Eco-effciency of electric vehicles in the United States: A life-cycle assessment based principal component analysis

Abstract

Bu araştırma Amerika Birleşik Devletleri'ndeki alternatif elektrikli araç teknolojileri için bir entegre edilmiş sürdürülebilirlik değerlendirme çerçevesi sunmaktadır. Süreç bazlı yaşam süresi değerlendirmesi (P-LCA) ve temel içerik analizi (PCA) metodları elektrikli bataryalı araçların eko-yeterlilik analizinde birlikte kullanılmıştır. Marjinal elektrik kullanımı, ortalama elektrik kullanımı ve solar enerji ile şarj edenler dikkate alınarak üç senaryo incelenmiştir. Üç çevresel (su çekilmesi, enerji tüketimi ve karbon emisyonu) ve bir ekonomik (yaşam süresi bedeli) gösterge birleştirilerek ABD'nin 49 eyaletinin eko-yeterlilik değerleri elde edilmiştir. İlk olarak, her bir eyaletin eko-yeterlilik değerleri her bir senaryoda ayrı bir şekilde karşılaştırmalı olarak uygulanmıştır. Eko-yeterliliğin maksimum değerleri ID, TX ve NM sırasıyla marjinal elektrik kullanımı senaryosu, ortalama elektrik kullanımı senaryosu ve solar enerjisi senaryosu ile ilişkilendirilmiştir. Daha sonra bu senaryolar ANOVA ve Tukey HSD test yaklaşımlarıyla çevresel ve ekonomik gösterge değeleri uygulanarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, solar enerji senaryosu en az çevresel etki değeri ile en temiz senaryo olurken marjinal elektrik kullanımı senaryosu en yüksek ekonomik sonuç elde etmiştir. Diğer iki senaryoyla kıyaslandığında, solar enerji senaryosu bütün eyaletlerde karbon emisyonu miktarını en üst düzeyde azaltırken birçok eyalette ise su çekilmesi değerini ve enerji tüketimini önemli oranda düşürmüştür.

This research presents an integrated sustainability assessment framework for alternative electric vehicle technologies in the United States. Two methods such as life cycle assessment (LCA) and principal component analysis (PCA) are jointly used for eco-eciency analysis of battery electric vehicles. Three scenarios are analyzed such as marginal electricity mix, average electricity mix and 100% solar energy. Three environmental (waterithdrawal, energy consumption and carbon emission) and one economic (life cycle cost) indicators are combined to obtain the eco-eciency values for 49 U.S. states. First, the scenarios are compared by applying the ANOVA and Tukey HSD test approaches regarding their environmental and economic indicators values. Then, a comparison is executed based on the eco-eciency values of states in each scenario separately. The maximum scores of eco-eciency are related to Idaho, Texas and New Mexico based on marginal electricity mix scenario, average electricity mix scenario and solar energy scenario, respectively. According to the results, solar energy scenario is the cleanest scenariobecause of the least value of environmental impacts while the marginal electricity mix scenario has the highest economic output. Compared to other two scenarios, solar energy scenario cause an extreme decrease in the amount of carbon emission in all states and also reduces the value of water consumption and energy use considerably in most ofthe states.