Kolossalt fotavtryck är detsamma för mänsklig eller automatiserad leverans, enligt en ny studie

En ny studie har funnit att kolossalt fotavtryck är detsamma oavsett om en människa eller en robot levererar ett paket. De nya resultaten ger en ny insikt i automatiserad leverans, som ökar stadigt till följd av COVID-19-pandemin, som har orsakat en ökning av online-shopping.

Forskare vid University of Michigan undersökte först de miljömässiga effekterna av avancerade paketleveransscenarier för bostäder som använder el- och gasdrivna autonoma fordon och tvåbenta robotar, med varor som transporteras från leveransnav till grannskapen, innan de når fram till ytterdörrarna. Dessa effekter jämfördes sedan med den traditionella metoden med paket som levereras för hand av mänskliga förare.

Resultaten visade att robotar och automation bidrar med mindre än 20 % av ett pakets fotavtryck, men de flesta växthusgasutsläppen kommer från fordonet. Pakets fotavtryck är starkt relaterat till fordonets drivlina och bränsleekonomi, och att byta till eldrivna fordon samtidigt som man minskar kolhaltigheten i den el de använder kan ha den största effekten på att minska fotavtrycket vid paketleverans.

Forskarnas studie kretsade kring en livscykelanalys för 12 förortsscenarier för leverans, och den tar också hänsyn till växthusgaser från tillverkning av fordon och robotar samt deras bortskaffande.

Gregory Keoleian är en Peter M. Wege Endowed Professor of Sustainable Systems vid U-M School for Environment and Sustainability, samt professor i civil- och miljöteknik.

“Vi fann att energi- och koldioxidavtrycket för denna automatiserade paketleverans i förorter var liknande det för konventionella mänskligt drivna fordon”, sa Keoleian. “Fördelarna med bättre bränsleekonomi genom fordonets automation kompenserades av större elkostnader för automatiserade fordon.”

“För alla leveranssystem som studerades var fordonets användningsfas den enskilt största bidragsgivaren till växthusgasutsläpp, vilket betonar behovet av koldioxidsnåla bränslen för hållbar paketleverans. Det är kritiskt viktigt att avkolonisera nätverken samtidigt som man inför elektrifierade fordon”, fortsatte han.

COVID-19:s påverkan på leverans

Det finns två drivande faktorer bakom den nuvarande ökningen av kontaktfri leverans: e-handel och COVID-19. På grund av detta används autonoma fordon och robotar alltmer i processen. Stora företag som UPS och Waymo testar för närvarande autonoma leveranser, medan Ford Motor (F ) Co. och Agilitic Robotics testar en tvåbent gående robot som kan leverera paket från fordonet till ytterdörren.

Enligt Allied Market Research har den automatiserade sista-milen-leveransmarknaden potentialen att växa till 11,9 miljarder dollar år 2030. Sista-milen-leverans innebär den sista etappen av leveransen av en produkt från ett lokalt distributionscenter till kunden. Detta är också den mest koldioxidsintensiva punkten i leveranskedjan.

Nya studier har visat att automatiserade sista-miljölösningar kan minska leveranskostnaderna med 10-40 % i städer, men det finns fortfarande många frågor kring deras miljöpåverkan.

Teamets studie

Teamet undersökte tre leveransscenarier och fyra fordonplattformar och deras utsläpp.

De tre leveransscenarierna omfattade konventionell, där en människa kör fordonet den “sista milen” runt grannskapet innan paketet levereras; delvis automatiserad, där en människa kör den sista milen och en robot slutför de “sista 50 foten”, eller till ytterdörren; och fullständigt automatiserad, där ett automatiskt fordon kör den sista milen och roboten levererar paketet till ytterdörren.

Forskarna analyserade förbränningsmotorer och batterielektriska drivlinor för varje scenario. De använde två storlekar på leveransfordon. Det ena var en 120-kubikfots vagn, medan den andra var en 350-kubikfots modell.

Den minsta koldioxidavtrycket, 167 gram koldioxid per paket, kom från konventionell leverans med den mindre, eldrivna vagnen. Det största avtrycket kom från det delvis automatiserade scenariot med den större, gasdrivna vagnen och den tvåbenta roboten.

“Resultaten tyder på att automatiserade leveranssystem kan ha något större livscykelutsläpp av växthusgaser än konventionella leveranssystem för mindre storleks vagnar, men det finns möjlighet att minska utsläppen för större storleks vagnar”, sa Keoleian. “Jämfört med det konventionella scenariot resulterar full automation i liknande växthusgasutsläpp för den stora gasdrivna lastbilen, men 10 % högre för den mindre batterielektriska vagnen.”

Enligt Keoleian kan det inte finnas ett enda automatiserat leveranssystem för alla scenarier, och andra faktorer måste nu studeras, inklusive livscykelkostnader, säkerhet, visuell påverkan och social hållbarhet.