كيف يمكن أن يؤدي التبني واسع النطاق للسيارات الكهربائية إلى تحسين جودة الهواء والصحة البشرية

تشير دراسة جديدة أجراها قسم الهندسة المدنية والمعادن بجامعة تورنتو إلى أن التبني واسع النطاق للسيارات الكهربائية يمكن أن يؤدي إلى فوائد صحية كبيرة على مستوى السكان.

استخدم فريق البحث محاكاة حاسوبية لإظهار أن الكهربة العدوانية لأسطول المركبات في الولايات المتحدة، إلى جانب الطرح الطموح لتوليد الكهرباء المتجددة، يمكن أن يؤدي إلى فوائد صحية تتراوح قيمتها بين 84 مليار دولار و188 مليار دولار بحلول عام 2050.

وحتى السيناريوهات التي تنطوي على إزالة الكربون من الشبكة بشكل أقل عدوانية تنبأت في الغالب بفوائد صحية تصل إلى عشرات المليارات من الدولارات.

تأثير إيجابي على تغير المناخ

وتقول البروفيسورة ماريان هاتزوبولو، إحدى المؤلفين المشاركين في الدراسة التي نُشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم: “عندما يدرس الباحثون تأثيرات المركبات الكهربائية، فإنهم يركزون عادة على تغير المناخ في شكل التخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون” .

وأضافت “ولكن ثاني أكسيد الكربون ليس الشيء الوحيد الذي يخرج من أنبوب العادم في المركبات ذات الاحتراق الداخلي، فهو ينتج العديد من ملوثات الهواء التي لها تأثير كبير وقابل للقياس على الصحة العامة، وعلاوة على ذلك، تشير الأدلة إلى أن هذه التأثيرات يشعر بها بشكل غير متناسب السكان من ذوي الدخل المنخفض أو العرق أو المهمشين.”

ويضم الفريق أيضًا المؤلف الرئيسي وزميل ما بعد الدكتوراه جان شميت، والأساتذة دانييل بوسن وهيذر ماكلين، وأمير عبد المنان من فريق تحليل النقل الاستراتيجي في أرامكو السعودية.

كان أعضاء هذا الفريق قد استخدموا في السابق خبرتهم في تقييم دورة الحياة لبناء نماذج كمبيوترية تحاكي تأثير اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق واسع في السوق الأمريكية.

ومن بين أمور أخرى، أظهروا أنه في حين أن تبني المركبات الكهربائية سيكون له تأثير إيجابي على تغير المناخ، إلا أنه لا يكفي بمفرده لتحقيق أهداف اتفاقية باريس، وأوصوا باستخدام تبني المركبات الكهربائية جنبًا إلى جنب مع استراتيجيات أخرى، مثل الاستثمارات في وسائل النقل العام والنقل النشط وزيادة كثافة الإسكان.

في دراستهم الأخيرة، أراد الفريق أن يأخذ في الاعتبار الفوائد غير المناخية لتبني المركبات الكهربائية، قاموا بتكييف نماذجهم لمحاكاة إنتاج الملوثات الجوية الشائعة في احتراق الوقود الأحفوري، مثل أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت والجسيمات الصغيرة المعروفة باسم PM 2.5 .

السيارات الكهربائية تؤدي إلى تحسين جودة الهواء

يقول بوسن: “إن نمذجة هذه الملوثات تختلف تمام الاختلاف عن نمذجة ثاني أكسيد الكربون، الذي يستمر لعقود من الزمن وينتهي به الأمر مختلطاً بشكل جيد في جميع أنحاء الغلاف الجوي. وعلى النقيض من ذلك، فإن هذه الملوثات وتأثيراتها الصحية المرتبطة بها أكثر محلية، ولا يهم فقط مقدار الانبعاثات التي نصدرها، بل وأيضاً المكان الذي نصدرها فيه”.

ورغم أن المركبات الكهربائية لا تنتج أي انبعاثات من العوادم، فإنها لا تزال مسؤولة عن تلوث الهواء إذا كانت محطات الطاقة التي تزودها تعمل بالوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو الفحم، وهذا من شأنه أيضاً أن يؤدي إلى نقل تلوث الهواء من الطرق السريعة المزدحمة إلى المجتمعات التي تعيش بالقرب من محطات الطاقة تلك .

وهناك تعقيد آخر يتمثل في أنه ليس من المتوقع أن يظل تلوث الهواء الناجم عن شبكة الطاقة أو عن مركبات الاحتراق الداخلي ثابتاً بمرور الوقت.

ويقول شميت: “إن السيارات التي تعمل بالبنزين اليوم تنتج تلوثًا أقل بكثير من تلك التي تم تصنيعها قبل عشرين عامًا، والتي لا يزال الكثير منها على الطريق”.

“لذا، إذا أردنا مقارنة عادلة بين المركبات الكهربائية ومركبات الاحتراق الداخلي، فيتعين علينا أن نضع في الحسبان حقيقة مفادها أن تلوث الهواء سوف ينخفض مع استبدال هذه المركبات القديمة. كما يمكننا أن نرى أن شبكة الطاقة أصبحت أكثر خضرة بمرور الوقت، مع تركيب المزيد من مصادر الطاقة المتجددة”.

في النموذج، اختار الفريق سيناريوهين رئيسيين لمحاكاة ما سيحدث حتى عام 2050. في السيناريو الأول، افترضوا أنه لن يتم بناء المزيد من السيارات الكهربائية، ولكن سيتم استبدال المركبات القديمة ذات الاحتراق الداخلي بأخرى أحدث وأكثر كفاءة.

وفي الدراسة الثانية، افترض الباحثون أنه بحلول عام 2035، ستكون جميع المركبات الجديدة المباعة كهربائية. ووصف الباحثون هذا بأنه “عدواني”، لكنه يتماشى مع النوايا المعلنة للعديد من البلدان. على سبيل المثال، تخطط النرويج للقضاء على مبيعات المركبات غير الكهربائية العام المقبل، وتخطط كندا لتتبع نفس النهج بحلول عام 2035.

وبالنسبة لكل من هذه السيناريوهات، فقد أخذ الباحثون في الاعتبار أيضا معدلات مختلفة لانتقال الشبكة الكهربائية إلى مصادر الطاقة المتجددة ومنخفضة الانبعاثات، أي ما إذا كانت ستبقى تقريبا نفس المعدل الحالي، أو تتباطأ، أو تتسارع على مدى العقدين المقبلين.

وفي ظل كل من هذه الظروف، قام الفريق بمحاكاة مستويات تلوث الهواء في مختلف أنحاء الولايات المتحدة. ثم استخدموا الحسابات الراسخة التي يستخدمها عادة علماء الأوبئة والخبراء الاكتواريون ومحللو السياسات الحكومية لربط مستويات التلوث هذه بالتقديرات الإحصائية لعدد سنوات الحياة المفقودة، فضلاً عن تقديرات القيمة الاقتصادية.

ويقول بوزن: “تظهر محاكاتنا أن الفوائد التراكمية للصحة العامة الناجمة عن اعتماد المركبات الكهربائية على نطاق واسع بين الآن وعام 2050 قد تصل إلى مئات المليارات من الدولارات”.

“إن هذا أمر مهم، ولكن هناك أمر آخر توصلنا إليه وهو أننا لن نحصل على هذه الفوائد إلا إذا استمرت الشبكة في التحول إلى شبكة أكثر خضرة. لقد بدأنا بالفعل في التحول بعيدًا عن توليد الطاقة من الوقود الأحفوري، ومن المرجح أن يستمر هذا في المستقبل. ولكن من أجل المناقشة، قمنا بوضع نموذج لما قد يحدث إذا جمدنا الشبكة بشكل مصطنع في حالتها الحالية.

في هذه الحالة، سيكون من الأفضل لنا ببساطة استبدال مركبات الاحتراق الداخلي القديمة بأخرى جديدة – ولكن مرة أخرى، هذا ليس سيناريو واقعيًا للغاية”.

يثير هذا الاكتشاف سؤالا آخر: هل من الأهم إزالة الكربون من قطاع النقل من خلال اعتماد المركبات الكهربائية، أم إزالة الكربون من قطاع توليد الطاقة أولا، وهو المصدر النهائي للتلوث المرتبط بالمركبات الكهربائية؟

“وفي معرض رده على هذا، أود أن أقول إنه من المهم أن نتذكر أن المركبات التي تُباع اليوم سوف تستمر في الاستخدام لعقود من الزمن”، كما يقول هاتزوبولو. “إذا اشترينا المزيد من المركبات التي تعمل بالاحتراق الداخلي الآن، مهما كانت كفاءتها، فسوف نعلق أنفسنا في انبعاثات العادم لسنوات قادمة، وسوف تنشر هذه الانبعاثات التلوث في كل مكان توجد فيه طرق.

“ما زلنا بحاجة إلى إزالة الكربون من نظام توليد الطاقة ــ وهذا ما نقوم به بالفعل ــ ولكن لا ينبغي لنا أن ننتظر حتى اكتمال هذه العملية حتى نتمكن من تشغيل المزيد من المركبات الكهربائية على الطرق. ويتعين علينا أن نبدأ في السير على الطريق نحو مستقبل أكثر صحة اليوم”.