Potențialul de dezvoltare al bicicletelor electrice

Motoarele alimentate cu baterii pot stimula utilizarea bicicletelor, reducând emisiile de gaze cu efect de seră de la mașini.

Impact

    În 2018, utilizatorii de biciclete electrice (e-bike) au parcurs aproximativ 289 de miliarde de kilometri, în mare parte în China. Pe baza cercetărilor de piață, proiectăm că utilizarea ar putea crește la 1,44–1,66 trilioane de kilometri pe an până în 2050. Creșterea va avea loc în America Latină, Orientul Mijlociu și Africa. Această soluție ar putea reduce emisiile echivalente de dioxid de carbon cu 1,39–1,55 gigatone și ar putea economisi proprietarilor de biciclete electrice cu 402,06–446,01 miliarde USD în primele costuri și cu 1,07–1,23 trilioane USD în costuri de operare pe durata de viață.

Introducere

    Bicicletele electrice (e-bike) sunt cel mai ecologic mijloc de transport motorizat din lume în prezent. Ele oferă multe dintre aceleași beneficii ca și bicicletele tradiționale, în special ușurința și versatilitatea mobilității pentru navetiștii urbani, dar bicicletele electrice au avantaje pe care bicicletele convenționale nu le au. Un motor și o baterie atașate fac posibilă traversarea dealurilor abrupte sau acoperirea distanțelor lungi cu puțin efort, extinzând utilizarea persoanelor care altfel nu ar putea alege un transport activ, cu emisii scăzute de carbon. Aceste beneficii, însă, nu sunt gratuite. Bicicletele electrice au emisii mai mari decât o bicicletă obișnuită sau pur și simplu mersul pe jos. Ele pot costa mai mult decât bicicletele convenționale și creează o provocare de sfârșit de viață pentru bateriile expirate.

    Acest raport examinează impactul net asupra mediului și financiar al utilizării crescute a bicicletelor electrice în întreaga lume, din 2020 până în 2050. Comparăm bicicletele electrice cu alte opțiuni de mobilitate, deoarece cercetările au indicat că mulți utilizatori de biciclete electrice ar fi folosit în schimb alte moduri, inclusiv vehicule ușoare, transport în masă, biciclete obișnuite și vehicule motorizate cu două roți, cum ar fi scutere.

Metodologie

Piața totală adresabilă

    Piața totală adresabilă pentru biciclete electrice este cererea totală de transport urban proiectată până în 2050. Am stabilit acest lucru pe baza proiecțiilor de bază ale Agenției Internaționale pentru Energie (IEA) și ale Consiliului Internațional pentru Transport Curat (ICCT). Institutul pentru Politica de Transport și Dezvoltare și Universitatea din California, Davis (ITDP/UCD) au furnizat estimări privind adoptarea. Cea mai mare parte a adoptării globale a fost în China, dar se așteaptă o creștere globală. Estimăm că adoptarea actuală totală (definită ca cerere funcțională în 2018) este puțin sub 1% din piața totală.

Scenarii de adopție

    Am calculat impactul creșterii adoptării bicicletelor electrice din 2020 până în 2050, comparând două scenarii de creștere cu un scenariu de referință în care cota de piață a fost fixată la nivelurile actuale.

• Scenariul 1: Utilizarea bicicletelor electrice continuă să crească fără intervenții majore la 1,44 trilioane pasageri-kilometri (3% din totalul călătoriilor urbane).

• Scenariul 2: Utilizarea bicicletelor electrice crește ca procent din utilizarea totală a bicicletelor, care este, de asemenea, în creștere, și atinge 1,66 trilioane de kilometri de pasageri (3% din totalul călătoriilor urbane).

Modelul de emisii

    Am estimat emisiile pe baza consumului de energie din rețea și combustibil, precum și pe emisiile indirecte din producție și am aplicat factorii globali de emisii ale rețelei pentru emisiile de electricitate ale bicicletelor electrice. Am folosit o combinație de moduri de transport ca alternativă convențională. Unele dintre aceste moduri folosesc electricitate, în timp ce majoritatea folosesc combustibil. După ponderarea consumului de energie, am calculat emisiile de rețea și de combustibil pentru fiecare alternativă.

Model financiar

    Toate valorile monetare sunt prezentate în 2014 USD.

Costurile de instalare au venit dintr-o gamă largă de surse. Datele despre bicicleta electrică sugerează că bateria este componenta majoră a costurilor, iar dimensiunea bateriei variază. Am stabilit prețul bicicletelor electrice la 491.576 USD per megawat-oră de capacitate instalată a bateriei, o medie de 23 de puncte de date. Primul cost pentru implementarea soluției este definit ca dolari pe megawat-oră instalat de baterie. Se bazează pe prețul de achiziție al bicicletelor electrice, ponderat în funcție de tipul bateriei și regiune. Calculele se bazează pe ipotezele că un megawat-oră de acumulator instalat furnizează baterii pentru aproximativ 2.200 de biciclete electrice (fiecare cu un pachet de 458 de wați-oră) și fiecare bicicletă electrică parcurge un număr mediu fix de kilometri pasager pe an. , deci un acumulator de 1 megawat-oră permite parcurgerea a puțin peste 6 milioane de pasageri-kilometri pe an.

Costurile convenționale de operare și întreținere (exprimate în 2014 USD pe pasager-kilometru) includ costurile cu combustibilul și sunt regionalizate și ponderate în funcție de cota de mod. Am folosit o abordare de jos în sus prin agregarea datelor regionale din cauza diferențelor de cotă de mod și costuri între regiuni. Mașinile cu ardere internă suportă cheltuielile fixe suplimentare ale asigurării. Costurile de operare și întreținere ale soluției presupun că bicicletele electrice nu au costuri de întreținere în afara costurilor cu electricitatea.

Integrare

    Am prioritizat soluțiile urban Project Drawdown prin eficiența energetică și a spațiului, deci soluții nemotorizate precum Orașe pe care se poate plimba și Infrastructura de biciclete au fost cele mai mari, urmate de biciclete electrice și alte soluții parțial motorizate. Deoarece bicicletele electrice sunt o prioritate ridicată, am aplicat adoptarea completă pentru fiecare scenariu de bicicletă electrică și am redus adoptarea unor soluții cu prioritate mai mică pentru a ne asigura că numărul total de pasageri-kilometri nu depășește totalul prezis de surse precum IEA și ICCT. Variabilele partajate între aceasta și alte soluții au avut aceleași intrări.

Rezultate

    În cadrul scenariului 1, bicicletele electrice ar putea preveni eliberarea a 1,39 gigatone de gaze cu efect de seră echivalente de dioxid de carbon și ar putea economisi consumatorilor 1,07 trilioane de dolari SUA în costuri nete de operare pe durata vieții în perioada 2020-2050. Primele costuri de implementat sunt cu 402,06 miliarde USD mai mici decât cele ale mașinilor, chiar dacă sunt incluse costurile de înlocuire a bateriilor.

Scenariul 2 evită 1,55 gigatone de emisii, economisește 1,23 trilioane de dolari în costuri nete de operare pe viață și costă 446,01 miliarde de dolari mai puțin de implementat decât mașinile.

Discuţie

    Trecerea pasagerilor către moduri de transport cu emisii scăzute este un pas uriaș către obținerea reducerii. Soluția pentru biciclete electrice este o parte importantă a acestei schimbări. Sectorul transporturilor a fost responsabil pentru aproximativ 9,5 gigatone de emisii echivalente de dioxid de carbon în 2018 (IEA, 2018). Scenariul nostru 1 arată că utilizarea bicicletelor electrice în locul modului convențional compozit poate reduce emisiile de dioxid de carbon echivalent cu 0,07 gigatone pe an în medie pentru 2020-2050, cu o reducere cumulată de 1,14 gigatone de emisii de echivalent de dioxid de carbon pentru acea perioadă. În scenarii mai agresive, mersul pe bicicletă înlocuiește din ce în ce mai mult călătoriile cu mașina, iar ponderea călătoriilor cu bicicleta făcute cu bicicletele electrice crește.

    Pandemia globală care a început în 2020 a marcat o schimbare către bicicletă și în special e-biciclete pentru recreere și pentru înlocuirea călătoriilor care s-ar fi făcut folosind transportul public. Bicicletele electrice și bicicletele s-au vândut în multe locuri din lume, iar mai multe guverne au început să ofere stimulente pentru înlocuirea mașinilor vechi cu biciclete electrice. Piste de biciclete temporare au apărut peste tot în lume. Factorii politici încearcă să facă această schimbare permanentă.

    Scăderea călătoriilor cu mașina și creșterea deplasărilor cu bicicleta are beneficii concomitente în ceea ce privește aglomerația, calitatea aerului, zgomotul, stresul și întârzierea călătoriei. Pe lângă impactul asupra climei, bicicletele electrice sunt mai ieftine, emit mai puține și folosesc mai puține materiale decât mașinile; nu provoacă congestie; și poate fi mai rapid în traficul aglomerat decât mașinile. Beneficiile suplimentare ale bicicletelor electrice includ îmbunătățirea sănătății și impactul pozitiv asupra economiei locale, deoarece utilizatorii de biciclete tind să facă cumpărături în comunitatea lor locală.

Referințe

Agenția Internațională pentru Energie (AIE) (2018). Emisiile de CO2 de la arderea combustibililor Repere 2018. http://www.indiaenvironmentportal.org.in/files/file/CO2_Emissions_from_Fuel_Combustion_2018_Highlights.pdf