A cada ano, cerca de 1,2 milhão de cidadãos chineses morrem prematuramente devido à má qualidade do ar. E as consequências para a saúde pública são particularmente terríveis durante eventos extremos de qualidade do ar, como os infames episódios de neblina de inverno "Airpocalypse".

Uma equipe de pesquisadores da Northwestern University questionou se a adoção generalizada de veículos elétricos (EVs) poderia ajudar a China a evitar esses eventos mortais. A resposta? Depende.

Em um novo estudo, os pesquisadores concluíram que os benefícios dos VEs para a qualidade do ar e a saúde pública - bem como sua capacidade de reduzir as emissões de carbono - na China dependem do tipo de transporte eletrificado e da composição da rede elétrica.

O estudo foi publicado hoje (16 de fevereiro) na edição de fevereiro de 2021 da revista Earth's Future .

"Uma fração significativa da eletricidade da China é atualmente proveniente da queima de carvão, que é uma fonte de energia muito intensiva em carbono", disse Jordan Schnell, o principal autor do estudo. "Quando a energia do carvão pesado é usada para carregar veículos leves, as emissões de carbono são reduzidas por causa da eficiência dos veículos elétricos leves. Os veículos elétricos pesados ​​requerem significativamente mais energia, então vemos um aumento líquido nas emissões de dióxido de carbono . No entanto, mesmo quando a energia dos veículos pesados é fornecida inteiramente por eletricidade a carvão, ainda vemos melhorias na qualidade do ar porque as reduções de emissões na estrada superam o que as usinas de energia acrescentam. Emissões de partículas finas, que são um ingrediente principal no neblina, são reduzidos. "

"Descobrimos que para obter co-benefícios líquidos da adoção de veículos elétricos pesados, o verdadeiro obstáculo na infraestrutura da China está em seu setor de geração de energia. É necessária uma maior adoção de geração de energia renovável sem emissões", disse Daniel Horton da Northwestern o autor sênior do estudo. "Para veículos leves, os co-benefícios já estão lá com a infraestrutura atual."

Horton é professor assistente de ciências terrestres e planetárias no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern. Na época da pesquisa, Schnell era um pós-doutorado no laboratório de Horton. Ele agora é um cientista pesquisador do Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais da Universidade do Colorado em Boulder.

Os poluentes vêm de uma variedade de fontes, tanto naturais como humanas, e incluem emissões de transporte e instalações de geração de energia. A adoção de EVs reduz a emissão de poluentes atmosféricos e gases de efeito estufa dos escapamentos de veículos, mas o orçamento geral de emissões deve levar em conta a transferência das emissões para as usinas de energia usadas para carregar baterias de EV. A distribuição de veículos em todo o país e o consumo de energia também desempenham papéis nos perfis gerais de emissões. Os veículos pesados ​​versus veículos leves, por exemplo, diferem substancialmente, complicando o resultado líquido.

Para reconciliar esses fatores complicadores, os pesquisadores combinaram modelagem química-climática com emissões, tempo e dados de saúde pública. Os pesquisadores examinaram os benefícios e compensações da qualidade do ar e do clima entre a adoção de veículos pesados ​​e leves usando as condições meteorológicas de um notório evento Airpocalypse em janeiro de 2013. Ao contrário dos estudos anteriores de qualidade do ar EV que se concentraram na exposição crônica, os pesquisadores se concentraram em os impactos agudos na saúde pública da exposição a este evento de neblina curto, mas extremamente perigoso.

Os pesquisadores descobriram que a adoção de EV poderia ter um papel modesto na redução da carga de saúde pública de eventos de Airpocalypse individuais, com a extensão dependendo do tipo de veículo eletrificado. Eles também descobriram que a obtenção de co-benefícios para a saúde pública e o clima dependia da adição de energia renovável livre de emissões à rede elétrica.

Durante o episódio de poluição extrema de janeiro de 2013, uma névoa venenosa pairou sobre grande parte da China, incluindo os principais centros populacionais de Pequim, Tianjin e Hebei. A exposição aguda aos níveis recordes de partículas finas e dióxido de nitrogênio aumentou as doenças respiratórias relacionadas à poluição, doenças cardíacas e derrames, que os pesquisadores estimam que levaram a aproximadamente 32.000 mortes prematuras e $ 14,7 bilhões em custos de saúde.

Para avaliar as consequências da adoção de EV, em um cenário de simulação de modelo, os pesquisadores substituíram cerca de 40% dos veículos pesados ​​da China (como equipamentos de construção, caminhões de longo curso e ônibus) por versões eletrificadas. Um cenário alternativo simulou a substituição de cerca de 40% dos veículos leves da China por alternativas elétricas. A energia necessária para carregar as baterias EV é equivalente em ambos os cenários e é proveniente de instalações de geração de energia na rede. As emissões de gases de efeito estufa e poluentes atmosféricos são determinadas de acordo com a carga de carregamento da bateria e o perfil da usina.

A equipe de pesquisa descobriu que eletrificar 40% dos veículos pesados ​​melhorou consistentemente a qualidade do ar - evitando até 562 mortes prematuras. No entanto, não reduziu as emissões de gases de efeito estufa. A adoção de veículos elétricos leves, por outro lado, reduziu as emissões de dióxido de carbono em 2 megatons, mas teve benefícios mais modestos na qualidade do ar.

Para esclarecer este ponto, os pesquisadores forneceram uma comparação de cenário adicional. Quando todas as emissões do tráfego são removidas do evento de 2013, as melhorias na qualidade do ar levam a uma redução de 6% na mortalidade prematura aguda. Quando todas as emissões do setor elétrico são removidas, no entanto, a mortalidade aguda prematura diminui 24%.

"No geral, descobrimos que as mudanças na poluição induzida por EV e mortes prematuras evitadas foram modestas para o evento extremo", disse Schnell. “Mas a qualidade do ar melhorará mais drasticamente à medida que o setor de geração de energia se distanciar da eletricidade alimentada por combustíveis fósseis”.