Los beneficios de electrificar vehículos chinos
Se estima que cada año mueren prematuramente 1.200.000 ciudadanos chinos debido a la mala calidad del aire. Y las consecuencias para la salud pública son particularmente graves durante eventos extremos de calidad del aire, como los infames episodios de neblina invernal "Airpocalypse". Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern se preguntó si la adopción generalizada de vehículos eléctricos (EV) podría ayudar a China a evitar estos eventos mortales. ¿La respuesta? Eso depende.
En un nuevo estudio, los investigadores concluyeron que la calidad del aire y los beneficios para la salud pública de los vehículos eléctricos, así como su capacidad para reducir las emisiones de carbono, en China, dependen del tipo de transporte electrificado y de la composición de la red eléctrica. El estudio fue publicado el 16 de febrero en la edición de febrero de 2021 de la revista Earth's Future.
"Una fracción significativa de la electricidad de China se obtiene actualmente de la quema de carbón, que es una fuente de energía muy intensiva en carbono", dijo Jordan Schnell, autor principal del estudio. "Cuando se utiliza energía de carbón pesado para cargar vehículos ligeros, las emisiones de carbono se reducen debido a la eficiencia de los vehículos eléctricos ligeros. Los vehículos eléctricos de servicio pesado requieren mucha más energía, por lo que vemos un aumento neto en las emisiones de dióxido de carbono. Sin embargo, incluso cuando la energía de los vehículos pesados se obtiene en su totalidad mediante electricidad de carbón, seguimos viendo mejoras en la calidad del aire porque las reducciones de emisiones en las carreteras superan lo que agregan las centrales eléctricas. Las emisiones de partículas finas, que son un ingrediente principal en neblina, se reducen".
"Descubrimos que para lograr los cobeneficios netos de la adopción de vehículos eléctricos de servicio pesado, el verdadero escollo en la infraestructura de China radica en su sector de generación de energía. Se necesita una mayor adopción de la generación de energía renovable libre de emisiones", dijo Daniel Horton de Northwestern, también autor principal del estudio. "Para los vehículos ligeros, los beneficios colaterales ya existen bajo la infraestructura actual".
Los contaminantes provienen de una variedad de fuentes, tanto naturales como causadas por humanos, e incluyen emisiones de las instalaciones de transporte y generación de energía. La adopción de vehículos eléctricos reduce la emisión de contaminantes atmosféricos y gases de efecto invernadero de los tubos de escape de los vehículos, pero el presupuesto general de emisiones debe tener en cuenta el desplazamiento de las emisiones a las plantas de energía utilizadas para cargar las baterías de los vehículos eléctricos. La distribución de vehículos en todo el país y el consumo de energía también influyen en los perfiles de emisiones generales. Los vehículos pesados frente a los ligeros, por ejemplo, difieren sustancialmente, lo que complica el resultado neto.
Para conciliar estos factores complicados, los investigadores combinaron el modelado químico-climático con datos sobre emisiones, clima y salud pública. Los investigadores examinaron la calidad del aire y los beneficios climáticos y las compensaciones de la adopción de vehículos pesados versus ligeros utilizando las condiciones meteorológicas de un notorio evento Airpocalypse en enero de 2013. A diferencia de los estudios previos de calidad del aire de EV que se enfocaron en la exposición crónica, los investigadores se enfocaron en los impactos agudos en la salud pública de la exposición a este evento de neblina breve, pero extremadamente peligroso.
Los investigadores descubrieron que la adopción de vehículos eléctricos podría tener un papel modesto en la reducción de la carga de salud pública de los eventos individuales de Airpocalypse, dependiendo del tipo de vehículo electrificado. También encontraron que la realización de los beneficios colaterales para la salud pública y el clima dependía de la adición de energía renovable libre de emisiones a la red eléctrica.
Durante el episodio de contaminación extrema de enero de 2013, una neblina venenosa se cernió sobre gran parte de China, incluidos los principales centros de población de Beijing, Tianjin y Hebei. La exposición aguda a niveles récord de partículas finas y dióxido de nitrógeno aumentó las enfermedades respiratorias relacionadas con la contaminación, las enfermedades cardíacas y los accidentes cerebrovasculares, que los investigadores estiman que provocaron aproximadamente 32.000 muertes prematuras y $ 14.7 mil millones en costos de atención médica.
Para evaluar las consecuencias de la adopción de vehículos eléctricos, en un escenario de simulación de modelo, los investigadores reemplazaron aproximadamente el 40% de los vehículos pesados de China (como equipos de construcción, camiones de largo recorrido y autobuses) con versiones electrificadas. Un escenario alternativo simuló el reemplazo de aproximadamente el 40% de los vehículos ligeros de China por alternativas eléctricas. La energía necesaria para cargar las baterías de los vehículos eléctricos es equivalente en ambos escenarios y se obtiene de las instalaciones de generación de energía en la red. Las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes atmosféricos se determinan de acuerdo con la carga de carga de la batería y el perfil de la central eléctrica.
El equipo de investigación descubrió que la electrificación del 40% de los vehículos pesados mejoraba constantemente la calidad del aire, evitando hasta 562 muertes prematuras. Sin embargo, no redujo las emisiones de gases de efecto invernadero. La adopción de vehículos eléctricos ligeros, por otro lado, redujo las emisiones de dióxido de carbono en 2 megatones, pero tuvo beneficios más modestos en la calidad del aire.
Para aclarar este punto, los investigadores proporcionaron una comparación de escenarios adicional. Cuando se eliminan todas las emisiones del tráfico del evento de 2013, las mejoras en la calidad del aire conducen a una disminución del 6% en la mortalidad prematura aguda. Sin embargo, cuando se eliminan todas las emisiones del sector energético, la mortalidad prematura aguda disminuye un 24%.
"En general, encontramos que los cambios en la contaminación inducida por los vehículos eléctricos y las muertes prematuras evitadas fueron modestos para el evento extremo", dijo Schnell. "Pero la calidad del aire mejorará más drásticamente a medida que el sector de generación de energía se aleje de la electricidad alimentada con combustibles fósiles".
Fuente: Universidad Northwestern
