Integrated Analysis and Modeling of Energy Demand, Emissions, and Lifecycle Impacts of Bus Electrification Under Low-Carbon Electricity Scenarios
Notice bibliographique
Résumé
The transition to net-zero transportation in urban areas requires an integrated understanding of clean electricity deployment, transit electrification strategies, and operational energy dynamics. This thesis presents an integrated analysis and modeling framework for evaluating energy demand, greenhouse gas (GHG) emissions, and life cycle impacts of electric bus deployment under low-carbon electricity scenarios in Canada. The research is structured into four interconnected studies, each addressing a critical layer of the energy transition. The first study conducts a meta-analysis of 26 national decarbonization scenarios to evaluate the role of clean energy in achieving Canada's 2050 targets across electricity, transport, and heating sectors. Findings reveal consistent reliance on hydropower and nuclear (collectively ~80%), while the balance between wind, solar, and natural gas remains uncertain. The study highlights key challenges such as inter-provincial coordination and inadequate carbon pricing, particularly in the electricity sector. Building on this, the second study proposes a regionalized modeling framework to assess electric bus penetration in Toronto, Montreal, Edmonton, and Halifax. Integrating capital costs, dynamic fuel prices, social costs of pollution, and carbon pricing, the study quantifies GHG reductions from 2019 to 2030, with emission cuts ranging from 18.7% to 34.6% under energy system decarbonization (ESD) scenarios. The results emphasize the need for localized strategies within a polycentric governance framework. The third study analyzes real-world operational data from Montreal’s transit network to evaluate battery electric bus (BEB) energy performance under seasonal variations. Energy consumption peaks during winter due to auxiliary heating and road friction, while regenerative braking performs optimally at mid-speeds (30–50 km/h) in warmer conditions. Findings demonstrate the influence of climate and road conditions on BEB energy efficiency and operational cost. The final study develops machine learning-based models to estimate trip-level BEB energy consumption using three years of operational data. The models incorporate external variables such as temperature, state of charge, traffic conditions, road gradient, and stop frequency. Key predictors of BEB energy demand are identified, offering insights for route optimization and energy-efficient scheduling. Together, these studies provide a multiscale, data-driven framework for understanding and advancing electric bus adoption in the context of clean energy transitions. The findings inform both national policy planning and local transit system optimization, supporting the broader goal of achieving sustainable, low-carbon urban mobility in cold-climate regions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».