I veicoli elettrici possono aiutare più dell’ambiente – L’adozione diffusa può comportare notevoli benefici per la salute e finanziari

Uno studio recente dell’Università di Toronto suggerisce che la adozione su larga scala di veicoli elettrici (EV) e l’implementazione della generazione di elettricità rinnovabile potrebbero portare a benefici per la salute per un valore fino a $188 miliardi entro il 2050.

Per questo, il team del Dipartimento di Ingegneria Civile & Mineraria ha utilizzato simulazioni al computer, che hanno mostrato che solo l’elettrificazione dei veicoli statunitensi e una decarbonizzazione della rete meno aggressiva potrebbero fornire benefici per la salute a livello di popolazione nell’ordine di decine di miliardi di dollari. 

Secondo la coautrice dello studio, la Prof.ssa Marianne Hatzopoulou, quando si studia l’impatto dei veicoli elettrici, i ricercatori si sono tipicamente concentrati sul cambiamento climatico in termini di mitigazione delle emissioni di CO₂, ma questo non rappresenta l’intera portata dell’inquinamento causato da un veicolo a combustione interna.

Oltre alla CO₂, questi veicoli convenzionali “producono molti inquinanti atmosferici che hanno un impatto significativo e quantificabile sulla salute pubblica”, che la Hatzopoulou ha osservato “sono percepiti in modo sproporzionato dalle popolazioni a basso reddito, razzializzate o emarginate”.

Nel 2020, i membri di questo team hanno sfruttato la loro esperienza nella valutazione del ciclo di vita per costruire modelli informatici che simulassero l’impatto dell’adozione su larga scala di EV nel mercato statunitense.  

Il team ha scelto gli Stati Uniti come mercato di prova a causa dei suoi alti tassi di proprietà e di viaggio pro capite, nonché della disponibilità di veicoli grandi e pesanti e di dati di alta qualità.

Per stimare quanti EV sarebbero necessari per mantenere l’aumento della temperatura media globale al di sotto dei 2 °C rispetto ai livelli pre‑industriali entro il 2100, il team ha creato un metodo innovativo per convertire questo obiettivo in un budget di carbonio per i veicoli passeggeri negli USA. Successivamente, ha determinato il numero di EV richiesti per rimanere entro quel budget, che è risultato “essere davvero molto”.

Gli scenari modellati hanno fornito al team 350 milioni di EV che dovrebbero essere sulle strade statunitensi entro il 2050 per raggiungere le riduzioni di emissioni target.

Questo numero corrisponde a circa il 90 % del totale dei veicoli stimati in funzione in quel periodo, mentre la percentuale totale di EV sulla strada al momento dello studio era circa lo 0,3 %. La ricerca affermava:

“È vero che le vendite stanno crescendo rapidamente, ma anche le proiezioni più ottimistiche suggeriscono che entro il 2050 la flotta statunitense sarà solo intorno al 50 % di EV.”

Per quanto riguarda le barriere a questa adozione, lo studio indica le preferenze dei consumatori per la diffusione degli EV, le sfide legate alla fornitura di materiali critici come cobalto, litio e manganese per le batterie, e la pressione sulla rete elettrica nazionale. Il documento riporta un aumento annuo della domanda di elettricità di 1.730 TWh, che richiederebbe ingenti investimenti in infrastrutture e nuove centrali elettriche.

Lo studio ha concluso che una quota del 90 % di proprietà di EV entro il 2050 è uno scenario irrealistico e ha raccomandato ingenti investimenti nei trasporti pubblici, una maggiore densità abitativa e una riprogettazione delle città per consentire la mobilità attiva.

“Gli EV riducono davvero le emissioni, ma non ci esonerano dal fare le cose che sappiamo già di dover fare. Dobbiamo ripensare i nostri comportamenti, il design delle nostre città e persino alcuni aspetti della nostra cultura. Ognuno deve assumersi la responsabilità di questo.”

– Prof.ssa Heather MacLean

L’adozione diffusa di veicoli elettrici può migliorare la salute umana

Dopo aver calcolato il numero di EV necessari per raggiungere gli obiettivi di mitigazione, il team di Ingegneria dell’Università di Toronto ha studiato i benefici per la salute dell’elettrificazione dei veicoli leggeri.

Pubblicato su PNAS questo mese, lo studio più recente propone una prospettiva unica nella quantificazione degli impatti sulla salute legati alla qualità dell’aria derivanti dall’adozione di EV negli USA tra il 2022 e il 2050. 

Il punto è che gli EV, di per sé, non generano emissioni allo scarico, ma ciò non significa che non siano responsabili dell’inquinamento atmosferico. Gli EV hanno comunque bisogno di energia, e se le centrali che la forniscono funzionano a combustibili fossili come gas naturale o carbone, allora sono responsabili.

Quindi, il team ha adattato il proprio modello per simulare la produzione di inquinanti atmosferici, inclusi ossidi di zolfo (SOx), ossidi di azoto (NOx) e PM2,5 — particelle piccole 2,5 µm o meno di diametro che possono contenere sostanze organiche, polvere, fuliggine e metalli. 

A differenza della CO₂, che persiste per decenni ed è ben mescolata nell’atmosfera, questi inquinanti e i loro impatti sulla salute sono più localizzati.

“Conta non solo quanto emettiamo, ma anche dove lo facciamo.”

– Prof. Daniel Posen

Quindi, modellare la CO₂ e modellare questi inquinanti sono due cose molto diverse. 

Inoltre, l’inquinamento atmosferico derivante dalla rete elettrica e dai veicoli a combustione interna non dovrebbe rimanere costante nel tempo. 

Ad esempio, le auto a benzina che possediamo oggi generano significativamente meno inquinamento rispetto a quelle costruite due decenni fa, ma sono ancora in circolazione. Allo stesso modo, la rete elettrica sta diventando più verde. Quindi, tutti questi fattori devono essere presi in considerazione. 

Il team, pertanto, ha scelto due scenari principali per il modello da simulare. In uno scenario, non verranno più costruiti nuovi EV, ma i veicoli a combustione interna più vecchi saranno sostituiti con unità più efficienti. Nell’altro scenario, tutti i nuovi veicoli venduti entro il 2035 si presume siano elettrici.

Mentre il secondo scenario sembra “aggressivo”, molti governi in tutto il mondo hanno già puntato tutto sugli EV, con paesi come Norvegia, Paesi Bassi, Francia e Canada che pianificano di eliminare le vendite di nuovi veicoli a combustione interna nel prossimo decennio.

Per entrambi gli scenari, i ricercatori hanno anche considerato diversi tassi di transizione della rete elettrica verso fonti rinnovabili. Questo tasso includeva un rallentamento, un’accelerazione o il mantenimento più o meno stabile rispetto all’attuale fino al 2050.

Per ciascuna di queste condizioni, i livelli di inquinamento atmosferico sono stati poi simulati negli USA. Hanno quindi correlato questi livelli di inquinamento con stime statistiche del valore economico e del numero di anni di vita persi. 

“La nostra simulazione mostra che i benefici cumulativi per la salute pubblica derivanti dall’adozione su larga scala di EV tra ora e il 2050 potrebbero ammontare a centinaia di miliardi di dollari… se la rete continua a diventare più verde.”

– Posen

Mentre il mondo sta già passando da fonti di energia fossile, il team ha anche modellato una rete che si congela nello stato attuale. Ha aggiunto:

“In quel caso, saremmo in realtà meglio semplicemente sostituendo i nostri vecchi veicoli a combustione interna con nuovi — ma, ancora una volta, questo non è uno scenario molto realistico.”

Ora, la domanda è quale dovrebbe essere la priorità: adottare gli EV per decarbonizzare il settore dei trasporti o decarbonizzare il settore della generazione di energia, che è la fonte dell’inquinamento degli EV. 

A questo, Hatzopoulou ha risposto:

“È importante ricordare che i veicoli venduti oggi continueranno ad essere utilizzati per decenni.”

Ciò significa che dobbiamo prima adottare gli EV perché continuare ad acquistare più veicoli a combustione interna, per quanto efficienti, ci blocca in quelle emissioni di scarico per anni a venire, diffondendo ulteriormente l’inquinamento ovunque.

Tuttavia, il sistema di generazione energetica dovrebbe essere decarbonizzato allo stesso tempo e non attendere che più EV arrivino prima sulla strada.

“Dobbiamo iniziare oggi il percorso verso un futuro più sano.”

– Hatzopoulou

Quantificare i benefici dei veicoli elettrici sulla salute pubblica

Gli EV hanno guadagnato molta trazione negli ultimi anni, emergendo come un mezzo potente per affrontare il problema dell’inquinamento atmosferico. 

Ciò ha senso, dato che l’inquinamento atmosferico contribuisce a una morte su dieci a livello globale e causa 8,43 milioni di morti premature all’anno. Riduce inoltre l’aspettativa di vita di più di 2 anni. Secondo l’OMS, l’inquinamento atmosferico è la più grande minaccia ambientale per la salute umana a livello mondiale.

Questa minaccia è in gran parte attribuibile al settore dei trasporti. Negli USA, il settore rappresenta circa il 29 % di tutte le emissioni di gas serra (GHG) e, come tale, è stato il punto focale delle strategie volte a mitigare il cambiamento climatico.

Tra le soluzioni, gli EV, che non generano emissioni allo scarico, offrono una promessa significativa nella riduzione sia delle emissioni di GHG sia dell’inquinamento atmosferico. Secondo il Dipartimento dell’Energia degli USA, rispetto ai 5.186 kg di emissioni di carbonio prodotti dai veicoli a benzina, gli EV ne producono solo 1.783 kg.

Quindi, uno studio di inizio anno ha esaminato i benefici della piena elettrificazione (FullE) in quattro città statunitensi — New York, Chicago, Houston e Los Angeles. Queste città presentano popolazioni dense, alto volume di traffico e scarsa qualità dell’aria che non soddisfa gli standard dell’Agenzia per la Protezione Ambientale. 

La ricerca ha scoperto che lo scenario FullE ha portato a una riduzione di PM2,5 che ha raggiunto picchi di 0,34 e 2,29 µg·m⁻³, insieme a marcate riduzioni sia di NOx sia di concentrazioni di ozono.

Da un punto di vista sanitario, uno scenario FullE potrebbe potenzialmente prevenire 796, 328 e 157 morti premature al mese a New York, Chicago e Houston, rispettivamente. Economicamente, i benefici per la salute sono previsti tra $51 milioni e $249 milioni al giorno.

Tuttavia, a Los Angeles, la piena elettrificazione può effettivamente aumentare la mortalità a causa di livelli più alti di PM2,5 e ozono, mentre una quota del 29 % di EV per i veicoli leggeri può salvare 104 vite ogni mese. Questo è dovuto alla complessa chimica atmosferica della città e alle sue condizioni geografiche e meteorologiche uniche, e pertanto richiede “regolamentazioni ambientali specifiche per regione”.

Un altro studio, che ha investigato i benefici sanitari di questi veicoli a Shanghai, in Cina, ha osservato che alcune regioni potrebbero trarre più benefici dall’adozione su larga scala di EV, che è molto costosa, rispetto ad altre. Di conseguenza, ha raccomandato ai responsabili politici di progettare incentivi basati sulle caratteristiche regionali.

Una megacittà come Shanghai tipicamente soffre di una qualità dell’aria peggiore e una più ampia popolazione è esposta alle emissioni dei veicoli.

Quindi, lo studio ha valutato i benefici climatici e sanitari della sostituzione dei veicoli a benzina, che emettono particolato fine, NOx e composti organici volatili, con EV a batteria che contribuiscono a emissioni di NOx e SO₂ dalle centrali elettriche.

Ha scoperto che ogni EV nella più grande città della Cina genera $6.400 in benefici per la salute e il clima. Inoltre, gli impatti sanitari degli EV erano circa 20 volte inferiori a quelli del veicolo a combustione interna medio, con benefici maggiori ottenuti sostituendo i veicoli ICE più vecchi, arrivando a $8.900 per veicolo. 

L’elettrificazione dei veicoli, tuttavia, non solo riduce le emissioni di gas serra e migliora la qualità dell’aria, ma è stata anche trovata capace di abbassare il tasso di mortalità associato all’esposizione a inquinanti atmosferici tossici.

L’inalazione di particolato fine emesso dai veicoli ICE può aumentare il rischio di malattie cardiovascolari, inclusi gli attacchi di cuore. Per i bambini, l’esposizione all’inquinamento atmosferico può causare una vita intera di problemi sanitari. Nei soggetti incinti, può aumentare il rischio di complicazioni e di basso peso alla nascita. La ricerca suggerisce che l’inquinamento atmosferico contribuisce anche a disturbi legati all’attenzione. 

Dato gli effetti avversi dell’inquinamento atmosferico sulla salute umana, specialmente sulla popolazione giovane, l’American Lung Association ha studiato l’impatto degli EV sul salvataggio di vite. 

“L’inquinamento atmosferico e il cambiamento climatico stanno mettendo a rischio i bambini oggi. Gli impatti del cambiamento climatico continuano a intensificarsi, e ciò aggiungerà solo ai rischi che i bambini negli Stati Uniti affrontano mentre crescono.”

– Will Barrett, autore del rapporto e Direttore Senior per la Difesa dell’Aria Pulita dell’American Lung Association

Per migliorare la salute delle persone, il rapporto ha suggerito che tutti i nuovi acquisti di auto siano opzioni a zero emissioni e che la rete elettrica nazionale passi a energia pulita e rinnovabile entro il 2035. 

Secondo il gruppo, questi veicoli a zero emissioni creerebbero oltre $1,2 trilioni di benefici sanitari per il paese entro il 2050.

Lo stato attuale del mercato dei veicoli elettrici

Con tutti questi benefici dell’elettrificazione dei veicoli, dove ci troviamo esattamente nell’adozione degli EV? Bene, un rapporto dell’International Energy Agency afferma che le vendite di auto elettriche hanno raggiunto quasi 14 milioni nel 2023, un aumento di 3,5 milioni rispetto all’anno precedente e un impressionante 6 volte più alto rispetto al 2018.

Nel 2023, le auto elettriche rappresentavano circa il 18 % di tutte le auto, un aumento del 4 % rispetto al 2022. Solo cinque anni fa, costituivano appena il 2 %, evidenziando la massiccia adozione degli EV. Tra le auto elettriche, il 70 % è a batteria. Queste cifre portano il numero totale di EV sulle strade a 40 milioni.  

Mentre l’adozione di EV avviene a livello globale, è significativamente concentrata in pochi grandi mercati, con la Cina in testa. 

Quasi il 60 % (8,1 milioni) di tutte le nuove immatricolazioni di auto elettriche erano in Cina. Curiosamente, il 2023 è stato il primo anno in più di un decennio in cui l’industria cinese dei Veicoli a Energia Nuova (NEV) non ha ricevuto supporto da sussidi nazionali per gli acquisti di EV. Tuttavia, sono rimasti in vigore esenzioni fiscali, supporto non finanziario e alcuni investimenti guidati dalle province. L’anno scorso, la Cina ha anche esportato più di 4 milioni di veicoli, di cui 1,2 milioni erano EV, diventando il più grande esportatore di auto al mondo.

La Cina è seguita dall’Europa con il 25 % e poi dagli USA con il 10 % (1,4 milioni). Insieme, queste regioni rappresentano quasi il 95 % delle vendite globali di auto elettriche. Questa crescita continua nel 2024, con la Cina che ha già venduto 1,9 milioni di auto elettriche nel primo trimestre 2024 rispetto a 350 000 negli USA.

Mentre le vendite di auto elettriche nei mercati emergenti e nelle economie in via di sviluppo sono aumentate, sono rimaste complessivamente basse, e gli EV sono ancora rari in Africa, Eurasia e Medio Oriente.

Secondo l’IEA, la transizione in corso verso la mobilità elettrica dipende da EV accessibili. E oltre allo sviluppo tecnologico, la concorrenza è un fattore importante che può ridurre i costi. 

“Le persone sono pronte a combattere il cambiamento climatico e a guidare EV, ma non a qualsiasi costo,” ha osservato Serge Gachot, direttore del Paris Motor Show, tenutosi questo mese e che ha visto produttori di EV dagli USA, Cina ed Europa esporre i loro ultimi modelli.

I dati di JATO mostrano che il prezzo medio al dettaglio di un EV a batteria in Cina era inferiore a $34 K nella prima metà del 2023, rispetto a circa $72 K in Europa e $74 K negli USA.

La Cina riesce a conquistare il mercato EV grazie alla sua tecnologia all’avanguardia e a veicoli di alta qualità a prezzi più competitivi. In risposta al dominio cinese nel mercato EV, Europa e Canada stanno attualmente valutando l’imposizione di dazi per potenziare le loro industrie locali di EV. 

Ora, se osserviamo i nomi più importanti nel settore EV, troviamo marchi come NIO (LIO ), Li Auto (LI ), Lucid Group (LCID ), Rivian Automotive (RIVN ), e Stellantis N.V. (STLA ) tra i principali attori.

Tuttavia, la BYD cinese è attualmente leader nell’industria globale degli EV. L’azienda, che produce EV, batterie e soluzioni energetiche, sta rapidamente espandendo la sua quota di mercato sia a livello domestico che internazionale. La BYD ha venduto 1.134.892 veicoli nel Q3 rispetto a 986.720 nel Q2.

Al momento della stesura, le azioni dell’azienda, con una capitalizzazione di mercato di $123,5 miliardi, sono quotate a $36,86, in rialzo del 33,16 % YTD, con un EPS (TTM) di 1,55 e un P/E (TTM) di 23,84.

Poi c’è Tesla, Inc. di Elon Musk (TSLA ), che produce una gamma di EV, inclusi Model S, Model 3, Model X e Model Y. Nel Q3, Tesla ha consegnato 462.890 EV, in aumento rispetto ai 433.956 del Q2. Il fatturato del 2Q24 è stato di $25,5 miliardi con $890 milioni di crediti regolamentari. 

Al momento della scrittura, le azioni dell’azienda, con una capitalizzazione di mercato di $703,85 miliardi, sono quotate a $217,80, in calo dell’11,18 % YTD, con un EPS (TTM) di 3,56 e un P/E (TTM) di 62,04.

Conclusione 

Gli studi mostrano che i veicoli elettrici presentano benefici innegabili sia per l’ambiente sia per la salute pubblica. Tuttavia, la loro adozione diffusa comporta sfide significative. Per sfruttare appieno il loro potenziale, dobbiamo non solo elettrificare le flotte di veicoli ma anche decarbonizzare la rete elettrica. In generale, l’adozione degli EV deve essere integrata da cambiamenti sociali più ampi nel modo in cui viaggiamo, viviamo e produciamo energia.

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