Es gibt gute und schlechte Nachrichten zum Elektrofahrzeug-Programm Kaliforniens.

Ein weltweiter Wechsel von fossil betriebenen Autos zu Elektrofahrzeugen könnte die Menge an Kohlendioxid, die Menschen in die Atmosphäre abgeben, erheblich reduzieren. Forscher warnen jedoch, dass aktuelle Strategien zur Elektrifizierung von Fahrzeugen auch dazu führen können, dass bestimmte Gemeinden, die bereits unter höheren wirtschaftlichen, gesundheitlichen und Umweltbelastungen leiden, mit zusätzlicher Umweltverschmutzung belastet werden.

Kalifornien, das in Bezug auf die EV-Adoption in den Vereinigten Staaten führend ist, gibt einen Einblick in dieses sich entwickelnde Problem. Der Bundesstaat strebt aggressiv an, seinen Kohlenstoff-Fußabdruck zu reduzieren und hat sowohl in der Erhöhung der Wind- und Solarenergieerzeugung als auch in der Förderung des Kaufs von Elektrofahrzeugen erhebliche Fortschritte gemacht. Ein Instrument, das der Staat verwendet hat, ist das California Clean Vehicle Rebate Project oder CVRP, das 2010 gestartet wurde und den Verbrauchern Geld für den Kauf oder die Anmietung von neuen EVs zurückerstattet.

Eine Analyse der Auswirkungen des CVRP auf die Luftqualität des Bundesstaates von 2010 bis 2021 zeigt sowohl gute als auch schlechte Nachrichten, berichten Forscher am 3. Mai in PLOS Climate.

Um die Auswirkungen des CVRP auf Gemeinde- und Landesebene zu bewerten, entwickelte das Team ein Computermodell, das Daten darüber enthält, wohin die Rückerstattungen gingen, wie viel zusätzlicher Strom erforderlich wäre, um diese Fahrzeuge zu betreiben, welche der elektrischen Generierungseinheiten des Staates diesen Strom liefern würden und wie viel Verschmutzung dadurch entstehen könnte.

Das Team überlagerte diese Daten dann mit einem Kartierungstool namens CalEnviroScreen, das identifiziert, welche der über 8.000 Zensus-Trakte des Staates - Verwaltungseinheiten, die zur Bevölkerungsbewertung verwendet werden - am stärksten durch Verschmutzung gefährdet sind. Diese Maßnahme der Vulnerabilität basiert nicht nur auf der Exposition gegenüber Schadstoffen wie Emissionen von Kraftwerken und unsicherem Wasser, sondern auch auf Faktoren wie Einkommen, Bildungsstand, Zugang zur Gesundheitsversorgung und sprachliche Isolation.

Die gute Nachricht ist, dass der CVRP dafür verantwortlich ist, dass der CO2-Ausstoß des Bundesstaates insgesamt reduziert wird, und zwar um durchschnittlich etwa 280.000 metrische Tonnen pro Jahr, sagt Umweltwissenschaftler Jaye Mejía-Duwan von der University of California, Berkeley. Im Jahr 2020 produzierte der Transport in Kalifornien etwa 160 Millionen Tonnen CO2, etwa 40 Prozent der insgesamt 370 Millionen Tonnen CO2, die in diesem Jahr vom Staat emittiert wurden.

Das Programm hat auch die insgesamt in Kalifornien ausgestoßenen Luftverschmutzungs-Gase, einschließlich Schwefeldioxid und mehrerer Stickoxid-Gase, die zusammen als NOx bezeichnet werden, reduziert.

Die schlechte Nachricht ist, dass die am stärksten benachteiligten Gemeinden im Bundesstaat keine gleichwertige Verbesserung der Luftqualität sahen, fanden Mejía-Duwan und Kollegen heraus. Diese Gemeinden hatten nicht die gleichen Rückgänge bei Schwefeldioxid- und NOx-Gasen - und sahen tatsächlich eine Zunahme einer Art von Luftverschmutzung, winzige Partikel, die als PM2,5 bekannt sind. "Diese Partikel sind klein genug, um tief in die Lungen einzudringen und in den Blutkreislauf überzugehen", was das Risiko von Krebs, kardiovaskulären Problemen und kognitivem Abbau erhöht, sagt Mejía-Duwan.

Kalifornien verwendet ein Computermodell namens CalEnviroScreen, das derzeit in seiner vierten Version vorliegt, um das Vulnerabilitätsniveau für die Auswirkungen von Verschmutzung festzulegen. Die am stärksten benachteiligten Gemeinden (dunkleres Blau) werden sowohl durch Schadstoffbelastung als auch durch sozioökonomische Faktoren bestimmt. Die Stromerzeugungseinheiten des Staates (EGUs, Kreise) befinden sich überproportional in den am stärksten benachteiligten Gemeinden. Das zeigt, wie eine zunehmende Elektrifizierung, die auch von nicht erneuerbaren Quellen erzeugte Energie umfasst, die Verschmutzung in vielen der am stärksten benachteiligten Gemeinden erhöhen könnte.

Dieser Anstieg kann indirekt mit der Zunahme von EVs auf den Straßen zusammenhängen. Obwohl Elektrofahrzeuge selbst keine PM2.5-Partikel aus ihren Auspuffrohren produzieren, kann eine erhöhte Stromerzeugung, wenn sie nicht fossilfrei ist, dies tun. Erneuerbare Ressourcen, einschließlich Dachsolarzellen, lieferten 2022 etwa die Hälfte des Stroms in Kalifornien. Aber Gas-Kraftwerke stellen immer noch einen großen Teil der Energieversorgung des Staates dar. "Elektrofahrzeuge werden oft fälschlicherweise als 'emissionsfreie Fahrzeuge' bezeichnet, aber sie sind nur so sauber wie das zugrunde liegende Stromnetz, aus dem die Energie stammt", sagt Mejía-Duwan. Die am stärksten benachteiligten 25 Prozent der Gemeinden des Bundesstaates enthalten auch 50 Prozent der Kraftwerke, stellte das Team fest.

EVs tendieren auch dazu, aufgrund ihrer schweren Batterien relativ schwer zu sein. Und "schwerere Fahrzeuge können genauso viele oder sogar mehr Partikel produzieren" als fossile Kraftstoff betriebene Autos, aufgrund von Bremsen-, Reifen- oder Straßenverschleiß, sagt Mejía-Duwan.

Increasing the cleanliness of the electric grid would help, as would changes to the management of the state’s generated power, the researchers say. California’s solar, wind and hydroelectric energy production has grown rapidly. But the battery technology to store and use that energy later lags behind. Most of that energy is generated during the day, so some researchers have suggested plugging in electric vehicles while it’s light out to take advantage of the daytime glut of electricity — and then using the vehicles to help power houses at nighttime (SN: 12/22/21).

But, clever as that idea is, it doesn’t address the underlying factors behind these inequities. Since 2010, the CVRP has provided over 400,000 rebates for EVs of up to $7,500, depending on income. Yet, as it turns out, those rebates have disproportionately gone to the least disadvantaged communities. “That’s a major driver of these inequities,” Mejía-Duwan says.

Changing that isn’t an easy fix. The state has tried several ways to address the issue, such as by imposing an income cap on eligibility.

But those efforts have had little effect, particularly given strong barriers that stand in the way of the adoption of EVs by people in disadvantaged communities. One roadblock is that prospective EV buyers must have enough money for a down payment, and then fill out forms and be able to wait several months for the rebate money. Another is that car manufacturers are trending toward producing larger, more expensive EVs. Chevrolet, for example, announced in April that its most affordable EV, the Bolt, will be discontinued as the company pivots to producing electric SUVs.

There’s also a lack of equitable access to vehicle charging infrastructure. And then there are subtler but no less insidious issues, such as “a lack of sufficient multicultural and multilingual outreach about EVs, plus the fact that people of color and minoritized communities report facing discrimination at dealerships,” Mejía-Duwan says.

These findings echo and support researchers’ longtime concerns about how current programs to encourage vehicle electrification will disproportionately impact people. “It’s not a surprise,” says Román Partida-López, senior legal counsel for transportation equity at The Greenlining Institute, a nonprofit organization based in Oakland, Calif. “What [California] is doing is a move in the right direction, but it’s not enough.”

California and other states pursuing aggressive zero-emissions policies need to shift their thinking, Partida-López says, to be more intentional about targeting their efforts toward the communities experiencing the greatest impacts (SN: 12/14/22). Rebates, in particular, are known to be an inequitable approach, he says, because they “assume you have the money up front to be able to put down a down payment of several thousand dollars.”

A better strategy to reduce the barriers to EV adoption, he says, would be to provide other types of incentives, such as vouchers that low-income households could use at the time of purchase as well as accessible financing programs.

After all, making EVs accessible to everyone is going to be essential to the big picture of transitioning to zero emissions (SN: 1/27/23). “We’re not going to meet any of those goals unless we center equity” in program designs, Partida-López says. “The focus has always been, ‘How do we transform the market?’ We need to change the narrative to ‘How are we going to focus on the people most impacted, to help with this transition?’”