خودروهای برقی در ابتدای مسیر چندان پاک به‌نظر نمی‌رسند. ساخت باتری‌های بزرگ با هزینه کربنی همراه است، بنابراین یک خودروی برقی نو هنگام ورود به جاده، با آلایندگی اولیه بیشتری نسبت به خودروهای بنزینی هم‌رده ثبت می‌شود.
اما تحلیل جدید دانشگاه نورثرن آریزونا و دانشگاه دوک نشان می‌دهد این جریمه اولیه خیلی زود جبران می‌شود. تنها پس از چند سال، خودروهای برقی از نظر آلایندگی جلو می‌افتند، و از آن پس تا پایان عمرشان پاک‌تر باقی می‌مانند.
تحول زودهنگام در آلایندگی خودروهای برقی
این تحقیق به سرپرستی پانکاج ساداوارت، پژوهشگر پسادکتری دانشگاه نورثرن آریزونا انجام شد. تمرکز او بر مدل‌سازی آلودگی هوا و انتشار گازهای خودروها است.
در این پژوهش، آلایندگی استخراج مواد معدنی، ساخت خودرو و باتری، تولید برق و سوخت، و رانندگی بررسی شد. این مسیر، یک تحلیل چرخه‌عمر یا محاسبه آلایندگی «از گهواره تا گور» را برای هر خودروی برقی ترسیم می‌کند.
نتایج نشان می‌دهد تولید باتری خودروهای برقی، ردپای کربنی کوتاه‌مدت بیشتری ایجاد می‌کند. اما برتری آلایندگی معمولاً طی سه سال روشن می‌شود، و در ادامه با گذشت زمان بهبود می‌یابد.
مزیت آلایندگی خودروهای برقی به‌وضوح نمایان می‌شود
در دو سال اول حرکت در جاده، خودروهای برقی به‌دلیل ساخت باتری حدود ۳۰ درصد دی‌اکسیدکربن بیشتری نسبت به خودروهای بنزینی منتشر می‌کنند. پس از این مرحله، مزیت برقی بودن با هر کیلومتر افزایش می‌یابد.
بر اساس این تحلیل، هر کیلووات‌ساعت ظرفیت باتری می‌تواند تا سال ۲۰۳۰ به‌طور متوسط حدود ۴۸۵ پوند دی‌اکسیدکربن را کاهش دهد. در سال ۲۰۵۰ این رقم به حدود ۲۸۰ پوند می‌رسد. کاهش‌ها، نتیجه پاک‌تر شدن خودروها و شبکه برق است.
در چرخه عمر کامل یک خودرو، خودروهای بنزینی حدود دو تا سه و نیم برابر بیشتر از خودروهای برقی به محیط‌زیست آسیب وارد می‌کنند. این مقایسه شامل خسارت‌های اقلیمی و کیفی‌هواست که برحسب هزینه دلار برآورد شده‌اند.
شبکه برق پاک‌تر، مزیت خودروهای برقی را تقویت می‌کند
در این مطالعه، ترکیب شبکه برق ثابت فرض نشد. از مدل «ارزیابی یکپارچه» استفاده شد؛ مدلی که سیستم انرژی، اقتصاد و آلایندگی را طی دهه‌ها به‌صورت هم‌زمان شبیه‌سازی می‌کند. این مدل امکان بازنشستگی نیروگاه‌های زغال‌سنگ و ورود انرژی‌های نو را در اثر تغییر تقاضا فراهم می‌کند.
افزایش تقاضای برق ناشی از خودروهای برقی، با رشد باد و خورشید همراه می‌شود. با پاک‌تر شدن شبکه، آلایندگی هر کیلومتر برقی نیز کاهش می‌یابد.
برای نرخ آلایندگی اگزوز، تیم پژوهشی از مدل MOVES3 آژانس حفاظت محیط‌زیست آمریکا استفاده کرد که آلایندگی واقعی خودروهای درحال‌کار را تخمین می‌زند. این مدل بازتاب می‌دهد که خودروهای بنزینی جدید برخی آلاینده‌ها را با گذشت زمان کمتر تولید می‌کنند.
گزارش‌های مستقل نشان می‌دهند آلایندگی تولید باتری بسته به محل کارخانه و منبع انرژی آن متفاوت است؛ کارخانه‌هایی که برق پاک‌تر مصرف می‌کنند، باتری‌هایی با آلایندگی بسیار کمتر تولید می‌کنند.
آلاینده‌های دیگر نیز کاهش می‌یابند
این مدل پیش‌بینی می‌کند که جایگزینی خودروهای برقی، انتشار مونوکسیدکربن را به‌شدت کم می‌کند. تغییرات در اکسیدهای نیتروژن و دی‌اکسید گوگرد در ابتدا کمتر است اما تا سال ۲۰۵۰ با کاهش زغال‌سنگ، این آلاینده‌ها نیز کاهش می‌یابند.
این گازها در دسته «آلاینده‌های معیار» قرار می‌گیرند؛ آلاینده‌هایی که EPA برای محافظت از سلامت عمومی تنظیم می‌کند. کاهش این آلاینده‌ها موجب کاهش دود، مه‌دود و ذراتی می‌شود که به قلب و ریه آسیب می‌زنند.
خودروهای بنزینی در هر سفر آلایندگی مستقیم در سطح خیابان تولید می‌کنند. خودروهای برقی آلایندگی را به نیروگاه‌ها منتقل می‌کنند، جایی که کنترل آن بسیار ساده‌تر است.
مدل چه بخش‌هایی را پوشش می‌دهد؟
این مطالعه بازیافت یا دفع باتری‌ها در پایان عمر را مدل‌سازی نکرد. بازیافت درحال پیشرفت است، و استفاده از فلزات بازیافتی می‌تواند آلایندگی ساخت را کاهش دهد.
این تحلیل، آلایندگی «چاه تا باک» را محاسبه کرده است؛ یعنی آلایندگی استخراج، پالایش و تولید سوخت پیش از آن‌که به خودرو برسد. این بخش شامل استخراج نفت، پالایش و حمل‌ونقل برای خودروهای بنزینی است.
همچنین «باک تا چرخ» بررسی شده است؛ یعنی آلایندگی ناشی از مصرف سوخت یا برق برای حرکت خودرو. خودروهای بنزینی از اگزوز آلایندگی آزاد می‌کنند، اما خودروهای برقی انرژی را از شبکه برق دریافت می‌کنند.
درس‌هایی از آلایندگی خودروهای برقی
حمل‌ونقل سهم بزرگی از آلایندگی ایالات متحده را بر عهده دارد. در سال ۲۰۲۲ حدود ۲۸ درصد از کل گازهای گلخانه‌ای این کشور مربوط به حمل‌ونقل بود.
دوره دو ساله برای عبور خودروهای برقی از خودروهای بنزینی بسیار کوتاه است؛ به‌ویژه برای وسیله‌ای که بیش از یک دهه عمر می‌کند. پس از آن، هر کیلومتر برقی به کاهش آلایندگی کمک می‌کند.
برای رانندگان، پیام روشن است: اگر هدف کاهش آلایندگی باشد، بازده پاک خودروهای برقی خیلی زود محقق می‌شود و در ادامه افزایش می‌یابد.
برای سیاست‌گذاران، نتایج نشان می‌دهد سیاست خودرو و سیاست برق به‌هم پیوسته‌اند. گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر و ارتقای شبکه، مزایای خودروهای برقی را تقویت می‌کند.
این مطالعه در نشریه PLOS Climate منتشر شده است.
اگر به آینده حمل‌ونقل پاک علاقه دارید، مقاله‌های مرتبط ما درباره فناوری باتری و انرژی‌های تجدیدپذیر را مطالعه کنید یا تجربه خود را در کامنت‌ها بنویسید.
