Mentre i politici cercano di ridurre l'anidride carbonica e altri inquinanti attraverso l'aumento delle energie rinnovabili, migliorare l'efficienza energetica o elettrificare i trasporti, sorge una domanda chiave:quali interventi forniscono i maggiori benefici per evitare gli effetti negativi sulla salute dell'inquinamento atmosferico?

Per rispondere a questa domanda, è importante capire quanto inquinamento viene rilasciato in tempi diversi dalle centrali elettriche sul sistema elettrico. La quantità di inquinamento che viene prodotta per unità di energia sulla rete elettrica è misurata dalla cosiddetta intensità di emissione. Tradizionalmente, I responsabili delle politiche e i modellisti energetici hanno utilizzato le intensità medie annuali di emissione, la media di tutte le centrali elettriche su un intero anno, per stimare le emissioni evitate da un intervento sul sistema elettrico. Però, così facendo si perde il fatto che molti interventi interessano solo un certo insieme di centrali elettriche, e che questi effetti possono variare in base all'ora del giorno o all'anno.

Utilizzando le emissioni marginali che vengono raccolte su base oraria e tengono conto della posizione, i responsabili politici possono essere in grado di raccogliere informazioni importanti che altrimenti andrebbero perse, secondo nuove ricerche. Questo approccio può aiutare i decisori a comprendere più chiaramente gli impatti delle diverse politiche e opzioni di investimento.

Emissioni medie e marginali:una differenza importante

Gli scienziati hanno testato la differenza tra emissioni medie e marginali analizzando l'elettricità da PJM, il più grande mercato elettrico all'ingrosso degli Stati Uniti. PJM produce circa 800 terawattora di elettricità all'anno, sufficienti per alimentare un quinto degli Stati Uniti, e contribuisce per circa il 20% alle emissioni del settore energetico degli Stati Uniti. Le loro scoperte, pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali , mostrano che ignorare la differenza tra emissioni marginali e medie può portare a grandi errori nella stima delle emissioni evitate dagli interventi, nonché della salute associata, danni ambientali e del cambiamento climatico.

I ricercatori mostrano che per alcuni interventi, l'utilizzo delle intensità medie di emissione di PJM può sottostimare i danni evitati di quasi il 50 percento rispetto alle intensità marginali che rappresentano le centrali elettriche effettivamente colpite. In altre parole, l'utilizzo di valori medi può indurre un decisore politico a pensare che un intervento sia efficace solo la metà di quanto lo sia in realtà, potenzialmente compromettere la sua attuazione nonostante i suoi grandi vantaggi.

Mentre i funzionari hanno storicamente utilizzato le intensità medie di emissione per calcolare l'inquinamento nel settore elettrico, in certi casi, ciò ha portato a stimare erroneamente gli impatti rispetto ad un approccio alle emissioni marginali, ha detto la coautrice dello studio Inês Azevedo, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria delle Risorse Energetiche presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali (Stanford Earth).

I ricercatori sottolineano anche l'importanza di utilizzare stime aggiornate dell'intensità delle emissioni. Nella loro carta, mostrano che l'utilizzo di stime scadute di un solo anno può sovrastimare i danni evitati del 25-35%.

"La rete elettrica sta cambiando rapidamente, ma i dati sull'intensità delle emissioni vengono spesso rilasciati con un grande ritardo, " disse Priya Donti, un dottorato di ricerca studente alla Carnegie Mellon University e co-autore dello studio. "Il nostro studio dimostra l'importanza di aggiornare frequentemente questi dati".

Migliorare le politiche

"La Boston University ha utilizzato parte del nostro lavoro precedente sulle emissioni marginali per decidere dove acquistare energia rinnovabile, modellando la misura in cui diversi appalti ridurrebbero le emissioni, " disse Azevedo, facendo riferimento al piano d'azione per il clima dell'istituzione. "È interessante pensare se altri decisori potrebbero iniziare a utilizzare lo stesso tipo di strumenti per informare i piani di azione per il clima a livello di città e stato".

Questi tipi di strumenti possono aiutare i decisori a comprendere gli impatti delle diverse politiche e opzioni di investimento, disse Donti. "Vogliamo aiutarli a progettare interventi che forniscano i maggiori benefici quando si tratta di affrontare il cambiamento climatico e migliorare la salute umana".

Azevedo è anche senior fellow presso lo Stanford Woods Institute for the Environment. J. Zico Kolter della Carnegie Mellon University è un coautore dello studio. La ricerca è stata supportata dal Center for Climate and Energy Decision Making (CEDM) in un accordo tra la Carnegie Mellon University e la National Science Foundation. Lo studio è stato anche finanziato dal National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program e dal Department of Energy Computational Science Graduate Fellowship.