Världen är på väg mot dramatiska förändringar i hur människor äger, driva och driva sina transportmedel.

Känd som "de tre revolutionerna, "en term som myntades av UC Davis transportprofessor Daniel Sperling, de nya trenderna är:elfordon, autonoma fordon och delningsorienterade affärsmodeller (tänk Uber och Lyft). Optimistiskt, dessa revolutioner kan göra våra städer till en drömbild av gångbar urbanism som kommer att minska olyckor till nära noll och ge mer plats för cyklar, träd, fotgängare och småföretag utan att släppa ut några koldioxidutsläpp.

Dock, eftersom denna nya teknik syftar till att dramatiskt minska transportkostnaderna, många människor är oroliga för att fler människor kommer att använda bilar för att komma runt och framtiden kommer att fyllas med sämre trafik och trängsel. Det kan innebära att förbrukningen av fossila bränslen kommer att öka - dåliga resultat för samhällets hållbarhetsmål.

Vi har analyserat en hel mängd litteratur om autonoma fordon och funnit att i synnerhet autonoma fordon sannolikt kommer att kraftigt öka den totala transportbehovet:Med fler tillgängliga alternativ, fler människor kommer att dra nytta av dessa autonoma fordon och åktjänster. Oavsett om det finns en nettoökning eller minskning av föroreningar från högre energiförbrukning, dock, är mindre uppenbart.

De viktigaste faktorerna som påverkar koldioxidutsläppen från dessa framväxande transporttrender är om fordon är elektriska eller använder konventionell förbränningsmotorteknik, och hur snabbt elnätet kan "avkarbonisera, "eller generera kraft utan några koldioxidutsläpp.

Driva bilar med elnätet

Sedan 2016 har transport har varit den enskilt största källan till utsläpp av växthusgaser i USA. När vår elmix blir mindre kolintensiv och transportbehovet ökar, transport kommer att utgöra en ökande andel av våra koldioxidutsläpp om USA fortsätter att vara beroende av ett system som drivs av förbränningsmotorer och bensin.

Men hur planerar vårt land realistiskt för ett system som både uppfyller energikraven i vårt framtida transportsystem och minskar våra koldioxidutsläpp?

Vårt senaste dokument syftade till att svara på dessa frågor. Vårt mål var först att införliva de stora men ofta förbisedda trenderna inom transport för att förutse hur mycket transportbehovet kommer att växa. Andra, vi försökte skapa rimliga uppskattningar för vad som krävs för att möjliggöra en ren, förnybart och pålitligt elsystem under de kommande åren.

Vi granskade både akademisk och industriell forskning om framtida personbilsförsäljning, energieffektivitetsförbättringar och totala fordonsmil som färdats när fler använder autonoma fordon.

Denna forskning tillät oss att bygga en modell som projicerar antalet elektriska och autonoma fordon som kan vara på amerikanska vägar i framtiden och deras relaterade energi och utsläpp.

Vår studie uppskattar att år 2050 nettoökningen i elbehovet från att konvertera den lätta fordonsparken till elektrisk, autonoma fordon kommer att ligga mellan 13 procent och 26 procent mer än dagens totala elbehov. I bästa fall, där 95 procent av elsektorn kolsyrar vid den tiden, detta scenario skulle resultera i en minskning av utsläppen av växthusgaser med upp till 80 procent från 2015 års utsläpp av lätta fordon.

Borra ner

Några intressanta konsekvenser följer av våra utsläpp av växthusgaser. Den första är att ökningen av tjänsterbjudande och autonomi-förutsatt att den är 100 procent elektrisk-inte driver betydande ökningar av koldioxidutsläpp.

I vårt "stressfall, "vi antog dramatiska ökningar av fordonsmil rest (VMT) på grund av autonoma fordon, långsamma förbättringar av fordons energieffektivitet och begränsad transportdesign. I detta scenario, det var praktiskt taget ingen skillnad i utsläpp av växthusgaser jämfört med andra fall med mer samvetsgrann politisk planering, inklusive VMT -skatter, ökad kollektivtrafik och andra åtgärder.

Detta kontraintuitiva resultat kan vara lite mer meningsfullt genom att dyka in i resultaten. När man jämför olika scenarier, vi fann att utsläppen är mer än dubbelt så höga i ett "lågt EV" -scenario med 50 procent elbilar i flottan år 2050, jämfört med ett "högt EV" -scenario på 86 procent elbilar i flottan år 2050.

Detta återspeglar hur mycket mer förändringen i elektriska fordon påverkar transportföroreningar i förhållande till andra stora trender inom transport. Även om det körs fler mil från autonoma fordon, om de är elektriska och nätet blir allt renare, då kommer inte utsläppen att öka dramatiskt jämfört med landets nuvarande kurs.

En annan avhämtning som följer av detta resultat är att samhället bara kan uppnå dramatiska nedskärningar av växthusgasutsläpp genom att göra elnätet dramatiskt mindre förorenande.

Optimistiskt scenario

Vår studie beskriver vad som är möjligt år 2050, och mer eller mindre vad vi tror att vi behöver göra för att säkerställa att övergången till autonoma fordon och utbredda åkattjänster inte leder till stora föroreningar.

Självklart, att överföra nätet till 95 procent till 100 procent ren energi blir inte lätt; för närvarande är bara 37 procent från vind, sol, vattenkraft och kärnkraft. Inte heller kommer vi att se till att nästan alla våra lätta fordon är elektriska. Det beror delvis på att elbilar ännu inte är konkurrenskraftiga med fordon med förbränningsmotor. Också, det finns ett antal infrastrukturutmaningar för att uppdatera elnätet för en större omställning till elektriska transporter.

De goda nyheterna för företag är att ökningen av elbehovet från elfordon kommer att ge en positiv men inte överväldigande tillväxt för elföretag - tillväxt som är välkommen med tanke på de stillastående eller sjunkande intäkterna för elleverantörer det senaste decenniet. Detta bör komma som ett välkommet tillfälle och kan skapa en stark allierad när EV -ägande växer.

Även om våra resultat representerar tidsramar långt ut i framtiden, politiken som kommer att leda oss dit skrivs idag. Vår studie tyder på att på kort sikt, snabb och fullständig transportelektrifiering och ett kolfritt nät bör förbli hörnstenarna i transportens avkolningspolitik. Dock, Den långsiktiga politiken bör också syfta till att säkerställa att bilar är elektriska och minskar autonoma fordons möjligheter att öka körsträckan, stads- och förortsutbredning, och trafikstockningar.

Och beslutsfattare ska inte dröja. Framväxten av Uber och Lyft har redan dramatiskt förbättrat affärsmodeller som har funnits i årtionden, och autonom fordonsteknik, som fortfarande har några år kvar innan man byter ut mänskliga förare, påverkar redan städer runt om i landet. Frågan är nu om dessa trender kommer att minska eller öka vårt lands utsläpp.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.