα ισχύος και δυνατότητα ανακύκλωσης, προκειμένου να δημιουργηθούν σενάρια για το μέλλον απαιτήσεις έκτασης και πολύτιμων μετάλλων.

Για να είναι βιώσιμη οποιαδήποτε εναλλακτική λύση αντί των ορυκτών καυσίμων κατά τον επόμενο αιώνα, η ενεργειακή ένταση LDV πρέπει να ωθηθεί στο χαμηλότερο δυνατό τεχνικά εφικτό δυναμικό, πρέπει να επιτευχθούν σημαντικές μειώσεις στα φορτία πολύτιμων μετάλλων και να επιτευχθεί 90% ή καλύτερη απόδοση ανακύκλωσης. Ακόμη και τότε, δεν είναι εγγυημένη η μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα, πράγμα που σημαίνει ότι η κύρια έμφαση στην αστική ανάπτυξη και ανάπλαση κατά τον επόμενο αιώνα θα πρέπει να είναι η δημιουργία πόλεων με μικρή ή καθόλου εξάρτηση από ιδιωτικά αυτοκίνητα για τις μεταφορές.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στα άρθρα με τίτλο Επιπτώσεις για την κατώτατη τιμή του πετρελαίου των επιθετικών κλιματικών πολιτικών και, Cost and Energy Performance of Advanced Light Duty Vehicles:Implications for standards and subsidies, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Energy Policy; και Επιπτώσεις στους πόρους εναλλακτικών στρατηγικών για την επίτευξη μηδενικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από ελαφρά οχήματα έως το 2060, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Applied Energy. Αυτή η εργασία έγινε από τον L.D. Danny Harvey από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο.

Αναφορές:

1. Harvey LDD. 2017. Επιπτώσεις για την κατώτατη τιμή του πετρελαίου των επιθετικών κλιματικών πολιτικών, Ενεργειακή πολιτική 108, 143-153.
2. Harvey LDD. 2018. Κόστος και ενεργειακή απόδοση των προηγμένων ελαφρών οχημάτων:Επιπτώσεις για πρότυπα και επιδοτήσεις, Ενεργειακή πολιτική 114 1-12.
3. Harvey LDD. 2018β. Επιπτώσεις στους πόρους των εναλλακτικών στρατηγικών για την επίτευξη μηδενικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από ελαφρά οχήματα έως το 2060, Εφαρμοσμένη ενέργεια 212, 663-679.