В статье, которая будет опубликована в следующем выпуске журнала «Транспортные исследования, часть D», исследователи обнаружили, что дроны, как правило, имеют преимущества в отношении выбросов углекислого газа по сравнению с грузовиками, когда дронам не нужно лететь очень далеко к месту назначения или когда на маршруте доставки мало получатели.Грузовики, которые могут принести пользу окружающей среде, перевозя все, от одежды до техники и мебели за одну поездку, становятся более экологичной альтернативой, когда маршрут доставки имеет много остановок или находится дальше от центрального склада.
С небольшими легкими упаковками — бутылочкой с лекарством или детским купальным костюмом — дроны особенно хорошо конкурируют. Но преимущества углерода уменьшаются по мере увеличения веса упаковки, поскольку этим беспилотным летательным аппаратам приходится использовать дополнительную энергию, чтобы оставаться в воздухе с тяжелым грузом.«Полет намного более энергоемкий — подняться в воздух требует огромных усилий.
Поэтому я изначально думал, что дроны не смогут конкурировать с грузовиками по выбросам углекислого газа», — сказала старший автор Энн Гудчайлд, доцент UW. гражданского и экологического строительства. «В конце концов, я был поражен тем, насколько энергоэффективны дроны в некоторых контекстах. Грузовики лучше конкурируют с более тяжелыми грузами, но для действительно легких пакетов дроны просто потрясающие».
Интерес к невоенному использованию дронов резко возрос после успешных операций за пределами США по доставке продуктов питания, медикаментов и почты. В США Федеральное управление гражданской авиации недавно создало правовое пространство для экспериментов с доставкой дронов, хотя не ожидается, что в течение некоторого времени оно полностью разрешит коммерческие операции.Исследователи обнаружили, что хотя общественные дебаты в основном сосредоточены на снижении затрат, последствиях для конфиденциальности и загруженности воздушного пространства, мало кто анализировал экологические последствия, которые могут иметь дроны, если они будут полностью приняты отраслями.Новый анализ, проведенный бывшим аспирантом Университета штата Вашингтон Джордан Той (Jordan Toy), сравнивает выбросы углекислого газа и пробег транспортных средств в результате доставки дронов и грузовиков в 10 различных сценариях реального мира в Лос-Анджелесе.
Модель включала 330 различных зон обслуживания с количеством получателей от 50 до 500 в каждой зоне.Исследователи полагались на модели для оценки данных о грузовиках, которые ранее использовались для сравнения воздействия на окружающую среду служб доставки продуктов и личных походов за покупками. В анализе также предполагалось, что дроны могут перевозить только одну посылку за раз и возвращаться в депо после каждой доставки, что требует гораздо большего количества пробега и миль транспортного средства, чем для эквивалентного маршрута грузовика.
Исследователи оценили, сколько энергии потребуется для доставки дронов, исходя из потребления 10 различных гипотетических продуктов. Выбросы углекислого газа были рассчитаны с использованием средней топливной смеси для штата Калифорния.
Гудчайлд сказал, что маловероятно, что дроны будут использоваться для всех приложений доставки, но есть некоторые контексты, в которых они кажутся целесообразными — например, более короткие поездки в менее плотно застроенные сообщества или в контролируемые места, такие как военная база или кампус. Можно также представить себе гибридную систему, в которой грузовик везет весь груз посылок в централизованное место, а затем флот дронов разносится в противоположных направлениях, чтобы добраться до отдельных домов или предприятий.«Учитывая то, что мы обнаружили, вероятно, наиболее реалистичный сценарий — это дроны, выполняющие последний этап доставки», — сказал Гудчайлд, который также руководит транспортной цепочкой поставок UW. Логистический центр. «Вероятно, вы не увидите их в центре Сиэтла в ближайшее время.
Но, возможно, в сельской местности с медленными дорогами и трудностями для передвижения грузовиков и отсутствием воздушного пространства или проблем с шумом».Еще одним выводом для Goodchild было осознание того, какого прогресса могут добиться инженеры, приняв вызов. По словам Гудчайлда, сделать летающий объект настолько легким, чтобы в нем можно было разместить свою батарею и на самом деле выполнять полезную работу, было невероятно сложной задачей, но эта технология уже существует.
«Мы не прилагали таких же усилий к разработке легких грузовиков — они чрезмерно тяжелые, и их автопарк не сильно отличается от того, что было несколько десятилетий назад», — сказала она. «Если бы мы использовали то же количество энергии, которое мы вложили в создание легких и эффективных дронов, применили это к грузовикам и выставили их на улицу, мы могли бы сделать так много пользы для транспортной отрасли и окружающей среды».