送货机器人对环境的影响:车辆类型比自动化更重要

(ChinaIT.com讯)密歇根大学的一项研究表明,无论是机器人还是真人投递包裹,碳足迹基本上是一样的。随着疫情引发在线购物的急剧增长,该研究会帮助了解自动送货的未来。

研究人员研究了先进的住宅包裹递送方案对环境的影响,这些方案使用电力和燃气驱动的自动驾驶汽车和两足机器人将货物从配送中心运送到社区,然后运送到家门口。他们将这些影响与人工快递的传统方式进行了比较。

他们发现,机器人和自动化只占包裹足迹的不到 20%,而大部分温室气体排放来自汽车。车辆动力系统和燃油经济性是决定包裹足迹的关键因素。研究人员表示,改用电动汽车并降低它们所用电力的碳强度可能会对可持续快递产生最大的影响。

他们的研究是对 12 个郊区交付方案一生的温室气体排放的生命周期分析。该研究的独特之处在于它不仅仅计算配送过程中的温室气体排放量。它还计算了汽车和机器人制造以及在其使用寿命结束时对其进行处理或回收所产生的温室气体。

密歇根大学环境与可持续发展学院 Peter M. Wege 可持续系统教授、土木与环境工程教授Gregory Keoleian 说:“我们发现,在郊区,这种自动包裹配送的能源消耗和碳足迹与传统的人工驾驶车辆进行包裹配送的能源消耗和碳足迹相似。通过车辆自动化提高燃油经济性的优势被自动车辆电力需求带来的更大电力负荷所抵消。”

“在所有研究的配送系统中,车辆使用是造成温室气体排放的最大因素,这突出了可持续快递对低碳燃料的需求。在部署电动汽车的同时,电网脱碳至关重要。”

在飞速发展的快递市场中优化“最后一英里”

电子商务和 COVID-19 相关的非接触式配送需求激发了行业对机器人和自动驾驶汽车的兴趣,以提高配送过程的效率。例如,UPS 和 Waymo 正在亚利桑那州测试一款自动送货车。福特汽车公司和敏捷机器人公司正在研发一种系统,利用两足步行机器人将包裹从货车运送到门口。亚马逊和联邦快递也在测试无人机和自动送货机器人。

事实上,根据联合市场研究公司 (Allied Market Research) 的数据,“最后一英里”自动配送市场有七倍增长的潜力,到 2030 年可能达到 119 亿美元。“最后一公里”是指产品从当地配送中心到客户的最后一段旅程。它也是供应链中最昂贵、碳密集度最高且能效最低的环节。

研究表明,在城市中,自动化的“最后一英里”方法有可能将配送成本降低 10% 到 40%。但研究人员表示,在广泛采用自动化方法之前,应该探索它们对环境的影响。

不同自动化水平、动力传动系统和车辆尺寸的配送方案

该团队评估了三个配送方案和四个车辆平台的排放。配送方案包括:

  • 传统方案:一个人驾驶车辆到社区附近的“最后一英里”并将每个包裹送到门口,也称为“最后 50 英尺”
  • 部分自动化方案:一个人驾驶最后一英里,一个机器人完成最后 50 英尺
  • 完全自动化方案:联网的自动化车辆行驶最后一英里,机器人将包裹送到家门口

对于每个方案,他们分析了两种不同尺寸的配送车辆的内燃机和电池电力传动系统。一辆是大约 120 立方英尺的货车,与一辆日产货车的大小差不多,另一辆是 350 立方英尺的车型,基于福特捷运的全尺寸货车。

他们发现最小的碳足迹(每个包裹 167 克二氧化碳)来自传统的小型电动货车运输,以及最大的碳足迹(每个包裹 486 克二氧化碳)来自部分自动化方案,该方案依赖于更大的汽油动力货车和一个两足机器人。

“结果表明,与传统的小型货车配送系统相比,自动化配送系统的生命周期温室气体排放量可能略高,但与大型货车相比,自动化配送系统有可能减少温室气体排放,”Keoleian 说。“与传统方案相比,全自动化方案导致大型汽油动力货车的温室气体排放量相似,但小型电动货车的温室气体排放量高出 10%。”

Keoleian 补充道,没有一个单一的自动配送系统可以适用于所有情况,除了环保效能,还需要考虑其他因素,如生命周期成本、安全性、视觉影响和社会可持续性因素(如就业影响)。

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