Il settore dei trasporti è il maggior contribuente alle emissioni di gas serra negli Stati Uniti, e molta attenzione è stata dedicata ai veicoli passeggeri elettrici e al loro potenziale per ridurre tali emissioni.

Ma con l'aumento dello shopping online e della spedizione just-in-time, le flotte di consegna elettriche sono emerse come un'altra opportunità per ridurre l'impatto ambientale del settore dei trasporti.

Sebbene i veicoli elettrici rappresentino oggi una piccola frazione dei veicoli per le consegne, il numero sta crescendo. Nel 2019, Amazon ha annunciato l'intenzione di ottenere 100, 000 veicoli elettrici per le consegne. UPS ha ordinato 10, 000 di loro e FedEx prevede di essere completamente elettrici entro il 2040.

Ora, uno studio dei ricercatori dell'Università del Michigan mostra che quando, dove e come vengono caricati quei veicoli della flotta può avere un grande impatto sul loro potenziale di ridurre le emissioni di gas serra.

Un punto chiave dello studio è che devono essere considerate sia le emissioni direttamente legate alla ricarica dei veicoli, sia le emissioni derivanti dalla produzione delle batterie. Le pratiche di ricarica che riducono la durata della batteria porteranno alla sostituzione anticipata della batteria, aggiungendo alle emissioni totali di gas serra associate a quel veicolo.

I ricercatori dell'UM hanno scoperto che dal 50% all'80% delle emissioni a vita associate alla batteria di un veicolo elettrico si verificano durante la ricarica. Perciò, la ricarica da una fonte di energia più pulita, come una rete elettrica con molte fonti rinnovabili, è uno dei modi più efficaci per ridurre le emissioni di un veicolo elettrico.

Quando sono stati considerati sia la carica che il degrado della batteria, i ricercatori hanno scoperto che le emissioni di gas serra potrebbero essere ridotte fino al 37% ottimizzando le strategie di ricarica.

E, sorprendentemente, hanno anche scoperto che anche nelle regioni a più alta intensità di carbonio degli Stati Uniti, i veicoli elettrici per le consegne hanno prodotto meno emissioni di gas serra rispetto ai loro omologhi a benzina o diesel.

"La nostra strategia di valutazione porta a due raccomandazioni principali per le aziende che investono in flotte di veicoli elettrici, " ha affermato Maxwell Woody del Center for Sustainable Systems di UM, autore principale dello studio pubblicato online il 9 luglio sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

"Il primo è considerare il degrado della batteria quando si determina quando e quanto caricare. Alcune strategie di ricarica possono prolungare la durata della batteria, e questo ridurrà le emissioni di gas serra e proteggerà gli investimenti dell'azienda".

La seconda raccomandazione del team UM ai proprietari di flotte è di considerare da dove proviene l'energia che carica il veicolo. Un veicolo alimentato da energia solare o eolica e un veicolo caricato da una centrale elettrica a carbone o gas naturale avranno impatti ambientali molto diversi.

"Considerare la fonte di ricarica può aiutare le aziende a determinare i posti migliori per ricaricare, poiché le reti locali variano in tutto il paese. Le aziende dovrebbero dare la priorità all'elettrificazione della flotta nelle regioni che offrono i maggiori benefici in termini di riduzione delle emissioni di carbonio, "disse Woody, un recente laureato magistrale della Scuola di UM per l'ambiente e la sostenibilità che ora lavora come specialista dell'area di ricerca presso il Center for Sustainable Systems.

Nel loro studio sui modelli, i ricercatori hanno analizzato quattro strategie di ricarica e hanno esaminato il loro impatto ambientale nel corso della vita. Il nuovo studio U-M va oltre il lavoro precedente combinando la variazione regionale e temporale delle emissioni di carica con l'impatto della carica sul degrado della batteria.

I ricercatori hanno dimostrato che uno scenario di ricarica di base in cui un veicolo è completamente carico immediatamente dopo essere tornato a un deposito centrale ha prodotto le emissioni più elevate. L'utilizzo di metodi di tariffazione alternativi ha portato a riduzioni delle emissioni dall'8% al 37%.

"Caricare il veicolo non appena ritorna e ricaricare il veicolo fino al 100% comporta molto tempo trascorso seduti al deposito/alla stazione di ricarica con una batteria completamente carica. Questo tempo extra trascorso completamente carico farà sì che la batteria si consumi di più rapidamente, così rapidamente che potrebbe essere necessario sostituire la batteria durante la vita del veicolo, " ha detto l'autore corrispondente dello studio Parth Vaishnav, professore assistente presso la U-M School for Environment and Sustainability.

"La creazione di questa batteria aggiuntiva produce ulteriori emissioni di gas serra, oltre a costi aggiuntivi».

Caricare la batteria solo quanto basta per completare il percorso della giornata, una pratica che i ricercatori hanno definito una ricarica sufficiente, ha portato a un grande aumento della durata della batteria, in alcuni casi più che raddoppiarla. Di conseguenza, sono state ridotte le emissioni legate alla produzione delle batterie.

Globale, strategie di tariffazione che riducono al minimo le emissioni di gas serra in genere riducono anche i costi. Nella maggior parte dei casi, ritardare la ricarica fino a quando il veicolo era vicino alla partenza, combinato con una carica sufficiente, era la strategia ottimale sia per i costi che per le emissioni.

"La scoperta più importante è che qui c'è una grande opportunità per ridurre le emissioni, ", ha affermato il coautore dello studio Greg Keoleian, Professore UM di ambiente e sostenibilità e direttore del Centro UM per i sistemi sostenibili.

"I veicoli elettrici per le consegne rappresentano solo una piccola percentuale dei veicoli per le consegne in questo momento, ma si prevede che tale numero aumenterà nei prossimi anni. Stabilire le migliori pratiche per la ricarica ora, poiché questi veicoli stanno iniziando a essere impiegati in numero maggiore, è un passo fondamentale verso la riduzione delle emissioni di gas serra".