Systemweite Emissionen und die Bedeutung der drei Säulen
Anforderung
Der Text von Abschnitt 45V verlangt eine Bewertung der systemweiten Emissionsauswirkungen bei der Beurteilung der Lebenszyklustreibhausgasemissionen.
Abschnitt 45V übernimmt ausdrücklich die Definition von "Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen" aus dem Clean Air Act (CAA), die sowohl "direkte Emissionen" als auch "signifikante indirekte Emissionen" umfasst, die mit dem gesamten Lebenszyklus der Kraftstoffherstellung zusammenhängen - einschließlich der Erzeugung, Gewinnung, Produktion und Verteilung von Rohstoffen.
In der CAA-Definition werden "erhebliche Emissionen aus Landnutzungsänderungen" als Beispiel für "erhebliche indirekte Emissionen" angeführt. Nehmen wir zum Beispiel den Renewable Fuel Standard, der dieselbe Definition von "Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen" verwendet wie Abschnitt 45V. Der Renewable Fuel Standard erhöht die Nachfrage nach Biokraftstoffen, was zu "erheblichen Emissionen aus Landnutzungsänderungen" führen kann, wenn landwirtschaftliche Betriebe von der Lieferung von Mais für den menschlichen Verzehr auf Mais für die Ethanolproduktion umstellen. Diese Umstellung führt dazu, dass andere Betriebe mehr Land abholzen, um die Lücken in der Nahrungsmittelnachfrage zu füllen. Auf diese Weise erhöht die Produktion von Biokraftstoffen die systemweiten Treibhausgasemissionen.
Genauso wie die EPA die systemweiten Auswirkungen der Landnutzungsemissionen berücksichtigen muss, die sich aus der Produktion eines Biokraftstoff-Rohstoffs (z. B. Mais) ergeben, muss das Finanzministerium die systemweiten Auswirkungen der Netzemissionen berücksichtigen, die sich aus der Produktion eines Wasserstoff-Rohstoffs (z. B. Strom) ergeben. Diese systemweiten Emissionen können entstehen durch (1) das Fehlen einer ausreichenden Versorgung mit sauberem Strom, um die neue Nachfrage von Elektrolyseuren zu decken, (2) den Verbrauch von Strom durch Elektrolyseure, wenn keine sauberen Ressourcen produziert werden, oder (3) die fehlende Möglichkeit, sauberen Strom an den Elektrolyseur zu liefern.
All diese Faktoren führen zu einer höheren Nachfrage im lokalen Stromnetz des Wasserstoffherstellers. Wird diese größere Nachfrage teilweise oder ganz mit emissionsintensiver fossiler Stromerzeugung gedeckt, so steigen die systemweiten Emissionen. Ohne zusätzliche Leitplanken wird ein Wasserstoffproduzent, der einen Elektrolyseur an das Netz anschließt, Wasserstoff mit systemweiten Emissionen von ~10-40 kgCO2e/kgH2 produzieren, was bis zu viermal höher ist als die konventionelle fossile Stromerzeugung und um Größenordnungen höher als die Werte des Abschnitts 45V.
Lösung
Die drei Säulen begrenzen die systemweiten Emissionen von elektrolytischem Wasserstoff.
Wenn ein Wasserstoffproduzent stattdessen sauberen Strom verwendet, der die "drei Säulen" (1) Inkrementalität, (2) stündliche Anpassung und (3) Lieferbarkeit einhält, wie in den vorgeschlagenen Leitlinien des Finanzministeriums dargelegt, können die systemweiten Emissionen nahe Null liegen. Wasserstoffprojekte müssen Energieattribut-Zertifikate kaufen und stilllegen, die: (1) von neu gebauten sauberen Stromerzeugern erzeugt werden (siehe Diskussion über mögliche alternative Erfüllungspfade hier); (2) in der gleichen Stunde erzeugt werden, in der der Wasserstofferzeuger den Strom zur Wasserstofferzeugung nutzt; und (3) in der gleichen Region wie die Wasserstofferzeugungsanlage erzeugt werden. Ohne Inkrementalität kann ein Projekt vorhandenen sauberen Strom aus dem Netz abziehen, so dass die Lücke teilweise oder ganz durch emissionsintensive fossile Erzeugung gefüllt wird. Ohne stündliche Anpassung können schmutzigere Erzeugungsquellen Strom für die Wasserstoffproduktion liefern, wenn keine saubere Energie verfügbar ist. Und ohne Lieferfähigkeit können Projekte sauberen Strom beanspruchen, der durch Netzbeschränkungen wie Engpässe blockiert ist, während er von näher gelegenen, schmutzigeren Erzeugern geliefert wird.
