Dai numeri: salvare la California da un'apocalisse energetica

Pochi giorni prima del fine settimana del Labor Day, il California Air Resources Board ha votato per vietare la vendita di automobili a benzina entro il 2035, chiudendo in prospettiva quella che è stata a lungo la "cultura dell'auto" a benzina più famosa in tutto il mondo. gli Stati Uniti. Più tardi quella stessa settimana, l'operatore della rete elettrica della California, noto come California Independent System Operator, ha emesso un avviso di imminente uso eccessivo della rete elettrica e ha chiesto a tutti i californiani che possiedono o gestiscono volontariamente veicoli elettrici di non caricarli dal 31 agosto al 6 settembre - essenzialmente, durante il fine settimana del Labor Day - o almeno non addebitarli tra le 4:00 e le 9:00. La giustapposizione di questi due eventi così vicini nel tempo non potrebbe essere più illustrativa della pianificazione fallita della California quando si tratta di passare a un ambiente energetico non alimentato da combustibili fossili.

Per cominciare, le restrizioni volontarie sopra descritte sulla ricarica dei veicoli elettrici potrebbero funzionare per coloro che utilizzano i loro veicoli elettrici su base discrezionale, ma poiché lo Stato si affretta a elettrificare praticamente tutto il resto e poiché grandi città come San Francisco e Berkeley ne vietano l'uso di gas naturale nella futura costruzione di edifici, le future sollecitazioni sulla rete elettrica possono avere, e avranno, conseguenze più profonde e drammatiche che non possono essere così facilmente migliorate chiedendo semplicemente ai volontari di non utilizzare o caricare i loro veicoli elettrici (o utilizzare l'elettricità per qualsiasi altri scopi consueti e spesso necessari).

Nel frattempo, alla fine della settimana, la California ha approvato un budget che impone nuove restrizioni alle trivellazioni di petrolio e gas, stanzia miliardi per programmi di energia pulita, sposta lo Stato verso una maggiore elettrificazione e impone alla California di ottenere il 90% della sua energia da fonti rinnovabili entro il 2030.

Data l'importanza di un'energia affidabile e conveniente per praticamente ogni aspetto della nostra vita quotidiana, potrebbe valere la pena provare a esaminare ciò di cui la California avrebbe effettivamente bisogno per raggiungere il suo obiettivo di essere uno stato alimentato dall'elettricità. In questo modo, possiamo "seguire la scienza" ed esaminare se esiste un percorso realistico e realizzabile verso la piena elettrificazione per la California, e in tal caso determinare cosa comporterebbe effettivamente, invece di offrire luoghi comuni e proiezioni ottimistiche che potrebbero non essere coerente con la realtà.

Di seguito è riportato un diagramma Sankey degli attuali input e output di energia della California. I dati provengono dal 2019, l'ultimo anno disponibile. Mostra quanto segue:

  • La California produce solo circa 596 trilioni di unità termiche britanniche (TBTTBT
    U) di energia elettrica. Il Golden State ne importa anche altri 258. Pertanto, il consumo elettrico totale della California è stato di 854 TBTU in tutte le aree.
  • Il trasporto consuma 3069 TBTU per produrre 644 TBTU di energia “utile”. La maggior parte di questa perdita è dovuta all'inefficienza dei motori a combustione interna (ICE) che perdono calore all'interno del motore e ad altre perdite meccaniche.
  • Solo 2.6 TBTU dei 3069 TBTU destinati ai trasporti provengono dall'energia elettrica. Ciò includerebbe tutti i treni, i tram, le automobili e altri mezzi di trasporto. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti stima un'efficienza dell'elettricità per guidare l'energia del 60% (gli ICE sono più vicini al 21%).
  • Supponendo che l'intero percorso del petrolio per i veicoli sia elettrico, senza variazioni nel traffico complessivo, possiamo stimare che la California abbia bisogno degli stessi 644 TBTU di energia utile. Con un'efficienza del 60%, ciò significa che la California ha bisogno di 644/0.60= 1073 TBTU di elettricità SOLO PER IL TRASPORTO.
  • Questo è un aumento di 1073-2.6 = 1071.4 TBTU nel consumo elettrico.
  • Questo è in aggiunta agli 854 TBTU già consumati, quindi (1071.4 + 854)/854 = 2.25 volte il consumo elettrico attuale.
  • Partendo dal presupposto che la California debba produrre così tanta elettricità per soddisfare il suo fabbisogno totale, stiamo parlando di un aumento di (1071.4+ 596)/ 596= 2.79 volte la produzione elettrica attuale.
  • Quindi, supponendo che la rete elettrica esistente della California sia in grado di gestire anche l'energia aggiuntiva (che, come visto nei giorni scorsi, è molto improbabile), la California deve aumentare radicalmente la sua produzione elettrica fino a oltre il doppio di quella che produce attualmente per generare energia elettrica sufficiente per soddisfare le sue esigenze future, soprattutto quando si passa a un ambiente per veicoli a motore non alimentato a benzina.

Ovviamente, è improbabile che queste ipotesi e gli attuali livelli di consumo di energia e trasporti rimarranno statici fino al 2035, quindi i pianificatori dovrebbero presumere che avrebbero bisogno di più energia di quella prevista in questi numeri per soddisfare la domanda elettrica nell'anno 2035. Come riferimento , tuttavia, l'ISO della California (cioè l'entità indipendente e regolamentata a livello federale che coordina la trasmissione regionale sulla rete elettrica) dovrebbe essere in grado di migliorare la rete elettrica in modo che possa, almeno, gestire questa quantità di energia e farlo in modo efficiente e in sicurezza. Questo probabilmente richiederebbe miliardi di dollari di nuovi investimenti.

Se tutto o anche la maggior parte di tutto ciò fosse fattibile, allora rimarrebbero due domande prioritarie sul perché e come potrebbe essere fatto:

In primo luogo, gli ambientalisti della California permetteranno persino di migliorare l'infrastruttura elettrica e la capacità di generazione dello Stato? Sembra strano porsi questa domanda, dato che l'intero motivo del passaggio all'elettricità è salvare la nostra ecologia e l'ambiente, ma questo è guardare le cose a un livello macro anziché a livello micro. Ogni aggiornamento pianificato della rete elettrica della California probabilmente dovrà affrontare l'opposizione ambientale locale, come quasi tutte le nuove infrastrutture. La classe politica californiana è disposta ad affrontare l'opposizione ambientale per un maggiore potenziale bene ambientale? A questo punto, ci sono poche prove che lo farà. In effetti, qualcosa del genere è accaduto di recente quando, nel 2021, gli ambientalisti del Maine e altri gruppi si sono opposti al piano del Massachusetts di installare una linea elettrica a lunga distanza nelle regioni remote del Maine per fornire energia idroelettrica rispettosa dell'ambiente dalla provincia del Quebec al Massachusetts ha votato a favore di un Referendum di stato per contrastare i piani del Massachusetts. Da allora la più alta corte del Maine ha dichiarato incostituzionale il referendum, ma resta il fatto che non ci si può aspettare che anche la comunità ambientale sostenga il miglioramento delle infrastrutture elettriche il cui obiettivo è facilitare la transizione dai combustibili fossili a forme molto più pulite di generazione di energia elettrica.

Secondo, e forse il più importante, come farà la California a generare quello straordinario aumento di elettricità? Il bilancio statale 2023 appena approvato richiede il 90% di produzione di energia da fonti rinnovabili entro il 2030, ma annulla anche la chiusura degli impianti nucleari del Diablo Canyon, la cui messa fuori servizio era prevista entro il 2025, ma solo fino al 2030, data obiettivo per il passaggio del 90% alle rinnovabili.

Quale sarà, dunque, la fonte di questo indiscutibilmente necessario incremento della produzione di energia elettrica? Lo Stato chiede che non si tratti di carbone o gas naturale. Invece, la risposta, sia per scelta che ora per mandato dello Stato della California, sono le energie rinnovabili come il solare e l'eolico. La California, ovviamente, possiede alcune delle condizioni più favorevoli per produrre entrambe le forme di energia rinnovabile. Tuttavia, l'idea che questo massiccio aumento della produzione elettrica proverrà solo da fonti rinnovabili nei prossimi otto anni sembra essere una forzatura, ed è difficile vedere come questo possa rispondere alla questione dell'affidabilità. Quello di cui stiamo parlando è un cambiamento politico, sociale ed economico nel nostro stato più popolato su una scala e in un lasso di tempo che non è mai stato tentato prima. È razionale essere scettici sulle possibilità della California di farcela.

Tuttavia, speriamo sinceramente che la California abbia successo. Siamo tutti d'accordo sul fatto che passare il più rapidamente possibile a fonti di energia più pulite non è solo una buona politica, ma è anche una questione di necessità, soprattutto considerando le devastazioni sempre più evidenti del cambiamento climatico. Tuttavia, farlo principalmente per decisione del governo con apparentemente poco pensiero che lo precede e senza un vero piano su come sarà realizzato è raramente una ricetta per il successo. In altre parole, volere – o in questo caso decretare – non lo rende tale. Forse un'alternativa sarebbe quella di controllare i numeri, seguire la scienza per scoprire cosa dobbiamo effettivamente fare e come potremmo effettivamente essere in grado di arrivarci, e poi cercare di radunare la volontà politica per farlo. Ciò richiederà molti sacrifici e compromessi in tutto lo spettro politico ed economico e non esiste una scorciatoia per farlo. Meglio iniziare ora.

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Fonte: https://www.forbes.com/sites/danielmarkind/2022/09/08/by-the-numberssaving-california-from-an-energy-apocalypse/