Man mano che sempre più persone e merci si spostano sul pianeta, le nostre auto, aerei, treni, e le navi stanno avendo un impatto crescente sul clima. I trasporti ora generano quasi un quarto delle emissioni mondiali di gas serra, e nel 2016, trasporto (comprese navi, aerei e ferrovie) negli Stati Uniti ha prodotto più emissioni di anidride carbonica rispetto a qualsiasi altro settore. Il passaggio dai veicoli che bruciano combustibili fossili a quelli che funzionano con l'elettricità svolgerà un ruolo chiave nella riduzione del cambiamento climatico, in modo che i paesi possano raggiungere gli obiettivi di riduzione del carbonio fissati per l'accordo di Parigi sul clima, 100 milioni di veicoli elettrici (EV) devono essere in circolazione entro il 2030. Tuttavia, nel 2015, c'erano solo 1,26 milioni.

Combattere il cambiamento climatico e risparmiare denaro

I veicoli elettrici funzionano a batteria, ricaricato dall'elettricità a casa o presso una stazione di ricarica.

Mentre sono in movimento, I veicoli elettrici sono puliti:non emettono anidride carbonica o altri inquinanti. L'elettricità per alimentarli produce emissioni di riscaldamento globale, però, quindi la loro pulizia dipende in ultima analisi da come viene generata l'elettricità che li alimenta. Secondo un rapporto dell'Unione degli scienziati interessati, I veicoli elettrici alimentati da energia rinnovabile come l'energia eolica e solare non producono praticamente alcuna emissione di riscaldamento globale. Ma anche i veicoli elettrici alimentati da elettricità generata principalmente dal carbone producono meno emissioni di riscaldamento globale rispetto a un'auto alimentata a combustibili fossili con una media di 27 miglia per gallone (mpg). Un'auto a benzina dovrebbe ottenere 54 mpg per avere meno emissioni per il riscaldamento globale di un veicolo elettrico alimentato da elettricità da gas naturale; 500 mpg per abbinare un EV a energia solare; 3, 900 mpg per un veicolo elettrico eolico; o 7, 600 mpg per avere un veicolo elettrico alimentato da energia geotermica.

Attualmente, la maggior parte delle vendite di veicoli elettrici negli Stati Uniti è in California, che produce la maggior parte della sua elettricità dal gas naturale, più il 25% dalle rinnovabili e quasi nessuno dal carbone. Quindi la maggior parte dei veicoli elettrici negli Stati Uniti oggi funziona a gas naturale o energia rinnovabile. Inoltre, Dal 28 al 42% dei conducenti di veicoli elettrici negli Stati Uniti e in Europa ha l'energia solare nelle proprie case.

Sebbene i costi iniziali per i veicoli elettrici siano superiori a quelli per auto a combustibili fossili comparabili, un rapporto della Union of Concerned Scientists del 2017 ha stabilito che i veicoli elettrici possono essere più economici da mantenere perché non richiedono cambi d'olio o manutenzione regolare.

Inoltre, I veicoli elettrici possono risparmiare $ 750 a $ 1, 200 all'anno per il rifornimento rispetto a un veicolo a combustibile fossile con una media di 27 miglia per gallone con gas che costa $ 3,50 al gallone. Mentre la guida elettrica è più economica rispetto alla guida a gas, l'importo effettivo del risparmio dipende dalle tariffe e dai piani tariffari delle utenze locali, come quelli che offrono tariffe più convenienti di notte.

Il mondo sta andando EV

Le vendite di veicoli elettrici plug-in sono in aumento negli Stati Uniti, arrivando quasi a 200, 000 nel 2017, un aumento del 25% rispetto al 2016.

Molti paesi stanno ora vietando i nuovi veicoli che funzionano con combustibili fossili come la benzina, gasolio o gas di petrolio liquefatto. Germania, India, Irlanda, Israele, e i Paesi Bassi hanno annunciato piani per vietare le auto a combustibili fossili a partire dal 2030; Gran Bretagna, Francia, Taiwan e California li bandiranno nel 2040; e Norvegia nel 2025. Parigi, Roma, Madrid, Atene e Città del Messico vieteranno i veicoli diesel nel 2025.

Cina, il più grande mercato automobilistico del mondo, non approverà più nessun nuovo progetto di auto a combustibili fossili. Una politica che entrerà in vigore nel 2019 richiede alle case automobilistiche che producono o importano oltre 30, 000 veicoli all'anno per guadagnare crediti di consumo di carburante e raggiungere quote per la produzione di veicoli a zero e basse emissioni. La Cina sta anche lavorando al suo piano per vietare i veicoli a combustibili fossili e presto li eliminerà gradualmente sull'isola di Hainan in una corsa di prova.

Pechino vuole che almeno il 20% della produzione di veicoli cinesi sia elettrica e ibrida entro il 2025.

Le case automobilistiche americane ed europee sanno che devono vendere auto in Cina per prosperare, quindi Ford, Daimler e General Motors (GM) diventeranno tutte elettriche. Ford avrà 16 nuovi veicoli elettrici entro il 2022 e Volvo, che sta elettrizzando tutta la sua flotta, ha appena annunciato che produrrà il suo primo camion elettrico commerciale. GM, che nel 2016 ha venduto più auto in Cina che negli Stati Uniti, intende diventare completamente elettrico anche in futuro, entro il 2023, produrrà 20 modelli completamente elettrici. presidente di GM, Dan Ammann, è stato citato come dicendo, "Vediamo la Cina essere, almeno nel breve e medio termine, di gran lunga il più grande mercato per i veicoli elettrici nel mondo. Ma alla fine crediamo che il mondo intero andrà in quella direzione".

Informazioni sugli standard di efficienza del carburante degli Stati Uniti

Nel frattempo negli Stati Uniti, l'Environmental Protection Agency (EPA) sta pianificando di ridurre gli standard di efficienza del carburante per le auto prodotte nel 2022 al 2025. Questa mossa, formulato come un allentamento delle normative sulle case automobilistiche per rendere i veicoli più convenienti, potrebbe avvantaggiare le case automobilistiche più sporche e penalizzare quelle più pulite indebolendo gli incentivi alla produzione di veicoli elettrici.

Dopo il crollo finanziario del 2008, GM e Chrysler, che stavano producendo grandi auto ad alto consumo di benzina quando i prezzi del gas sono aumentati improvvisamente, rischiavano il fallimento. Hanno ricevuto un salvataggio di 80 miliardi di dollari dal governo federale (e dai contribuenti).

L'amministrazione Obama ha quindi stabilito nuovi standard di efficienza del carburante per rendere le aziende automobilistiche statunitensi più competitive con le case automobilistiche giapponesi e tedesche:dovrebbero raggiungere un'economia media di 54,5 miglia per gallone attraverso le loro flotte entro il 2025. Tuttavia, poiché le case automobilistiche avevano altri modi per raggiungere l'obiettivo come ridurre le perdite di refrigerante o acquistare crediti di efficienza, i veicoli dovrebbero ottenere solo 36 miglia per gallone in termini di efficienza effettiva del carburante entro il 2025. Sono solo 11,3 miglia per gallone in più rispetto a quanto richiesto nel 2016. E secondo l'EPA sotto Obama, solo il due percento delle flotte dovrebbe essere costituito da veicoli elettrici per raggiungere gli obiettivi del 2025.

L'EPA ha previsto che, se effettuato, gli standard potrebbero ridurre il consumo di petrolio di 12 miliardi di barili ed eliminare circa sei miliardi di tonnellate di emissioni di anidride carbonica nel corso della vita delle auto più efficienti.

La valutazione intermedia degli standard dell'EPA nel luglio 2016 ha rilevato che le case automobilistiche erano già "eccesso di conformità" e che c'era "risposta positiva dei consumatori, " quindi gli obiettivi sono stati finalizzati nel gennaio 2017.

Durante questa valutazione, però, GM, Ford e Chrysler hanno chiesto all'amministrazione Trump in arrivo una maggiore flessibilità negli standard su come sono stati valutati i crediti e come è stato contabilizzato l'inquinamento dovuto alla generazione di elettricità nei veicoli elettrici. In risposta, l'EPA sotto Scott Pruitt è andato oltre quanto le case automobilistiche si aspettassero o addirittura volessero annunciando che avrebbero indebolito i nuovi standard. Infatti, il presidente esecutivo e CEO di Ford ha scritto in un blog, "Sosteniamo l'aumento degli standard per le auto pulite fino al 2025 e non chiediamo un rollback". Anche un'alleanza di fornitori leader nel settore automobilistico e organizzazioni di società di controllo delle emissioni ha espresso il proprio sostegno per le emissioni a lungo termine e gli standard di risparmio di carburante.

La California respingerà. Poiché lo stato ha avuto condizioni terribili di smog in passato, il Clean Air Act ha consentito alla California di stabilire standard di emissioni dei veicoli più severi rispetto all'EPA e di consentire ad altri stati di seguire tali standard. Attualmente altri 13 stati e il Distretto di Columbia scelgono di aderire agli standard più severi della California, che rappresentano quasi il 40% del mercato delle auto nuove.

Nell'annunciare il ritiro, l'EPA ha minacciato di sfidare il diritto della California di stabilire i propri standard per i veicoli. La California ha poi affermato che avrebbe fatto causa per sostenere gli standard attuali, ma ora sta negoziando con l'EPA per cercare di trovare un compromesso.

In ogni caso, Steve Cohen, direttore esecutivo dell'Earth Institute, non è preoccupato che ciò danneggerà l'industria automobilistica statunitense. "Ci vorrà molto tempo, " Ha detto. "La promulgazione di un regolamento richiede molto tempo dall'inizio alla fine e la rimozione di un regolamento richiede molto tempo dall'inizio alla fine. Entrambe le cose sono difficili da fare".

L'EPA lavorerà con il Dipartimento dei trasporti per proporre nuovi standard per le auto dal 2022 al 2025, senza dubbio indebolendo gli standard attuali. Gli standard rivisti saranno quindi aperti al commento pubblico e probabilmente affronteranno battaglie legali. Nel frattempo, gli standard dell'amministrazione Obama sono validi, e case automobilistiche statunitensi, che di solito pianificano con anni di anticipo, affrontare l'incertezza.

Veicoli elettrici contro veicoli a combustibile fossile

Negli ultimi anni, i bassi prezzi del petrolio hanno incoraggiato gli americani a percorrere più chilometri e ad acquistare più SUV e camioncini, che ora costituiscono il 60 per cento del mercato statunitense. Mentre i consumatori possono rispondere ai prezzi del carburante a basso costo a breve termine acquistando auto a combustibili fossili, I veicoli elettrici hanno vantaggi a lungo termine e migliorano continuamente.

Per scoprire come si accumulano i veicoli elettrici e le auto a combustibili fossili, la società di consulenza gestionale Arthur D. Little ha condotto un'analisi del ciclo di vita dei veicoli elettrici con batteria agli ioni di litio e dei veicoli con motore a combustione interna che funzionano con combustibili fossili. Ha esaminato tutte le fasi della loro vita dalla ricerca e sviluppo, all'approvvigionamento delle materie prime e alla produzione, attraverso la proprietà e la cessione. Lo studio ha rilevato che, miglio per miglio, I veicoli elettrici costano meno da guidare rispetto alle auto a benzina e costano meno da mantenere. Il costo totale di proprietà per i veicoli elettrici, però, è più alto perché sono più costosi da produrre, principalmente a causa del costo di produzione delle batterie.

L'analisi del ciclo di vita di un'Unione di scienziati interessati ha scoperto che i veicoli elettrici richiedono più minerali ed energia per essere costruiti rispetto alle auto a combustibili fossili, e quindi produrre più emissioni di riscaldamento globale. Ma poiché non bruciano benzina, I veicoli elettrici compensano queste emissioni più elevate in tempi relativamente brevi, ed emettono meno per tutta la vita. Nel corso della loro vita, I veicoli elettrici producono la metà delle emissioni di riscaldamento globale rispetto alle auto a benzina comparabili.

Il piccolo rapporto ha determinato, però, che i veicoli elettrici provocano una tossicità tre volte maggiore, principalmente a causa dei metalli pesanti, come il cobalto, utilizzato nella produzione delle batterie. Questi metalli possono accorciare la vita di coloro che lavorano dentro e intorno alle miniere inquinanti in Congo e Cina, Per esempio.

Cohen sostiene che la situazione migliorerà. "Tutto dipende da come si produce e come si smaltisce, " ha detto. "È possibile fabbricare una batteria e non avere effetti sull'ambiente. Dipende da quanto è fatto bene e da quanto stai attento... L'intero processo di produzione, a causa del campo dell'ecologia industriale [lo studio dell'ottimizzazione dell'uso dell'energia e dei materiali nei sistemi], sta prestando maggiore attenzione agli impatti ambientali”.

Guardando al 2025, l'analisi Little prevedeva che mentre la differenza nel costo totale di proprietà si ridurrà, le auto a benzina saranno ancora più economiche. Per allora, I veicoli elettrici produrranno ancora meno emissioni per il riscaldamento globale rispetto alle auto a gas, ma la quantità di tossicità umana dei veicoli elettrici può aumentare a causa delle batterie più grandi.

Il futuro dei veicoli elettrici

"Quando il veicolo elettrico è più affidabile, più economico e migliore del motore a combustione interna, guiderà quel motore dal mercato, " ha detto Cohen.

I veicoli elettrici sono già più economici da gestire e da mantenere poiché hanno meno parti mobili. Le prossime grandi sfide da affrontare sono l'ansia da autonomia e il tempo di ricarica. I veicoli elettrici possono percorrere tra 50 e 200 miglia con una carica della batteria, a seconda della marca dell'auto. L'autonomia della Mercedes-Benz 2018 Smart Fortwo è di 58 miglia. L'autonomia di Nissan Leaf è di 151 miglia, mentre la Tesla Model S è di 315 miglia. Cohen pensa che quando i veicoli elettrici arrivano a 700 miglia per carica, il che potrebbe non richiedere molto tempo, considerando che le gamme di veicoli elettrici sono già raddoppiate negli ultimi tre o quattro anni, sarà un punto di svolta.

I produttori di batterie stanno lavorando per migliorare la chimica delle batterie al litio in modo che non richiedano tanto materiale tossico, e per aumentare la densità di energia per rendere le batterie più leggere. Questi sviluppi ridurranno l'impatto ambientale dei veicoli elettrici e ne miglioreranno l'efficienza. E poiché i prezzi delle batterie continuano a diminuire (i prezzi delle batterie sono diminuiti del 74% tra il 2010 e il 2016), i consumatori avranno più autonomia per i loro soldi e i prezzi dei veicoli elettrici diminuiranno. PricewaterhouseCoopers prevede che "tra il 2025 e il 2030, il costo dei veicoli elettrici a batteria scenderà al di sotto del costo dei motori a combustione".

Il tempo necessario per caricare un veicolo elettrico oggi può variare da 30 minuti a 12 ore, a seconda della capacità della batteria e della velocità della stazione di ricarica. Diverse aziende stanno già lavorando su caricabatterie veloci di prossima generazione, che sarà in grado di ricaricare i veicoli elettrici con un'autonomia da 200 a 300 miglia entro 15 minuti. Attualmente sono circa 17, 600 stazioni di ricarica negli Stati Uniti, ma molte aziende stanno rapidamente ampliando le proprie reti di stazioni di ricarica.

Una serie di innovazioni di ricarica sono in lavorazione, pure, come i pad di ricarica wireless nei parcheggi, ricarica wireless sotto strade e tetti solari.

E più energia rinnovabile è disponibile sulla rete, i veicoli elettrici più puliti otterranno. Solare ed eolica, che ora generano circa il 10 percento dell'energia negli Stati Uniti, continuano a diventare più economici ed efficienti. Inoltre, man mano che le batterie migliorano, l'energia eolica e solare stanno diventando più affidabili.

Per promuovere la crescita dei veicoli elettrici, anche le politiche giuste sono fondamentali. I crediti d'imposta per l'acquisto di veicoli elettrici devono essere mantenuti. Gli standard di efficienza del carburante sono necessari per spronare le case automobilistiche a produrre automobili pulite ed efficienti. I servizi pubblici dovrebbero fornire tariffe speciali per la ricarica dei veicoli elettrici inferiori alle tariffe elettriche domestiche e/o tariffe inferiori durante le ore non di punta. Gli investimenti in ricerca e sviluppo devono essere incoraggiati per produrre le innovazioni tecnologiche per migliorare continuamente i veicoli elettrici. E gli investimenti nell'infrastruttura delle stazioni di ricarica contribuiranno a fornire onnipresenti, affidabile, e la ricarica pubblica a basso costo. Anche una carbon tax o un programma cap and trade accelererebbe l'adozione dei veicoli elettrici.

L'organizzazione di ricerca Bloomberg New Energy Finance prevede che entro il 2040, ci saranno 530 milioni di veicoli elettrici sulla strada, rappresentando il 54% delle vendite totali di veicoli globali e risparmiando l'equivalente di 8 milioni di barili di petrolio al giorno.

L'EV è la rivoluzione sta arrivando. Ha detto Cohen, "Non è una questione di se, è una questione di quando."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.