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Il passaggio dal carbone al gas ha fatto scendere le emissioni di elettricità degli Stati Uniti nell’ultimo decennio. Ma il contrario è successo in Virginia, dove un massiccio build-out di impianti a gas naturale ha negato le riduzioni di CO2 associate ai ritiri dal carbone.

Le emissioni di anidride carbonica della Virginia erano più alte nel 2019 di quanto non fossero nel 2009, secondo una revisione di E&E News dei dati sulle emissioni dell’EPA. Queste cifre sono notevoli dato il crollo del carbone in Virginia, dove il combustibile è sceso dall’essere usato in circa il 43% della produzione di energia dello stato nel 2008 a meno del 10% l’anno scorso.

I numeri sottolineano una crescente sfida climatica per gli Stati Uniti: Mentre la flotta di carbone degli Stati Uniti si riduce, gli impianti a gas a lunga durata stanno riempiendo il vuoto in modi che potrebbero non portare a grandi riduzioni di CO2.

La Virginia è un caso esemplare.

Lo stato ha approvato una legge quest’anno che richiede a tutte le sue sei centrali a carbone rimanenti, tranne due, di chiudere entro il 2024. Ma il loro pensionamento fornirà riduzioni limitate delle emissioni.

Le centrali a carbone della Virginia hanno rilasciato meno di 5 milioni di tonnellate di carbonio l’anno scorso, rispetto ai 25 milioni di tonnellate del 2009. Le emissioni di gas, nel frattempo, sono aumentate da circa 4 milioni di tonnellate di dieci anni fa a quasi 25 milioni di tonnellate nel 2019, rappresentando circa l’80% di tutte le emissioni del settore energetico in Virginia.

Il Vecchio Dominio mostra anche perché rendere più verde il settore energetico è così difficile. Il gas ora genera più della metà dell’elettricità dello stato, la maggior parte di qualsiasi combustibile. Molti esperti della rete dicono che il gas probabilmente sosterrà le fonti di energia rinnovabile per gli anni a venire.

Al tempo stesso, essi notano che le compagnie elettriche dovranno affrontare le emissioni dalle centrali a gas se sperano di raggiungere le riduzioni di gas serra che gli scienziati dicono essere necessarie per evitare i peggiori impatti del cambiamento climatico.

“Non è che possiamo aspettare fino al 2050 e dire che siamo net-zero”, ha detto Paulina Jaramillo, un professore che studia il settore energetico alla Carnegie Mellon University. “

Gli Stati Uniti hanno avuto un boom di costruzioni a gas nell’ultimo decennio, quando l’arrivo del fracking ha sbloccato riserve di gas a basso costo. Solo quattro stati hanno installato più nuova capacità di gas naturale in quel periodo rispetto alla Virginia.

Questi impianti sono ora al centro di una battaglia sulla rete della Virginia. Lo scontro si è intensificato quest’anno, quando i legislatori statali hanno approvato il Clean Economy Act, che chiede alle aziende elettriche di mandare in pensione le loro centrali a carbone e di generare tutto il loro potere da fonti prive di carbonio entro la metà del secolo.

Dominion Energy Inc, la più grande azienda elettrica dello stato, sostiene che il gas è un ponte verso un futuro più pulito, dicendo che il combustibile è necessario per sostenere le fonti intermittenti di generazione di elettricità come il vento e il sole. La compagnia elettrica con sede a Richmond ha proposto un massiccio build-out di energie rinnovabili nei prossimi 15 anni, compresi 15,9 gigawatt di energia solare e 5.112 GW di vento offshore.

Ma Dominion, nei depositi con i regolatori statali, ha anche chiarito che intende eseguire i suoi nuovi impianti a gas naturale per il prossimo decennio, prima di ridurli gradualmente.

Parlando agli analisti finanziari all’inizio di questo mese, il CEO di Dominion Thomas Farrell ha detto che la dipendenza dell’utilità dal gas era coerente con l’obiettivo della società di raggiungere emissioni nette zero entro il 2050.

“Il fatto che a volte, in Virginia almeno, il vento non soffia e il sole non splende per lunghe durate – cioè giorni, non ore – garantisce che la generazione a gas naturale continuerà a svolgere un ruolo critico a basse emissioni nel nostro sistema per anni e anni a venire”, ha detto Farrell.

Lo stato del carbone si rivolge al gas

Dominion, che ha rappresentato i due terzi delle emissioni delle centrali elettriche della Virginia nel 2019, ha un curriculum climatico a scacchi

La società sta cercando di costruire un enorme gasdotto, anche se vanta il suo impegno per le emissioni nette-zero (Energywire, 5 maggio). Si è opposta alle politiche climatiche, come le proposte per la Virginia di unirsi alla Regional Greenhouse Gas Initiative, o RGGI, il programma cap-and-trade di 10 stati per le centrali elettriche (Climatewire, 22 aprile).

E si classifica tra i peggiori della nazione per i programmi di efficienza energetica. L’American Council for an Energy Efficient Economy ha classificato Dominion al 50° posto su 52 utility nella sua più recente classifica dei programmi di efficienza.

Gli ambientalisti sono scettici sull’impegno dell’azienda a cambiare.

“Stanno confondendo la costruzione di energie rinnovabili con una risposta credibile alla minaccia del cambiamento climatico. Queste cose sono collegate ma non sono sinonimi. A meno che tu non stia riducendo significativamente le tue emissioni di CO2 non stai rispondendo in modo credibile al cambiamento climatico”, ha detto Will Cleveland, un avvocato del Southern Environmental Law Center. “Stanno cercando di apparire come una utility lungimirante e sensibile al clima. Dall’altro, hanno speso miliardi per la produzione di gas negli ultimi cinque anni, e stanno costruendo un gasdotto di cui nessuno ha bisogno. Non saranno un’azienda sensibile al clima fino a quando non usciranno dalla loro produzione di gas e dal business della consegna del gas”. Nel 2007, il carbone rappresentava il 45% della produzione di elettricità dello stato, più di qualsiasi altro combustibile, e l’87% delle emissioni di carbonio del settore energetico. Ma una convergenza di fattori ha portato a una brusca svolta verso il gas nel decennio successivo.

L’avvento della fratturazione idraulica, o fracking, ha reso il gas abbondante ed economico. Un cambiamento nelle leggi della Virginia ha ulteriormente facilitato il cambiamento.

Dopo anni di esperimenti con l’idea di rompere i monopoli regolamentati che forniscono l’elettricità dello stato, i legislatori della Virginia hanno fatto il contrario. Hanno approvato una legge che ha incoraggiato le utility a costruire più centrali elettriche.

Dominion si è rapidamente imbarcata in un boom edilizio. Ha finito tre turbine a combustione a gas naturale in un impianto a sud di Fredericksburg nel 2009. Due anni dopo, ha costruito un impianto a gas a ciclo combinato di tre unità a nord-ovest di Richmond.

Un impianto a carbone nel sud-ovest della Virginia è seguito nel 2012, ma si è dimostrato un’anomalia. Dominion ha terminato altri tre grandi impianti a gas a ciclo combinato tra il 2014 e il 2018.

Due produttori di energia indipendenti che vendono elettricità sul mercato all’ingrosso hanno anche completato unità di gas in Virginia nell’ultimo decennio.

Capitale imponente

In termini di emissioni, la costruzione del gas ha reso la Virginia una specie di anomalia. Le centrali elettriche dello stato hanno emesso 30,3 milioni di tonnellate di CO2 nel 2009, secondo i dati dell’EPA Clean Air Markets. Quell’anno rappresenta un’anomalia, poiché il rallentamento economico associato alla Grande Recessione ha temporaneamente ridotto le emissioni.

La produzione di CO2 della Virginia è balzata a 35,7 milioni di tonnellate nel 2010, un picco rispecchiato in tutto il paese quando gli Stati Uniti si sono ripresi economicamente. Ma dove le emissioni degli altri stati hanno avuto una tendenza al ribasso negli anni successivi, quelle della Virginia sono rimbalzate, raggiungendo un picco di circa 36,2 milioni di tonnellate nel 2016, prima di scendere a 31 milioni di tonnellate l’anno scorso.

Le emissioni nazionali delle centrali elettriche, al contrario, sono diminuite del 23% nell’ultimo decennio, passando da 2.3 miliardi di tonnellate nel 2009 a quasi 1,8 miliardi di tonnellate l’anno scorso.

William Shobe, un professore di economia ambientale presso l’Università della Virginia, ritiene che lo stato abbia fatto notevoli progressi nel rendere più verde la sua fornitura di energia elettrica. La flotta di nuovi impianti a gas della Virginia non solo ha sostituito la produzione di carbone nel Commonwealth, ma ha anche ridotto l’elettricità di carbone importata da stati vicini come la Pennsylvania e l’Ohio.

Questo significa che l’elettricità dello stato è più pulita di quanto le cifre delle emissioni della Virginia suggerirebbero da sole.

Ancora, l’accumulo di gas sarà probabilmente costoso per i virginiani se il Commonwealth è impegnato nei suoi obiettivi climatici, ha detto.

“Una volta che abbiamo deciso il percorso di decarbonizzazione entro il 2050, stavamo essenzialmente dicendo che stiamo andando in pensione anticipata alcuni preziosi capitali. Questo è uno dei prezzi che dobbiamo pagare per essere buoni cittadini globali”, ha detto Shobe. “Ci troveremo a incagliare alcuni beni capitali. E quando li abbandoniamo, li paghiamo.”

Dominion non mostra segni di spegnere i suoi impianti a gas molto presto.

In un recente deposito con i regolatori statali, la società ha detto che si aspetta di ricavare almeno il 40% della sua elettricità dal gas ogni anno fino al 2027, prima di ridurre gradualmente quel numero al 25% nel 2035. Tre dei suoi quattro nuovi impianti a gas a ciclo combinato sono proiettati per funzionare almeno due terzi dell’anno fino al 2030. La quarta, la centrale elettrica della contea di Warren, dovrebbe funzionare per il 56% dell’anno nel 2030.

Il piano non ha incluso una data di pensionamento per il più grande emettitore dell’azienda, la centrale elettrica a carbone Mount Storm, che alimenta il Commonwealth dalla sua postazione appena oltre il confine di stato in West Virginia. Mount Storm non è soggetto al Clean Economy Act, la legge che richiede allo stato di mandare in pensione tutte le sue centrali a carbone tranne due entro il 2024. Inoltre non conta per le cifre delle emissioni della Virginia.

Attraversando il ponte

I funzionari statali hanno espresso fiducia che la Virginia potrebbe soddisfare gli obiettivi di carbonio delineati nel Clean Economy Act. Hanno notato che lo stato è ora pronto ad unirsi a RGGI. I servizi pubblici della Virginia avranno un tetto di carbonio di 28 milioni di tonnellate a partire dal 2021, e diminuirà del 3% all’anno fino al 2030. Dopo di che, la legge statale autorizza i regolatori a delineare un piano per tracciare un percorso verso l’elettricità senza CO2.

“Per noi, quando guardiamo al settore energetico, vediamo davvero RGGI e il Clean Economy Act lavorare mano nella mano. Questo è il motivo per cui era importante per noi fare entrambe le cose”, ha detto Chris Bast, vice direttore capo del Dipartimento di Qualità Ambientale della Virginia.

Ha previsto che lo stato avrebbe avuto una rete pulita entro la metà del secolo, indipendentemente da dove viene generata l’elettricità.

Il dibattito sul gas allude alla tensione naturale tra il mantenimento delle luci e la riduzione delle emissioni.

Il gas rimarrà probabilmente una parte importante del mix energetico, anche negli stati che installano grandi quantità di energie rinnovabili e perseguono rigidi obiettivi di carbonio, ha detto David Young, che studia i sistemi energetici e il cambiamento climatico all’Electric Power Research Institute.

Questo perché il gas è l’opzione più economica per bilanciare la rete.

Ma le unità a gas probabilmente funzioneranno sempre meno man mano che più energie rinnovabili entrano nel sistema, ha detto. Gli impianti a ciclo combinato, del tipo che Dominion e altre utility hanno costruito negli ultimi anni, alla fine funzioneranno più come unità di picco: Si accenderanno nei momenti di picco della domanda.

La combinazione di energie rinnovabili e gas può raggiungere una riduzione dell’80% delle emissioni delle centrali elettriche con relativa facilità, ha detto Young.

“Una volta superato l’80% diventa più difficile”, ha detto Young. “Questa è una delle più grandi domande che abbiamo ora. Quali sono le incertezze oltre l’80%, che tipo di tecnologia potrebbe essere necessaria?”

Jaramillo, il professore della Carnegie Mellon, ha fatto eco alla valutazione di Young che il gas sarà probabilmente necessario per gli anni a venire per sostenere le energie rinnovabili. Ma ad un certo punto gli Stati Uniti dovranno smettere di costruire impianti a gas, mentre operano meno le strutture esistenti, ha detto.

Ha indicato uno studio del 2019 su Nature, che ha stimato che le emissioni future delle infrastrutture energetiche esistenti e proposte in tutto il mondo supererebbero il budget di carbonio destinato a impedire che le temperature globali aumentino più di 1,5 gradi Celsius.

Circa la metà di queste emissioni proveniva dalle centrali elettriche, anche se gran parte di queste erano associate a nuove centrali a carbone in Asia.

Se gli Stati Uniti chiudono le loro centrali a carbone, hanno tre opzioni per ulteriori riduzioni delle emissioni: far funzionare meno le centrali a gas, installare la cattura del carbonio o ritirarle del tutto, ha detto Jaramillo.

“A che punto si dice che abbiamo attraversato il ponte?