Energiatehokkuus on liikenteen on ominaista energia tarvitaan siirtämään tavaroita tai ihmisiä on kauko tietojen se mitataan myös käänteisellä suhteella: etäisyyden, yleensä 100 kilometrin, kuluttamiseen kulutettu energia. Se riippuu useista tekijöistä, erityisesti ajoneuvon teknisistä ominaisuuksista sekä sen käyttöasteesta tai täyttöasteesta.
Vuonna 2006 annetussa eurooppalaisessa direktiivissä, joka on otettu käyttöön direktiivillä 2010/31 / EU , energiatehokkuus määritellään "tulosten, palvelun, hankittujen tuotteiden tai energian ja tähän omistetun energian väliseksi suhteeksi" .
Ollakseen todella merkityksellinen, kulutus / etäisyys-suhteen tulisi sisällyttää ajoneuvon koko elinkaaren aikana kulutettu energia energiantuotannosta sen kierrätykseen, unohtamatta tieliikenteen tai rautateiden liikenneinfrastruktuuria. Ajoneuvomallien ja niiden käyttötapojen suuri valikoima tekee tämän teoreettisen vaatimuksen mahdottomaksi hyväksyä. Kuitenkin enemmän kuin mikään muu, kuljetus (jota ruokaa seuraa melko pitkälle) on ala, jolla ruumiillistuneen energian osuus on suurin niin paljon, että siellä käytetään enemmän ruumiillistettua energiaa kuin suoraa energiaa.
Kuljetusmuodon energiatehokkuutta voidaan parantaa parantamalla ajoneuvon tehokkuutta .
Tehokkuuden käsite vaatii jonkin verran selvennystä: liikkuvan ajoneuvon on tarjottava painonsa mukainen hissi; tämä hissi johtaa väistämättömään vetoon: maakulkuneuvojen vierintävastus , indusoitu vastus (hissillä) lentokoneille ja alusten foilioille, aaltovastus aluksille. Voimalaitoksen on tuotettava työntövoima, joka on yhtä suuri kuin kokonaisvastus, nostoon liittyvän vetovoiman summa ja toinen vetovoima: kitka, paine (muodon mukaan), loiset. Kokonaisvastuksessa hissille varattu vastuksen osa on erittäin pieni maa-ajoneuvoissa ja erityisesti junissa. Se voi olla pieni myös aluksissa, joiden nopeus pituuden ( Froude-numero ) suhteen on pieni (proomut, konttialukset).
Gabrielli - von Kármán kaavio (1951), perustetaan tiedot moottorin suurin teho, kokonaismassan ja maksiminopeus ajoneuvojen, antaa yleiskuvan eri liikennemuotojen. Tämän kaavion ordinaatit edustavat kulkuneuvon suurimman vetovoiman (tai absoluuttisessa arvossa sen suurimman ajo-työntövoiman) osuutta ajoneuvon kokonaispainosta (tämä osamäärä on ilma-aluksen käänteinen hienoisuus) maksiminopeudella). Teoksessa Aerodynamics (1953) Theodore von Kármán kertoo, että erilaisia käyriä ei piirretty kunkin luokan eri ajoneuvojen keskiarvona, vaan pikemminkin kunkin luokan parhaiden ajoneuvojen (energisesti ottaen) esityksenä. Kaavio osoittaa, että nopeudella on suuri vaikutus ajoneuvon maksimaaliseen polttoainetehokkuuteen.
Energiatehokkuuden etsiminen on osa ympäristönsuojelun ja toimitusvarmuuden yleisempiä tavoitteita. Odotettu että direktiivin energiatehokkuudesta että EU määrittelee nämä tavoitteet: "Unioni on edessään ennennäkemättömiä haasteita, jotka johtuvat sen lisääntynyt riippuvuus tuontienergiasta ja niukat energiavarat sekä tarvetta torjua ilmastonmuutosta ja selvitä talouskriisistä . Energiatehokkuus on arvokas työkalu näihin haasteisiin vastaamisessa. Se parantaa toimitusvarmuutta unioniin vähentämällä primäärienergian kulutusta ja rajoittamalla energian tuontia. Se auttaa vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä kustannustehokkaalla tavalla ja lieventämään siten ilmastonmuutosta. "
Energiatehokkuus mitataan suhteena, joka voidaan ilmaista seuraavasti:
Kuljetuksen, ihmisten tai rahdin käyttötarkoituksen huomioon ottamiseksi tilastotieteilijät yhdistävät energiatehokkuuden hyötykuormaan ja etäisyyteen, kWh / 100 matkustajakilometriä (tai matkustajakilometriä) tai kWh / 100 tonnikilometriä .
On myös mahdollista käyttää kilogrammaa öljyekvivalenttia seuraavalla ekvivalenssilla: 1 kg (ep) = 11,628 kWh
Lihaksen supistumisen kokonaisenergiantuotto on noin 24%.
Polkupyörä on energiatehokkain kuljetusväline. Se on jopa viisi kertaa tehokkaampi kuin kävely.
Kävelijän tai pyöräilijän energiankulutus riippuu henkilön painosta. 68 kg painava henkilö, joka ajaa polkupyörällä nopeudella 16 km / h, kuluttaa 3,2 kWh / 100 km . Sama 68 kg painava henkilö, joka kävelee nopeudella 4 km / h, kuluttaa 6,1 kWh / 100 km.
| kWh | |
|---|---|
| Kävely ( 4 km / h ) | 6.1 |
| Pyöräily ( 16 km / h ) | 3.2 |
Huom: Tässä taulukossa otetaan huomioon vain lihasenergia; polkupyörän sisältämä energia (käytetty polkupyörän valmistukseen, kuljetukseen ja myyntiin) ei sisälly hintaan.
Energiankulutus autojen riippuu useista tekijöistä: moottori, aerodynamiikka , renkaat , jne Aerodynaaminen vastus kasvaa nopeuden neliössä ja renkaat ovat alkuperä on merkittävä vastus eteenpäin suuntautuvan liikkeen, koska muodonmuutos hystereesin jokaisella kierroksella pyörän.
LämpöautoTähän asti valmistajien ilmoittamat kulutukset eivät heijastaneet kulutuksen todellisuutta todellisissa käyttöolosuhteissa. PSA-konserni , Euroopan liikenne- ja ympäristökeskus yhdistys, ranskalainen yhdistys ympäristönsuojeluun Ranskan Nature Environnement ja Bureau Veritas ovat sopineet mittaus protokollaa, joka on paljon lähempänä todellisuutta, koska se korreloi antamiin tuloksiin Saksan sivuston Spritmonitori ± 0,2 litraa / sata kilometriä.
In Saksassa , ryhmä Allianz pro valve ( . Kaikki Alliance for Rail ) ilmoittaa, Saksan yhteydessä seuraavat luvut:
| l bensiiniekvivalentti | kWh | |
|---|---|---|
| Auto | 6.1 | 61 |
Käytännössä hyötysuhde pienellä kuormituksella on hyvin matala. Ottaen huomioon voimansiirtoon liittyvät häviöt ja sen, että käytämme usein voimaa, joka on suuruudeltaan 10-20% enimmäistehosta, sammutusjaksoja, lisävarusteiden syöttöä ja lämmityksen aikana keskimääräinen hyötysuhde pyörät ovat välillä 14 ja 26% (katso vastakkaista kuvaa). Siksi on huomattavaa parantamisen varaa.
Useita ratkaisuja on mahdollista parantaa moottoriajoneuvojen yleistä suorituskykyä:
Lämpöajoneuvon suorituskyky on keskimäärin heikko, mikä selitetään Yhdysvaltojen energiaministeriön vastakkaisella kaaviona . Se on 17% The Shift Projectin mukaan .
Tähän kulutukseen on lisättävä ilmastointikulutus, joka on kasvanut 2000-luvulta lähtien siihen pisteeseen, että se mahdollisesti "kompensoi kaikki ajoneuvojen yksikkökulutuksen vähentämiseen tähtäävät toimet" . Ylimääräinen kulutus olisi siten 0,6 - 1,8 l / 100 km syklityypistä riippuen, bensiinimoottorille, asetuslämpötilalle 20 ° C ja ulkolämpötilalle 30 ° C (0,9 - 2, 5 l / 100 km dieselille).
SähköautoSpritmonitor- sivusto ja saksalainen ADAC tarjoavat listan taloudellisimmista sähköautoista todellisen tai mitatun kulutuksen perusteella. Ajoneuvon kulutus ei ole kaikki, koska latauksen aikana syntyvät häviöt on otettava huomioon: "bensiinimoottorilla se merkitsisi muutaman litran vuotamista tankkauksessa" . Tämä tappio latauksen aikana vaihtelee välillä 9,9 - 24,9%.
Seuraavassa taulukossa verrataan ympäristönsuojeluviraston (EPA) marraskuussa 2016 arvioimia virallisia kaikkien sähköautojen polttoainetaloudellisuusluokituksia energiatehokkaimpiin pitkän matkan plug-in-hybridiajoneuvoihin ( toisen sukupolven Chevrolet Volt ), bensiini- sähköhybrideihin (Toyota Prius Eco, neljäs sukupolvi) ja vuoden 2016 EPA-keskikokoiset uudet ajoneuvot, joiden polttoaineenkulutus on 9,4 l / 100 km .
| Ajoneuvo | Malli (vuosi) | Yhdistetty sykli | Kaupunki | Valtatie |
|---|---|---|---|---|
| Hyundai Ioniq Electric | 2017 | 15.7 | 14.0 | 17.5 |
| BMW i3 (60 Ah) | 2014/2015/2016 | 17.2 | 15.6 | 19.3 |
| Scion iQ EV | 2013 | 17.7 | 15.5 | 20.4 |
| Chevrolet Bolt EV | 2017 | 17.7 | 16.7 | 19,0 |
| Chevrolet Spark EV | 2014/2015/2016 | 18.0 | 16.7 | 19.6 |
| BMW i3 (94 A, h) | 2017 | 18.1 | 16.6 | 20.2 |
| Honda Fit EV | 2013/2014 | 18.1 | 16.2 | 20.4 |
| Fiat 500e | 2013/2014/2015 | 18.4 | 17.5 | 19.8 |
| Volkswagen e-Golf | 2015/2016 | 18.4 | 17.0 | 20.4 |
| Nissan Leaf (24 kWh ) | 2013/2014/2015/2016 | 18.7 | 17.0 | 21.0 |
| Mitsubishi | 2012/2013/2014/2016 | 19.1 | 17.0 | 22.0 |
| Nissan Leaf (30 kWh ) | 2016 | 19.1 | 17.2 | 21.0 |
| Fiat 500e | 2016 | 19.1 | 17.7 | 21.0 |
| Älykäs sähkökäyttö | 2013/2014/2015/2016 | 20.0 | 17.5 | 23.0 |
| Kia Soul EV | 2015/2016 | 20.4 | 18.0 | 23.0 |
| Ford Focus Electric | 2012/2013/2014/2015/2016 | 20.4 | 19,0 | 22.0 |
| Tesla Malli S AWD-70D | 2015/2016 | 21.0 | 21.0 | 21.0 |
| Tesla Malli S AWD-85D | 2015/2016 | 21.0 | 22.0 | 20.2 |
| Tesla Malli S AWD-90D | 2015/2016 | 21.0 | 22.0 | 20.2 |
| Tesla Malli S (60 kWh ) | 2014/2015/2016 | 22.0 | 23.0 | 22.0 |
| Tesla Malli S AWD-P85D | 2015/2016 | 23.0 | 24.0 | 22.0 |
| Tesla Malli S AWD-P90D | 2015/2016 | 23.0 | 24.0 | 22.0 |
| Tesla Malli X AWD-90D | 2016 | 23.0 | 24.0 | 23.0 |
| Tesla Malli X AWD-P90D | 2016 | 24.0 | 24.0 | 24.0 |
| Tesla Malli S (85 kWh ) | 2012/2013/2014/2015 | 24.0 | 24.0 | 24.0 |
| Mercedes-Benz B-luokan sähkökäyttö | 2014/2015/2016 | 25,0 | 25,0 | 26.0 |
| Toyota RAV4 EV | 2012/2013/2014 | 28,0 | 27,0 | 29.0 |
| BYD e6 | 2012/2013/2014/2015/2016 | 34,0 | 35,0 | 33,0 |
Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan sähköauton vähimmäiskulutus on 16,8 kWh / 100 km BMW i3 : n tapauksessa . Dresdenin teknillisen yliopiston tutkimuksessa sähköajoneuvojen keskimääräiseksi kulutukseksi arvioidaan 15 kWh / 100 km . Lopuksi, World Nuclear Association arvioi, että sähköajoneuvojen kulutus vaihtelee 13: sta 20: een , keskimäärin noin 15 kWh / 100 km ilman lämmitystä tai ilmastointia. Renault Zoen kulutus on arvioitu autokohtaisesti 14,8-15,7 kWh / 100 km. Florian Kobloch et ai. , tämä arvo on tällä hetkellä 19 kWh / 100 km . Enedis osoittaa, että ajoneuvotyypistä riippuen käytetyt arvot vaihtelevat välillä 16 - 23 kWh / 100 km. For Shift-projektin , keskiarvo on 16 kWh / 100 km: n .
Arvioidut tiedot sähköajoneuvoista mahdollistavat lopullisen kulutetun energian taulukon täyttämisen seuraavasti 1,58 henkilön käyttöasteen perusteella:
| kWh | kgep | |
|---|---|---|
| Sähköauto (korkea hypoteesi) | 16.0 | 1.38 |
| Sähköauto (matala hypoteesi) | 8.6 | 0,74 |
Ekokomparaattorin käyttö mahdollistaa taulukon täyttämisen lopullisessa kulutetussa energiassa seuraavasti:
| - | kWh | kgep |
|---|---|---|
| Valmentaja | 20.9 | 1.8 |
| Bussi | 47.7 | 4.1 |
Linja-auton ja raskaan kuorma-auton hyötysuhde on 35% The Shift Projectin mukaan .
MoottoripyöräEkokomparaattorin käyttö mahdollistaa taulukon täyttämisen lopullisessa kulutetussa energiassa seuraavasti:
| - | kWh | kgep |
|---|---|---|
| Moottoripyörä | 51.2 | 4.4 |
In Saksassa , ryhmä Allianz pro valve ( . Kaikki Alliance for Rail ) ilmoittaa, Saksan yhteydessä seuraavat luvut:
| l bensiiniekvivalentti | kWh | |
|---|---|---|
| Raskaat painot | 3.9 | 38,9 |
Lentoliikenteellä, josta osa modernista matkailusta riippuu, on huono energiatase.
Ekokomparaattorin käyttö mahdollistaa taulukon täyttämisen lopullisessa kulutetussa energiassa seuraavasti:
| - | kWh | kgep |
|---|---|---|
| Kone | 52.3 | 4.5 |
Kansainvälisen energiajärjestön vuoden 2019 raportin mukaan rautateiden osuus maailman matkustajaliikenteestä on 8% matkustajakilometreinä ja 7% tavaraliikenteestä, mutta vastaava energiankulutus on vain 2% liikenteen kokonaisenergiantarpeesta.
In Saksassa , The Allianz pro Schiene ryhmä ( ”Alliance rautatie” ) ilmoittaa, Saksan yhteydessä seuraavat luvut:
| litra bensiiniekvivalenttia | kWh | |
|---|---|---|
| Kouluttaa | 1.1 | 11 |
| litra bensiiniekvivalenttia | kWh | |
|---|---|---|
| Kouluttaa | 0,83 | 8.3 |
ADEME-eko-vertailijaa voidaan käyttää seuraavan synoptisen taulukon täyttämiseen:
| - | kWh | kgep |
|---|---|---|
| TER | 13.4 | 1.2 |
| Kouluttaa | 7.9 | 0,68 |
| TGV | 3.1 | 0,27 |
| Raitiovaunu | 7.0 | 0.6 |
Vierintävastuksen rautateiden on paljon pienempi kuin renkaan ja tien kontakti. Ero on luokkaa 1–7, ts. Vastuskertoimet ovat 0,2% junalle ja 1,5% autolle nopeudella 110 km / h . Lisäksi niin kauan kuin vaunujen välinen yhteys on varovainen, ensimmäisen vaunun aerodynaaminen vastus on suurempi kuin seuraavien vaunujen, mikä vaikuttaa positiivisesti keskimääräiseen vastukseen kuljetettua matkustajaa kohti; nopeana olevan TGV: n alhainen kulutus on osoitus tästä.
Liikennemuotojen käyttöä koskeviin tilastoihin perustuva Ranskan ympäristö- ja energiahallintoviraston ekokomparaattori mahdollistaa eri liikennemuotojen kuluttaman energian vertaamisen . Tässä eko-vertailussa ei oteta huomioon sähköautoja. Tämä tietokonetyökalu osoittaa joukkoliikenteen ekologisen mielenkiinnon energiankulutuksen näkökulmasta.
Tässä eko-vertailussa ei oteta huomioon ajoneuvojen sisältämää energiaa . HUOM: yllä olevat tulokset lasketaan Ranskan tilastojen perusteella. ADEME: n oletuksissa otetaan huomioon 1,4 henkilön käyttöaste autoa kohti. Oletuksena vertailun suorittamiseksi valittu matka on 100 km , lukuun ottamatta lentokoneella (1000 km ), transilienilla, metrolla, raitiovaunulla ja bussilla sekä polkupyörällä (10 km ) tapahtuvaa matkaa . Tiettyjen liikennemuotojen, kuten TER ja henkilöautot, keskimääräinen energiankulutus olisi suurempi lyhyemmillä matkoilla. Päinvastoin, keskimääräinen moottoripyörän energiankulutus on korkeampi pitkillä matkoilla vertailijan mukaan.
Ekokomparaattorin käyttö mahdollistaa taulukon täyttämisen lopullisessa kulutetussa energiassa seuraavasti:
| - | kWh | kep |
|---|---|---|
| Auto | 62,8 | 5.4 |
| Lentokone (keskipitkän matkan lento) | 51.8 | 4.45 |
| Moottoripyörä | 50.7 | 4.36 |
| Bussi | 47.7 | 4.1 |
| Valmentaja | 21.3 | 1.83 |
| Transilien | 14.0 | 1.2 |
| TER | 13.4 | 1.15 |
| Pääjuna | 7.9 | 0,68 |
| Metro | 8.1 | 0.7 |
| Raitiovaunu | 7.0 | 0.6 |
| TGV | 3.1 | 0,27 |
Jos verrataan autonomisen matkan erilaisia mahdollisuuksia suoran energiankulutuksen näkökulmasta, sähkövaihtoehdot, auto ja skootteri, voivat tarjota tasapainon 5-12 kertaa paremmin kuin bensiini- tai dieselmoottorit. Sähkökäyttöiset polkupyörät puolestaan kuluttavat 40-60 kertaa vähemmän energiaa kuin yksittäiset lämpölajit.
| - | kWh | kep |
|---|---|---|
| Viimeaikainen lämpöauto | 60 | 5.2 |
| Sähköauto | 10-16 | 0,9-1,4 |
| Lämpöskootteri | 47 | 4.0 |
| Sähkö skootteri | 4-8 | 0,3-0,7 |
| Sähköpyörä | 1 | 0,1 |
Ekologisen liikkuvuutta kehittämällä liikennemuotojen . Tämä edellyttää, jossa säädetään siirron matkustajien energiatehokkaampiin kuljetusvälineitä, kuten junissa tai raitiovaunuissa.
ADEME , GrDF ja Greenpeacen skenaarioita luottaa siirto tie rautatie.
Suuri nopeus mahdollistaa koneen pitkiä matkoja. Sen energiatehokkuus on kuitenkin keskinkertainen: se kuluttaa paljon energiaa.
Liikenteen energiatehokkuus riippuu suurelta osin ajoneuvojen käyttöasteesta (matkustajat) tai täyttömäärästä ( rahti ). Rautatieliikenteen energiatehokkuudessa on siis havaittavissa suuria eroja maasta riippuen, pääasiassa erojen vuoksi junien käyttöasteessa tai täyttöasteessa. Tämä logiikka on myös johtanut joukkoliikenteen kannustamiseen .
Puhumme rebound-vaikutuksesta, kun tekniikan tehokkuuden parantaminen (suurempi nopeus, pienempi energiankulutus jne. ) Johtaa kysynnän kasvuun.
NopeusvaikutusNopeammien liikennemuotojen ( auto , moottoritiet ja moottoritiet , TGV , suurnopeusalukset , lentokoneet ) kehitys voi johtaa liikenteen energian kasvuun pidentämällä kuljettuja matkoja.
Rautatieliikenteen alalla TGV mahdollistaa nopeamman liikkumisen. Käyttäjät voivat siis mennä pidemmälle tiettynä aikana joko työmatkalle tai matkalle. Tämän vaikutuksen avulla on mahdollista siirtyä liikennemuodosta, joka ei ole kovin tehokas (vaunu), toiseen, joka on tehokkaampi, mutta lisääntynyt matka voi vähentää junan korkeamman energiatehokkuuden mahdollistamia hyötyjä auto. Samoin kohtuuhintaisia matkoja tarjoavien lentoyhtiöiden olemassaolo on lisännyt kaukomatkojen määrää. Jos nämä kaukaiset matkat tehdään vain jalkaisin, hevosella tai veneellä (kuten Marco Polon aikaan), niitä olisi tietysti paljon vähemmän.
Vuonna 2015 pitkien matkojen kysyntä kuitenkin laski Ranskassa.
Parempi energiatehokkuusLiikenteen energiatehokkuuden parantaminen alentamalla sen kustannuksia voi lisätä liikenteen kysyntää. Tämä vaikutus on havaittu tavaraliikenteen alalla Kiinassa.