¿Los coches eléctricos generan más contaminación por polvo fino que los coches de gasolina comparables?

Según este artículo de Flanders Today (un periódico local belga) ( enlace muerto, archivo en archive.org ).

un coche pequeño nuevo a gasolina en la ciudad genera menos polvo fino que un coche eléctrico de tamaño medio.

El investigador, Bruno Van Zeebroeck, afirma que esto se debe a que

El polvo fino no solo lo crea el motor de un automóvil, sino también el desgaste de los neumáticos y el frenado. Esas llamadas emisiones que no son de escape son más altas en los autos eléctricos porque la mayoría de ellos son más pesados ​​que otros tipos de autos. Estas emisiones que no son de escape son un problema particular en la ciudad, donde los conductores frenan con frecuencia.

[...] Van Zeebroeck señaló que la prueba no examinó las partículas más pequeñas de polvo fino, que son las más dañinas para la salud humana. Estas partículas son emitidas principalmente por automóviles que funcionan con diésel.

Sin embargo, no puedo encontrar ninguna investigación que respalde esta afirmación. ¿Hay alguna verdad en esto?

Nota: para que quede claro, no estoy interesado en las posibles emisiones de partículas de polvo de la generación de electricidad, sino solo en las emisiones que se derivan del uso del automóvil por el desgaste de los neumáticos y el frenado de los automóviles eléctricos.

Cuestionaría este estudio basado en la comparación de un automóvil nuevo pequeño (gasolina) con un automóvil (eléctrico) de tamaño promedio
@PhilNDeBlanc: Bueno, ese es el truco, ¿no? Dado que gran parte del PM proviene de las llantas y los frenos, "hacer" que el auto E en la comparación sea aún más pesado permite que se haga la afirmación en primer lugar. Además, ¿quién compra un pequeño coche de gasolina en estos días? Los todoterrenos están de moda...
@DevSolar Ese estudio es de Bélgica, donde vivo actualmente, y aquí hay muchos autos pequeños de gasolina. ¿SUV gigantes? No tanto.
Durante los últimos 50 años se ha prestado mucha atención a la reducción de las emisiones del motor y del tubo de escape, pero muy poca a la reducción de las emisiones de los neumáticos. Parece probable que si se dedicara un esfuerzo similar a los neumáticos, sería posible producir reducciones significativas. Por lo tanto, si bien puede ser un problema ahora, no hay motivo para creer que lo será en 2035 o 2040 cuando muchos países propongan prohibir la venta de automóviles ICE. (Especialmente porque los neumáticos se reemplazan con mucha más frecuencia que los automóviles).

Respuestas (3)

Ciertamente no crean más emisiones de partículas , pero es posible que no creen mucho menos que un automóvil a gasolina, según el modelo de automóvil considerado.

Primero, ¿qué se pensaba previamente? Según el punto IV.a.55 de este informe del comité permanente de Ciencia y Tecnología del consejo de Europa, los vehículos eléctricos no producen emisiones de partículas finas. Sin embargo, el informe está fechado en 1998, por lo que las cosas pueden haber cambiado desde entonces.

El nuevo estudio (¿quizás 'revisión' o 'artículo' sería mejor? Es una publicación interna de un grupo de expertos, no revisada por pares) se puede leer en su totalidad aquí , pero debe consultar la versión holandesa para ver los gráficos.

La primera sección ya responde a nuestra pregunta. El autor nunca afirma que los autos eléctricos produzcan más emisiones de partículas que los autos ordinarios. El título de la sección lo dice todo: "Los automóviles eléctricos producen casi tanta materia particulada (PM) [como] los automóviles modernos de gasolina o diésel".

El primer gráfico en esta sección solidifica esto. Todos los autos eléctricos considerados tienen emisiones totales de PM más bajas que cualquiera de los autos de tamaño similar que no son EV, aunque solo modestamente más bajas en su mayor parte. Sin embargo, un automóvil pequeño de gasolina produce un poco menos de emisiones que un vehículo eléctrico de tamaño mediano.

Las Figuras 3 y 4 sugieren que la razón por la cual la ventaja es tan pequeña ahora es porque los estándares de emisiones más estrictos han reducido drásticamente las partículas de los automóviles en los últimos 25 años. Entonces, cuando se redactó el informe del consejo de Europa, probablemente era justo decir que los vehículos eléctricos no tenían emisiones de PM en absoluto (en comparación con los automóviles de gasolina existentes), pero aparentemente esto ya no es cierto.

La última parte de la sección relacionada con las emisiones me parece muy mal hecha y, en el mejor de los casos, es una especulación educada. El autor trata de calcular matemáticamente una estimación del aumento de las emisiones de PM por el peso adicional de un automóvil eléctrico, pero utiliza una fórmula sin fuente con números redondos muy agradables, que creo que es probable que se haya inventado en el momento (33,33 %). factores para todo?). Incluso este análisis descuidado encuentra que la versión eléctrica de un automóvil familiar normal no es peor que la versión de gasolina para las emisiones de PM, y los vehículos eléctricos más pequeños son mucho mejores.

En general, creo que la noticia debería haber sido: "¡Estándares de emisiones tan buenos que los automóviles de gasolina ahora compiten con los vehículos eléctricos!" lo cual sigue siendo emocionante, pero no engaña al lector haciéndole pensar que siempre fue así, o que es un argumento en contra de los EV en sí mismo (recuerde, los EV no cambian al nivel de PM que el Consejo de Europa consideró cero Es que los autos a gasolina han bajado > 75% para la gasolina, y aún más para el diesel desde que se escribió el informe).

(Editar: algunos de los enlaces originales se han podrido. El título del informe holandés era belang niet uitlaat fijn stof emissies , que se traduce como La importancia de las emisiones de polvo fino . El autor es Bruno Van Zeebroeck. Actualmente hay una versión aquí . No puedo encuentre el Informe del Consejo de Europa ahora, porque fue indexado por un doi que ya no apunta a nada).

¿Los autos eléctricos usan frenado regenerativo en lugar de pastillas de freno operadas por fricción?
Esto es considerado por el artículo, cerca del final de la sección relacionada con las emisiones. Llegan a la conclusión de que el uso de frenos regenerativos compensa algunas de las emisiones de polvo de las pastillas de freno, pero solo una cantidad muy pequeña (16%, según recuerdo...). Sin embargo, tampoco estoy seguro de que la metodología en esa sección sea buena.
@ChrisW y John - AIUI, el 16 % proviene de una atribución del 33 % de partículas a los frenos y una reducción del 50 % en el frenado regenerativo. Cada uno de estos parecen ser números sacados del aire para poder hacer un cálculo. (cuadro 2 y otros fragmentos de la página 6 del informe)
Este informe umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/… (Ministerio Alemán de Medio Ambiente, 2007) puede brindar algunas estimaciones útiles. De acuerdo con su proyección, la abrasión (tanto neumáticos como frenos): PM2.5 de escape iba a ser aproximadamente 1:1 en 2010 y 2:1 ahora, y para automóviles (a diferencia de camiones pequeños y grandes) ahora 4x como mucho más abrasivo PM2.5 que el escape PM2.5. Otras comparaciones: el PM2.5 del escape de los automóviles es un poco más que el PM2.5 de las barbacoas, el 30 % del PM2.5 del humo del cigarrillo o el 62 % del PM2.5 de los fuegos artificiales (¡feliz año nuevo!).
Una pregunta relacionada acaba de surgir en Sustainability.SE , y llegué aquí a través de algunas preguntas relacionadas. Los dos enlaces en esta respuesta ahora están rotos. ¿Recuerda el título del estudio, para ver si se puede encontrar, o si se puede identificar la investigación posterior que lo citó?
@LShaver Intenté actualizar los enlaces, pero solo pude encontrar uno de los podridos nuevamente.
@ChrisW Tengo un auto eléctrico desde hace 2 semanas. Rara vez uso mis frenos, sobre todo para el último momento cuando me detengo de un arrastre a un punto muerto...

Peso de la batería

Las baterías son pesadas: una batería Tesla de 85kWh pesa 540 kg. - VW Golf 55.7kWh peso de la batería 330 kg, estás viendo alrededor de 6 kg por kWh.

El artículo anterior de flanderstoday.eu dice: "Esas llamadas emisiones que no son de escape son más altas en los automóviles eléctricos porque la mayoría de ellos son más pesados ​​que otros tipos de automóviles" , por lo que creo que una gran parte de esta afirmación se basa en cuánto más pesado es un EV y cuánto más se desprenderán los componentes y la carretera debido a ese peso adicional, por lo que primero es importante determinar cuánto más pesado es un automóvil eléctrico en comparación con un automóvil de gasolina.

¿Cuánto más pesados ​​son los coches eléctricos?

Comparé vehículos que tenían una versión eléctrica y una versión no eléctrica del mismo modelo. Esto es para que podamos comparar las diferencias de peso en autos que son iguales en términos de tamaño y componentes, excepto por la diferencia de ser eléctricos y no eléctricos. ¡No queremos comparar un Tesla ModelX con un coche de gasolina Smart ForTwo!

Coches medianos

El Kia e-Niro de 64 kWh de 235 millas es una buena opción para la comparación: pesa 1812 kg y las versiones de gasolina pesan entre 1490 kg y 1594 kg, según el modelo. Así que aquí la versión eléctrica sería entre un 12 % y un 18 % más pesada.

El peso adicional es solo el peso extra de la batería; los componentes eléctricos pesan menos y son más sencillos (sin embrague, los motores de combustión son pesados ​​y relacionados con el tamaño del motor).

para autos pequeños

El Smart EQ ForTwo coupé con una autonomía de 79 millas y una batería de 17,2 kWh pesa 1.095 kg. La versión anterior de gasolina ForTwo pesaba 880 kg. Entonces, la versión eléctrica sería un 20% más pesada. Si fuera posible tener una batería con un alcance de 235m necesitarías otra batería de

((17.2kWh / 79m) x 235m) - 17.2kWh = 54kWhbatería

que pesaría otros 203 kg. Eso significaría que el automóvil pequeño sería un 33% más pesado en el mismo rango que el Kia.

El peso en los vehículos eléctricos también se compara fuertemente con el alcance, cuanto mayor sea el alcance, mayor será la batería y el tamaño adicional. Estas son comparaciones difíciles, pero parece que se podría decir que los vehículos eléctricos son entre un 10 y un 30 % más pesados ​​que los autos eléctricos. También es obvio que algunos vehículos son innecesariamente pesados.

Otros beneficios del Coche Eléctrico en cuanto a emisiones de partículas

Los coches eléctricos tendrán mucho menos desgaste de las pastillas de freno porque tendrán frenos regenerativos. El desgaste de las pastillas de freno normalmente puede representar el 30% (más o menos) de las emisiones de partículas de los automóviles (aunque los frenos de tambor también reducirían la cantidad de partículas de las pastillas de freno y el automóvil no necesitaría ser eléctrico).

Los vehículos eléctricos tienen una aceleración más suave, por lo que es posible que no desgasten tanto los neumáticos, pero... debido al par extra en un motor eléctrico, tal vez no haya diferencia (¡corríjanme aquí!). Además, los vehículos eléctricos no tendrán un embrague que podría aumentar un poco el desgaste.

Conclusión

Si la cantidad de material particulado generado por los neumáticos y la carretera es proporcional al peso adicional, entonces creo que, en general, no habrá mucha diferencia en las emisiones de partículas, especialmente si se tienen en cuenta los ahorros de frenado regenerativo. Sin embargo, el peso de la batería debe tenerse en cuenta y cuanto más grande sea la batería, más partículas se generarán a partir del desgaste de los neumáticos y la carretera.

Otras mejoras

Hay pocas regulaciones sobre materiales y emisiones de partículas para pastillas de freno, neumáticos, embragues y cómo se hacen y mantienen las carreteras. También hay pocos estudios confiables y muchas variables (un país húmedo no tendría tanta redistribución de partículas como un país seco). Además, ¿cómo se compara? ¿Comparas un coche con o sin frenos de tambor?

Creo que el verdadero problema son los coches innecesariamente pesados, la mala gestión del tráfico con muchas paradas en un viaje, las normas deficientes sobre la composición de los neumáticos y otros componentes y un mejor comportamiento de conducción que reduce la aceleración y el frenado innecesarios. Los vehículos eléctricos tienen otros beneficios obvios como cero partículas del escape, cero NO2 del escape, mucho menos emisiones de CO2 (¿50% incluida la fabricación? Si se usan principalmente energías renovables), también tienen una vida útil más larga.

También se podrían obtener rangos más largos de los vehículos eléctricos de las estaciones de intercambio de baterías similares a las de China, de modo que las baterías grandes y pesadas se usen con menos frecuencia o solo se intercambien en viajes más largos.

https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC89231/jrc89231-online%20final%20version%202.pdf

https://uk-air.defra.gov.uk/assets/documents/reports/cat09/1907101151_20190709_Non_Exhaust_Emissions_typeset_Final.pdf

¡Bienvenido a Escépticos! Esta es una respuesta basada puramente en un modelo teórico. Esperamos que las respuestas se basen en evidencia empírica en lugar de predicciones especulativas.
@Oddthinking si lee la publicación completa sobre el intercambio de pilas de sostenibilidad, tendrá más sentido, es una cita. He decidido copiar y pegar para evitar malentendidos. Hay referencias, cálculos y pesos tomados de fuentes confiables que dan como resultado la conclusión que publiqué inicialmente.
En el apartado "Otros beneficios de los coches eléctricos en cuanto a emisiones de partículas" haces algunas afirmaciones clave, pero no las respaldas con referencias. Usted especula. De hecho, su segunda referencia da una respuesta algo diferente: "El equilibrio neto entre las reducciones en las emisiones por desgaste de los frenos y los aumentos potenciales en las emisiones por desgaste de los neumáticos y la carretera y la resuspensión para vehículos con frenado regenerativo sigue sin cuantificarse y dependerá del tipo de carretera y el modo de conducción, como ambos influyen en el equilibrio entre las diferentes fuentes de emisiones".
"hay pocos estudios confiables" Proporcione alguna evidencia de eso. (Es complicado: normalmente aceptamos expertos en el campo que explican que hay pocos estudios. Una apelación a la autoridad, pero necesaria).
"Creo que el verdadero problema es..." el resto de esto es una opinión personal y no está respaldado por referencias.
Bien, intentaré agregar un poco más sobre el frenado regenerativo. 'pocos estudios confiables', lo cambiaré por una cita de uno de los estudios. Sí, la parte del 'problema real' es un poco vaga, se siente como una conclusión lógica, pero realmente no lo formulé muy bien. Lo actualizaré en los próximos días, ¡gracias!

La fuente de electricidad puede ser un problema mayor que los neumáticos y los frenos.

The Economist publicó un artículo reciente "¿Más limpio que qué? ¿Por qué un coche eléctrico puede ser mucho más sucio que uno de gasolina?" . concluyó

En general, la investigación muestra que los automóviles eléctricos son más limpios que los que dependen de motores de combustión interna solo si la energía utilizada para cargarlos también es limpia. Eso no es una sorpresa, pero la magnitud de la diferencia sí lo es. Entonces, cómo son realmente los autos eléctricos ecológicos dependerá principalmente de dónde se conducen. En Francia, que obtiene más de la mitad de su energía de las centrales nucleares, parecen una buena apuesta. En China, que está interesada en los autos eléctricos, pero produce alrededor del 80% de su electricidad a partir del carbón, bastante menos.

Señalaba un artículo reciente "Impactos en la calidad del aire del ciclo de vida del transporte ligero convencional y alternativo en los Estados Unidos" de Christopher W. Tessuma, Jason D. Hill y Julian D. Marshall en PNAS vol. 111 no. 52, 18490–18495, doi: 10.1073/pnas.1406853111 , que incluía el siguiente gráfico

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fig. 2. Impactos en la salud de la calidad del aire en los Estados Unidos para cada escenario: aumentos atribuibles en la mortalidad anual (escala superior) y los impactos en la salud monetizados resultantes (escala inferior).

Todo lo que esto muestra es que el uso de energía generada a partir del carbón produce una gran cantidad de PM. Los autos en sí mismos no producen más PM que los que funcionan con gasolina. Además, el informe del Consejo de Europa en mi respuesta señala que la razón por la que se deben descontar las emisiones de PM de los vehículos eléctricos es que las emisiones no necesitan concentrarse en áreas densamente pobladas, a diferencia de las emisiones de los automóviles a gasolina.
@John Doucette: No estoy seguro de que la gente en China esté necesariamente de acuerdo en que la dispersión funciona.
La afirmación del OP claramente no se trata de las emisiones causadas por todo el ciclo de vida, por lo que, si bien es interesante, esto no responde la pregunta.
@John Doucette: Mientras leo la pregunta, se trata de todo el ciclo de vida.
Creo que quieres responder a @Geobits en tu segundo comentario. No estoy seguro de cuál es tu punto. El hecho de que China no haya utilizado combustibles de bajas emisiones para su generación de electricidad, y no haya o no pueda colocar sus plantas lejos de áreas habitadas, no significa que no pueda hacerlo en otros lugares. En Alemania o Francia, por ejemplo, las emisiones de PM de los vehículos eléctricos serían mucho más bajas porque una proporción mucho mayor de su electricidad proviene de fuentes más limpias. Si las emisiones dependen de dónde se encuentre, entonces claramente no es un problema con el automóvil, es un problema con su combustible.
@Henry Aquí hay una pregunta más específica sobre el impacto del ciclo de vida . Nada en el OP pregunta sobre otra cosa que no sean las emisiones en el punto de uso (motor, neumáticos, frenos, etc.).
@Henry Mi pregunta fue explícitamente sobre las emisiones de partículas de polvo del uso real y no desde el punto de vista de LCA. Perdón por la confusion.
@THelper: Mi punto era sobre el uso real: cuando usa un automóvil eléctrico, usa electricidad, lo que resulta en PM de la generación de electricidad.
@Henry Eso es cierto, quise decir emisiones de partículas del "uso directo". Si observa el artículo al que me vinculé, analiza principalmente las emisiones de partículas por el desgaste de los neumáticos y el frenado de los automóviles eléctricos.
¿Los coches eléctricos generan más contaminación por polvo fino que los coches de gasolina comparables?
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