Przejście z węgla na gaz spowodowało spadek emisji energii elektrycznej w USA w ciągu ostatniej dekady. Ale odwrotna sytuacja miała miejsce w Wirginii, gdzie masowa budowa elektrowni na gaz ziemny zniweczyła redukcję emisji CO2 związaną z odejściem od węgla.
Emisja dwutlenku węgla w Wirginii była wyższa w 2019 r. niż w 2009 r., według przeglądu E&E News danych EPA dotyczących emisji. Liczby te są niezwykłe, biorąc pod uwagę upadek węgla w Wirginii, gdzie paliwo spadło z wykorzystania w około 43% stanowej produkcji energii w 2008 r. do mniej niż 10% w zeszłym roku.
Liczby te podkreślają rosnące wyzwanie klimatyczne dla Stanów Zjednoczonych: W miarę jak amerykańska flota węglowa się kurczy, długowieczne elektrownie gazowe wypełniają pustkę w sposób, który może nie przynieść dużych redukcji CO2.
Wirginia jest tego przykładem.
Stan ten przyjął w tym roku ustawę wymagającą zamknięcia do 2024 r. wszystkich oprócz dwóch z sześciu pozostałych elektrowni węglowych. Ale ich wycofanie zapewni ograniczoną redukcję emisji.
Reklama
Wirginia elektrownie węglowe uwolniły mniej niż 5 milionów ton węgla w zeszłym roku, w dół z 25 milionów ton w 2009 roku. Tymczasem emisje gazu wzrosły z około 4 milionów ton dekadę temu do prawie 25 milionów ton w 2019 roku, co stanowi około 80% wszystkich emisji sektora energetycznego w Wirginii.
Jednakże Stare Dominium pokazuje również, dlaczego ekologizacja sektora energetycznego jest tak trudna. Gaz generuje obecnie ponad połowę energii elektrycznej w stanie, najwięcej z każdego paliwa. Wielu ekspertów twierdzi, że gaz będzie prawdopodobnie wspierał odnawialne źródła energii przez najbliższe lata.
W tym samym czasie zauważają, że firmy energetyczne będą musiały zmierzyć się z emisjami z elektrowni gazowych, jeśli mają nadzieję osiągnąć redukcję emisji gazów cieplarnianych, która według naukowców jest konieczna, aby uniknąć najgorszych skutków zmian klimatycznych.
„To nie jest tak, że możemy czekać do 2050 roku i powiedzieć, że jesteśmy netto-zero”, powiedziała Paulina Jaramillo, profesor, która bada sektor energetyczny na Uniwersytecie Carnegie Mellon. „To musi się zacząć, a im szybciej zaczniesz, tym łatwiej będzie.”
Stany Zjednoczone poszły na boom budowy gazu w ostatniej dekadzie, jak przybycie szczelinowania odblokował niedrogie trofea gazu. Tylko cztery stany zainstalowały więcej nowych mocy produkcyjnych gazu ziemnego w tym czasie niż Wirginia.
Te elektrownie są teraz w centrum bitwy o sieci Wirginii. Starcie nasiliło się w tym roku, gdy ustawodawcy stanowi uchwalili ustawę o czystej gospodarce, która wzywa firmy energetyczne do wycofania swoich elektrowni węglowych i generowania całej energii z bezemisyjnych źródeł do połowy wieku.
Dominion Energy Inc, największa firma energetyczna w stanie, argumentuje, że gaz jest mostem do czystszej przyszłości, mówiąc, że paliwo jest potrzebne do wsparcia nieciągłych źródeł wytwarzania energii elektrycznej, takich jak wiatr i słońce. Firma energetyczna z siedzibą w Richmond zaproponowała masywną budowę odnawialnych źródeł energii w ciągu najbliższych 15 lat, w tym 15,9 gigawatów energii słonecznej i 5,112 GW morskiej energii wiatrowej.
Ale Dominion, w aktach z państwowymi organami regulacyjnymi, również jasno określił, że zamierza uruchomić swoje nowe elektrownie na gaz ziemny w ciągu następnej dekady, przed stopniowym wybieraniem ich z powrotem.
Przemawiając do analityków finansowych wcześniej w tym miesiącu, Dominion CEO Thomas Farrell powiedział, że zależność użyteczności od gazu była zgodna z celem firmy osiągnięcia netto zero emisji do 2050 roku.
„Fakt, że czasami, przynajmniej w Wirginii, wiatr nie wieje, a słońce nie świeci przez dłuższy czas – to znaczy dni, a nie godziny – zapewnia, że wytwarzanie energii z gazu ziemnego będzie nadal odgrywać kluczową rolę w naszym systemie niskoemisyjnym przez wiele lat i lat w przyszłości” – powiedział Farrell.
Państwo węglowe zwraca się ku gazowi
Dominion, który odpowiadał za dwie trzecie emisji elektrowni w Wirginii w 2019 r., ma zweryfikowaną historię klimatyczną.
Firma dąży do budowy ogromnego gazociągu, nawet gdy podkreśla swoje zaangażowanie w zerową emisję netto (Energywire, 5 maja). Sprzeciwiła się polityce klimatycznej, na przykład propozycji, aby Wirginia dołączyła do Regionalnej Inicjatywy Gazów Cieplarnianych, lub RGGI, 10-stanowego programu cap-and-trade dla elektrowni (Climatewire, 22 kwietnia). Amerykańska Rada na rzecz Efektywnej Energetycznie Gospodarki umieściła Dominion na 50 miejscu wśród 52 przedsiębiorstw użyteczności publicznej w swojej najnowszej karcie wyników programów efektywnościowych.
Ekologowie są sceptyczni wobec zaangażowania firmy w zmiany.
„Oni mylą budowanie odnawialnych źródeł energii z wiarygodnym reagowaniem na zagrożenie zmianami klimatycznymi. Te rzeczy są powiązane, ale nie są synonimami. Chyba że jesteś znacząco zmniejszenie emisji CO2 nie jesteś wiarygodnie reaguje na zmiany klimatyczne,” powiedział Will Cleveland, adwokat w Southern Environmental Law Center. „Próbują sprawiać wrażenie myślącego przyszłościowo przedsiębiorstwa użyteczności publicznej reagującego na zmiany klimatu. Z drugiej strony, w ciągu ostatnich pięciu lat wydali miliardy na produkcję gazu i budują gazociąg, którego nikt nie potrzebuje. Nie będą przedsiębiorstwem użyteczności publicznej reagującym na klimat, dopóki nie wycofają się z działalności związanej z wytwarzaniem i dostarczaniem gazu.”
Wirginia do niedawna była stanem węglowym. W 2007 roku węgiel odpowiadał za 45% produkcji energii elektrycznej w stanie, więcej niż jakiekolwiek inne paliwo, oraz za 87% emisji dwutlenku węgla w sektorze energetycznym. Ale zbieżność czynników doprowadziła do ostrego zwrotu w kierunku gazu w następnej dekadzie.
Pojawienie się szczelinowania hydraulicznego, lub szczelinowania, uczyniło gaz obfity i tani. Zmiana w prawie Wirginii jeszcze bardziej ułatwił przesunięcie.
Po latach dabbling z pomysłem rozbicia regulowanych monopoli, które zapewniają stan energii elektrycznej, ustawodawcy Wirginii zrobił coś przeciwnego. Uchwalili ustawę, która zachęcała przedsiębiorstwa użyteczności publicznej do budowania większej liczby elektrowni.
Dominion szybko rozpoczął boom budowlany. W 2009 roku ukończyła budowę trzech turbin spalinowych opalanych gazem ziemnym w zakładzie na południe od Fredericksburga. Dwa lata później zbudowała trzyjednostkową elektrownię gazową pracującą w cyklu skojarzonym na północny zachód od Richmond.
W 2012 roku powstała elektrownia węglowa w południowo-zachodniej Wirginii, ale okazała się ona anomalią. Dominion ukończył trzy kolejne duże elektrownie gazowe pracujące w cyklu kombinowanym w latach 2014-2018.
Dwóch niezależnych producentów energii, którzy sprzedają energię elektryczną na rynku hurtowym, również ukończyło budowę jednostek gazowych w Wirginii w ciągu ostatniej dekady.
Niesamowity kapitał
W kategoriach emisji, rozbudowa gazowa uczyniła z Wirginii coś w rodzaju anomalii. Według danych EPA Clean Air Markets, w 2009 r. elektrownie stanowe wyemitowały 30,3 mln ton CO2. Rok ten stanowi wyjątek, ponieważ spowolnienie gospodarcze związane z Wielką Recesją tymczasowo zmniejszyło emisje.
Wyprodukowana przez Wirginię ilość CO2 skoczyła do 35,7 mln ton w 2010 roku, co odzwierciedlało wzrost w całym kraju, ponieważ Stany Zjednoczone ożywiły się gospodarczo. Ale gdzie emisje innych stanów tendencję spadkową w kolejnych latach, Virginia odbił się wokół, szczyt w około 36,2 mln ton w 2016 roku, przed spadkiem do 31 mln ton w ubiegłym roku.
Narodowe emisje z elektrowni, dla kontrastu, spadła 23% w ciągu ostatniej dekady, spadając z 2.3 mld ton w 2009 r. do prawie 1,8 mld ton w ubiegłym roku.
William Shobe, profesor ekonomii środowiska na Uniwersytecie w Wirginii, uważa, że stan poczynił znaczne postępy w ekologizacji dostaw energii elektrycznej. Flota nowych elektrowni gazowych w Wirginii nie tylko zastąpiła produkcję energii z węgla w stanie Commonwealth, ale także zmniejszyła import energii elektrycznej z węgla z sąsiednich stanów, takich jak Pensylwania i Ohio.
Oznacza to, że energia elektryczna w stanie jest czystsza niż dane dotyczące emisji w Wirginii sugerowałyby same w sobie.
Dominion nie wykazuje żadnych oznak wyłączenia swoich elektrowni gazowych w najbliższym czasie.
W niedawnym zgłoszeniu do stanowych organów regulacyjnych, firma stwierdziła, że spodziewa się pozyskiwać co najmniej 40% energii elektrycznej z gazu każdego roku do 2027 roku, przed stopniowym zmniejszeniem tej liczby do 25% w 2035 roku. Trzy z czterech nowych elektrowni gazowych pracujących w cyklu kombinowanym mają pracować przez co najmniej dwie trzecie roku do 2030 roku. Czwarta elektrownia, Warren County Power Station, ma pracować przez 56% roku w 2030 roku.
Plan nie zawierał daty wycofania z eksploatacji największego emitenta firmy, opalanej węglem elektrowni Mount Storm Power Station, która dostarcza energię do Commonwealth ze swojej grzędy tuż za linią stanu w Zachodniej Wirginii. Mount Storm nie podlega ustawie o czystej gospodarce, która wymaga od stanu wycofania wszystkich elektrowni węglowych z wyjątkiem dwóch do 2024 roku. Nie wlicza się również do emisji Wirginii.
Przechodząc przez most
Urzędnicy państwowi wyrazili pewność, że Wirginia może spełnić cele węglowe nakreślone w ustawie o czystej gospodarce. Zauważyli, że stan jest teraz gotowy do przyłączenia się do RGGI. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej w Wirginii będą miały limit emisji dwutlenku węgla w wysokości 28 milionów ton, począwszy od 2021 roku, i będzie spadać w tempie 3% rocznie do 2030 roku. Po tym, prawo stanowe upoważnia organy regulacyjne do nakreślenia planu wytyczenia ścieżki do energii elektrycznej wolnej od CO2.
„Dla nas, kiedy patrzymy na sektor energetyczny, naprawdę widzimy, że RGGI i ustawa o czystej gospodarce pracują ręka w rękę. Dlatego ważne było dla nas, aby zrobić obie”, powiedział Chris Bast, główny zastępca dyrektora Departamentu Jakości Środowiska w Wirginii.
Przewidywał, że stan będzie miał czystą sieć w połowie wieku, niezależnie od tego, gdzie energia elektryczna jest generowana.
Debata nad gazem wskazuje na naturalne napięcie między utrzymaniem świateł i zmniejszeniem emisji.
Jest tak dlatego, że gaz jest najbardziej ekonomiczną opcją równoważenia sieci.
Ale jednostki gazowe będą prawdopodobnie działać coraz rzadziej, gdy więcej odnawialnych źródeł energii pojawi się w systemie, powiedział. Elektrownie o cyklu kombinowanym, takie jak Dominion i inne przedsiębiorstwa zbudowały w ostatnich latach, ostatecznie będą działać bardziej jak jednostki szczytowe: Będą się włączać w okresach szczytowego zapotrzebowania.
Połączenie źródeł odnawialnych i gazu może stosunkowo łatwo osiągnąć 80% redukcji emisji elektrowni, powiedział Young.
„Po przekroczeniu 80% robi się trudniej”, powiedział Young. „To jedno z największych pytań, jakie teraz mamy. Jakie są te niewiadome poza 80%, jakiego rodzaju technologii możesz potrzebować?”
Jaramillo, profesor Carnegie Mellon, powtórzył ocenę Younga, że gaz będzie prawdopodobnie potrzebny przez wiele lat, aby wesprzeć odnawialne źródła energii. Ale w pewnym momencie Stany Zjednoczone będą musiały przestać budować elektrownie gazowe, jednocześnie mniej eksploatując swoje istniejące obiekty, powiedziała.
Wskazała na badanie z 2019 r. w Nature, które oszacowało, że przyszłe emisje z istniejącej i proponowanej infrastruktury energetycznej na całym świecie przekroczyłyby budżet węglowy mający na celu zapobieżenie wzrostowi temperatury na świecie o więcej niż 1,5 stopnia Celsjusza.
Prawie połowa tych emisji pochodziła z elektrowni, choć duża część z nich była związana z nowymi elektrowniami węglowymi w Azji.
Jeśli Stany Zjednoczone zamkną swoje elektrownie węglowe, mają trzy opcje dalszej redukcji emisji: uruchomić elektrownie gazowe mniej, zainstalować wychwytywanie dwutlenku węgla lub wycofać je całkowicie, powiedziała Jaramillo.
„W którym momencie mówisz, że przekroczyliśmy most?”, powiedziała.
.