Nowe badania pokazują, jak wprowadzenie pojazdów elektrycznych na dużą skalę może poprawić jakość powietrza i zdrowie ludzi

Zespół badawczy wykorzystał symulacje komputerowe, aby wykazać, że agresywna elektryfikacja amerykańskiej floty pojazdów w połączeniu z ambitnym wprowadzeniem wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych może do roku 2050 przynieść korzyści zdrowotne o wartości od 84 do 188 miliardów dolarów.

Nawet scenariusze zakładające mniej agresywną dekarbonizację sieci w większości przewidywały korzyści zdrowotne liczone w dziesiątkach miliardów dolarów.

„Kiedy badacze badają wpływ pojazdów elektrycznych, zazwyczaj skupiają się na zmianie klimatu w postaci łagodzenia emisji CO₂ emisji” – mówi profesor Marianne Hatzopoulou, jedna ze współautorek badania opublikowanego w czasopiśmie PNAS.

„Ale CO₂ nie jest jedyną rzeczą wydobywającą się z rury wydechowej pojazdu spalinowego. Wytwarzają wiele substancji zanieczyszczających powietrze, które mają znaczący i wymierny wpływ na zdrowie publiczne. Co więcej, dowody wskazują, że skutki te są nieproporcjonalnie odczuwalne przez populacje o niskich dochodach, rasistowskie lub marginalizowane”.

Pozostali członkowie zespołu to główny autor i doktorant Jean Schmitt, profesorowie Daniel Posen i Heather Maclean oraz Amir FN Abdul-Manan z Zespołu ds. Analiz Strategicznych Transportu Saudi Aramco.

Członkowie tego zespołu wykorzystali już wcześniej swoją wiedzę specjalistyczną w zakresie oceny cyklu życia do zbudowania modeli komputerowych symulujących wpływ wprowadzenia pojazdów elektrycznych na dużą skalę na rynek amerykański.

Wykazały między innymi, że choć przyjęcie pojazdów elektrycznych będzie miało pozytywny wpływ na zmiany klimatyczne, samo w sobie nie wystarczy do osiągnięcia celów Porozumienia paryskiego. Zalecili, aby wdrażanie pojazdów elektrycznych było stosowane w połączeniu z innymi strategiami, takimi jak inwestycje w transport publiczny, transport aktywny i większą gęstość zabudowy.

W swoim najnowszym badaniu zespół chciał uwzględnić pozaklimatyczne korzyści wynikające z wprowadzenia pojazdów elektrycznych. Dostosowali swoje modele do symulacji wytwarzania substancji zanieczyszczających powietrze, które są powszechne podczas spalania paliw kopalnych, takich jak tlenki azotu, tlenki siarki i małe cząstki zwane PM._2.5.

„Modelowanie tych substancji zanieczyszczających bardzo różni się od modelowania CO₂który utrzymuje się przez dziesięciolecia i ostatecznie dobrze się miesza w atmosferze” – mówi Posen.

„Z drugiej strony te zanieczyszczenia i związany z nimi wpływ na zdrowie mają charakter bardziej lokalny. Liczy się nie tylko to, ile emitujemy, ale także gdzie je emitujemy”.

Chociaż pojazdy elektryczne nie powodują emisji z rury wydechowej, mogą nadal być odpowiedzialne za zanieczyszczenie powietrza, jeśli elektrownie je dostarczające działają na paliwach kopalnych, takich jak gaz ziemny lub węgiel. Ma to również wpływ na przenoszenie zanieczyszczeń powietrza z ruchliwych autostrad do społeczności mieszkających w pobliżu elektrowni.

Kolejną komplikacją jest to, że nie oczekuje się, że zanieczyszczenie powietrza pochodzące z sieci energetycznej ani pojazdów spalinowych pozostanie stałe w czasie.

„Współczesne samochody napędzane benzyną wytwarzają znacznie mniej zanieczyszczeń niż te wyprodukowane 20 lat temu, a wiele z nich nadal jeździ po drogach” – mówi Schmitt.

„Jeśli więc chcemy uczciwie porównać pojazdy elektryczne z pojazdami spalinowymi, musimy wziąć pod uwagę fakt, że zanieczyszczenie powietrza będzie nadal spadać w miarę wymiany starszych pojazdów. Widzimy również, że sieć energetyczna z biegiem czasu staje się coraz bardziej ekologiczna, w miarę instalowania większej liczby odnawialnych źródeł energii.”

W modelu zespół wybrał dwa główne scenariusze do przeprowadzenia symulacji do roku 2050. W pierwszym założono, że nie będzie już produkowanych pojazdów elektrycznych, ale starsze pojazdy spalinowe będą w dalszym ciągu zastępowane nowszymi, bardziej wydajnymi.

W drugim założono, że do 2035 roku wszystkie sprzedawane nowe pojazdy będą elektryczne. Badacze określili to jako „agresywne”, ale jest to zgodne z deklarowanymi intencjami wielu krajów. Na przykład Norwegia planuje w przyszłym roku wyeliminować sprzedaż pojazdów nieelektrycznych, a Kanada planuje pójść w ich ślady do 2035 r.

Dla każdego z tych scenariuszy rozważono także różne tempo przechodzenia sieci elektroenergetycznej na niskoemisyjne i odnawialne źródła energii, tj. czy pozostaje ono mniej więcej takie samo jak obecne, czy zwalnia czy przyspiesza w ciągu najbliższych kilku lat. dziesięciolecia.

W każdym z tych warunków zespół przeprowadził symulację poziomu zanieczyszczenia powietrza w całych Stanach Zjednoczonych. Następnie wykorzystali ustalone obliczenia powszechnie stosowane przez epidemiologów, aktuariuszy i analityków polityki rządowej, aby skorelować te poziomy zanieczyszczeń ze statystycznymi szacunkami liczby utraconych lat życia, a także szacunkami wartości ekonomicznej.

„Nasza symulacja pokazuje, że skumulowane korzyści dla zdrowia publicznego wynikające z wprowadzenia pojazdów elektrycznych na dużą skalę do roku 2050 mogą sięgać setek miliardów dolarów” – mówi Posen.

„To znaczące, ale odkryliśmy też inną rzecz: korzyści te uzyskamy tylko wtedy, gdy sieć będzie w dalszym ciągu stawała się bardziej ekologiczna. Już odchodzimy od wytwarzania energii z paliw kopalnych i prawdopodobnie będzie to kontynuowane w przyszłości. Ale dla celów dyskusji stworzyliśmy model, co by się stało, gdyby sztucznie zamrozić sieć w jej obecnym stanie. W takim przypadku w rzeczywistości lepiej byłoby po prostu wymienić nasze stare pojazdy spalinowe na nowe – ale znowu nie jest to zbyt realistyczny scenariusz. .”

Odkrycie to rodzi kolejne pytanie: czy ważniejsza jest dekarbonizacja sektora transportu poprzez przyjęcie pojazdów elektrycznych, czy też najpierw dekarbonizacja sektora wytwarzania energii, który jest ostatecznym źródłem zanieczyszczeń związanych z pojazdami elektrycznymi?

„W związku z tym należy pamiętać, że sprzedawane dziś pojazdy będą służyły przez dziesięciolecia” – mówi Hatzopoulou.

„Jeśli teraz kupimy więcej pojazdów spalinowych, niezależnie od ich wydajności, przez wiele lat będziemy skazani na emisję z rury wydechowej, a one rozprzestrzenią te zanieczyszczenia wszędzie, gdzie są drogi.

„Nadal musimy zdekarbonizować system wytwarzania energii – i to robimy – ale nie powinniśmy czekać do zakończenia tego procesu, aby wprowadzić więcej pojazdów elektrycznych na drogi. Musimy już dziś rozpocząć drogę do zdrowszej przyszłości”.