Den energieffektivitet i transportsektoren er karakteriseret ved energi der kræves for at flytte gods eller mennesker på en fjerntliggende data; det måles også ved det omvendte forhold: den forbrugte energi til at rejse en afstand, normalt 100 kilometer. Det afhænger af flere faktorer, især køretøjets tekniske egenskaber samt belægning eller påfyldningshastighed.
Et europæisk direktiv fra 2006, overtaget af direktiv 2010/31 / EU , definerer energieffektivitet som "forholdet mellem resultaterne, tjenesten, varerne eller den energi, vi opnår, og den energi, der er afsat til denne. Effekt" .
For at være virkelig relevant, bør forholdet mellem forbrug og afstand omfatte inkorporeret energi , der forbruges gennem køretøjets livscyklus , fra fremstilling til genbrug uden at glemme transportinfrastruktur, hvad enten det er vej eller vej. Men det store udvalg af køretøjsmodeller og deres anvendelsesformer gør dette teoretiske krav uacceptabelt. Men mere end nogen anden er transport (efterfulgt ganske langt af mad) den sektor, hvor andelen af legemliggjort energi er størst, så meget, at der bruges mere legemliggjort energi end direkte energi.
Energieffektiviteten i en transportform kan forbedres ved at forbedre køretøjets effektivitet .
Begrebet effektivitet kræver en vis afklaring: det køretøj, der kører i bevægelse, skal have en lift svarende til dets vægt denne lift fører til uundgåelig træk: rullemodstand for landkøretøjer, induceret træk (med lift) for fly og folie skibe, bølgemodstand for skibe. Kraftværket skal tilvejebringe et tryk svarende til den samlede træk, summen af træk relateret til liften og den anden træk: friktion, tryk (relateret til formen), parasitter. I det samlede træk er den del af træk, der er allokeret til løft, meget lav i tilfælde af landkøretøjer og især tog. Det kan også være lavt for skibe, hvis hastighed i forhold til længde ( Froude-nummer ) er lav (pramme, containerskibe).
Den Gabrielli - von Kármán (1951) diagram , etableret fra data for maksimal motoreffekt, samlede masse og maksimal hastighed på køretøjer, giver et overblik over de forskellige transportformer. Ordinaterne i dette diagram repræsenterer kvotienten for transportmidlets maksimale træk (eller i absolut værdi dets maksimale kørekraft) over køretøjets samlede vægt (denne kvotient er for et fly det omvendte af finessen ved maksimal hastighed). I sit arbejde Aerodynamics (1953) indikerer Theodore von Kármán , at de forskellige kurver ikke blev tegnet som et gennemsnit af de forskellige køretøjer i hver kategori, men snarere som repræsentationen af de bedste køretøjer (energisk set) i hver kategori. Diagrammet viser, at hastighed har stor indflydelse på køretøjets maksimale brændstofeffektivitet.
Søgen efter større energieffektivitet er en del af mere generelle mål for miljøbeskyttelse og forsyningssikkerhed. Det forventede i direktivet om energieffektivitet i Den Europæiske Union definerer disse mål: "Unionen står over for hidtil usete udfordringer som følge af dens øgede afhængighed af energiimport og knappe energiressourcer samt behovet for at bekæmpe klimaændringer og overvinde den økonomiske krise . Energieffektivitet er et værdifuldt redskab til at imødegå disse udfordringer. Det forbedrer forsyningssikkerheden til Unionen ved at reducere primærenergiforbruget og begrænse energiimporten. Det hjælper med at reducere drivhusgasemissioner på en omkostningseffektiv måde og derved mindske klimaændringerne. "
Energieffektivitet måles i form af et forhold, der kan udtrykkes som:
For at tage hensyn til formålet med transport, mennesker eller godstrafik relaterer statistikere energieffektivitet til nyttelast og afstand, i kWh / 100 passager-kilometer (eller passager-kilometer) eller i kWh / 100 ton-kilometer .
Det er også muligt at bruge kg olieækvivalent med følgende ækvivalens: 1 kg (ep) = 11,628 kWh
Det samlede energiudbytte af muskelsammentrækning er ca. 24%.
Cyklen er det mest energieffektive transportmiddel. Det er op til fem gange mere effektivt end at gå.
Energiforbruget til en rullator eller en cyklist afhænger af personens vægt. En person på 68 kg, der kører cykel med en hastighed på 16 km / t, bruger 3,2 kWh / 100 km . Den samme 68 kg person, der går med en hastighed på 4 km / t, bruger 6,1 kWh / 100 km.
kWh | |
---|---|
Gåtur ( 4 km / t ) | 6.1 |
Cykling ( 16 km / t ) | 3.2 |
NB: kun muskelenergi tages med i denne tabel; for cyklen er inkorporeret energi (brugt til fremstilling, transport og salg af cyklen) ikke inkluderet.
Energiforbruget af biler afhænger af flere faktorer: motor, aerodynamik , dæk , osv De aerodynamiske modstand stiger med kvadratet på hastigheden og dækkene er til grund for en betydelig modstand mod fremadrettet bevægelse på grund af deformationen hysterese med hver omdrejning af hjulet.
Termisk bilIndtil nu afspejlede de forbrug, der blev annonceret af producenterne, ikke virkeligheden af forbruget under reelle brugsbetingelser. Den PSA-koncernen , den europæiske Transport and Environment forening, den franske forening til beskyttelse af miljøet Frankrig Nature Environnement og Bureau Veritas er blevet enige om en måling protokol, der er meget tættere på virkeligheden, fordi den korrelerer med de resultater, der leveres af det tyske website Spritmonitor med ± 0,2 liter pr. Hundrede kilometer.
I Tyskland offentliggør gruppen Allianz pro Schiene ( . All Alliance for Rail ) i tysk sammenhæng følgende tal:
benzinækvivalenten | kWh | |
---|---|---|
Bil | 6.1 | 61 |
I praksis er effektiviteten ved lav belastning meget lav. Under hensyntagen til tabene forbundet med transmission og det faktum, at vi ofte opererer med en effekt i størrelsesordenen 10 til 20% af den maksimale effekt, perioder med nedlukning, levering til tilbehør og perioder med Ved opvarmning er den gennemsnitlige effektivitet ved hjul er mellem 14 og 26% (se diagrammet overfor). Der er derfor et betydeligt forbedringsrum.
Flere løsninger er mulige til forbedring af motorkøretøjers samlede ydeevne:
Det termiske køretøj har i gennemsnit en ringe ydeevne, forklaret af grafen overfor det amerikanske Department of Energy . Ifølge The Shift Project er det 17% .
Til dette forbrug skal der tilføjes klimaanlægget, der er vokset siden 2000'erne, til det punkt at muligvis "kompensere for alle de bestræbelser, der er gjort for at reducere køretøjers enhedsforbrug" . Det overskydende forbrug vil således være 0,6 til 1,8 l / 100 km afhængigt af typen af cyklus for en benzinmotor, en nominel temperatur på 20 ° C og en udetemperatur på 30 ° C (0,9 til 2, 5 l / 100 km til en diesel).
ElbilSpritmonitor- webstedet og det tyske ADAC tilbyder en rangordning af de mest økonomiske elbiler baseret på det faktiske eller målte forbrug. Køretøjets forbrug er ikke alt, fordi der skal tages højde for tabene under opladning: "med en benzinmotor vil det beløbe sig til at spilde et par liter ved tankning" . Dette tab under genopladning vil variere fra 9,9 til 24,9%.
Følgende tabel sammenligner de officielle brændstoføkonomivurderinger for alle elektriske køretøjer vurderet af Environmental Protection Agency (EPA) i november 2016 med de mest energieffektive langdistance plug-in hybridbiler ( anden generation Chevrolet Volt ), benzin-elektriske hybrider (Toyota Prius Eco, fjerde generation) og 2016 EPA mellemstore nye køretøjer med brændstofforbrug på 9,4 L / 100 km .
Køretøj | Model (år) | Kombineret cyklus | By | Motorvej |
---|---|---|---|---|
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 |
Smart elektrisk drev | 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 Model S AWD-70D | 2015/2016 | 21.0 | 21.0 | 21.0 |
Tesla Model S AWD-85D | 2015/2016 | 21.0 | 22.0 | 20.2 |
Tesla Model S AWD-90D | 2015/2016 | 21.0 | 22.0 | 20.2 |
Tesla Model S (60 kWh ) | 2014/2015/2016 | 22.0 | 23,0 | 22.0 |
Tesla Model S AWD-P85D | 2015/2016 | 23,0 | 24,0 | 22.0 |
Tesla Model S AWD-P90D | 2015/2016 | 23,0 | 24,0 | 22.0 |
Tesla Model X AWD-90D | 2016 | 23,0 | 24,0 | 23,0 |
Tesla Model X AWD-P90D | 2016 | 24,0 | 24,0 | 24,0 |
Tesla Model S (85 kWh ) | 2012/2013/2014/2015 | 24,0 | 24,0 | 24,0 |
Mercedes-Benz B-klasse elektrisk drev | 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 |
Forbrug Den mindste af en elbil , ifølge til De Forenede Staters energiministerium , er 16,8 kWh / 100 km i tilfældet med den BMW i3 . I en undersøgelse foretaget af det tekniske universitet i Dresden anslås det gennemsnitlige forbrug af elbiler til 15 kWh / 100 km . Endelig vurderer World Nuclear Association , at forbruget af elbiler varierer fra 13 til 20 , hvor gennemsnittet er omkring 15 kWh / 100 km uden opvarmning eller klimaanlæg. Forbruget af Renault Zoe anslås pr. Heise biler til 14,8-15,7 kWh / 100 km. Ifølge Florian Kobloch et al. , denne værdi er i øjeblikket 19 kWh / 100 km . Enedis angiver, at de anvendte værdier afhænger af køretøjstypen fra 16 til 23 kWh / 100 km. For The Shift Project er den gennemsnitlige værdi 16 kWh / 100 km .
De anslåede data om elektriske køretøjer gør det muligt at udfylde tabellen i den endelige energiforbrug som følger på basis af en belægningsgrad på 1,58 personer:
kWh | kgep | |
---|---|---|
Elbil (høj hypotese) | 16.0 | 1,38 |
Elbil (lav hypotese) | 8.6 | 0,74 |
Brugen af økokomparatoren gør det muligt at udfylde tabellen i den endelige forbrugte energi som følger:
- | kWh | kgep |
---|---|---|
Træner | 20.9 | 1.8 |
Bus | 47,7 | 4.1 |
Ifølge The Shift Project er effektiviteten af en bus og en tung lastbil 35% .
MotorcykelBrugen af økokomparatoren gør det muligt at udfylde tabellen i den endelige forbrugte energi som følger:
- | kWh | kgep |
---|---|---|
Motorcykel | 51.2 | 4.4 |
I Tyskland offentliggør gruppen Allianz pro Schiene ( . All Alliance for Rail ) i tysk sammenhæng følgende tal:
benzinækvivalenten | kWh | |
---|---|---|
Tunge vægte | 3.9 | 38.9 |
Lufttransport, som den del af moderne turisme afhænger af, har en dårlig energibalance.
Brugen af økokomparatoren gør det muligt at udfylde tabellen i den endelige forbrugte energi som følger:
- | kWh | kgep |
---|---|---|
Fly | 52.3 | 4.5 |
Ifølge en rapport fra International Energy Agency fra 2019, mens jernbane tegner sig for 8% af den globale personbefordring med hensyn til passagerkilometer og 7% af godstransporten, er det tilsvarende energiforbrug kun 2% af det samlede energibehov fra transportsektoren.
I Tyskland offentliggør Allianz pro Schiene-gruppen ( "Alliance for rail" ) i tysk sammenhæng følgende tal:
liter benzinækvivalent | kWh | |
---|---|---|
Tog | 1.1 | 11 |
liter benzinækvivalent | kWh | |
---|---|---|
Tog | 0,83 | 8.3 |
ADEME-økokomparatoren kan bruges til at udfylde følgende synoptiske tabel:
- | kWh | kgep |
---|---|---|
TER | 13.4 | 1.2 |
Tog | 7.9 | 0,68 |
TGV | 3.1 | 0,27 |
Sporvogn | 7,0 | 0,6 |
Den rullemodstanden på jernbane er meget lavere end med kontakt dæk-road. Forskellen er i størrelsesordenen 1 til 7, dvs. modstandskoefficienter på 0,2% for toget og 1,5% for en bil ved 110 km / t . Desuden er den første vogn kilden til en højere aerodynamisk træk end de følgende vogne , så længe forbindelsen mellem vogne er forsigtig, hvilket har en positiv effekt på den gennemsnitlige træk pr. Transporteret passager; det lave forbrug af den endnu hurtige TGV er et bevis på dette.
Miljøagenturets økokomparator , baseret på statistikker over brugen af transportformer, gør det muligt at sammenligne den endelige energi, der forbruges af de forskellige transportformer. Denne øko-komparator tager ikke højde for elbiler. Dette computerværktøj viser den økologiske interesse i offentlig transport set ud fra et energiforbrugssynspunkt.
Denne øko-komparator tager ikke højde for køretøjers inkorporerede energi . NB: ovenstående resultater beregnes på basis af franske statistikker. ADEME's antagelser tager højde for belægningsgraden på 1,4 personer pr. Bil. Som standard er den valgte afstand til sammenligning 100 km undtagen rejser med fly (1000 km ), transilien, metro, sporvogn og bus og på cykel (10 km ). For visse transportformer såsom TER og private biler ville det gennemsnitlige energiforbrug være højere for kortere rejser. Tværtimod er det gennemsnitlige energiforbrug til motorcykler højere for lange rejser ifølge komparatoren.
Brugen af økokomparatoren gør det muligt at udfylde tabellen i den endelige forbrugte energi som følger:
- | kWh | kep |
---|---|---|
Bil | 62.8 | 5.4 |
Fly (mellemflyvning) | 51,8 | 4.45 |
Motorcykel | 50,7 | 4.36 |
Bus | 47,7 | 4.1 |
Træner | 21.3 | 1,83 |
Transilien | 14.0 | 1.2 |
TER | 13.4 | 1.15 |
Hovedlinjetog | 7.9 | 0,68 |
Undergrundsbane | 8.1 | 0,7 |
Sporvogn | 7,0 | 0,6 |
TGV | 3.1 | 0,27 |
Hvis vi sammenligner de forskellige muligheder for autonom rejse ud fra et direkte energiforbrug, kan de elektriske alternativer, bil og scooter, udgøre en balance på 5 til 12 gange bedre end deres benzin- eller dieselmodeller. Den elektriske cykel forbruger derimod 40 til 60 gange mindre energi end termiske individuelle transportformer.
- | kWh | kep |
---|---|---|
Seneste termiske bil | 60 | 5.2 |
Elbil | 10-16 | 0,9-1,4 |
Termisk scooter | 47 | 4.0 |
Elektrisk scooter | 4-8 | 0,3-0,7 |
Elektrisk cykel | 1 | 0,1 |
Den øko-mobilitet gennem udvikling af intermodal transport . Dette kræver, at passagerer overføres til mere energieffektive transportmidler, såsom tog eller sporvogne.
Den ADEME , GrDF og Greenpeace scenarier er afhængige af en overførsel fra vejen til jernbanen.
Flyet med sin høje hastighed gør det muligt at tilbagelægge lange afstande. Imidlertid forbliver dens energieffektivitet middelmådig: den bruger meget energi.
Transportens energieffektivitet afhænger i høj grad af køretøjets belægningsgrad (passagerer) eller påfyldningshastigheden ( last ). Således observeres meget stærke forskelle med hensyn til energieffektivitet for jernbanetransport afhængigt af land, hovedsageligt på grund af forskelle i togets belægning eller påfyldningshastighed. Denne logik har også ført til opmuntring af samkørsel .
Vi taler om en rebound-effekt, når forbedringen af en teknologis effektivitet (større hastighed, lavere energiforbrug osv. ) Fører til en stigning i efterspørgslen.
HastighedseffektUdviklingen af hurtigere transportformer ( bil , motorveje og motorveje , TGV , højhastighedsskibe , fly ) kan føre til en stigning i energiforbruget til transport ved at forlænge de tilbagelagte strækninger.
Inden for jernbanetransport gør TGV det muligt at bevæge sig hurtigere. Brugere kan derfor gå længere på et givet tidspunkt, hvad enten det er en hjemmearbejdsrejse eller en rejse. Denne effekt gør det muligt at skifte fra en ineffektiv transportform (bilen) til en anden, som er mindre effektiv, men den øgede inducerede rejse kan reducere gevinsterne muliggjort af togets højere energieffektivitet sammenlignet med bilen. Ligeledes har eksistensen af flyselskaber, der tilbyder overkommelige rejser, øget antallet af langdistancerejser. Hvis disse fjerne ture kun skulle foretages til fods, på hesteryg eller med båd (som på Marco Polos tid), ville de naturligvis være meget mindre talrige.
I 2015 blev der dog observeret et fald i efterspørgslen efter lange rejser i Frankrig.
Forbedret energieffektivitetForbedring af transportens energieffektivitet ved at reducere omkostningerne kan resultere i en stigning i transportefterspørgslen. Denne effekt er observeret inden for godstransport i Kina.