Elbilar laddar vid San Franciscos stadshus. Kredit:Felix Kramer
När fler människor och varor flyttar runt på planeten, våra bilar, flygplan, tåg, och fartyg har en växande inverkan på klimatet. Transporter genererar nu nästan en fjärdedel av världens utsläpp av växthusgaser, och 2016, transport (inklusive fartyg, flygplan och järnvägar) i USA producerade mer koldioxidutsläpp än någon annan sektor. Att byta från fordon som förbränner fossila bränslen till fordon som drivs med el kommer att spela en nyckelroll för att minska klimatförändringarna – för att länder ska kunna uppfylla de koldioxidminskningsmål de satt upp för klimatavtalet från Paris, 100 miljoner elfordon (EV) måste vara på väg till 2030. under 2015, det fanns bara 1,26 miljoner.
Bekämpa klimatförändringar och spara pengar
Elfordon körs på batteri, laddas med el hemma eller på en laddstation.
Medan de är i rörelse, Elbilar är rena - de släpper inte ut koldioxid eller andra föroreningar. Elektriciteten för att driva dem producerar utsläpp av den globala uppvärmningen, dock, så hur rena de är beror i slutändan på hur elen som driver dem genereras. Enligt en rapport från Union of Concerned Scientists, Elbilar som drivs med el från förnybar energi som vind och sol producerar praktiskt taget inga utsläpp av den globala uppvärmningen. Men även elbilar som drivs av el som genereras huvudsakligen från kol producerar färre utsläpp av den globala uppvärmningen än en fossilbränsledriven bil med i genomsnitt 27 miles per gallon (mpg). En bensindriven bil skulle behöva få 54 mpg för att ha lika få utsläpp av den globala uppvärmningen som en elbil som drivs av el från naturgas; 500 mpg för att matcha en soldriven EV; 3, 900 mpg för en vinddriven EV; eller 7, 600 mpg för att ha så lite som en elbil som drivs av geotermiskt genererad el.
För närvarande, majoriteten av försäljningen av elbilar i USA sker i Kalifornien, som producerar det mesta av sin el från naturgas, plus 25 procent från förnybar energi och nästan ingen från kol. Så de flesta elbilar i USA körs idag på naturgas eller förnybar energi. Dessutom, 28 till 42 procent av elbilsförarna i USA och Europa har solenergi i sina hem.
Även om förskottskostnaderna för elbilar är högre än för jämförbara fossilbränslebilar, En rapport från Union of Concerned Scientists från 2017 fastställde att elbilar kan vara billigare att underhålla eftersom de inte kräver oljebyten eller regelbundet underhåll.
Dessutom, Elbilar kan spara $750 till $1, 200 per år på tankning jämfört med ett fossilbränslefordon på i genomsnitt 27 miles per gallon med gas som kostar $3,50 per gallon. Även om det är billigare att köra el än att köra med bensin, den faktiska mängden besparingar beror på lokala avgifter och prisplaner, som de som erbjuder billigare priser på natten.
The World is Going EV
Försäljningen av plug-in elfordon ökar i USA, når nästan 200, 000 under 2017 – en ökning med 25 procent jämfört med 2016.
Många länder förbjuder nu nya fordon som drivs med fossila bränslen som bensin, diesel eller flytande petroleumgas. Tyskland, Indien, Irland, Israel, och Nederländerna har tillkännagett planer på att förbjuda fossilbränslebilar från och med 2030; Storbritannien, Frankrike, Taiwan och Kalifornien kommer att förbjuda dem 2040; och Norge 2025. Paris, Rom, Madrid, Aten och Mexico City kommer att förbjuda dieselfordon 2025.
Kina, världens största bilmarknad, kommer inte längre att godkänna några nya fossilbränslebilsprojekt. En policy som träder i kraft 2019 kräver att biltillverkare som tillverkar eller importerar över 30 000 fordon per år för att tjäna bränsleförbrukningskrediter och uppnå kvoter för att producera noll- och lågemissionsfordon. Kina arbetar också med sin plan för att förbjuda fossilbränslefordon och kommer snart att fasa ut dem på ön Hainan i en testkörning.
Peking vill att minst 20 procent av Kinas fordonsproduktion ska vara elektrisk och hybrid år 2025.
Amerikanska och europeiska biltillverkare vet att de måste sälja bilar i Kina för att trivas, så Ford, Daimler och General Motors (GM) blir alla elektriska. Ford kommer att ha 16 nya elbilar år 2022 och Volvo, som elektrifierar hela sin flotta, har precis meddelat att man kommer att tillverka sin första kommersiella elektriska lastbil. GM, som 2016 sålde fler bilar i Kina än i USA, har för avsikt att bli helelektrisk även i framtiden – 2023, det kommer att producera 20 helt elektriska modeller. GM:s president, Dan Ammann, citerades för att säga, "Vi ser att Kina är åtminstone på kort och medellång sikt, den överlägset största marknaden för elfordon i världen. Men vi tror i slutändan att hela världen kommer att gå den riktningen."
Under Tesla Model S huven. Kredit:Can Pac Swire
Om amerikanska bränsleeffektivitetsstandarder
Samtidigt i USA, Environmental Protection Agency (EPA) planerar att återställa bränsleeffektivitetsstandarderna för bilar tillverkade 2022 till 2025. Detta steg, tänkt som en lättnad av reglerna för biltillverkare för att göra fordon mer överkomliga, skulle kunna gynna de smutsigaste biltillverkarna och straffa de renaste genom att försvaga incitamenten att tillverka elfordon.
Efter finanskraschen 2008, GM och Chrysler, som hade tillverkat stora bensinslukande bilar när bensinpriserna plötsligt steg, stod inför konkurs. De fick en räddningsaktion på 80 miljarder dollar från den federala regeringen (och skattebetalarna).
Obama-administrationen satte sedan nya bränsleeffektivitetsstandarder för att göra amerikanska bilföretag mer konkurrenskraftiga med japanska och tyska biltillverkare – de skulle behöva uppnå en genomsnittlig ekonomi på 54,5 miles per gallon över sina flottor till 2025. eftersom biltillverkarna hade ytterligare sätt att nå målet som att minska kylvätskeläckage eller köpa effektivitetskrediter, fordon skulle bara behöva få 36 miles per gallon i faktisk bränsleeffektivitet till 2025. Det är bara 11,3 miles per gallon mer än vad som krävdes 2016. Och enligt EPA under Obama, bara två procent av flottorna skulle behöva vara elbilar för att nå målen för 2025.
EPA beräknade att om det genomförs, standarderna kan minska oljeförbrukningen med 12 miljarder fat och eliminera cirka sex miljarder ton koldioxidutsläpp under de mer bränslesnåla bilarnas livslängd.
EPA:s halvtidsutvärdering av standarderna i juli 2016 fann att biltillverkare redan "överuppfyllde" och att det fanns "positiv konsumentrespons, så målen fastställdes i januari 2017.
Under denna utvärdering, dock, GM, Ford och Chrysler bad den tillträdande Trump-administrationen om mer flexibilitet i standarderna för hur krediter utvärderades och hur föroreningar från att generera elektricitet i elbilar redovisades. Som svar, EPA under Scott Pruitt gick längre än vad biltillverkarna hade förväntat sig eller till och med önskat genom att meddela att de skulle försvaga de nya standarderna. Faktiskt, Fords verkställande ordförande och VD skrev i en blogg, "Vi stöder ökade standarder för rena bilar fram till 2025 och kräver inte en återställning." En allians av ledande billeverantörer och utsläppskontrollföretag uttryckte också sitt stöd för långsiktiga utsläpps- och bränsleekonomistandarder.
Kalifornien kommer att trycka tillbaka. Eftersom staten hade fruktansvärda smogförhållanden tidigare, Clean Air Act tillät Kalifornien att sätta strängare fordonsutsläppsnormer än EPA och låta andra stater följa dessa standarder. För närvarande väljer 13 andra stater och District of Columbia att följa Kaliforniens strängare standarder, representerar nästan 40 procent av nybilsmarknaden.
När vi tillkännagav återställningen, EPA hotade att utmana Kaliforniens rätt att sätta sina egna fordonsstandarder. Kalifornien sa då att de skulle stämma för att upprätthålla de nuvarande standarderna men förhandlar nu med EPA för att försöka hitta en kompromiss.
Hur som helst, Steve Cohen, verkställande direktör för Earth Institute, är inte orolig för att detta kommer att skada den amerikanska bilindustrin. "Det kommer att ta lång tid, ", sa han. "Att utfärda en förordning tar lång tid från början till slut och att ta bort en förordning tar lång tid från början till slut. Båda sakerna är svåra att göra."
EPA kommer att samarbeta med Department of Transportation för att föreslå nya standarder för 2022 till 2025 bilar, utan tvekan försvagar de nuvarande standarderna. De reviderade standarderna kommer sedan att vara öppna för offentliga kommentarer och kommer förmodligen att ställas inför rättsliga strider. Under tiden, Obama-administrationens standarder står fast, och amerikanska biltillverkare, som vanligtvis planerar år i förväg, möta osäkerhet.
Elbilar vs fossila bränslefordon
På senare år har låga oljepriser har uppmuntrat amerikaner att köra fler mil och köpa fler stadsjeepar och pickuper, som nu utgör 60 procent av den amerikanska marknaden. Även om konsumenter kan reagera på kortsiktiga billiga bränslepriser genom att köpa fossilbränslebilar, Elbilar har långsiktiga fördelar och förbättras hela tiden.
För att ta reda på hur elfordon och fossilbränslebilar står sig, managementkonsultföretaget Arthur D. Little genomförde en livscykelanalys av elbilar med litiumjonbatterier och fordon med förbränningsmotorer som drivs med fossila bränslen. Den tittade på alla stadier av deras liv från forskning och utveckling, till inköp av råvaror och tillverkning, genom ägande och avyttring. Studien fann att, mil för mil, Elbilar kostar mindre att köra än bensindrivna bilar och kostar mindre att underhålla. Den totala ägandekostnaden för elbilar, dock, är högre eftersom de är dyrare att tillverka, främst på grund av kostnaden för att tillverka sina batterier.
Tesla laddstation med solel på taket. Kredit:Jusdafax
En livscykelanalys av Union of Concerned Scientists fann att elbilar kräver mer mineraler och energi att bygga än bilar med fossila bränslen, och därmed producera mer globala uppvärmningsutsläpp. Men eftersom de inte bränner bensin, Elbilar kompenserar dessa högre utsläpp relativt snabbt, och släpper ut mindre under hela livet. Under deras livstid, Elbilar producerar hälften så mycket globala uppvärmningsutsläpp som jämförbara bensindrivna bilar.
Den lilla rapporten fastställde, dock, att elbilar resulterar i tre gånger mer toxicitet, främst på grund av tungmetallerna, som kobolt, används vid tillverkningen av batterierna. Dessa metaller kan förkorta livet för dem som arbetar i och runt förorenande gruvor i Kongo och Kina, till exempel.
Cohen vidhåller att situationen kommer att förbättras. "Allt beror på hur du tillverkar och hur du gör dig av med, ", sa han. "Du kan tillverka ett batteri och inte ha miljöeffekter. Det beror på hur väl det är gjort och hur noggrann du är... Hela tillverkningsprocessen, på grund av området industriell ekologi [studiet om att optimera användningen av energi och material i system], uppmärksammar miljöpåverkan mer."
Ser man framåt mot 2025, Little-analysen förutspådde att även om skillnaden i den totala ägandekostnaden kommer att minska, bensindrivna bilar kommer fortfarande att vara billigare. Då, Elbilar kommer att ge ännu färre utsläpp av den globala uppvärmningen än gasdrivna bilar, men mängden mänsklig toxicitet av elbilar kan öka på grund av större batterier.
Framtiden för elbilar
"När elbilen är mer pålitlig, billigare och bättre än förbränningsmotorn, det kommer att driva motorn från marknaden, sa Cohen.
Elfordon är redan billigare att köra och underhålla eftersom de har färre rörliga delar. Nästa stora utmaningar att ta itu med är räckviddsångest och laddningstid. Elbilar kan gå mellan 50 och 200 miles på en batteriladdning, beroende på bilmärke. Mercedes-Benz 2018 Smart Fortwos räckvidd är 58 miles. Nissan Leafs räckvidd är 151 miles, medan Tesla Model S är 315 miles. Cohen tror att när elbilar når 700 miles per laddning – vilket kanske inte tar lång tid, med tanke på att elbilars räckvidd redan har fördubblats under de senaste tre eller fyra åren – kommer det att förändras.
Batteritillverkare arbetar för att förbättra kemin hos litiumbatterier så att de inte kräver så mycket giftigt material, och för att öka energitätheten för att göra batterierna lättare. Denna utveckling kommer att minska miljöpåverkan från elbilar och förbättra deras effektivitet. Och eftersom batteripriserna fortsätter att falla (priserna på batteripaket sjönk med 74 procent mellan 2010 och 2016), konsumenterna kommer att få mer utbud för pengarna och elbilspriserna kommer att sjunka. PricewaterhouseCoopers förutspår att "mellan 2025 och 2030, kostnaden för elbilar med batteri kommer att falla under kostnaden för förbränningsmotorer."
Tiden det tar att ladda en elbil idag kan variera från 30 minuter till 12 timmar, beroende på batteriets kapacitet och laddstationens hastighet. Flera företag arbetar redan med nästa generations snabbladdare, som kommer att kunna ladda elbilar med en räckvidd på 200 till 300 mil inom 15 minuter. För närvarande finns det cirka 17, 600 laddstationer i USA, men många företag skalar snabbt upp sina nätverk av laddstationer.
Ett antal laddningsinnovationer är på gång, för, som trådlösa laddningsplattor på parkeringsplatser, trådlös laddning under vägar och soltak.
Och ju mer förnybar energi som finns på nätet, de renare elbilarna kommer att bli. Sol och vind, som nu genererar cirka 10 procent av energin i USA, fortsätta att bli billigare och effektivare. Dessutom, när batterierna förbättras, vind- och solkraft blir mer tillförlitliga.
För att främja tillväxten av elfordon, rätt politik är också nyckeln. Skatteavdrag för inköp av elbilar måste fortsätta. Bränsleeffektivitetsstandarder är nödvändiga för att sporra biltillverkare att producera rena och effektiva bilar. Försörjningsföretag bör tillhandahålla särskilda laddningspriser för elbilar som är lägre än hushållens elpriser och/eller lägre priser under lågtrafik. Investeringar i forskning och utveckling måste uppmuntras för att producera de tekniska innovationerna för att ständigt förbättra elbilar. Och investeringar i laddstationsinfrastruktur kommer att bidra till att ge överallt, pålitlig, och billig offentlig laddning. En koldioxidskatt eller ett tak och handelsprogram skulle också påskynda införandet av elbilar.
Forskningsorganisationen Bloomberg New Energy Finance projekterar att år 2040, det kommer att finnas 530 miljoner elbilar på vägen, står för 54 procent av den totala globala fordonsförsäljningen och sparar motsvarande 8 miljoner fat olja om dagen.
EV är revolution kommer. Sa Cohen, "Det är inte en fråga om, det är en fråga om när."
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.