Mentre 160 aziende in tutto il mondo si sono impegnate a utilizzare "il 100% di energia rinnovabile, " questo non significa "energia al 100% senza emissioni di carbonio". La differenza aumenterà man mano che le reti elettriche diventeranno meno dipendenti dall'energia fossile, secondo un nuovo studio di Stanford pubblicato oggi in Joule . Le entità impegnate nella lotta ai cambiamenti climatici possono e devono misurare accuratamente i benefici ambientali delle loro strategie per le energie rinnovabili, scrivono gli autori.

Gli attuali metodi di stima delle emissioni di gas serra utilizzano medie annuali, anche se il contenuto di carbonio dell'elettricità sulla rete può variare molto nel corso della giornata in alcune località. Entro il 2025, l'uso delle medie annuali in California potrebbe sovrastimare le riduzioni di carbonio associate all'energia solare di oltre il 50 percento rispetto alle medie orarie, la carta mostra. Un risultato di questa analisi è che l'energia eolica, non quella solare, deve essere la prossima ondata di investimenti per la California. Analisi simili potrebbero suggerire diverse opzioni come l'energia nucleare, energia geotermica, e trasmissione a lungo raggio in altre località.

"Per garantire il 100% di riduzione delle emissioni da energia rinnovabile, il consumo di energia deve essere abbinato alla generazione rinnovabile su base oraria, " ha detto Sally Benson, coautore dell'articolo e condirettore del Precourt Institute for Energy.

"Il solo acquisto di più energia solare in una rete che ha già molta generazione solare non comporterà emissioni zero, "Benson, professore presso il Dipartimento di Ingegneria delle Risorse Energetiche della Scuola della Terra, Scienze energetiche e ambientali, detto anche.

Contabilità annuale vs. oraria

Le aziende che affermano di essere rinnovabili al 100% in realtà non coprono tutto il loro consumo di energia con fonti rinnovabili, come alcuni riconoscono. Anziché, acquistano o generano energia rinnovabile sufficiente a soddisfare il 100% o più del loro consumo di elettricità nel corso dell'anno. Per gli acquisti di energia dominati dall'energia solare, un'entità genera molta più elettricità di quanta ne consuma nel pomeriggio e vende l'eccedenza. Poi di notte acquista energia dalla rete, che è molto più ad alta intensità di carbonio se generato dalla combustione di combustibili fossili.

L'uso di medie annuali del contenuto di carbonio dell'energia di rete è valido solo quando le fluttuazioni nella generazione rinnovabile sono piccole, o quando tutte le energie rinnovabili in eccesso possono essere immagazzinate. Posti come la California, Le Hawaii e alcuni paesi europei sperimentano grandi fluttuazioni nel contenuto di carbonio a causa delle energie rinnovabili esistenti, e non hanno ancora una capacità di stoccaggio sufficiente per catturare tutta l'elettricità in eccesso. In California, riduzioni intenzionali della produzione solare ed eolica, o "riduzioni, " ha raggiunto il 3% dell'energia totale generata in due mesi lo scorso anno, il giornale cita.

La differenza di beneficio ambientale tra eolico e solare nei metodi di contabilità odierni quindi non tiene conto dell'ora del giorno in cui viene erogata l'energia. Anziché, la differenza tra la riduzione delle emissioni da produzione eolica e solare è correlata solo alla differenza di impronta di carbonio tra le due tecnologie.

"Sia l'impronta di carbonio di un grande consumatore che il valore ambientale delle risorse energetiche rinnovabili dipendono dalla rete con cui interagiscono, " ha detto Jacques de Chalendar, dottorando in ingegneria delle risorse energetiche, autore principale dello studio. "Utilizzare i dati orari è il modo migliore per misurare il beneficio ambientale delle energie rinnovabili, e questo diventerà sempre più vero ovunque stia crescendo la generazione rinnovabile".

Investire in rinnovabili non solari

Il problema con l'investimento in più pannelli solari in California è che la produzione spesso non causerà lo spegnimento dei generatori a base di combustibili fossili, perché sono già inattivi al momento della giornata i pannelli solari produrranno energia. Nel caso di studio del documento, che approssimava un ipotetico carico costante di 1 megawatt in California, le stime annuali e orarie del carbonio a breve termine non hanno mostrato differenze significative nel 2018. Ma entro il 2025, i due metodi di stima variano ampiamente.

Utilizzando la contabilità annuale, una strategia solare al 100% nel 2025 ridurrebbe le emissioni di carbonio del 119% dell'impronta di carbonio dell'azienda ipotetica. Utilizzando le emissioni orarie, anche se, il numero si riduce al 66 percento, secondo lo studio. Per una strategia di energia eolica al 100%, le medie annuali indicano una riduzione del carbonio del 131%, che in realtà sale al 135 percento utilizzando i dati orari.

"In California, il gas è spesso la fonte di generazione marginale e ha un tasso di emissione superiore alla potenza media di rete, ecco perché l'acquisto di energie rinnovabili può comportare un'impronta di carbonio netta negativa, " ha affermato de Chalendar. "Un consumatore con una fornitura di energia rinnovabile al 100% può effettivamente ridurre l'impronta di carbonio della rete oltre alla propria impronta di carbonio".

Accumulo di energia

I metodi di contabilità oraria del carbonio potrebbero aiutare i grandi consumatori ad aumentare il loro uso di energia a basse emissioni di carbonio dalla rete. Con informazioni più accurate, i consumatori possono spostare il consumo flessibile in momenti della giornata in cui l'energia di rete è più pulita. I dati potrebbero anche aiutare i consumatori a decidere se investire in progetti di stoccaggio dell'energia su larga scala come il modo più economico per raggiungere i loro obiettivi di carbonio. Questo perché l'accumulo di energia consente ai consumatori di prelevare elettricità dalla rete durante i periodi a basse emissioni di carbonio e di immagazzinarla per un uso successivo.

Università di Stanford, Per esempio, ha recentemente elettrificato il suo sistema di riscaldamento e raffreddamento e ha aggiunto l'accumulo termico per ridurre le emissioni a un terzo dei livelli di picco del 2014. Utilizzando il suo accumulo di energia per massimizzare gli acquisti di elettricità nel pomeriggio, quando l'energia solare domina la rete della California, Stanford potrebbe ridurre le emissioni da riscaldamento e raffreddamento di un ulteriore 40%, secondo uno studio pubblicato all'inizio di questo mese dagli autori di questo articolo.

Analisi specifiche per località potrebbero suggerire diversi tipi di investimenti a basse emissioni di carbonio e strategie per altre regioni, le note cartacee. In Gran Bretagna, Per esempio, l'intensità di carbonio della rete è attualmente inferiore di notte, il che significa che diversi tipi di investimenti rinnovabili o comportamenti di consumo potrebbero essere migliori. In alternativa, la trasmissione di elettricità a lungo raggio potrebbe anche consentire alle entità di trasportare elettricità a basse emissioni di carbonio altrove quando c'è un eccesso di offerta e ricevere elettricità a basse emissioni di carbonio quando c'è una quantità minima di elettricità da fonti rinnovabili.

"Trasparente, è necessaria una contabilità del carbonio precisa e significativa, " Benson ha detto. "E se è fatto correttamente, possiamo fare i giusti investimenti nelle energie rinnovabili e creare una rete più sostenibile".