صرفه‌جویی در میلیون‌ها لیتر سوخت تنها با کاهش سرعت خودرو

به گزارش مجله خبری نگار،اما پژوهشی جدید این تصور رایج را از زاویه‌ای متفاوت بررسی کرده است. محققان این سؤال ساده را مطرح کردند: واقعاً رانندگی با سرعت بالاتر از حد مجاز چه هزینه‌ای برای همه افرادی که از جاده استفاده می‌کنند به همراه دارد؟

این تحقیق توسط دو مهندس از University of Minnesota Twin Cities انجام شده است. هدف آنها استفاده از داده‌های واقعی سفر‌های رانندگان بود، نه نتایج آزمایشگاهی یا میانگین‌های تقریبی مصرف سوخت که در بسیاری از مطالعات گذشته مورد استفاده قرار گرفته بودند.

محققان تأکید می‌کنند که قیمت سوخت از سالی به سال دیگر نوسان زیادی دارد، آینده خودرو‌های برقی نیز هنوز کاملاً مشخص نیست. در چنین شرایطی، تغییر شیوه رانندگی یکی از معدود راهکار‌هایی است که بدون نیاز به فناوری جدید یا خرید خودروی تازه، می‌تواند فوراً اثرگذار باشد.

چرا افزایش سرعت مصرف سوخت را بالا می‌برد؟

عامل اصلی این موضوع مقاومت هوا است. نیروی درگ (Drag) متناسب با مجذور سرعت خودرو افزایش پیدا می‌کند؛ به همین دلیل حتی افزایش اندک سرعت نیز می‌تواند مصرف سوخت را به‌سرعت افزایش دهد.

بیشترین بازدهی مصرف سوخت خودرو‌ها معمولاً در محدوده سرعت ۴۰ تا ۵۵ مایل بر ساعت اتفاق می‌افتد. زمانی که خودرو با سرعتی بسیار بالاتر حرکت می‌کند، موتور باید برای غلبه بر دیوار نامرئی و متراکم هوا انرژی بسیار بیشتری مصرف کند.

این محدوده بهینه کاملاً اتفاقی انتخاب نشده است. همین ویژگی در دهه ۱۹۷۰ میلادی یکی از عوامل تعیین محدودیت‌های سرعت بزرگراه‌ها در آمریکا بود؛ اقدامی که نخستین تلاش جدی برای کاهش مصرف سوخت در سطح ملی محسوب می‌شد.

بر اساس نتایج این پژوهش، حرکت تنها ۱۰ مایل بر ساعت بالاتر از سرعت مجاز در بزرگراه‌ها می‌تواند مصرف سوخت، همچنین میزان انتشار دی‌اکسید کربن را تا ۲۱ درصد افزایش دهد.

صرفه‌جویی در سوخت و هزینه‌ها چگونه محاسبه شد؟

برای دستیابی به تصویری واقعی از شرایط رانندگی، پژوهشگران بیش از ۱۲۰ میلیون سفر خودرویی را که طی چهار روز مختلف از سال ۲۰۲۱ (هر فصل یک روز) ثبت شده بود، مورد بررسی قرار دادند.

هر مسیر با اطلاعات مربوط به نوع جاده، محدودیت سرعت تعیین‌شده، همچنین داده‌های ارتفاعی تهیه‌شده توسط United States Geological Survey (USGS) تطبیق داده شد.

سپس تیم تحقیقاتی هر سفر را به دو روش شبیه‌سازی کرد:

بار اول با سرعت واقعی ثبت‌شده رانندگان.

بار دوم با این فرض که خودرو در تمام مسیر از سرعت مجاز فراتر نرود.

اختلاف میان این دو سناریو بسیار قابل‌توجه بود.

نتایج نشان داد اگر رانندگان تنها به محدودیت‌های سرعت پایبند باشند، تنها در یک روز می‌توان به نتایج زیر دست یافت:

صرفه‌جویی حدود ۶.۷ میلیون گالن سوخت.

کاهش حدود ۵۷ هزار تن متریک انتشار دی‌اکسید کربن.

صرفه‌جویی نزدیک به ۲۲ میلیون دلار در هزینه سوخت.

Bharat Jayaprakash، نویسنده اصلی این مقاله، در این باره گفت:

«ما از قبل می‌دانستیم که از نظر فیزیکی سرعت چگونه بر مصرف سوخت تأثیر می‌گذارد، اما اندازه‌گیری دقیق میزان این صرفه‌جویی در مقیاس ملی، تصویر بسیار روشن‌تری از اثر واقعی آن ارائه می‌دهد.»

رانندگی سریع‌تر از همیشه آسان شده است.

اما پایبندی به محدودیت سرعت چه هزینه‌ای برای رانندگان دارد؟ پاسخ صادقانه پژوهشگران این است: تقریباً هیچ.

بر اساس نتایج این مطالعه، رانندگی مطابق با سرعت مجاز در مجموع یک روز کامل رانندگی تنها حدود ۵۴ ثانیه به زمان سفر اضافه می‌کند. اگر این مقدار در طول یک هفته محاسبه شود، مجموع زمان اضافه‌شده تنها ۶.۳ دقیقه خواهد بود. همچنین یک مطالعه پیشین در استرالیا نشان داده بود که صرفه‌جویی واقعی زمانی ناشی از سرعت غیرمجاز حتی از این مقدار نیز کمتر است.

William Northrop، از نویسندگان این پژوهش، گفت:

«اگرچه خودرو‌های مجهز به موتور‌های احتراق داخلی طی دهه‌های گذشته از نظر مصرف سوخت بسیار کارآمدتر شده‌اند، قدرت آنها نیز به شکل قابل‌توجهی افزایش یافته است. در نتیجه، رانندگی با سرعت بالا امروز آسان‌تر از هر زمان دیگری است.»

او افزود:

«مطالعه ما یکی از بدیهی‌ترین، البته دشوارترین راهکار‌های قابل اجرا برای کاهش چشمگیر مصرف سوخت را بررسی می‌کند؛ راهکاری که بدون تعویض خودروها، تنها با آهسته‌تر رانندگی کردن قابل دستیابی است.»

در کدام مناطق رانندگان بیشتر از سرعت مجاز عبور می‌کنند؟

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد سرعت غیرمجاز در سراسر آمریکا الگوی یکسانی ندارد. از میان تمام سفر‌های بررسی‌شده، حدود ۴۳ درصد حداقل در بخشی از مسیر از محدودیت سرعت عبور کرده بودند.

ایالت‌های جنوب شرقی آمریکا بیشترین تخلفات سرعت را داشتند

منطقه جنوب شرقی آمریکا بیشترین میزان عبور از سرعت مجاز را ثبت کرد. در این میان، ایالت North Carolina با بیش از ۶۰ درصد سفر‌های دارای سرعت غیرمجاز در رتبه نخست قرار گرفت. پس از آن، ایالت‌های Georgia، Florida نیز قرار داشتند؛ به‌طوری که در هر دو ایالت، بیش از نیمی از سفر‌ها شامل رانندگی بالاتر از سرعت مجاز بودند.

ایالت‌های غربی کمترین میزان تخلف را ثبت کردند

در مقابل، ایالت‌های وسیع غرب آمریکا مانند Montana، Wyoming، Idaho کمترین میزان سرعت غیرمجاز را داشتند. پژوهشگران معتقدند یکی از دلایل این موضوع آن است که محدودیت‌های سرعت در این ایالت‌ها از ابتدا بالاتر تعیین شده، نیاز رانندگان به افزایش سرعت کمتر احساس می‌شود.

نوع خودرو نیز بر میزان سرعت غیرمجاز تأثیر دارد

بررسی داده‌ها نشان داد نوع وسیله نقلیه نیز نقش مهمی در رفتار رانندگی دارد.

خودرو‌های اسپرت دو نفره بیشترین میزان تخلف را ثبت کردند؛ به‌طور میانگین حدود ۱۵ مایل بر ساعت بالاتر از سرعت مجاز حرکت می‌کردند.

در مقابل، شاسی‌بلند‌های کوچک، پیکاپ‌ها معمولاً نزدیک‌تر به سرعت قانونی رانندگی می‌کردند.

خودرو‌های برقی حتی صرفه‌جویی بیشتری ایجاد می‌کنند

همین الگوی کاهش مصرف انرژی در خودرو‌های برقی نیز مشاهده شد، البته با اثری حتی قوی‌تر.

در ایالت California که تعداد خودرو‌های برقی برای انجام تحلیل آماری کافی بود، نتایج نشان داد رعایت محدودیت سرعت باعث بیش از ۹ درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی خودرو‌های برقی می‌شود.

این در حالی است که خودرو‌های بنزینی تحت همان شرایط تنها حدود ۳ درصد صرفه‌جویی در مصرف سوخت ثبت کردند.

پژوهشگران توضیح می‌دهند موتور‌های الکتریکی در بازه وسیع‌تری از سرعت، بازده بالای خود را حفظ می‌کنند.

بازیابی انرژی هنگام ترمزگیری

یکی دیگر از مزیت‌های خودرو‌های برقی، سیستم بازیابی انرژی هنگام کاهش سرعت یا ترمزگیری است. این فناوری بخشی از انرژی جنبشی خودرو را دوباره به باتری بازمی‌گرداند، هزینه انرژی ناشی از کاهش سرعت را کاهش می‌دهد.

همچنین داده‌های این مطالعه نشان داد رانندگان خودرو‌های برقی از ابتدا نیز کمتر از رانندگان خودرو‌های بنزینی از سرعت مجاز عبور می‌کنند. حتی زمانی که خودرو‌ها از نظر اندازه در یک گروه قرار می‌گرفتند، سفر‌های ثبت‌شده توسط خودرو‌های برقی دفعات کمتری شامل سرعت غیرمجاز بودند.

سرعت بالا هزینه‌ای فراتر از مصرف سوخت دارد

محاسبات مربوط به سوخت تنها بخشی از داستان است. سرعت غیرمجاز یک هزینه انسانی نیز دارد که بسیار بیشتر از چند ثانیه صرفه‌جویی در زمان سفر اهمیت دارد.

بر اساس داده‌های ارائه‌شده در این پژوهش، در سال ۲۰۲۳ سرعت غیرمجاز با ۱۱ هزار و ۷۷۵ مورد مرگ در جاده‌های آمریکا مرتبط بوده است. پژوهشگران معتقدند حتی کاهش اندک در میزان سرعت‌های غیرمجاز نیز می‌تواند از وقوع بخشی از این تلفات جلوگیری کند.

صرفه‌جویی سالانه میلیارد‌ها گالن سوخت

اگر اثر رعایت محدودیت سرعت در طول یک سال محاسبه شود، میزان سوخت صرفه‌جویی‌شده به حدود ۲.۴ میلیارد گالن می‌رسد.

این مقدار تقریباً معادل مصرف سالانه بنزین یک ناوگان متشکل از حدود ۵.۵ میلیون خودرو است.

پژوهشگران اشاره می‌کنند پولی که به جای مصرف بیشتر سوخت در اقتصاد باقی می‌ماند، می‌تواند تأثیر گسترده‌تری داشته باشد. همچنین مزایای زیست‌محیطی و افزایش ایمنی جاده‌ها، در کنار کاهش هزینه‌های سوخت، می‌تواند اثر کاهش جزئی درآمد‌های مالیاتی مربوط به سوخت که برای نگهداری جاده‌ها استفاده می‌شود را جبران کند.

آینده پژوهش درباره کاهش مصرف سوخت خودرو‌ها

این تصویر هنوز کامل نیست. تیم تحقیقاتی در این مطالعه تنها بزرگراه‌ها و جاده‌های اصلی با محدودیت سرعت ۴۵ مایل بر ساعت یا بیشتر را بررسی کرده است. به همین دلیل، پژوهشگران احتمال می‌دهند برآورد‌های ارائه‌شده حتی محافظه‌کارانه باشند.

William Northrop درباره مسیر‌های بعدی این تحقیق گفت:

«چالش‌های اصلی باقی‌مانده در پژوهش ما شامل گسترش چارچوب بررسی به جاده‌های متنوع‌تر، همچنین درک تأثیر شتاب‌گیری‌های شدید بر مصرف سوخت و میزان انتشار آلاینده‌ها است.»

او ادامه داد:

«بررسی همزمان کاهش سرعت، کاهش شتاب‌گیری به ما کمک خواهد کرد تصویر کامل‌تری از ظرفیت صرفه‌جویی واقعی سوخت در شرایط رانندگی روزمره به دست آوریم.»

خودروی برقی مجهز به حسگر‌های پیشرفته برای مرحله بعدی تحقیق

مرحله بعدی این پروژه شامل ساخت یک خودروی برقی مجهز به مجموعه‌ای از حسگر‌های پیشرفته است که بتواند رفتار واقعی رانندگان را با جزئیات بسیار دقیق ثبت کند.

هدف این پروژه جدید، بررسی این موضوع است که چگونه عادت‌های کوچک پشت فرمان می‌توانند میزان مصرف انرژی را در مقیاس یک ناوگان کامل خودرو‌ها تغییر دهند.

نتیجه‌گیری: رعایت محدودیت سرعت، راهکاری ساده برای کاهش هزینه‌ها

رعایت محدودیت سرعت می‌تواند بدون نیاز به خرید خودروی جدید، توسعه فناوری تازه یا تغییر زیرساخت‌های حمل‌ونقل، تأثیر قابل‌توجهی بر مصرف سوخت، هزینه‌های رانندگان، انتشار دی‌اکسید کربن و ایمنی جاده‌ها داشته باشد.

نتایج این پژوهش نشان می‌دهد چند دقیقه صرفه‌جویی زمانی با افزایش سرعت، در برابر هزینه‌های اقتصادی، زیست‌محیطی و انسانی آن ارزش چندانی ندارد.

با تغییر یک عادت ساده در رانندگی، می‌توان میلیارد‌ها گالن سوخت ذخیره کرد، انتشار آلاینده‌ها را کاهش داد و جاده‌های ایمن‌تری ایجاد کرد.

اگر به دنبال کاهش هزینه‌های خودرو و رانندگی اقتصادی‌تر هستید، رعایت سرعت مجاز یکی از ساده‌ترین اقداماتی است که می‌توانید از امروز آغاز کنید.

سؤالات متداول درباره رعایت محدودیت سرعت و مصرف سوخت

آیا کاهش سرعت واقعاً مصرف سوخت خودرو را کم می‌کند؟

بله. مقاومت هوا با افزایش سرعت به‌صورت چشمگیری بیشتر می‌شود. طبق این پژوهش، رانندگی ۱۰ مایل بر ساعت بالاتر از سرعت مجاز می‌تواند مصرف سوخت و انتشار دی‌اکسید کربن را تا ۲۱ درصد افزایش دهد.

رعایت سرعت مجاز چقدر زمان سفر را افزایش می‌دهد؟

بر اساس نتایج مطالعه، رعایت محدودیت سرعت در یک روز کامل رانندگی تنها حدود ۵۴ ثانیه به زمان سفر اضافه می‌کند. این مقدار در یک هفته حدود ۶.۳ دقیقه است.

چقدر سوخت با رعایت سرعت مجاز در آمریکا ذخیره می‌شود؟

برآورد پژوهشگران نشان می‌دهد رعایت محدودیت سرعت می‌تواند در یک روز حدود ۶.۷ میلیون گالن سوخت ذخیره کند. این رقم در طول یک سال به حدود ۲.۴ میلیارد گالن می‌رسد.

آیا خودرو‌های برقی نیز از کاهش سرعت سود می‌برند؟

بله. داده‌های بررسی‌شده در کالیفرنیا نشان داد خودرو‌های برقی با رعایت سرعت مجاز بیش از ۹ درصد صرفه‌جویی انرژی دارند، در حالی که خودرو‌های بنزینی حدود ۳ درصد صرفه‌جویی ثبت کردند.

منبع: فوت وفن