Turbina eolica in primo piano con centrale elettrica a carbone in background. Credito:S. Hermann &F. Richter, Pixabay
L'amministrazione Biden ha fatto ridurre la CO 2 emissioni una priorità politica. Sebbene continui il dibattito su quanto ridurre e quanto velocemente, sembra inevitabile che il settore energetico debba affrontare una crescente pressione per ridurre profondamente le proprie emissioni di CO 2 emissioni. Ma questi sforzi non possono riguardare solo la riduzione della CO 2 . Devono essere considerati anche i costi e l'affidabilità della rete, specialmente dopo gli eventi in Texas all'inizio del 2021.
In un nuovo articolo pubblicato su International Journal of Greenhouse Gas Control , Jeffrey J. Anderson della Carnegie Mellon University, David Rodi, e Paul Fischbeck, insieme a Haibo Zhai dell'Università del Wyoming, usa un modello che hanno pubblicato all'inizio di quest'anno in Energia applicata identificare nuovi ed esistenti impianti di generazione di elettricità alimentati a carbone e gas naturale che sono candidati per l'implementazione della CCS quando si utilizzano gli incentivi fiscali della Sezione 45Q recentemente migliorati per la cattura del carbonio.
"Mentre tecnologie come CCS e sono disponibili da anni, l'industria ha dovuto affrontare sfide nell'utilizzarli a causa in parte della mancanza di infrastrutture abilitanti, "ha detto Jeffrey Anderson, un dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria e Politiche Pubbliche.
Fischbeck, professore di Ingegneria e Politiche Pubbliche (PPE) e Scienze Sociali e delle Decisioni, osserva che il pacchetto infrastrutturale proposto dall'amministrazione Biden contiene numerosi elementi che aprono una prospettiva più ampia, insieme più affidabile di strategie per ridurre la CO 2 emissioni. Ritiene che componenti legislativi come lo SCALE Act siano essenziali per la distribuzione di prodotti affidabili, tecnologie a basso costo per ridurre la CO 2 emissioni.
Il problema è che può essere difficile determinare quale possa essere la configurazione meno costosa di queste strategie attuabili di recente per uno specifico impianto di generazione, con o senza incentivi fiscali, un prezzo sul carbonio, o un mandato per ridurre la CO 2 emissioni a un certo livello. David Rodi, facoltà di ricerca aggiunta con il Carnegie Mellon Electricity Industry Center, spiega come ogni impianto ha un insieme unico di caratteristiche fisiche e prestazionali, compresa l'età, efficienza, Posizione, fattore di capacità, e tecnologia.
Includendo questi fattori, il modello del team è un aiuto fondamentale per i gestori di servizi pubblici e i responsabili politici incaricati di ridurre le emissioni di CO 2 emissioni. Usandolo, sono in grado di esplorare l'impatto di varie tecnologie di cattura del carbonio come CCS, e confrontare ulteriori opzioni come la sostituzione degli impianti a carbone con gas naturale o energia rinnovabile. Ciò consente ai decisori di raggiungere la CO . desiderata 2 riduzioni ad un costo ottimale.
"Queste strategie sono modellate con l'aiuto di un altro modello sviluppato alla Carnegie Mellon, il Modello Integrato di Controllo Ambientale (IECM), " ha commentato Zhai, attualmente la Roy &Caryl Cline Chair of Engineering, Ambiente e risorse naturali presso l'Università del Wyoming e in precedenza responsabile del progetto IECM mentre era docente alla Carnegie Mellon. "La combinazione di questi due modelli fornisce ai responsabili politici un potente strumento per valutare la CO 2 -strategie di riduzione dal 10% a riduzioni prossime al 100%."
Un'altra importante distinzione del modello del team è l'incorporazione dell'incertezza. Fischbeck spiega come sia essenziale considerare l'incertezza quando si pianificano politiche che possono svilupparsi nell'arco di dieci o vent'anni o più. È importante che i responsabili delle politiche dispongano di strategie solide per raggiungere i loro obiettivi. L'incertezza per i proprietari di impianti energetici può assumere molte forme, come ad esempio gli investimenti fatti in precedenza che non sono stati completamente recuperati.
"Uno dei contributi importanti che questo strumento offre ai servizi pubblici e ai contribuenti effettivi è che riconosce le complessità nell'abbandono rapido dei combustibili fossili per l'energia rinnovabile, come sostengono molti politici, " ha dichiarato Rode. "Gli Stati Uniti hanno molte centrali elettriche a carbone e a gas naturale esistenti e operative, e sarebbe uno spreco renderli improvvisamente "obsoleti" attraverso la politica quando altri percorsi capaci di CO . equivalente 2 le riduzioni possono essere meno costose e meno dirompenti dal punto di vista sociale ed economico".
Infatti, il costo dell'affidabilità per un sistema energetico dipendente dalle rinnovabili potrebbe essere piuttosto elevato. Nel loro lavoro, Zhai mostra come i piani per raggiungere le emissioni nette del settore energetico entro il 2035 potrebbero effettivamente fare affidamento su impianti dotati di CCS fino al 20% della potenza nazionale.
Fischbeck si è concentrato in particolare su come la modellizzazione degli incentivi fiscali del 45Q può dare indicazioni ai responsabili politici:"Anche se può essere difficile ottenere un prezzo sulla CO 2 attraverso il Congresso o ottenere l'autorizzazione dell'EPA a zero emissioni nette entro il 2035 senza battaglie giudiziarie prolungate, Gli incentivi fiscali 45Q sono stati storicamente uno sforzo bipartisan alla Camera e al Senato e sono attualmente oggetto di numerose proposte bipartisan. Riteniamo che rappresentino uno strumento politico sottoutilizzato per ottenere grandi emissioni di CO 2 riduzioni in un ambiente politicamente teso pur mantenendo l'affidabilità del sistema."
Il team suggerisce diversi miglioramenti al programma esistente, come adattare i crediti d'imposta alle singole tecnologie di generazione, se carbone o gas naturale. Queste modifiche al programma 45Q dovrebbero essere incontrovertibili al Congresso e adattarsi perfettamente sia agli interessi dell'amministrazione nella costruzione di infrastrutture per lo stoccaggio del carbonio che alle tecnologie per le emissioni negative. Attualmente ci sono diverse proposte al Congresso per modificare il programma 45Q, come il CATCH Act (SB2230) del senatore Lujan (D-NM), Rep. Schweikert (R-AZ) HB 2633, e la legge sull'energia pulita per l'America del senatore Wyden (D-OR) (SB1298).
"Il congresso ha fornito per anni gli incentivi 45Q, but with the Biden administration's push for an infrastructure package that would accelerate development of the enabling infrastructure, we're now at a point where meaningful change is possible, " said Fischbeck. "A full toolbox of technologies and strategies—including our model—will be required to balance the competing objectives of zero CO 2 , basso costo, and high reliability, as our existing power plant fleet transitions to a net-zero one."
