Ogni anno circa 1,2 milioni di cittadini cinesi muoiono prematuramente a causa della scarsa qualità dell'aria. E le conseguenze sulla salute pubblica sono particolarmente gravi durante eventi estremi di qualità dell'aria, come i famigerati episodi di foschia invernale di "Airpocalypse".

Un team di ricercatori della Northwestern University si è chiesto se l'adozione diffusa di veicoli elettrici (EV) potesse aiutare la Cina a evitare questi eventi mortali. La risposta? Dipende.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno concluso che la qualità dell'aria e i benefici per la salute pubblica dei veicoli elettrici, così come la loro capacità di ridurre le emissioni di carbonio, in Cina dipendono dal tipo di trasporto elettrificato e dalla composizione della rete elettrica.

Lo studio è stato pubblicato oggi (16 febbraio) nel numero di febbraio 2021 della rivista Il futuro della terra .

"Una frazione significativa dell'elettricità cinese proviene attualmente dalla combustione del carbone, che è una fonte di energia ad alta intensità di carbonio, " ha detto Jordan Schnell, l'autore principale dello studio. "Quando l'energia del carbone viene utilizzata per caricare veicoli leggeri, le emissioni di carbonio sono ridotte grazie all'efficienza dei veicoli elettrici leggeri. I veicoli elettrici pesanti richiedono molta più energia, quindi vediamo un aumento netto delle emissioni di anidride carbonica. Però, anche quando l'energia dei veicoli pesanti proviene interamente da elettricità a carbone, vediamo ancora miglioramenti della qualità dell'aria perché le riduzioni delle emissioni su strada superano ciò che aggiungono le centrali elettriche. Emissioni di particolato fine, che sono un ingrediente principale nella foschia, sono ridotti".

"Riteniamo che per ottenere benefici netti dall'adozione di veicoli elettrici pesanti, il vero punto critico dell'infrastruttura cinese risiede nel settore della produzione di energia. È necessaria una maggiore adozione della generazione di energia rinnovabile senza emissioni, " ha detto Daniel Horton della Northwestern, l'autore senior dello studio. "Per i veicoli leggeri i vantaggi sono già presenti nell'ambito dell'infrastruttura attuale".

Horton è un assistente professore di scienze della Terra e planetarie al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. Al momento della ricerca, Schnell era un borsista post-dottorato nel laboratorio di Horton. Ora è ricercatore presso il Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences presso l'Università del Colorado a Boulder.

Gli inquinanti provengono da una varietà di fonti, sia naturali che causati dall'uomo, e includono le emissioni dei trasporti e degli impianti di generazione di energia. L'adozione di veicoli elettrici riduce l'emissione di inquinanti atmosferici e gas serra dai tubi di scappamento dei veicoli, ma il budget complessivo delle emissioni deve tenere conto dello spostamento delle emissioni verso le centrali elettriche utilizzate per caricare le batterie dei veicoli elettrici. Anche la distribuzione dei veicoli a livello nazionale e il consumo di energia giocano un ruolo nei profili complessivi delle emissioni. Veicoli pesanti contro veicoli leggeri, Per esempio, differiscono sostanzialmente, complicando il risultato netto.

Per conciliare questi fattori complicati, i ricercatori hanno combinato modelli chimico-climatici con emissioni, dati meteorologici e di salute pubblica. I ricercatori hanno esaminato la qualità dell'aria e i benefici climatici e i compromessi dell'adozione di veicoli pesanti rispetto a quelli leggeri utilizzando le condizioni meteorologiche di un famigerato evento Airpocalypse nel gennaio 2013. A differenza dei precedenti studi sulla qualità dell'aria EV incentrati sull'esposizione cronica, i ricercatori si sono concentrati sugli impatti acuti sulla salute pubblica dell'esposizione a questo breve, ma estremamente pericoloso, evento foschia.

I ricercatori hanno scoperto che l'adozione di veicoli elettrici potrebbe avere un ruolo modesto nel ridurre l'onere per la salute pubblica dei singoli eventi Airpocalypse, con la misura a seconda del tipo di veicolo elettrificato. Hanno anche scoperto che la realizzazione di benefici per la salute pubblica e il clima dipendeva dall'aggiunta di energia rinnovabile a emissioni zero alla rete elettrica.

Durante l'episodio di inquinamento estremo del gennaio 2013, foschia velenosa incombeva su gran parte della Cina, compresi i maggiori centri abitati di Pechino, Tientsin e Hebei. L'esposizione acuta ai livelli record di particolato fine e biossido di azoto ha aumentato le malattie respiratorie legate all'inquinamento, malattie cardiache e ictus, che i ricercatori stimano abbia portato a circa 32, 000 morti premature e 14,7 miliardi di dollari di spese sanitarie.

Per valutare le conseguenze dell'adozione di veicoli elettrici, in uno scenario di simulazione del modello, i ricercatori hanno sostituito circa il 40% dei veicoli pesanti cinesi (come attrezzature da costruzione, camion e autobus a lungo raggio) con versioni elettrificate. Uno scenario alternativo ha simulato la sostituzione di circa il 40% dei veicoli leggeri cinesi con alternative elettriche. L'energia necessaria per caricare le batterie dei veicoli elettrici è equivalente in entrambi gli scenari e proviene da impianti di generazione di energia sulla rete. Le emissioni di gas serra e inquinanti atmosferici sono determinate in base al carico di carica della batteria e al profilo della centrale elettrica.

Il team di ricerca ha scoperto che l'elettrificazione del 40% dei veicoli pesanti ha costantemente migliorato la qualità dell'aria, evitando fino a 562 morti premature. Io non l'ho fatto, però, ridurre le emissioni di gas serra. Adozione di veicoli elettrici leggeri, d'altra parte, ha ridotto le emissioni di anidride carbonica di 2 megatoni ma ha avuto benefici più modesti sulla qualità dell'aria.

Per portare a casa questo punto, i ricercatori hanno fornito un ulteriore confronto degli scenari. Quando tutte le emissioni del traffico saranno rimosse dall'evento 2013, i miglioramenti della qualità dell'aria portano a una diminuzione del 6% della mortalità prematura acuta. Quando tutte le emissioni del settore energetico vengono rimosse, però, la mortalità acuta prematura diminuisce del 24%.

"Globale, abbiamo scoperto che i cambiamenti di inquinamento indotti da veicoli elettrici e le morti premature evitate erano modesti per l'evento estremo, Schnell ha detto. "Ma la qualità dell'aria migliorerà in modo più drastico man mano che il settore della generazione di energia si allontanerà dall'elettricità alimentata da combustibili fossili".