Chaque année, environ 1,2 million de citoyens chinois meurent prématurément en raison de la mauvaise qualité de l'air. Et les conséquences sur la santé publique sont particulièrement graves lors d'événements extrêmes liés à la qualité de l'air, tels que les tristement célèbres épisodes de brume hivernale « Airpocalypse ».

Une équipe de chercheurs de la Northwestern University s'est demandé si l'adoption généralisée de véhicules électriques (VE) pourrait aider la Chine à éviter ces événements mortels. La réponse? Ça dépend.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont conclu que la qualité de l'air et les avantages pour la santé publique des véhicules électriques - ainsi que leur capacité à réduire les émissions de carbone - en Chine dépendent du type de transport électrifié et de la composition du réseau électrique.

L'étude a été publiée aujourd'hui (16 février) dans le numéro de février 2021 de la revue L'avenir de la Terre .

« Une fraction importante de l'électricité de la Chine provient actuellement de la combustion du charbon, qui est une source d'énergie très intensive en carbone, " a déclaré Jordan Schnell, l'auteur principal de l'étude. « Lorsque la puissance du charbon est utilisée pour charger des véhicules légers, les émissions de carbone sont réduites en raison de l'efficacité des véhicules électriques légers. Les véhicules électriques lourds nécessitent beaucoup plus d'énergie, nous constatons donc une augmentation nette des émissions de dioxyde de carbone. Cependant, même lorsque l'énergie des véhicules lourds est entièrement alimentée par de l'électricité au charbon, nous constatons toujours des améliorations de la qualité de l'air parce que les réductions d'émissions sur route dépassent ce que les centrales électriques ajoutent. Émissions de particules fines, qui sont un ingrédient principal de la brume, sont réduits."

« Nous constatons que pour obtenir des co-bénéfices nets de l'adoption des véhicules électriques lourds, le véritable point d'achoppement de l'infrastructure chinoise réside dans son secteur de la production d'électricité. Une plus grande adoption de la production d'énergie renouvelable sans émissions est nécessaire, " a déclaré Daniel Horton de Northwestern, l'auteur principal de l'étude. "Pour les véhicules légers, les co-bénéfices existent déjà dans le cadre de l'infrastructure actuelle."

Horton est professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Au moment de la recherche, Schnell était un boursier postdoctoral dans le laboratoire de Horton. Il est maintenant chercheur au Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences de l'Université du Colorado à Boulder.

Les polluants proviennent de diverses sources, à la fois naturel et d'origine humaine, et inclure les émissions des installations de transport et de production d'électricité. L'adoption des véhicules électriques réduit les émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre provenant des sorties d'échappement des véhicules, mais le budget global des émissions doit tenir compte du transfert des émissions vers les centrales électriques utilisées pour charger les batteries des VE. La distribution des véhicules à l'échelle nationale et la consommation d'énergie jouent également un rôle dans les profils d'émissions globaux. Véhicules lourds versus véhicules légers, par exemple, diffèrent sensiblement, compliquer le résultat net.

Pour concilier ces facteurs de complication, les chercheurs ont combiné la modélisation chimie-climat avec les émissions, données météorologiques et de santé publique. Les chercheurs ont examiné les avantages et les compromis sur la qualité de l'air et le climat de l'adoption des véhicules lourds par rapport aux véhicules légers en utilisant les conditions météorologiques d'un événement notoire de l'Airpocalypse en janvier 2013. Contrairement aux précédentes études sur la qualité de l'air des véhicules électriques qui se concentraient sur l'exposition chronique, les chercheurs se sont concentrés sur les effets aigus sur la santé publique de l'exposition à ce short, mais extrêmement dangereux, événement de brume.

Les chercheurs ont découvert que l'adoption des véhicules électriques pourrait avoir un rôle modeste dans la réduction du fardeau de santé publique des événements individuels de l'Airpocalypse, avec la mesure selon le type de véhicule électrifié. Ils ont également découvert que la réalisation des co-bénéfices pour la santé publique et le climat dépendait de l'ajout d'énergie renouvelable sans émission au réseau électrique.

Lors de l'épisode de pollution extrême de janvier 2013, une brume empoisonnée planait sur une grande partie de la Chine, y compris les principaux centres de population de Pékin, Tianjin et Hebei. L'exposition aiguë aux niveaux record de particules fines et de dioxyde d'azote a augmenté les maladies respiratoires liées à la pollution, maladies cardiaques et accidents vasculaires cérébraux, que les chercheurs estiment a conduit à environ 32, 000 décès prématurés et 14,7 milliards de dollars en coûts de soins de santé.

Pour évaluer les conséquences de l'adoption du VE, dans un scénario de simulation de modèle, les chercheurs ont remplacé environ 40 % des véhicules lourds chinois (tels que des équipements de construction, camions long-courriers et bus) avec des versions électrifiées. Un scénario alternatif simulait le remplacement d'environ 40 % des véhicules légers chinois par des alternatives électriques. L'énergie nécessaire pour charger les batteries des VE est équivalente dans les deux scénarios et provient des installations de production d'électricité sur le réseau. Les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques sont déterminées en fonction de la charge de charge des batteries et du profil de la centrale électrique.

L'équipe de recherche a découvert que l'électrification de 40 % des véhicules lourds améliorait constamment la qualité de l'air, évitant jusqu'à 562 décès prématurés. Il n'a pas, cependant, réduire les émissions de gaz à effet de serre. Adoption des véhicules électriques légers, d'autre part, réduit les émissions de dioxyde de carbone de 2 mégatonnes, mais a eu des avantages plus modestes en matière de qualité de l'air.

Pour conduire à la maison ce point, les chercheurs ont fourni une comparaison de scénarios supplémentaire. Lorsque toutes les émissions du trafic sont supprimées de l'événement 2013, L'amélioration de la qualité de l'air entraîne une diminution de 6 % de la mortalité prématurée aiguë. Lorsque toutes les émissions du secteur de l'électricité sont supprimées, cependant, la mortalité prématurée aiguë diminue de 24 %.

"Globalement, nous avons constaté que les changements de pollution induits par les véhicules électriques et les décès prématurés évités étaient modestes pour l'événement extrême, " Schnell a déclaré. "Mais la qualité de l'air s'améliorera plus considérablement à mesure que le secteur de la production d'électricité s'éloignera de l'électricité alimentée par des combustibles fossiles."