¿Y qué significa esto para nuestros objetivos de electrificación de vehículos?
Una crisis humanitaria en Ucrania. Precios récord de la gasolina. Un nuevo informe del IPCC instando a la acción climática o de lo contrario. Si conduce un vehículo de combustible fósil (FFV), ahora tiene algunas razones intensas para reconsiderar la elección del combustible de su vehículo.
Fuente: TechCrunch
Todos esperamos que la situación geopolítica mejore en los próximos meses. Pero la crisis climática no va a ninguna parte. Así que ahora es un buen momento para apoyarnos en nuestros objetivos de electrificación de vehículos. Y comprométase a mantener esta política de presión, incluso cuando Putin y los altos precios de la gasolina no aparezcan en los titulares.
La dificultad para impulsar la penetración en el mercado de los vehículos eléctricos (EV) depende en parte de la cantidad de carbono que reduciremos si cumplimos con nuestros objetivos de EV. Es relativamente sencillo contar las emisiones de GEI evitadas al sacar las FFV de las carreteras. La contabilización de los aumentos de compensación en las emisiones causadas por vehículos eléctricos es más complicada.
Dos nuevos documentos toman una posición sobre cómo deberíamos estimar los impactos de las emisiones del sector eléctrico de la electrificación de vehículos. Como suele ser el caso, los economistas y los ingenieros no están de acuerdo. En este caso, espero que los ingenieros tengan razón.
¿Cuántas toneladas de carbono en una milla EV?
Los impactos de GEI de la conducción de vehículos eléctricos dependen en gran medida de la intensidad de carbono de la red a la que está conectado. Para convertir sus kWh en emisiones de carbono, podría usar una intensidad de carbono promedio. Una búsqueda rápida en Google le dirá que los generadores de electricidad de EE. UU. emiten alrededor de 0,85 libras de CO2 por kWh generado en promedio. Fácil.
Pero su amigo economista señalará que poner un EV más en el camino afecta la producción de electricidad en el margen. Por lo tanto, explicará, en su lugar, debería pensar en la intensidad de las emisiones de GEI del generador marginal que aumentó para satisfacer su demanda de EV.
Gracias, eco-amigo. Pero, ¿cuán grande será realmente la diferencia si uso un promedio fácil versus esta tasa de emisiones marginales más difícil de precisar? Este es el punto de partida de un nuevo artículo escrito por un equipo de grandes economistas ambientales que llamaremos HKMY (Stephen Holland, Matt Kotchen, Erin Mansur y Andrew Yates).
La opinión de los economistas
HKMY comienza con algunos gráficos geniales que muestran cómo la intensidad de carbono promedio de la generación de electricidad en los EE. UU. ha caído alrededor de un 28 % desde 2010 (línea verde), mientras que la tasa marginal de emisiones ha aumentado un 7 % (línea azul).
Una implicación desafortunada: mientras la red se ha vuelto más ecológica, ¡mi vehículo eléctrico ha estado conduciendo más sucio! El siguiente gráfico muestra cómo nuestras tasas marginales de emisiones han ido aumentando.
¿Qué está impulsando este aumento? Una serie de factores (por ejemplo, los bajos precios del gas natural, el aumento de la inversión en energías renovables) están empujando a las plantas de carbón a los márgenes del mercado, pero no fuera del mercado por completo. Las plantas de carbón son cada vez más las que responden a los cambios en la demanda.
HKMY argumenta que esta brecha cada vez mayor entre las tasas de emisiones promedio y marginales tiene implicaciones importantes en la forma en que evaluamos los impactos de emisiones de nuestras políticas de vehículos eléctricos. Utilizan el objetivo EV de Biden, el 50% de las ventas de automóviles nuevos para 2030, como ejemplo. Suponen que alcanzar este objetivo aumentaría la demanda de electricidad en 2030 en ~176 TWh. Estiman las emisiones de GEI del aumento de la red causado por este aumento de la demanda usando (1) la tasa de emisiones promedio de la red y (2) sus estimaciones de tasa de emisiones marginales, respectivamente.
Los aumentos de emisiones de GEI estimados usando su tasa marginal preferida son significativamente (más del 50 %) mayores que los aumentos de emisiones implícitos en la tasa promedio. Concluyen que el uso de una intensidad de emisiones promedio, versus la tasa de emisiones marginales, “producirá un pronóstico significativamente demasiado optimista de los beneficios de reducción de emisiones de GEI”.
Me gusta mucho este artículo. Pero no me encanta este remate. La tasa de emisiones marginales favorecida por HKMY es una estimación muy precisa y creíble de cómo un aumento incremental en la demanda aumenta las emisiones del sector eléctrico, manteniendo fija la estructura del sistema eléctrico. Este es el número correcto para estimar las emisiones de la carga de mi Chevy Bolt hoy. Pero no estoy convencido de que sea el número que deberíamos usar para estimar las implicaciones de emisiones de cargar 50 millones de vehículos eléctricos nuevos en 2030 y más allá.
Un aumento anticipado de la demanda de electricidad del 4 al 5 por ciento durante la próxima década podría inducir fácilmente nuevas inversiones en capacidad y cambios operativos no marginales. Anticipar esta respuesta, y lo que podría implicar para las emisiones de GEI, requiere una optimización detallada de la red y un modelo de despacho. Los economistas, incluido yo mismo, se están mareando solo de pensar en todas las suposiciones que requiere este tipo de modelado. Así que aquí es donde entran los ingenieros.
La opinión de los ingenieros
El punto de partida de este nuevo artículo de Pieter Gagnon y Wesley Cole de NREL es que (1) el sistema eléctrico del mañana será diferente al actual y (2) un aumento significativo en la electrificación de los vehículos hará que los planificadores del sistema eléctrico tomen inversiones adicionales y cambios operativos. Utilizan un modelo de expansión de capacidad para predecir la planificación y las operaciones del sistema de energía a largo plazo en un escenario de referencia. Luego preguntan (al modelo) cómo cambiarían las emisiones del sistema con un aumento permanente del 5% en la demanda de electricidad (muy cerca del cambio de carga total utilizado por HKMY).
Si tomamos sus proyecciones de cómo un aumento de la demanda de electricidad del 5 % aumentará las emisiones como la "verdad" (un acto de fe), entonces podemos preguntar qué tan cerca estamos de esta verdad utilizando diferentes enfoques contables. Además de los dos enfoques considerados por HKMY, G&C presenta una tercera vía. Calibran una tasa de emisiones marginales de "largo plazo" que captura (de una manera basada en un modelo) cómo el aumento de la demanda cambiará las emisiones a través de cambios en la estructura y las operaciones de la red.
G&C encuentra que los cálculos que utilizan la tasa de emisiones promedio del año base se acercan mucho más a las emisiones "verdaderas" (modeladas) que la tasa marginal respaldada por HKMY porque su modelo predice que la carga EV inducirá más inversión en cero -generación de carbono. Su tasa de emisiones marginales a largo plazo (LRMER) es la que mejor se desempeña. Para hacer una comparación aproximada, utilicé un LRMER NREL para aproximar el impacto de las emisiones anuales de 51 millones de vehículos eléctricos en las carreteras para 2030. La siguiente figura contrasta estas estimaciones.
Notas: este gráfico resume el impacto anual estimado de las emisiones de GEI de 51 millones de vehículos eléctricos (el objetivo aproximado para 2030) usando la estimación de HKMY del aumento de la demanda de electricidad (176 TWh). La barra azul usa la tarifa promedio de la red de HKMY de 2019; la barra roja utiliza la tasa marginal de emisiones HKMY de 2019. La barra verde utiliza un LRMER que asume el escenario de "caso intermedio" de NREL.
Una advertencia con este enfoque LRMER es que el modelo de optimización de la red subyacente hace muchas suposiciones sobre los costos futuros de la tecnología, las operaciones de la red, etc. Por ejemplo, asume que los aumentos de carga se anticipan perfectamente y se planifican de manera óptima. Las respuestas del mundo real a los aumentos de la demanda de electricidad seguramente serán más complicadas. Dicho esto, el uso de la tasa marginal estimada por HKMY supone que no se planean aumentos de carga en absoluto, lo que también parece poco probable.
Los EV se moverán múltiples márgenes
Una gran ventaja del enfoque de HKMY es que utilizan datos reales que capturan los cambios en el funcionamiento real de la red eléctrica del mundo real. La desventaja es que sus estimaciones asumen que los planificadores, operadores e inversores no cambian su comportamiento cuando ven 50 millones de nuevos vehículos eléctricos en línea. Los ingenieros son más optimistas (¿o realistas?) sobre la capacidad de la red para planificar y responder de manera óptima.
¿Quién lo hizo bien? Realmente depende de a dónde vayamos desde aquí. Si nos quedamos de brazos cruzados mientras los nuevos vehículos eléctricos se conectan a la red, la supuesta complacencia de los economistas se confirmará y los impactos climáticos de la electrificación de los vehículos no serán suficientes.
Los economistas e ingenieros pueden estar de acuerdo en la importancia de realizar inversiones simultáneas en una red más limpia y ecológica para optimizar los impactos climáticos de la adopción de vehículos eléctricos. Si podemos unirnos para coordinar inversiones en redes más limpias (¡energías renovables y almacenamiento!) y operaciones (respuesta de la demanda e incentivos de carga inteligente) con anticipación, las reducciones de GEI realizadas se acercarán a, o incluso superarán, la visión de los ingenieros.
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Cita sugerida: Fowlie, Meredith. “If the Grid is Getting Greener, How Can EVs Be Driving Dirtier?” Blog del Energy Institute, UC Berkeley, 11 de abril de 2022, https://energyathaas.wordpress.com/2022/ 11/04/si-la-red-se-está-volviendo-más-verde-cómo-puede-evs-conducir-más-sucio/
