Elektricitetskilde bestemmer fordelene ved at elektrificere Kinas køretøjer

Hvert år dør anslået 1,2 millioner kinesiske borgere for tidligt på grund af dårlig luftkvalitet. Og folkesundhedskonsekvenserne er særligt alvorlige under ekstreme luftkvalitetsbegivenheder, såsom berygtede "Airpocalypse" vinterdisepisoder.

Et team af forskere fra Northwestern University spekulerede på, om udbredt vedtagelse af elektriske køretøjer (EV'er) kunne hjælpe Kina med at undgå disse dødelige begivenheder. Svaret? Det kommer an på.

I en ny undersøgelse, forskerne konkluderede fordelene ved luftkvalitet og folkesundhed ved elbiler - såvel som deres evne til at reducere CO2 -emissioner - i Kina er afhængige af den type elektrificerede transport og elnettets sammensætning.

Undersøgelsen blev offentliggjort i dag (16. februar) i februar 2021 -udgaven af ​​tidsskriftet Jordens fremtid .

"En betydelig brøkdel af Kinas elektricitet stammer i øjeblikket fra afbrænding af kul, som er en meget kulintensiv strømkilde, "sagde Jordan Schnell, undersøgelsens hovedforfatter. "Når den tunge kul bruges til at oplade lette køretøjer, kulstofemissioner reduceres på grund af effektiviteten af ​​lette EV'er. Kraftige elbiler kræver betydeligt mere energi, så vi ser en nettostigning i kuldioxidemissioner. Imidlertid, selv når kraftig køretøjskraft udelukkende kommer fra kulkraft, vi ser stadig forbedringer af luftkvaliteten, fordi emissionsreduktionerne på vej opvejer, hvad kraftværkerne tilføjer. Emissioner af fine partikler, som er en hovedingrediens i dis, reduceres. "

"Vi finder, at for at opnå netto co-fordele ved kraftig EV-adoption, det virkelige stikpunkt i Kinas infrastruktur ligger i dets elproduktionssektor. Større vedtagelse af emissionsfri vedvarende elproduktion er nødvendig, "sagde nordvestlige Daniel Horton, undersøgelsens seniorforfatter. "For lette køretøjer er co-fordelene allerede der under den nuværende infrastruktur."

Horton er assisterende professor i jord- og planetvidenskab ved Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences. På tidspunktet for forskningen, Schnell var postdoktor i Hortons laboratorium. Han er nu forsker ved Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences ved University of Colorado i Boulder.

Forurenende stoffer kommer fra en række forskellige kilder, både naturlige og menneskeskabte og omfatte emissioner fra transport- og elproduktionsanlæg. Vedtagelse af elbiler reducerer emission af luftforurenende stoffer og drivhusgasser fra køretøjs udstødningsrør, men det samlede emissionsbudget skal redegøre for overførslen af ​​emissioner til de kraftværker, der bruges til at oplade EV -batterier. Køretøjsdistribution i hele landet og energiforbrug spiller også en rolle i de samlede emissionsprofiler. Kraftige kontra lette køretøjer, for eksempel, adskiller sig væsentligt, komplicerer nettoresultatet.

For at forene disse komplicerende faktorer, forskerne kombinerede kemi-klimamodellering med emissioner, vejr- og folkesundhedsdata. Forskerne undersøgte luftkvaliteten og klimafordele og afvejninger ved adoption af tunge og lette køretøjer ved hjælp af meteorologiske forhold fra en berygtet Airpocalypse-begivenhed i januar 2013. I modsætning til tidligere undersøgelser af EV-luftkvalitet, der fokuserede på kronisk eksponering, forskerne fokuserede på de akutte konsekvenser for folkesundheden af ​​eksponering for denne korte, men yderst farlig, dis begivenhed.

Forskerne opdagede, at EV -adoption kunne have en beskeden rolle i at reducere folkesundhedsbyrden ved individuelle Airpocalypse -begivenheder, med omfanget afhængig af typen af ​​elektrificeret køretøj. De fandt også realiseringen af ​​folkesundhed og klimafordele afhængig af tilføjelse af emissionsfri vedvarende energi til elnettet.

Under episoden med ekstrem forurening i januar 2013, giftig dis hang over store dele af Kina, herunder de største befolkningscentre i Beijing, Tianjin og Hebei. Akut eksponering for de rekordhøje niveauer af fine partikler og nitrogendioxid øgede forureningsrelaterede luftvejssygdomme, hjertesygdomme og slagtilfælde, som forskerne anslår, førte til cirka 32, 000 for tidlige dødsfald og 14,7 milliarder dollar i sundhedsudgifter.

For at vurdere konsekvenserne af EV -adoption, i et modelsimuleringsscenarie erstattede forskerne cirka 40% af Kinas tunge køretøjer (såsom entreprenørmaskiner, langdistancebiler og busser) med elektrificerede versioner. Et alternativt scenario simulerede udskiftning af cirka 40% af Kinas lette køretøjer med elektriske alternativer. Den energi, der er nødvendig for at oplade EV-batterierne, er ækvivalent i begge scenarier og kommer fra elproduktionsanlæg på nettet. Emissioner af drivhusgasser og luftforurenende stoffer bestemmes i henhold til batteriopladningsbelastning og kraftværksprofil.

Forskergruppen fandt ud af, at elektrificering af 40% af tunge køretøjer konsekvent forbedrede luftkvaliteten-og undgik op til 562 for tidlige dødsfald. Det gjorde det ikke, imidlertid, reducere drivhusgasemissioner. Let anvendelse af EV, på den anden side, reducerede kuldioxidemissioner med 2 megaton, men havde mere beskedne luftkvalitetsfordele.

For at køre hjem dette punkt, forskerne gav en yderligere scenariosammenligning. Når alle trafikemissioner fjernes fra 2013 -begivenheden, forbedringer af luftkvaliteten fører til et fald på 6% i akut for tidlig dødelighed. Når alle elsektoremissioner fjernes, imidlertid, akut for tidlig dødelighed falder 24%.

"Samlet set, vi fandt ud af, at EV-inducerede forureningsændringer og undgåede for tidlige dødsfald var beskedne for den ekstreme hændelse, "Men Schnell sagde." Men luftkvaliteten vil forbedre sig mere drastisk, efterhånden som energiproduktionssektoren bevæger sig væk fra fossilt brændselsdrevet elektricitet. "