Nel tentativo di ottenere un impatto climaticamente neutro, numerose aziende scelgono di acquistare energia pulita da fonti energetiche rinnovabili. Questa strategia mira a contrastare le emissioni prodotte facendo affidamento sull’attuale rete, che attualmente è alimentata prevalentemente da combustibili fossili.
Tuttavia, secondo uno studio condotto dall’università di Princeton, alcune delle strategie più comuni per l’acquisto di energia pulita hanno uno scarso impatto nel ridurre le emissioni di carbonio a lungo termine negli Stati Uniti. Un approccio in cui le aziende acquistano energia pulita ogni ora per soddisfare il loro consumo energetico in tempo reale, può avere un effetto sostanziale.
L’approccio, noto come abbinamento temporale, abbinamento orario o approvvigionamento di elettricità senza emissioni di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, è stata l’unica strategia che ha ridotto costantemente le emissioni a livello di sistema tra quelle studiate dal team di Princeton, la cui analisi è stata pubblicata l’11 gennaio su Joule .
D’altra parte, il team ha scoperto che la strategia di approvvigionamento più comune di oggi – nota come abbinamento volumetrico o annuale – si è rivelata quasi del tutto inefficace nel ridurre le emissioni a lungo termine negli Stati Uniti. In un approccio di abbinamento volumetrico, le aziende possono rivendicare la completa decarbonizzazione semplicemente calcolando il consumo energetico totale annuo e procurandosi energia pulita sufficiente a coprire tale consumo annuo, indipendentemente da quando viene effettivamente prodotta.
“Le aziende si trovano ad affrontare requisiti di rendicontazione sempre più severi per sostenere le loro dichiarazioni sulle emissioni”, ha affermato Jesse Jenkins, assistente professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e dell’Andlinger Center for Energy and the Environment.
Jenkins ha sottolineato che una legge della California, approvata nel 2023, imporrà a tutte le aziende con ricavi superiori a un miliardo di dollari di dichiarare il proprio impatto complessivo sulle emissioni, comprese le emissioni derivanti dall’energia acquistata, a partire dal 2026. I nuovi crediti d’imposta federali richiedono inoltre ai produttori di idrogeno pulito e carburanti sostenibili per l’aviazione di dimostrare in modo credibile la propria impronta di emissioni. “Stanno iniziando ad esserci effettive implicazioni legali e finanziarie per la contabilità dei gas serra”, ha affermato. “Non si tratta più solo di fare affermazioni di marketing“.
Un’altra strategia di approvvigionamento emergente, nota come emission o carbon match, in cui viene acquistata energia pulita nel tentativo di compensare le emissioni totali di carbonio risultanti dal consumo di elettricità di un acquirente, ha avuto analogamente un effetto minimo o nullo sulla riduzione a lungo termine emissioni negli Stati Uniti
“Prima di impegnarci in qualsiasi approccio di approvvigionamento, dobbiamo fare l’analisi per garantire che sia efficace nel ridurre le emissioni“, ha affermato il primo autore Qingyu Xu, ricercatore presso l’Energy Internet Research Institute dell’Università di Tsinghua che ha completato gran parte della ricerca mentre lavorava con Jenkins come ricercatore post-dottorato. “In questo studio, abbiamo testato se alcuni degli approcci di appalto comunemente proposti potessero o meno sostenere le loro dichiarazioni sulle emissioni”.
Il prodotto di un panorama energetico in evoluzione
Wilson Ricks, coautore dello studio e studente laureato in ingegneria meccanica e aerospaziale, ha affermato che i risultati del team riflettono la recente diminuzione dei costi nelle tecnologie energetiche pulite come l’energia solare ed eolica onshore. Grazie ai continui incentivi politici e al sostegno dei primi acquirenti volontari, ha affermato Ricks, i progetti di energia solare ed eolica sono ora tra le opzioni più economiche per le nuove costruzioni energetiche, sono competitivi e spesso surclassano le fonti energetiche basate sui combustibili fossili.
Sebbene sia una vittoria per lo status delle tecnologie di energia rinnovabile, un effetto collaterale delle energie rinnovabili a basso costo significa che i nuovi accordi aziendali o istituzionali per l’acquisto di energia da progetti solari ed eolici hanno un impatto sempre più limitato nel determinare riduzioni delle emissioni a lungo termine a livello di sistema.
Questi accordi volontari sono stati efficaci quando i nuovi progetti solari ed eolici erano più costosi dei progetti energetici basati sui combustibili fossili perché il supporto di un’azienda ha consentito di costruire un progetto di energia pulita dove i combustibili fossili sarebbero stati l’opzione predefinita. Tuttavia, poiché i progetti di energia pulita diventano sempre più l’opzione energetica predefinita, è difficile dimostrare che il supporto di un’azienda abbia avuto un impatto trasformativo.
Il coautore Wilson Ricks, studente laureato in ingegneria meccanica e aerospaziale, si trova davanti al pannello solare dell’Università di Princeton. Credito: Bumper DeJesus, Centro Andlinger per l’energia e l’ambiente
“Il presupposto generale alla base degli approcci tradizionali all’approvvigionamento di energia pulita è che quando si acquista una determinata quantità di energia pulita, si sta effettivamente compensando una quantità simile di energia fossile”, ha affermato Ricks. “Ma poiché l’energia pulita continua a essere più economica e competitiva sul mercato, questa ipotesi diventa sempre meno vera. Invece, ci sono progetti solari che non competono con l’energia basata sui combustibili fossili, ma con altri progetti solari che avrebbero potuto essere costruiti al loro posto”.
Secondo un approccio di corrispondenza volumetrica, ad esempio, l’approccio più conveniente per un’azienda per dichiarare di avere emissioni nette pari a zero si basa quasi interamente sull’approvvigionamento di energia solare o eolica a basso costo sufficiente a soddisfare il proprio consumo energetico annuale. Tuttavia, se si immaginasse una linea temporale alternativa in cui l’azienda non avesse mai sostenuto quei progetti di energia pulita, la maggior parte di questi progetti avrebbe trovato un acquirente alternativo e sarebbe stata realizzata comunque, semplicemente perché il solare e l’eolico sono diventati le opzioni più economiche disponibili per i nuovi progetti energetici.
L’adattamento delle emissioni incontra ostacoli simili a quelli dell’approccio volumetrico. Con l’adeguamento delle emissioni, invece di associare il consumo energetico all’approvvigionamento di energia pulita su base megawattora, ad un’azienda conviene effettuare un abbinamento basato sull’impatto sulle emissioni di carbonio di ciascun megawattora di generazione o consumo. Ad esempio, se la domanda di energia di un’azienda provocasse l’accensione di un generatore di gas naturale in California, potrebbe sostenere un progetto eolico nel Wyoming che “annullerebbe” una quantità equivalente di emissioni evitando la necessità di accendere un impianto alimentato a carbone.
Anche se a prima vista sembra avere un senso intuitivo, Jenkins ha affermato che, proprio come l’approccio volumetrico, l’approccio di corrispondenza delle emissioni non riesce a considerare lo scenario controfattuale in cui il progetto eolico sarebbe stato comunque costruito a causa dei suoi bassi costi. Di conseguenza, la società non contribuirebbe ad ulteriore fornitura di energia pulita, ma sostituirebbe invece quello che probabilmente sarebbe diventato un parco eolico.
“Una strategia di adeguamento delle emissioni basata sugli impatti delle emissioni operative a breve termine non dice nulla sull’impatto a lungo termine delle vostre decisioni“, ha affermato Jenkins. “Non dice in che modo la produzione di energia pulita cambierà le decisioni sugli investimenti e sulle pensioni in tutto il sistema. Se vuoi semplicemente affermare qualitativamente che stai avendo un impatto positivo sul mondo, allora potrebbe essere una buona strada da percorrere. Ma se vuoi fare un’affermazione quantitativa valida secondo cui l’impatto delle tue emissioni come azienda è pari a zero, allora è piuttosto discutibile come strategia”.
Approvvigianamento energia pulita: è tempo di un’alternativa migliore
Oltre a non riuscire a stimolare un’ulteriore fornitura di energia pulita, gli approcci volumetrici e di emissione non riescono nemmeno ad affrontare le carenze intrinseche delle risorse energetiche pulite come quella solare ed eolica: il Sole non splende sempre e il vento non sempre soffia.
Allo stesso tempo, i data center e le strutture consumano solitamente energia 24 ore su 24. E quando le aziende continuano a operare in assenza di energia solare o eolica, l’opzione di riserva è tipicamente un mix di combustibili fossili.
Tuttavia, l’approccio volumetrico trascura la discrepanza quotidiana tra produzione e consumo di energia pulita perché l’approvvigionamento di energia pulita avviene ogni anno. Di conseguenza, le aziende possono procurarsi l’energia solare ed eolica più economica disponibile per soddisfare il loro consumo energetico annuale e dichiarare emissioni nette pari a zero, senza riuscire ad affrontare le oscillazioni giornaliere e stagionali della produzione solare ed eolica.
“Con una strategia di approvvigionamento di energia pulita 24 ore su 24, 7 giorni su 7, stai effettivamente fingendo di avere una rete completamente decarbonizzata”, ha affermato Jenkins. “Se è così, allora è necessario il portafoglio di risorse di cui avrebbe bisogno una rete completamente decarbonizzata. E non si tratta solo di energia eolica e solare. Si tratta anche di cose come lo stoccaggio di energia a lungo termine e le tecnologie energetiche pulite e solide come la geotermia avanzata o il nucleare”.
L’approccio di corrispondenza temporale studiato dai ricercatori è riuscito costantemente a ridurre le emissioni a livello di sistema perché affronta la discrepanza temporale tra produzione e consumo di energia pulita. Richiedendo alle aziende di procurarsi energia pulita nello stesso momento in cui la consumano, l’approccio guida gli investimenti oltre l’eolico e il solare per includere lo stoccaggio dell’energia e le tecnologie aziendali per l’energia pulita.
“Quando un’azienda deve abbinare il proprio consumo energetico con energia pulita ogni ora, attacca le ore notturne in cui le risorse fossili sarebbero la scelta di ripiego nel mercato energetico”, ha affermato Ricks. “Non diventa più un’opzione sostenere solo progetti solari ed eolici a basso costo e definirsi al quadrato”.
I ricercatori hanno riconosciuto che la corrispondenza temporale è significativamente più costosa rispetto agli altri approcci, ma hanno affermato che le aziende alla fine ottengono ciò per cui pagano. Sebbene sia possibile ottenere l’adeguamento volumetrico che quello delle emissioni con costi aggiuntivi prossimi allo zero, si ottengono anche riduzioni delle emissioni a lungo termine prossime allo zero. L’adeguamento temporale, d’altro canto, può comportare premi di costo superiori a 20 dollari per megawattora in alcune regioni, ma tale premio consente alle aziende di affermare quantitativamente che stanno riducendo le proprie emissioni.
“È difficile ottenere un sistema energetico pulito al 100% 24 ore su 24. Ci vorrà molto tempo e denaro”, ha detto Ricks. “L’idea che un’azienda possa affermare di essere pulita al 100% nel 2024 senza costi aggiuntivi sembra un po’ sospetta, così come i sistemi di contabilità delle emissioni che consentirebbero che ciò accada. Se fosse così facile decarbonizzare il mondo, il problema sarebbe già risolto”.
Riferimento: “System-level impacts of voluntary carbon-free electricity procurement strategies” di Qingyu Xu, Wilson Ricks, Aneesha Manocha, Neha Patankar e Jesse D. Jenkins, 11 gennaio 2024, Joule .
DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.007
