Il mondo è sull'orlo di cambiamenti drammatici nel modo in cui le persone possiedono, azionare e alimentare i propri mezzi di trasporto.

Conosciute come le "tre rivoluzioni, " un termine coniato dal professore di trasporti UC Davis Daniel Sperling, le nuove tendenze sono:veicoli elettrici, veicoli autonomi e modelli di business orientati alla condivisione (si pensi a Uber e Lyft). Ottimisticamente, queste rivoluzioni potrebbero rendere le nostre città un paesaggio da sogno di urbanistica percorribile che ridurrà gli incidenti quasi a zero e creerà più spazio per le biciclette, alberi, pedoni e piccole imprese senza emissioni di carbonio.

Però, perché queste nuove tecnologie mirano a ridurre drasticamente i costi di trasporto, molte persone sono preoccupate che più persone useranno le auto per spostarsi e il futuro sarà pieno di traffico e congestione peggiori. Ciò potrebbe significare che il consumo di combustibili fossili aumenterà, risultati negativi per gli obiettivi di sostenibilità della società.

Abbiamo analizzato un intero corpo di letteratura sui veicoli autonomi e abbiamo scoperto che i veicoli autonomi in particolare probabilmente aumenteranno notevolmente la domanda complessiva di trasporto:con più opzioni disponibili, più persone trarranno vantaggio da questi veicoli autonomi e dai servizi di guida. Se c'è un netto aumento o diminuzione dell'inquinamento dovuto a un maggiore consumo di energia, però, è meno evidente.

I fattori chiave che influenzano le emissioni di carbonio da queste tendenze emergenti dei trasporti sono se i veicoli sono elettrici o utilizzano la tecnologia convenzionale del motore a combustione interna, e quanto velocemente la rete elettrica può "decarbonizzarsi, " o generare energia senza emissioni nette di carbonio.

Alimentare le auto con la rete elettrica

Dal 2016, i trasporti sono stati la principale fonte di emissioni di gas serra negli Stati Uniti. Man mano che il nostro mix di elettricità diventa meno ad alta intensità di carbonio e la domanda di trasporto cresce, i trasporti costituiranno una proporzione crescente delle nostre emissioni di carbonio se gli Stati Uniti continueranno a dipendere da un sistema alimentato da motori a combustione interna e benzina.

Ma in che modo il nostro Paese pianifica realisticamente un sistema che soddisfi le esigenze energetiche del nostro futuro sistema di trasporto e riduca le nostre emissioni di carbonio?

Il nostro recente articolo mirava a rispondere a queste domande. Il nostro obiettivo era innanzitutto quello di incorporare le tendenze grandi ma spesso trascurate nel settore dei trasporti per prevedere quanto crescerà la domanda di trasporto. Secondo, abbiamo cercato di creare stime ragionevoli per ciò che è necessario per consentire un pulito, rinnovabile e affidabile negli anni a venire.

Abbiamo esaminato sia la ricerca accademica che quella industriale sulle future vendite di veicoli personali, miglioramenti dell'efficienza energetica e miglia totali dei veicoli percorse poiché sempre più persone utilizzano veicoli autonomi.

Questa ricerca ci ha permesso di costruire un modello che proietta il numero di veicoli elettrici e autonomi che potrebbero essere sulle strade degli Stati Uniti in futuro e la relativa energia ed emissioni.

Il nostro studio stima che entro il 2050 l'aumento netto della domanda di elettricità derivante dalla conversione della flotta di veicoli commerciali leggeri in veicoli elettrici, i veicoli autonomi saranno tra il 13% e il 26% in più rispetto alla domanda totale di elettricità di oggi. Nel migliore dei casi, dove il 95% del settore elettrico si decarbonizza a quel punto, questo scenario comporterebbe una riduzione delle emissioni di gas serra fino all'80% rispetto alle emissioni di gas serra dei veicoli commerciali leggeri del 2015.

Perforazione

Alcune interessanti implicazioni derivano dai nostri risultati sulle emissioni di gas serra. Il primo è che l'aumento dei servizi e dell'autonomia di ride-hailing – supponendo che sia 100% elettrico – non determina aumenti significativi delle emissioni di carbonio.

Nel nostro "caso di stress, " abbiamo ipotizzato aumenti drammatici delle miglia percorse (VMT) dei veicoli a causa dei veicoli autonomi, lenti miglioramenti nell'efficienza energetica dei veicoli e limitata riprogettazione dei trasporti. In questo scenario, non c'era praticamente alcuna differenza nelle emissioni di gas serra rispetto ad altri casi con una pianificazione politica più coscienziosa, comprese le tasse VMT, aumento del trasporto pubblico e altre misure.

Questo risultato controintuitivo potrebbe avere un po' più senso immergendosi nei risultati. Confrontando diversi scenari, abbiamo scoperto che le emissioni sono più del doppio in uno scenario di "basso veicolo elettrico" con il 50 percento di veicoli elettrici nella flotta entro il 2050, rispetto a uno scenario "alto EV" dell'86 percento di veicoli elettrici nella flotta entro il 2050.

Ciò riflette quanto più il cambiamento nei veicoli elettrici influisca sull'inquinamento dei trasporti rispetto ad altre principali tendenze nel settore dei trasporti. Anche se ci sono più miglia percorse da veicoli autonomi, se sono elettrici e la rete diventa sempre più pulita, allora le emissioni non aumenteranno drammaticamente rispetto al corso attuale del paese.

Un'altra conclusione che deriva da questo risultato è che la società può ottenere riduzioni drastiche delle emissioni di gas serra solo rendendo la rete elettrica notevolmente meno inquinante.

Scenario ottimistico

Il nostro studio descrive cosa è possibile entro il 2050, e più o meno ciò che crediamo di dover fare per garantire che il passaggio a veicoli autonomi e servizi diffusi di ride-hailing non porti a grandi picchi di inquinamento.

Certo, la transizione della rete dal 95% al ​​100% di energia pulita non sarà facile; attualmente solo il 37% proviene dal vento, solare, idroelettrico e nucleare. Né assicureremo che quasi tutti i nostri veicoli leggeri siano elettrici. Ciò è in parte dovuto al fatto che i veicoli elettrici non sono ancora competitivi in ​​termini di costi con i veicoli con motore a combustione interna. Anche, ci sono una serie di sfide infrastrutturali per aggiornare la rete per un importante passaggio al trasporto elettrico.

La buona notizia per le utility è che l'aumento della domanda di elettricità da parte dei veicoli elettrici fornirà un positivo, ma non una quantità schiacciante di crescita per i servizi di pubblica utilità - crescita che è benvenuta dati i ricavi stagnanti o in calo per i servizi di pubblica utilità nell'ultimo decennio. Questa dovrebbe essere una gradita opportunità e potrebbe creare un forte alleato man mano che la proprietà dei veicoli elettrici cresce.

Sebbene i nostri risultati rappresentino tempi molto lontani nel futuro, le politiche che ci porteranno lì vengono scritte oggi. Il nostro studio suggerisce che nel breve termine, un'elettrificazione rapida e completa dei trasporti e una rete senza emissioni di carbonio dovrebbero rimanere i capisaldi della politica di decarbonizzazione dei trasporti. Però, la politica a lungo termine dovrebbe anche mirare a garantire che i veicoli elettrici siano elettrici e a mitigare il potenziale dei veicoli autonomi di aumentare il chilometraggio di guida, espansione urbana e suburbana, e congestione del traffico.

E i politici non dovrebbero tardare. L'ascesa di Uber e Lyft ha già sconvolto i modelli di business che esistono da decenni, e tecnologia dei veicoli autonomi, che ha ancora qualche anno da fare prima di sostituire i conducenti umani, sta già colpendo le città di tutto il paese. La domanda ora è se queste tendenze ridurranno o aumenteranno le emissioni del nostro Paese.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.