Autonoma bilar är robotar bra för miljön?

Autonoma bilar kommer Här är hur vi kommer till en värld fylld med förare utan bil Här är hur vi kommer till en värld fylld med förare utan bil Driving är en tråkig, farlig och krävande uppgift. Kan det idag automatiseras av Googles drivlösa bilteknik? Läs mer . Exakt när är någons gissning, men tio år verkar som en säker satsning på massmarknads tillgänglighet.

Sättet som vi använder bilar kommer att förändra Transporten av imorgon: Fantastiska uppfinningar som kan omvandla hur vi pendlar transporten av imorgon: fantastiska uppfinningar som kan omvandla hur vi pendlar Den mänskliga civilisationen har alltid formats av transport. Transporten av imorgon kan inte lösa alla dessa problem, men det kan lösa lite - och det är viktigt att ge saken tanke ... Läs mer. Dessa förändringar kommer att vara stora, från bilkultur till ekonomin till den globala dödsgraden - men ett område som inte har undersökts i så mycket detalj: miljöpåverkan.

Bilar är en av de största bidragsgivarna till koldioxidproduktion i den utvecklade världen, och varje förändring i hur vi använder bilar bör övervägas i det ljuset. Kan självkörande bilar slå konventionell kollektivtrafik för effektivitet? Hur mycket av en förbättring erbjuder de över vanligt bilägande? Idag undersöker vi frågan om miljövänligheten hos autonoma fordon, baserat på mycket forskning och lite spekulation.

Effektiva drivstrategier

Men bra en mänsklig förare kan vara, de gör misstag, och dessa misstag har en inverkan på bränsleeffektiviteten.

Människor går vilse, fastnar i trafik och kämpar för att hitta parkering. Autonoma fordon skulle köra bättre, och spara bränsle som gör det. Autonoma bilar kan “flock”, utarbeta bakom varandra för att minska draget, och det finns möjlighet att automatiskt bana i ett flotta-scenario, vilket skulle kunna avsevärt minska antalet fordon som behövs och den totala bränsleförbrukningen.

Utkastet till enbart koncept kan spara 30% av användningen av bilbränsle (enligt Rocky Mountain Tech), och MIT föreslår att genom att eliminera behovet av att hitta parkering, kan mer än 40% av bränsleförbrukningen elimineras med anledning av autonoma fordon. De kan också undvika trafikstockningar i staden, vilket skulle ha stor inverkan på reseffektivitet. Enligt KPMG-institutet,

I ett autonomt fordonstransportsystem kommer fordon att navigera långt mer effektivt än nuvarande mänskliga operatörer gör. Ineffektiviteten hos persondrivna fordon leder till stor trafikstockning vid höga trafikvolymer och frekventa trafikstockningar. I sin urban mobilitetsrapport för 2011 bedömde Texas Transportation Institute att trafikstockningar kostar amerikaner 4,8 miljarder timmar, 1,9 miljarder gallrar spillt bränsle (motsvarande två månaders drift av Alaska Pipeline) och 101 miljarder dollar i kombinerad fördröjning och bränsle kostar.

Ekologisk bildesign

Ju mer självkörande fordon som är på vägen, ju färre olyckor kommer det att finnas. Att få mest berusade förare (orsaken till 26 av de 91 genomsnittliga dagliga dödsolyckorna i USA) att använda autonoma fordon skulle ha stor inverkan på körsäkerheten.

Bortsett från det uppenbarligen fördelen med människor som inte dör, har detta andra oväntade förmåner. Speciellt om risken för olycka kan bli tillräckligt låg kan bilföretag bygga mycket lättare bilar genom att kasta bort många traditionella säkerhetsfunktioner (som påsar, säkerhetsbälten och en smutszon). Bilförsäkringskostnaderna skulle också gå ner.

Om körningen blir lika säker som flygande (så säker att enskilda olyckor gör nyheterna på samma sätt som luftkatastrofer gör det) kan folk vara mycket bekvämare att köra i mycket lättare, mindre robusta bilar, vilket i sin tur kan spara ett enormt belopp av bränsle.

Eftersom du kanske bara kan kalla upp så många bilar som du behöver, finns det inget verkligt behov för de flesta bilarna i flottan att vara standard fem-sits sedans. Om du är villig att bygga två-sitsfordon och minimera vikt och dra, kan du bygga gasprototypbilar som får 285 MPG, nästan 80% lägre bränsleförbrukning jämfört med de bästa konsumentbilerna som nu finns tillgängliga. Enligt en journalist för Autos.ca som talade till Volkswagen-laget som konstruerade prototypen:

Trots sin lilla storlek och lätta vikt, säger Volkswagen att 1-liters bil är lika säker som en GT-sportbil registrerad för racing. Med hjälp av datorkraschssimuleringar konstruerades bilen med inbyggda kraschrör, tryckgivare för airbag-kontroll och främre krumplingszoner. Aluminiumbränsletanken ligger i ett skyddat område bakom passagerarna.

Elektrisk bilanpassning

Just nu är elbilar i den besvärliga positionen att de är nästan perfekta - men "nästan" spelar verkligen roll. Även med traditionell fordonsteknik (och mycket otroligt tunga litiumjonbatterier) får moderna elbilar motsvarande 120 MPG, och elproduktionen produceras på väsentligt renare sätt.

När det gäller övergripande användningen av fossila bränslen handlar det om en besparing på 50% jämfört med traditionella bilar, med samma vikt.

Tesla Model S, en allelektrisk bil, fick det högsta poänget som någonsin tilldelats av Consumer Reports, en 99 av 100. Jake Fisher, chefen för bilprovning för Consumer Reports, sa att hans enda kvarstående problem var laddningsbegränsningar .:

Om det skulle kunna laddas i någon bensinstation på tre minuter, skulle den här bilen få poäng om 110.

Tyvärr, elbilar tar mycket längre tid att ladda upp än gasbilar ta för att fylla upp, och har ett begränsat utbud på varje laddning. Detta leder till den olyckliga sanning att elbilar inte är ett lönsamt alternativ för de flesta amerikaner.

Trots att de är helt adekvata för 95% av de resor som människor någonsin tar (springande ärenden i stan) misslyckas de helt och hållet på de senaste fem procenten av långdistansutflykter. Att hitta platser att ladda din elbil kan vara svårt och omöjligt omöjligt på vissa ställen.

Autonoma bilar erbjuder några lösningar på detta problem. Autonoma bilar skulle vara mest användbara i ett flotta-scenario där alla bilar ägs av en central agentur och kan skickas som krävs av användarna.

I det här fallet, istället för att användaren måste vänta på att bilen ska laddas, kunde användaren bara byta bilar om de överskred omfånget på ett visst fordon. Om bilens passagerare och bilens robot / motor / batteri del var separata moduler, skulle dessa byten kunna ske inom några sekunder utan att ryttarna någonsin måste gå ut.

Detta har alla fördelar med batteriswappar, med den extra fördel som batteriet kan komma till dig. Genom att använda en flersidig flotta som inkluderar en liten del av gasdrivna fordon kan du dessutom tillåta resor till områden som annars inte skulle vara tillgängliga för självkörande bilar, särskilt i de tidiga dagar då laddningsinfrastrukturen är mindre tillgänglig.

Jämförelse med kollektivtrafik

Det fina med alla dessa olika potentiella besparingar är att de är mest självständiga. Med andra ord staplar alla dessa fördelar.

Om du arbetar med det, mellan de 80% besparingar som ges genom att designa lättmikrobilar, 30% besparingarna från smart utkastning och de 50% besparingarna du får från att använda elbilar, slutar du med en total ekologisk påverkan som är något som 14 gånger mindre än en modern 60 MPG bensinbil, en fördel som rymmer även för de flesta långdistansutflykter (förutsatt att det finns en flotta bilar du kan byta med i varje stad längs vägen). Det räknar inte med många andra små fördelar som bilpoolning, spendera mindre tid förlorad och i trafik och effektivare autonoma parkeringsplatser.

Detta blåser bort alla andra former av transitering med en jordskred. Traditionella bussar är bara fem gånger effektivare än bilar när de är fullt lastade med passagerare (vilket är ovanligt). Tåg och flygplan kan faktiskt vara värre än bilar under verkliga användningsförhållanden. En flotta autonoma fordon skulle förmodligen vara det mest effektiva alternativet för att flytta människor runt, för att inte säga någonting om bekvämligheten att kunna kalla en robot för att bära dig överallt när som helst. Offentlig transport tar arbete för att använda effektivt, och autonoma fordon kan blåsa bort det.

Hur mycket körning?

Det här är alla riktigt bra nyheter för miljön. Tyvärr finns det ett stort tillvägagångssätt, vilket är att självkörande bilar förmodligen kommer att få en dramatisk inverkan på hur mycket människor kör. Unga, gamla och funktionshindrade kommer alla att kunna komma runt mycket lättare, och även om det är svårt att föreslå att det här är en dålig sak, har det också ett mätbart miljöpåverkan.

Situationen förvärras eftersom besparingar i bränsleeffektivitet också är besparingar i dollar, och det är inte bara priset på gas. Kostnaden för att betjäna en traditionell bensinbil utgår till ungefär sextio cent per mil inklusive underhåll, fordonets kostnad under dess livslängd och bränslepriset. Däremot, eftersom elektriska bilar är mekaniskt enklare och inte har så många högtemperaturrörliga delar, är den reella kostnaden för att driva elektriska bilar som Nissan Leaf närmare 3,5 cent per mil, varav cirka tre cent är bränsleförbrukning.

Elektriska fordon kräver mindre underhåll och varar längre. Det finns inte mycket du kan göra om resterande underhållskostnader, men bränslekostnaderna kan sänkas till försumbar nivå jämfört med kostnaden för slitage på fordonet. Vid drygt en halv cent en mil, som överstiger USA (tre tusen mil) skulle det kosta ungefär femton dollar per person. Även för en stor vinstmarginal är det fortfarande absurt billigt.

Dessa siffror håller sig under experiment också. En elektrisk fordonsägare (av ActiveE, en bil som är betydligt mindre effektiv än bladet) behållde sina energianvändnings- och underhållskostnader i flera år och, vid konsumenternas elektriska kostnader:

... det skulle ha kostat mig ca 3 000 dollar för att köra Active E de senaste 20 månaderna och 57 000 miles,

Den typen av minskning i reala kostnader är kommer att få en mätbar inverkan på hur mycket människor kör. Människor skulle vara mycket mer villiga att acceptera långa pendlar om de är otroligt billiga och de kan titta på Netflix när de reser.

Också, vad gäller vägresor, föreställ dig “sovvagnar” - autonoma fordon, utformade huvudsakligen för att vara en queen size-säng på hjul. Dessa skulle tillåta användarna att avgå fredag ​​kväll, sova hela resan till deras destination, njuta av en dag praktiskt var som helst i landet, och sedan sova resan tillbaka och vara hemma, välviljade på söndag morgon - allt för kostnaden för ett par av dollar. Det kommer tydligt att det kommer att få en djupgående inverkan på antalet dagars dagars utlösning.

Det är inte klart hur mycket av en inverkan detta kommer att ha på totala körhastigheter - men det finns några bra nyheter. Människor spenderar redan bra över en timmes körning. Även om varje enskild person i USA tillbringade tolv timmar om dagen i en bil, skulle de fortfarande inte kunna göra skillnaden i effektivitet mellan en självkörande elbil och traditionella gasfordon.

Allmän effektivitet

Med tanke på siffrorna verkar det tydligt att autonoma bilar kommer att bli en överväldigande kraft för miljöhänsyn.

Beviljas, många av dessa optimeringar (framförallt bränslebesparingarna för att ta bort säkerhetssystem från bilar) beror på att människor som kör bilar är frånvarande från vägen. Eller åtminstone sällsynta. Ett autonomt fordon kan skydda dig från dina egna potentiella misstag mycket effektivt, men det kan göra mindre för att skydda dig från alla andra idioter på vägen.

Vi är förmodligen några decennier ute från den tidpunkt då vi börjar se den traditionella, privatägda gasdrivna bilen börjar verkligen försvinna från gatorna. Så, för en nära framtid, blir prestationsvinsterna lite mindre dramatiska.

Det verkar ändå tydligt att (på lång sikt) självkörande fordon kommer att gå långt för att göra resor både billigare och bekvämare och mindre belastande på biosfären och på våra begränsade naturresurser.

Bildkrediter: “Körning av pappas ram“, av JD Hancock, “I flyg“, av Don McCullough, “Säkerheten först” av Toronto History

Utforska mer om: Automotive Technology.