Le politiche volte a incoraggiare la riduzione delle emissioni di gas serra tendono a sottolineare la necessità di passare all'energia elettrica il maggior numero possibile di veicoli. Ma un nuovo studio del MIT e della Ford Motor Company rileva che a seconda della posizione, in alcuni casi si potrebbe ottenere una riduzione equivalente o addirittura maggiore delle emissioni passando a veicoli convenzionali leggeri (a gas), almeno nel breve termine.

Lo studio ha esaminato una varietà di fattori che possono influenzare le prestazioni relative di questi veicoli, compreso il ruolo delle basse temperature nel ridurre le prestazioni della batteria, differenze regionali nel numero medio di miglia percorse annualmente, e il diverso mix di fonti di generazione in diverse parti degli Stati Uniti. I risultati vengono pubblicati oggi sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali , in un articolo del Principal Research Scientist del MIT Randolph Kirchain, neolaureato Di Wu Ph.D. '18, studente laureato Fengdi Guo, e tre ricercatori di Ford.

Lo studio ha combinato una varietà di set di dati per esaminare l'impatto relativo delle diverse scelte di veicoli a livello di contea per contea in tutta la nazione. Ha dimostrato che mentre i veicoli elettrici forniscono il maggiore impatto nella riduzione delle emissioni di gas serra per la maggior parte del paese, soprattutto su entrambe le coste e nel sud, parti significative del Midwest hanno avuto il risultato opposto, con veicoli leggeri a benzina che ottengono una maggiore riduzione.

Il principale fattore che ha portato a tale conclusione è stato il mix di fonti di generazione che entrano nella rete in diverse regioni, Kirchain dice. Quel mix è "più pulito" sia sulla costa orientale che su quella occidentale, con un maggiore utilizzo di fonti energetiche rinnovabili e gas naturale a emissioni relativamente basse, mentre nel Midwest superiore c'è ancora una proporzione molto più alta di centrali elettriche a carbone. Ciò significa che anche se i veicoli elettrici non producono emissioni di gas serra durante la guida, il processo di ricarica delle batterie dell'auto comporta emissioni significative.

In quei luoghi, comprare un'auto leggera, definito come uno la cui struttura è costruita in gran parte da alluminio o acciaio leggero specializzato, comporterebbe effettivamente meno emissioni rispetto all'acquisto di un'auto elettrica comparabile, lo studio ha trovato.

La ricerca è stata resa possibile dalla raccolta di dati sulle prestazioni del veicolo da parte di Ford da circa 30, 000 auto, su un totale di circa 300 milioni di miglia di guida. Provengono da auto a benzina convenzionali di medie dimensioni, e i ricercatori hanno utilizzato tecniche di modellazione standard per calcolare le prestazioni di veicoli equivalenti che erano ibridi-elettrici, batteria elettrica, o versioni leggere di auto convenzionali.

"Abbiamo cercato di aggiungere quanta più risoluzione spaziale possibile, rispetto ad altri studi in letteratura, cercare di avere un'idea degli effetti combinati" dei vari fattori di temperatura, la griglia, e condizioni di guida, Kirchain spiega. Quella combinazione di dati ha mostrato, tra l'altro, che "alcune delle aree con più griglie ad alto contenuto di carbonio sono anche più fredde, e un po' più rurale, " dice. "Tutte e tre queste cose possono inclinare le emissioni in modo negativo per i veicoli elettrici" in termini di impatto sulla riduzione delle emissioni. Gli effetti combinati sono più forti in alcune parti del Wisconsin e del Michigan, dove le auto leggere avrebbero un vantaggio significativo rispetto ai veicoli elettrici nella riduzione delle emissioni, lo studio ha mostrato.

L'impatto del freddo sulle prestazioni della batteria, lui dice, "è qualcosa di cui si discute nella letteratura EV, ma non tanto nelle discussioni popolari sull'argomento." Al contrario, i veicoli a benzina subiscono una penalizzazione dell'efficienza nella guida urbana, ma hanno emissioni inferiori nelle regioni più rurali ed estese.

I dati sulle prestazioni dell'auto con cui il team ha dovuto lavorare grazie alla collaborazione con i ricercatori Ford "erano unici, " dice Kirchain. "In passato, uno studio 'grande' di questo tipo sarebbe qualche decina di veicoli, " e questi provenivano principalmente da persone che si sono offerte volontarie per condividere i propri dati e quindi erano più propensi a preoccuparsi dell'impatto ambientale. I dati Ford estesi, al contrario, fornire "una sezione trasversale più ampia di conducenti e condizioni di guida".

Kirchain sottolinea che l'intento di questo studio non è in alcun modo ridurre al minimo l'importanza di passare dal trasporto via terra all'energia elettrica per ridurre le emissioni di gas serra. "Non stiamo cercando di minare il fatto che l'elettrificazione è la soluzione a lungo termine e la soluzione a breve termine per la maggior parte del paese, " dice. Ma nei prossimi decenni, che è considerato un periodo critico nel determinare gli esiti climatici del pianeta, è importante sapere quali misure saranno effettivamente più efficaci nella riduzione delle emissioni di carbonio al fine di stabilire politiche e incentivi che producano i migliori risultati, lui dice.

Il vantaggio relativo dei veicoli leggeri rispetto a quelli elettrici, secondo il loro modello, "scende nel tempo, man mano che la griglia migliora, ", dice. "Ma non scompare completamente fino a quando non ti avvicini al 2050 o giù di lì".

L'alluminio leggero è ora utilizzato nel pickup Ford F-150, e nelle berline Tesla completamente elettriche. Attualmente, non ci sono auto leggere di medie dimensioni a benzina ad alto volume sul mercato negli Stati Uniti, ma potrebbero essere costruiti se fossero in atto incentivi simili a quelli utilizzati per incoraggiare la produzione di auto elettriche, Kirchain suggerisce.

Proprio adesso, lui dice, gli Stati Uniti hanno "un mosaico di regolamenti e incentivi che forniscono incentivi extra per l'elettrificazione". Ma ci sono alcune parti del paese, lui dice, where it would make more sense to provide incentives "for any option that provides sufficient fuel savings, not just for electrification, " lui dice.

"At least for the north central part of the country, policymakers should consider a more nuanced approach, " Aggiunge.

"This is a significant advance, " says Heather MacLean, professor of civil and mineral engineering at the University of Toronto, che non era associato a questo lavoro. Questo studio, lei dice, "illustrates the importance of the regional disaggregation in the analysis, and that if it were absent results would be incorrect. This is an unequivocal call for regional policies that use the latest research to build rational agendas, rather than prescribing overarching global solutions."

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.