Forskare från Northwestern University har kombinerat klimatmodellering med folkhälsodata för att utvärdera effekten av elfordon (EV) på USA:s liv och ekonomi.

En ny studie fann att om elbilar ersatte 25 % av bilarna med förbränningsmotorer som för närvarande är på väg, USA skulle spara cirka 17 miljarder dollar årligen genom att undvika skador från klimatförändringar och luftföroreningar. I mer aggressiva scenarier – att ersätta 75 % av bilarna med elbilar och öka produktionen av förnybar energi – kan besparingarna uppgå till så mycket som 70 miljarder dollar årligen.

"Fordonselektrifiering i USA kan förhindra hundratals till tusentals förtida dödsfall årligen samtidigt som koldioxidutsläppen minskar med hundratals miljoner ton, "sa Daniel Peters, som ledde studien. "Detta belyser potentialen hos samfördelaktiga lösningar på klimatförändringar som inte bara minskar utsläppen av växthusgaser utan också minskar hälsobördan av skadliga luftföroreningar."

"Från en ingenjörsmässig och teknisk synvinkel, människor har utvecklat lösningar på klimatförändringar i åratal, " lade Northwesterns Daniel Horton till, senior författare till studien. "Men vi måste noggrant utvärdera dessa lösningar. Den här studien presenterar en nyanserad titt på elbilar och energiproduktion och fann att användningen av elbilar inte bara minskar växthusgaser utan räddar liv."

Studien publicerades online förra veckan (13 augusti) i tidningen Geohälsa .

Under denna forskning, Peters var forskarutbildning i Hortons laboratorium i Northwestern. Nu jobbar han för Miljöförsvarsfonden. Horton är biträdande professor i jord- och planetvetenskap vid Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences.

För att genomföra studien, Horton, Peters och deras team tittade på fordonsflotta och utsläppsdata från 2014. Om 25 % av amerikanska förare använde elbilar 2014 – och kraften som krävs för att ladda sina batterier kom från 2014 års energigenereringsinfrastruktur – då 250 miljoner ton koldioxid (CO) ₂ ) utsläppen skulle ha mildrats. Även om koldioxidutsläppens inverkan på klimatet är väl dokumenterad, förbränningsmotorer producerar även andra skadliga föroreningar, såsom partiklar och prekursorerna till marknära ozon. Sådana föroreningar kan utlösa en mängd hälsoproblem, inklusive astma, emfysem, kronisk bronkit och i slutändan för tidig död.

Efter att ha lämnat slutrör och rökstackar, föroreningar interagerar med sin miljö, inklusive bakgrundskemi och meteorologi.

"Ett bra exempel är att titta på kväveoxider (NOx), en grupp kemikalier som produceras genom förbränning av fossila bränslen, Peters förklarade. "NOx i sig är skadligt för andningshälsan, men när den utsätts för solljus och flyktiga organiska föreningar i atmosfären, ozon och partiklar kan bildas."

För att ta hänsyn till dessa interaktioner, forskarna använde en kemi-klimatmodell utvecklad vid Geophysical Fluid Dynamics Laboratory. Jordan Schnell, en postdoktor i Hortons labb, utförde modellexperimenten som samtidigt simulerar atmosfärens väder och kemi, inklusive hur utsläpp från förbränningsmotorer och kraftgenereringskällor interagerar med varandra och andra utsläppskällor i deras miljöer.

Med denna modell, forskarna simulerade luftföroreningar i de lägre 48 staterna, baserad på olika nivåer av EV-antagande och förnybar energiproduktion. Sedan, de kombinerade denna information med allmänt tillgängliga länshälsodata från U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Denna kombination gjorde det möjligt för forskargruppen att bedöma hälsokonsekvenser av de luftkvalitetsförändringar som orsakas av varje elektrifieringsscenario.

Forskargruppen tilldelade dollarvärden till de undvikade klimat- och hälsoskador som skulle kunna orsakas av EV-antagande genom att tillämpa den sociala kostnaden för kol och värdet av statistiska livsmått på deras utsläppsförändringsresultat. Dessa ofta använda policyverktyg sätter en prislapp på långsiktig hälsa, miljö- och jordbruksskador.

"Den sociala kostnaden för kol och värdet av statistiskt liv är mycket studerade och mycket omdebatterade mått, ", sa Horton. "Men de används regelbundet för att fatta politiska beslut. Det hjälper till att sätta ett konkret värde på konsekvenserna av att emittera i stort sett immateriella gaser till det offentliga rummet som är vår gemensamma atmosfär. "