E o que isso significa para nossas metas de eletrificação de veículos?
Uma crise humanitária na Ucrânia. Preços recordes da gasolina. Um novo relatório do IPCC pedindo ação climática ou então. Se você dirige um veículo movido a combustível fóssil (FFV), agora tem alguns motivos intensos para reconsiderar a escolha do combustível do seu veículo.
Fonte: TechCrunch
Esperamos que a situação geopolítica melhore nos próximos meses. Mas a crise climática não vai a lugar nenhum. Portanto, agora é um bom momento para nos concentrarmos em nossas metas de eletrificação de veículos. E comprometa-se a manter essa pressão política, mesmo quando Putin e os altos preços da gasolina saírem das manchetes.
A dificuldade de impulsionar a penetração no mercado de veículos elétricos (EV) depende em parte de quanto peso de carbono reduziremos se atingirmos nossas metas de EV. É relativamente simples contar as emissões de GEE evitadas ao retirar os FFVs das estradas. A contabilização dos aumentos compensatórios nas emissões causadas por VEs é mais complicada.
Dois novos artigos se posicionam sobre como devemos estimar os impactos das emissões do setor elétrico da eletrificação de veículos. Como costuma acontecer, economistas e engenheiros discordam. Nesse caso, espero que os engenheiros estejam certos.
Quantas toneladas de carbono há em uma milha EV?
Os impactos de GEE da direção EV dependem muito da intensidade de carbono da rede à qual você está conectado. Para converter seus kWhs em emissões de carbono, você pode usar uma intensidade média de carbono. Uma rápida pesquisa no Google dirá que os geradores de eletricidade dos EUA emitem cerca de 0,85 libras de CO2 por kWh gerado em média. Fácil.
Mas seu amigo economista apontará que colocar mais um VE na estrada afeta a produção de eletricidade na margem. Então, ela explicará, você deve pensar na intensidade das emissões de GEE do gerador marginal que aumentou para atender à sua demanda de EV.
Obrigado, econ-amigo. Mas que diferença realmente fará se eu usar uma média fácil versus essa taxa de emissão marginal mais difícil de definir? Este é o ponto de partida para um novo artigo escrito por uma equipe de grandes economistas ambientais que chamaremos de HKMY (Stephen Holland, Matt Kotchen, Erin Mansur e Andrew Yates).
Opinião dos economistas
HKMY começa com alguns gráficos interessantes para mostrar como a intensidade média de carbono da geração de eletricidade nos EUA caiu cerca de 28% desde 2010 (linha verde), enquanto a taxa de emissões marginais aumentou 7% (linha azul).
Uma implicação infeliz: enquanto o grid está ficando mais verde, meu EV está dirigindo mais sujo! O gráfico abaixo mostra como nossas taxas marginais de emissões estão aumentando.
O que está impulsionando esse aumento? Vários fatores (por exemplo, preços baixos do gás natural, aumento do investimento em energia renovável) estão empurrando as usinas a carvão para as margens do mercado, mas não totalmente fora do mercado. As usinas de carvão são cada vez mais as que respondem às mudanças na demanda.
A HKMY argumenta que essa lacuna cada vez maior entre as taxas médias e marginais de emissões tem implicações importantes sobre como avaliamos os impactos das emissões de nossas políticas de veículos elétricos. Eles usam a meta de EV de Biden - 50% das vendas de carros novos até 2030 - como exemplo. Eles assumem que atingir essa meta aumentaria a demanda de eletricidade em 2030 em aproximadamente 176 TWh. Eles estimam as emissões de GEE do aumento da rede causadas por esse aumento de demanda usando (1) a taxa média de emissões da rede e (2) suas estimativas de taxa de emissões marginais, respectivamente.
Os aumentos de emissões de GEE estimados usando sua taxa marginal preferida são significativamente (mais de 50 por cento) maiores do que os aumentos de emissões implícitos pela taxa média. Eles concluem que usar uma intensidade média de emissões, versus a taxa marginal de emissões, “irá produzir uma previsão significativamente superotimista dos benefícios da redução de emissões de GEE”.
Eu realmente gosto deste papel. Mas eu não amo essa piada. A taxa marginal de emissões favorecida pelo HKMY é uma estimativa muito precisa e confiável de como um aumento incremental na demanda aumenta as emissões do setor elétrico, mantendo fixa a estrutura do sistema de energia. Este é o número certo para estimar as emissões de carregar meu Chevy Bolt hoje. Mas não estou convencido de que seja o número que deveríamos usar para estimar as implicações de emissões de cobrar 50 milhões de novos VEs em 2030 e além.
Um aumento previsto de demanda de eletricidade de 4 a 5% na próxima década poderia facilmente induzir novos investimentos em capacidade e mudanças operacionais não marginais. Antecipar essa resposta – e o que ela pode implicar para as emissões de GEE – requer otimização detalhada da rede e modelagem de despacho. Economistas – inclusive eu – estão ficando enjoados só de pensar em todas as suposições que esse tipo de modelagem exige. Então é aqui que entram os engenheiros.
Opinião dos engenheiros
O ponto de partida para este novo artigo de Pieter Gagnon e Wesley Cole do NREL é que (1) o sistema de energia de amanhã será diferente de hoje e (2) um aumento significativo na eletrificação de veículos fará com que os planejadores do sistema de energia façam investimentos adicionais e mudanças operacionais. Eles usam um modelo de expansão de capacidade para prever o planejamento e as operações do sistema de energia de longo prazo em um cenário de linha de base. Eles então perguntam (o modelo) como as emissões do sistema mudariam com um aumento permanente de 5% na demanda de eletricidade (muito próximo da mudança de carga total usada pelo HKMY).
Se considerarmos suas projeções de como um aumento de 5% na demanda de eletricidade aumentará as emissões como a “verdade” – um salto de fé – podemos perguntar o quão perto chegamos dessa verdade usando diferentes abordagens contábeis. Além das duas abordagens consideradas pela HKMY, a G&C apresenta uma terceira via. Eles calibram uma taxa de emissões marginais de “longo prazo” que captura (de forma baseada em modelo) como o aumento da demanda mudará as emissões por meio de mudanças na estrutura e nas operações da rede.
A G&C descobre que os cálculos que usam a taxa média de emissões do ano base ficam muito mais próximos das emissões "verdadeiras" (modeladas) do que a taxa marginal endossada pelo HKMY, porque seu modelo prevê que a carga EV induzirá mais investimento em zero -geração de carbono. Sua taxa marginal de emissões de longo prazo (LRMER) tem o melhor desempenho de todos. Para fazer uma comparação grosseira, usei um NREL LRMER para aproximar o impacto anual das emissões de 51 milhões de EVs na estrada até 2030. A figura abaixo contrasta essas estimativas.
Observações: Este gráfico resume o impacto anual estimado das emissões de GEE de 51 M EVs - a meta aproximada de 2030 - usando a estimativa da HKMY do aumento da demanda de eletricidade (176 TWh). A barra azul usa a taxa média da rede HKMY de 2019; a barra vermelha usa a taxa de emissões marginais HKMY de 2019. A barra verde usa um LRMER que assume o cenário NREL “mid-case”.
Uma ressalva com esta abordagem LRMER é que o modelo de otimização de rede subjacente faz muitas suposições sobre custos futuros de tecnologia, operações de rede, etc. Por exemplo, assume que os aumentos de carga são perfeitamente antecipados e planejados de maneira ideal. As respostas do mundo real aos aumentos da demanda de eletricidade certamente serão mais confusas. Dito isso, usar a taxa marginal estimada por HKMY assume que os aumentos de carga não são planejados, o que também parece improvável.
EVs moverão várias margens
Uma grande vantagem da abordagem da HKMY é que eles usam dados reais que capturam mudanças no funcionamento real da rede elétrica do mundo real. A desvantagem é que suas estimativas assumem que planejadores, operadores e investidores não mudam seu comportamento quando veem 50 milhões de novos VEs chegando online. Os engenheiros estão mais otimistas - ou realistas? - sobre a capacidade da grade de planejar e responder de maneira ideal.
Quem acertou? Realmente depende de onde vamos a partir daqui. Se ficarmos de braços cruzados enquanto os novos EVs se conectam à rede, a suposta complacência dos economistas será confirmada e os impactos climáticos da eletrificação dos veículos serão insuficientes.
Economistas e engenheiros podem concordar sobre a importância de fazer investimentos simultâneos em uma rede elétrica mais limpa e ecológica para otimizar os impactos climáticos da adoção de VEs. Se pudermos nos reunir para coordenar investimentos de rede mais limpos (renováveis e armazenamento!)
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Citação sugerida: Fowlie, Meredith. 11/04/se-a-grade-está-ficando-maisverde-como-pode-evs-estar-dirigindo-mais sujo/
