Il periodo per commentare gli standard proposti dall’Environmental Protection Agency (EPA) sulle emissioni di gas serra per le centrali elettriche si è concluso l’8 agosto, e i titoli dei giornali indicano che il settore è fratturato. I regolamenti hanno lo scopo di stabilire standard di prestazione per le centrali elettriche alimentate a combustibili fossili, compresi i nuovi impianti a gas, gli impianti a carbone esistenti e gli impianti a gas esistenti.
Una delle principali preoccupazioni sollevate da alcuni operatori di rete e servizi di pubblica utilità è che gli standard del gas, in particolare, potrebbero avere un impatto sull’affidabilità della rete raffreddando il mercato dei nuovi impianti a gas e limitando la capacità della flotta di gas esistente di generare quando necessario. Ma la nostra analisi mostra che, invece di compromettere l’affidabilità, gli standard supportano la transizione economica in corso verso opzioni di affidabilità più pulite e riducono le emissioni in un passo fondamentale verso un futuro di elettricità decarbonizzata. Forniscono una notevole flessibilità affinché gli impianti di gas continuino a funzionare in modo da fornire servizi di affidabilità della rete, se necessario, incoraggiando al contempo lo spostamento verso un insieme più diversificato di risorse che può ridurre il rischio di fare molto affidamento su impianti di combustibili fossili non controllati.
Gli standard sul gas proposti dall’EPA, sia nuovi che esistenti, sono strutturati per avere il massimo impatto sugli impianti di grandi dimensioni e che funzionano frequentemente. Per il nuovo gas, gli impianti che funzionano con un fattore di capacità annuale inferiore al 20% possono rispettare gli standard proposti con un funzionamento normale ed efficiente. I nuovi impianti che intendono operare più spesso dovranno ridurre le emissioni a un tasso coerente con la miscelazione di gas e idrogeno (30% entro il 2032, poi 96% entro il 2038) o con l’installazione della tecnologia di cattura del carbonio (CCS) entro il 2035. impianti a gas, gli stessi tassi di emissione sono richiesti entro il 2032 o il 2035, ma lo standard si applica solo alle unità di grandi dimensioni e a funzionamento frequente: quelle che hanno un fattore di capacità annuale superiore al 50% e sono più grandi di 300 megawatt (MW).
Gli impatti degli impianti di gas esistenti, oggi
Quando guardiamo i dati sulle operazioni degli impianti oggi, vediamo che gli impianti di gas esistenti non dovrebbero modificare in modo significativo le operazioni per ridurre le loro emissioni in linea con gli standard di prestazione proposti dall’EPA. Gli standard garantiscono la flessibilità necessaria per consentire agli impianti di gas di svolgere il loro ruolo attuale nel supportare l’affidabilità della rete.
Sui 470 gigawatt (GW) della capacità totale esistente nelle turbine a combustione a gas e nelle centrali elettriche a ciclo combinato, quasi l’80% delle unità di generazione elettrica non sono interessate dagli standard proposti perché scendono al di sotto del limite dimensionale di 300 MW o già operano con capacità fattore inferiore al 50% (Figura 1). Delle restanti unità soggette agli standard proposti, molte operano con un fattore di capacità vicino alla soglia del 50% e potrebbero conformarsi solo a modifiche minori nel funzionamento annuale. Rimarrebbe quindi una piccola frazione, il 6% delle unità, che probabilmente dovrebbe ridurre il fattore di capacità di oltre il 20% o investire in tecnologie di riduzione delle emissioni entro il 2032 o il 2035.
https://t.co/ts6s4GLKLc
— Cynthiairene (@chandrairene) 22 agosto 2023
Figura 1: Impatti delle normative EPA proposte sulla capacità di gas esistente, in aggregato.
Le conclusioni del nostro riepilogo aggregato (Figura 1) si applicano generalmente anche alle singole società (Figura 2): oltre il 90% dei proprietari di impianti di gas gestisce già la maggior parte della propria capacità di gas in modo da soddisfare gli standard EPA proposti. Mentre alcune singole società potrebbero inizialmente sembrare influenzate in modo significativo in base alle soglie dimensionali e del fattore di capacità, molte sarebbero in grado di soddisfare gli standard con piccoli cambiamenti operativi.
Ad esempio, il 46% della capacità di gas posseduta da Florida Power & Light Co. attualmente soddisfa i criteri di “grande e utilizzato frequentemente”, ma il 97% della capacità potrebbe scendere al di sotto dei criteri per un’ulteriore riduzione delle emissioni se gli impianti hanno un fattore di capacità compreso tra il 50 e il 70% ridurre le operazioni al di sotto di un fattore di capacità del 50%. Il restante 3% della capacità di gas per Florida Power & Light dovrà infatti funzionare in modo molto diverso da quello attuale – o essere modificato con l’idrogeno o la tecnologia CCS – entro il 2032. Probabilmente ci saranno anche cambiamenti significativi nel modo in cui opera la flotta – compresa una riduzione dei fattori di capacità – prima del 2032, con l’accelerazione degli investimenti nell’energia pulita.
https://t.co/ec7zKIdslP
— Cynthiairene (@chandrairene) 22 agosto 2023
Figura 2: Impatti delle normative EPA proposte sulla capacità di gas esistente, per società.
Il futuro ruolo del gas nel settore energetico
Osservare il funzionamento degli impianti oggi racconta solo metà della storia. La rete avrà un aspetto sostanzialmente diverso nel 2032-2035, quando entrerà in vigore la conformità agli standard sul gas proposti.
Due studi nazionali approfonditi condotti dal National Renewable Energy Laboratory (NREL) e dall’Università della California, Berkeley, offrono informazioni sul ruolo che il gas potrebbe svolgere nel mantenere l’affidabilità in una rete che compie progressi sostanziali verso la decarbonizzazione entro quel lasso di tempo. Mentre lo studio del NREL esamina gli impatti dell’Inflation Reduction Act sullo sviluppo e sulle operazioni del settore energetico e il rapporto di Berkeley del 2035 esamina i percorsi economicamente vantaggiosi per raggiungere il 90% di elettricità pulita entro il 2035, entrambi dimostrano percorsi praticabili per l’affidabilità della rete con operazioni e gas fattori di capacità coerenti con gli standard di prestazione proposti dall’EPA e le linee guida sulle emissioni.
In entrambi gli studi, il raggiungimento di una rete pulita e affidabile si basa principalmente sulla rapida accelerazione della diffusione dell’energia eolica, solare e di stoccaggio. Nel Rapporto 2035, il mix di risorse pulite al 90% è stato in grado di soddisfare in modo affidabile la domanda in 7 anni di dati storici nelle simulazioni dei costi di produzione orari come parte dell’analisi degli eventi estremi dello studio. Entrambi gli studi mostrano modeste aggiunte di nuovo gas, 8-11 gigawatt di capacità aggiuntiva rispetto alla flotta odierna, rispetto a centinaia di gigawatt di nuove energie rinnovabili.
In queste reti altamente rinnovabili, i modelli mostrano che il ruolo svolto dal gas esistente nel supportare l’affidabilità non sarà probabilmente ostacolato dai limiti di emissione proposti dall’EPA. Nello scenario più conservativo del NREL, uno scenario con prezzi bassi del gas, scendono a circa il 40% entro il 2030, in calo di 12 punti percentuali rispetto a oggi. Nello scenario meno conservativo, in cui i costi dell’energia pulita scendono a un ritmo accelerato, scendono a circa il 10%. In tutti gli scenari modellati da NREL, i fattori medi di capacità del ciclo combinato diminuiscono nel tempo fino a raggiungere valori medi ben al di sotto della soglia del 50% per gli impianti esistenti negli standard EPA proposti.
Mentre il dibattito continua anche in autunno, ci sono diverse opzioni che gli operatori di rete e i servizi pubblici possono utilizzare oggi per supportare in modo economicamente vantaggioso l’affidabilità della rete, senza pianificare di fare affidamento su impianti di combustibili fossili non controllati:
Con gli standard proposti dall’EPA, il sistema elettrico statunitense può continuare la marcia verso questo insieme diversificato di risorse prive di carbonio e progredire oltre la dipendenza esclusiva dagli impianti fossili per l’affidabilità.
Nota sulla metodologia: I dati esistenti sulla capacità di gas, sulla proprietà e sul fattore di capacità per questo articolo provengono dai moduli EIA 860 e 923, a cui si accede tramite il Public Utility Data Liberation Project. I dati sulla capacità e sulla generazione a livello di generatore sono stati convertiti in dati a livello di unità EPA e del proprietario, quindi utilizzati per calcolare il fattore di capacità.
Di Lauren Shwisberg, Gabriella Tosado e Jon Rea © 2022 Rocky Mountain Institute. Pubblicato con permesso. Pubblicato originariamente su RMI Outlet.
Non mi piacciono i paywall. Non ti piacciono i paywall. A chi piacciono i paywall? Qui a CleanTechnica, per un po’ abbiamo implementato un paywall limitato, ma ci è sempre sembrato sbagliato ed è sempre stato difficile decidere cosa dovremmo lasciare lì. In teoria, i tuoi contenuti più esclusivi e migliori sono protetti da un paywall. Ma poi lo leggono meno persone! Semplicemente non ci piacciono i paywall e quindi abbiamo deciso di abbandonare i nostri.
Sfortunatamente, il business dei media è ancora un business duro, spietato, con margini ridotti. Rimanere fuori dall’acqua è una sfida olimpica senza fine o forse addirittura… sussulto – crescere. COSÌ …