温室効果ガス排出量に影響する「電気自動車充電のタイミング」

アマゾンは10万台の電動配送車が、いつ、どこで、どのように充電されるかによって、温室効果ガスの排出量を削減する可能性に大きく影響するか、ミシガン大学の研究者たちの見解が秀逸です。

Now, a study from University of Michigan researchers shows that when, where and how those fleet vehicles are charged can greatly impact their potential to reduce greenhouse gas emissions.

参照元：https://news.umich.edu/electric-delivery-vehicles-when-where-how-theyre-charged-has-big-impact-on-greenhouse-gas-emissions/
– ミシガン大学 University of Michigan. July 12, 2021 –

米国では、運輸部門が温室効果ガスの最大の排出源となっており、その削減に貢献する電気自動車が注目されています。

しかし、オンラインショッピングやジャストインタイム配送の増加に伴い、電気自動車による配送フリートは、運輸部門の環境負荷を低減するための新たな機会として浮上しています。

現在、配送車両に占めるEVの割合はわずかですが、その数は増え続けています。

2019年、アマゾンは10万台の電動配送車を導入する計画を発表しました。

UPSは1万台を発注し、FedExは2040年までに完全に電気自動車にする計画です。

さて、ミシガン大学の研究者たちの研究によると、それらのフリート車両がいつ、どこで、どのように充電されるかによって、温室効果ガスの排出量を削減する可能性に大きく影響することがわかりました。

この研究では、車両の充電に直接関連する排出量と、バッテリーの製造に起因する排出量の両方を考慮しなければならないことがポイントです。

バッテリーの寿命を縮めるような充電方法は、バッテリーの早期交換につながり、自動車に関連する温室効果ガスの総排出量を増やすことになります。

U-M大学の研究者たちは、電気自動車のバッテリーに関連する生涯排出量の50〜80％が充電時に発生することを発見しました。

したがって、再生可能エネルギーを多く含む電力網など、よりクリーンなエネルギー源から充電することが、電気自動車の排出量を削減するための最も効果的な方法の1つです。

充電とバッテリーの劣化の両方を考慮した場合、研究者たちは、充電戦略を最適化することで、温室効果ガスの排出量を最大37％削減できることを発見しました。

また、驚くべきことに、米国内で最も炭素消費量の多い地域でも、電気自動車による配送は、ガソリン車やディーゼル車に比べて温室効果ガスの排出量が少ないことがわかりました。

7月9日付の『Environmental Science & Technology』誌に掲載された本研究の筆頭著者である、米国マサチューセッツ工科大学持続可能システムセンターのマクスウェル・ウッディ氏は話します。

「今回の評価戦略は、電気自動車のフリートに投資する企業に対して、2つの主要な提言をもたらします。」

「1つ目は、充電のタイミングや充電量を決定する際に、バッテリーの劣化を考慮することです。充電方法によってはバッテリーの寿命を延ばすことができ、これにより温室効果ガスの排出量を減らし、企業の投資を保護することができます。」

U-Mチームがフリートオーナーに提案する2つ目の方法は、車両に充電するエネルギーがどこから来るかを考えることです。

太陽エネルギーや風力エネルギーで充電する車両と、石炭や天然ガスを燃料とする発電所で充電する車両では、環境への影響が大きく異なります。

ウッディ氏は続けます。

「充電源を考慮することは、地域の送電網が国によって異なるため、企業が充電に最適な場所を決定するのに役立ちます。企業は、炭素削減の効果が最も大きい地域で、車両の電動化を優先させるべきです。」

今回のモデリング研究では、4つの充電戦略を分析し、それぞれの生涯環境影響を調べました。

今回の研究では、充電による排出量の地域的・時間的変化と、充電がバッテリーの劣化に与える影響を組み合わせることで、これまでの研究を上回る成果を挙げています。

研究者らは、車両が中央のデポに戻ってすぐに完全に充電されるという基本的な充電シナリオが、最も高い排出量をもたらすことを示しました。

また、別の充電方法を採用することで、8％から37％の排出量削減につながりました。

本研究の共同執筆者であり、U-M School for Environment and Sustainabilityの助教授であるParth Vaishnav氏は話します。

「車両が戻ってきてすぐに充電したり、100％まで充電したりすると、バッテリーが満タンの状態でデポや充電ステーションに置かれている時間が長くなります。このように満充電の状態で過ごす時間が長くなると、バッテリーの消耗が早くなり、車の寿命のうちにバッテリーを交換しなければならなくなる可能性があります。」

このようにバッテリーを増設すると、温室効果ガスの排出量が増えるだけでなく、コストも増加します。

研究者たちが「十分な充電」と呼ぶ、その日の移動に必要な分だけバッテリーを充電する方法では、バッテリーの寿命が大幅に延び、場合によっては2倍以上になりました。

その結果、バッテリーの生産に伴う排出量が削減されました。

全体として、温室効果ガスの排出を最小限に抑える充電方法は、コストも下げることができました。

ほとんどの場合、出発間近まで充電を遅らせ、十分な充電を行うことが、コストと排出量の両方にとって最適な戦略となりました。

本研究の共著者であるグレッグ・ケオリアン氏は話します。

「最も重要な発見は、排出量を削減する大きなチャンスがあるということです。今はまだ電気自動車が配送車両に占める割合は少ないですが、今後数年でその数は増えていくと予想されます。このような車両が大量に導入され始めた今、充電のベストプラクティスを確立することは、温室効果ガスの排出量を削減するための重要なステップとなります。」