Quando l'Environmental Protection Agency ha finalizzato il Clean Power Plan nel 2015, ha esercitato la sua autorità per regolare le emissioni di anidride carbonica per proteggere il benessere pubblico. Il programma, ora al centro di un crescente dibattito, ha anche messo la nazione sulla buona strada per raggiungere i suoi obiettivi nell'ambito dell'accordo sul clima di Parigi. Dato che altri inquinanti vengono emessi dalle centrali elettriche, insieme all'anidride carbonica, la ricerca ha dimostrato che gli standard di emissione di carbonio per il settore energetico vanno a beneficio della salute umana. Una nuova ricerca pubblicata oggi mostra che andrebbero a beneficio anche di colture e alberi.

Lo studio, "Stima dei potenziali co-benefici di produttività per colture e alberi dalla riduzione dell'ozono con gli standard di carbonio del piano energetico degli Stati Uniti, " è stato recentemente pubblicato su Journal of Geophysical Research Atmospheres e scritto da ricercatori della Drexel University, Università di Siracusa, Università di Boston, e l'Università di Harvard, convocato dallo Science Policy Exchange. È il primo studio a modellare l'impatto sull'ecosistema di politiche contrastanti, uno dei quali era simile al Clean Power Plan.

"Nel valutare l'impatto normativo del Clean Power Plan, l'EPA ha stimato i benefici monetari della riduzione delle emissioni di anidride carbonica, oltre a quantificare e monetizzare determinati benefici per la salute pubblica, come la riduzione della mortalità e della morbilità prematura dovute al particolato o all'esposizione all'ozono, " scrivono i ricercatori. "L'EPA non ha quantificato i co-benefici alle colture e agli alberi, ma ha trattato questi co-benefici qualitativamente".

Secondo lo studio, che includeva un'opzione simile al Clean Power Plan, la corrispondente riduzione di carbonio, le emissioni di azoto e zolfo dalle centrali elettriche a carbone significherebbero anche una diminuzione dell'ozono a livello del suolo, un noto inibitore della crescita delle piante. E modellando queste riduzioni nell'anno 2020, i ricercatori hanno scoperto che avrebbero fornito un impulso significativo alla produttività delle colture indicatori chiave, come il mais, cotone, soia e patate; oltre a diverse specie arboree.

"I nostri risultati suggeriscono che colture come il mais, i semi di soia e il cotone potrebbero beneficiare di sostanziali guadagni di produttività con standard di carbonio moderati per le centrali elettriche, "ha detto Shannon Capps, dottorato di ricerca, un assistente professore presso il College of Engineering di Drexel e autore dello studio. "Con politiche simili a quelle del Clean Power Plan, prevediamo una riduzione di oltre il 15% delle perdite di produttività del mais dovute all'esposizione all'ozono, rispetto alle normali attività, e circa la metà per cotone e soia. A seconda delle fluttuazioni del valore di mercato di queste colture nei prossimi anni, ciò potrebbe significare guadagni di decine di milioni di dollari per gli agricoltori, specialmente in aree come la Ohio River Valley, dove le centrali elettriche attualmente contribuiscono all'ozono a livello del suolo".

Il team ha utilizzato tre scenari politici che comprendono una serie di obiettivi di emissioni e misure di riduzione, e hanno confrontato ogni scenario politico con un caso di riferimento "business as usual" che rappresenta le attuali politiche per l'aria pulita, così come la domanda di energia e le proiezioni di mercato.

Quindi, utilizzando un modello informatico ampiamente utilizzato per aiutare a guidare il processo decisionale a livello statale per la conformità con gli standard nazionali di qualità dell'aria ambiente, il gruppo ha generato una proiezione dettagliata di come sarebbe l'ozono dello strato superficiale in tutto il paese in ogni scenario politico fino al 2020.

Il team ha esaminato le conseguenze della riduzione dell'ozono per cinque colture la cui stagione di crescita primaria va da giugno ad agosto, che è il periodo in cui si sa che l'ozono a livello del suolo è al suo apice. Hanno anche valutato le conseguenze per 11 specie di alberi, compreso il pioppo orientale, amarena, tremulo tremante e diverse specie di pino. Queste colture e alberi sono stati utilizzati come indicatori standard nella ricerca ambientale. Sulla base di precedenti ricerche di scienziati del raccolto e degli alberi, il team potrebbe mettere in relazione i risultati dell'esposizione all'ozono dei loro modelli con la produttività delle specie di colture e alberi.

"L'opzione più simile al Clean Power Plan ha i maggiori guadagni di produttività stimati per le colture e gli alberi che abbiamo studiato, " ha affermato Capps. "Il miglioramento della resa delle colture e della crescita degli alberi è stato fortemente legato al livello di riduzione delle emissioni di anidride carbonica e all'adozione di energia più pulita raggiunta dalla politica".

Nello scenario normale, la produttività della soia, patate, e il cotone è ridotto di circa l'1,5%, con solo lievi impatti sul mais. Questi livelli di produzione migliorano solo leggermente in uno scenario politico che include solo "misure interne" come il miglioramento dell'efficienza delle centrali elettriche a carbone.

Un secondo scenario, che assomiglia di più al Clean Power Plan e include l'efficienza energetica dal lato della domanda, la sostituzione di impianti a gas naturale a basse emissioni e di energia solare ed eolica a emissioni zero nel mix energetico produce risultati maggiori. La potenziale produzione di mais persa a causa dell'esposizione all'ozono nello scenario di riferimento è ridotta del 15,7%, le perdite di soia sono ridotte dell'8,4% e le perdite di cotone sono diminuite del 6,7%.

Nel terzo scenario, che riflette l'imposizione di un prezzo al carbonio, e ottiene riduzioni di emissioni simili a quelle del secondo scenario, i ricercatori prevedono riduzioni leggermente inferiori delle perdite indotte dall'ozono per il mais (12,1%), soia (6,6 per cento) e cotone (3,8 per cento).

Produttività tra le specie arboree, misurata in resa di biomassa rispetto allo scenario di riferimento, suggerisce inoltre che gli impianti beneficeranno di politiche di riduzione dell'ozono. Le specie arboree con il maggior potenziale di perdite di produttività, amarena e pioppo orientale, mostrano riduzioni del 7,6 e dell'8,4% nelle previste riduzioni della biomassa indotte dall'ozono, rispettivamente, nello scenario più simile al Clean Power Plan.

"Il nostro lavoro mostra l'importanza di considerare i co-benefici delle politiche energetiche della nostra nazione in futuro, " disse Charles Driscoll, dottorato di ricerca, professore alla Syracuse University e coautore dello studio. "Questi benefici per le persone e gli impianti sono quasi immediati e si verificano nelle comunità urbane e rurali degli Stati Uniti. Sappiamo da questo e da altri studi che il valore economico dei benefici aggiunti dagli standard di carbonio delle centrali elettriche è ampio e supera il costo stimato di implementazione. "

I membri del team stanno anche analizzando i co-benefici degli standard di carbonio delle centrali elettriche per ridurre la foschia regionale e le piogge acide e stanno conducendo nuove ricerche sui co-benefici del piano finale di energia pulita rispetto ai diversi futuri della politica energetica.