Standard statunitense sui carburanti rinnovabili: Sfide e opportunità sulla via della decarbonizzazione del settore dei trasporti

I biocarburanti potrebbero svolgere un ruolo chiave nella decarbonizzazione di segmenti del settore dei trasporti, ma è essenziale progettare le nostre politiche bioenergetiche in modo da garantire il loro beneficio globale per il clima. A tal fine, le politiche bioenergetiche, come il Renewable Fuel Standard, dovrebbero dare priorità a materie prime bioenergetiche compatibili con la produzione alimentare, indirizzare la bioenergia verso settori difficili da decarbonizzare e catalizzare la cattura e lo stoccaggio del carbonio negli impianti bioenergetici esistenti. 

Affinché gli Stati Uniti raggiungano emissioni nette pari a zero, è necessario decarbonizzare i trasporti, il principale responsabile delle emissioni di gas serra del Paese. La National Blueprint for Transportation Decarbonization (Piano nazionale per la decarbonizzazione dei trasporti ) evidenzia strategie come l'elettrificazione dei veicoli su strada, l'indirizzamento dei biocarburanti verso trasporti difficilmente decarbonizzabili e la cattura delle emissioni con la cattura e lo stoccaggio del carbonio. Tuttavia, le modifiche proposte dall'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente (EPA) allo Standard sui Combustibili Rinnovabili (RFS) continuano a indirizzare la bioenergia verso i veicoli leggeri su strada (che sono relativamente adatti all'elettrificazione) e mancano di un meccanismo che dia priorità alla bioenergia con cattura del carbonio rispetto a quella senza.  

Che cos'è il Renewable Fuel Standard?  

Il Congresso degli Stati Uniti ha istituito l'RFS nel 2005 e lo ha ampliato nel 2007 ("RFS2") con l'obiettivo di ridurre le emissioni di gas a effetto serra e la dipendenza dal petrolio straniero aumentando progressivamente i volumi di biocarburanti nei trasporti. In base all'RFS, chiunque produca o importi benzina o carburante diesel ("parti obbligate") deve miscelare una percentuale di biocarburanti nella propria fornitura di carburante o acquistare crediti (chiamati RIN o numeri di identificazione rinnovabili) per soddisfare il proprio obbligo di conformità.   

L'RFS suddivide i biocarburanti in quattro categorie - biocarburanti convenzionali, biocarburanti avanzati, diesel a base di biomassa e biocarburanti cellulosici - e stabilisce dei mandati di consumo annuali per ciascuna categoria. Le categorie si basano sul tipo di biocarburante e sulla riduzione delle emissioni di gas serra rispetto al petrolio: i carburanti delle categorie biocarburanti avanzati e diesel a base di biomassa devono ottenere una riduzione del 50% delle emissioni di gas serra nel ciclo di vita, i biocarburanti cellulosici devono ottenere una riduzione del 60% e i biocarburanti convenzionali - una categoria dominata dall'etanolo da mais - devono ottenere una riduzione del 20%. Secondo questa struttura, una volta che i produttori di biocarburanti superano le soglie del 20%, 50% o 60%, non ricevono alcun credito aggiuntivo per migliorare l'intensità di carbonio del biocarburante. Ad esempio, un impianto che produce un biocarburante avanzato che ottiene una riduzione del 50% delle emissioni di gas serra nel ciclo di vita rispetto alla benzina non ha alcun incentivo nell'ambito dell'RFS ad aumentare il livello di riduzione al 60% o al 70%; continuerà a generare lo stesso tipo di credito di conformità indipendentemente da ulteriori miglioramenti.  

Il Congresso intendeva che il programma aumentasse l'offerta di biocarburanti a 36 miliardi di galloni nel 2022 e che i biocarburanti cellulosici - che offrono i maggiori benefici in termini di gas serra e altri co-benefici ambientali non legati ai gas serra, come il miglioramento della qualità del suolo e dell'acqua - aumentassero fino a rappresentare il 44% del volume totale. Tuttavia, nel 2022, le parti obbligate hanno dichiarato circa 20 miliardi di galloni di carburante rinnovabile, di cui solo il 3% proveniente da biocarburanti cellulosici, molto al di sotto dei volumi previsti dal Congresso all'inizio del programma.  

Ci sono tre problemi significativi con l'RFS:  

1. I biocarburanti convenzionali ad alta intensità di terra e di risorse dominano l'RFS. Le parti obbligate soddisfano i volumi RFS principalmente con l'etanolo da mais, che ha rappresentato il 74% dei volumi di biocarburanti obbligatori nell'ambito del programma nel 2022. Secondo la norma proposta dall'EPA, l'etanolo da mais continuerebbe a rappresentare la maggior parte della conformità all'RFS, seguito dal diesel a base di biomassa. Il risultato è che i benefici per il clima sono inferiori a quelli previsti dal Congresso. Inoltre, sebbene il mais sia ad alto rendimento e gli agricoltori siano diventati incredibilmente efficienti nel produrlo, il mais è ancora un prodotto ad alta intensità di terra e di risorse che richiede input significativi ad alta intensità di gas serra, come i fertilizzanti prodotti con gas naturale di origine fossile. Nella bozza del Terzo Rapporto Triennale al Congresso, l'EPA documenta gli impatti negativi sulla qualità dell'aria, dell'acqua e del suolo e sui cambiamenti di destinazione d'uso dei terreni dovuti ai biocarburanti che derivano quasi esclusivamente dal mais per l'etanolo da mais e dalla soia per il biodiesel da soia, spesso coltivata in rotazione con il mais. 

2. L'RFS non incentiva i produttori di biocarburanti a ridurre le emissioni oltre le soglie del 20%, 50% e 60% di riduzione delle emissioni di gas serra. I punteggi dell'intensità di carbonio sono le emissioni di gas serra associate alla produzione e all'uso di un biocarburante per unità di energia utilizzabile nel biocarburante e dipendono dalle decisioni prese lungo la catena di approvvigionamento. A differenza degli standard sui carburanti basati sulle prestazioni (ad esempio, lo standard californiano sui carburanti a basse emissioni di carbonio), che incentivano i carburanti in base al loro punteggio di intensità di carbonio e forniscono un valore di mercato più elevato per i carburanti con un migliore punteggio di intensità di carbonio, l'RFS non spinge a migliorare oltre il superamento delle barre di riduzione delle emissioni di gas serra del 20%, 50% o 60%. Il punteggio dell'intensità di carbonio può essere migliore o peggiore a seconda del terreno utilizzato per coltivare i biocarburanti (ad esempio, l'abbattimento delle foreste per coltivare i biocarburanti o per coltivare i prodotti di base sostituiti dai biocarburanti peggiora l'intensità di carbonio), se viene utilizzata energia fossile o rinnovabile per alimentare la bioraffineria e se le bioraffinerie catturano i flussi di_CO2 sottoprodotti prodotti durante la produzione di biocarburanti e li immagazzinano permanentemente nel sottosuolo.  

3. L'RFS non dà priorità alla bioenergia per i settori difficili da decarbonizzare. Come sottolineato dal National Blueprint for Transportation Decarbonization, nel settore dei trasporti dobbiamo indirizzare i biocarburanti verso applicazioni che richiedono carburanti ad alta densità energetica e sono più difficili da elettrificare, come l'aviazione. L'RFS non incentiva l'uso dei biocarburanti nei settori difficili da decarbonizzare rispetto a quelli relativamente facili da elettrificare. Ad esempio, i produttori di biocarburanti possono produrre jet fuel alternativo (AJF) e diesel rinnovabile dalle stesse materie prime, ma l'AJF richiede più fasi di lavorazione, energia e costi. Nell'ambito dell'RFS, l'AJF riceve un valore di equivalenza inferiore rispetto al diesel rinnovabile (a causa del suo minore contenuto energetico). Di conseguenza, i produttori sono meno incentivati a dare priorità alla produzione di AJF per il settore dell'aviazione, difficile da decarbonizzare, rispetto al diesel rinnovabile per il trasporto su strada, più facilmente decarbonizzabile. Senza ulteriori incentivi che spingano la produzione di AJF rispetto al diesel rinnovabile, i produttori di biocarburanti continueranno a dare priorità alle materie prime AJF per il trasporto su strada, dove è meno utile. In assenza di una disponibilità illimitata di materie prime bioenergetiche, dobbiamo fare in modo che quelle che abbiamo siano utilizzate al meglio per raggiungere le emissioni nette zero.   

L'EPA sta valutando le modifiche da apportare all'RFS e sta ultimando la terza relazione triennale al Congresso sugli impatti ambientali del programma. CATF ha presentato commenti sulle modifiche proposte e sulla bozza di relazione.  

Ecco tre cose che l'agenzia può fare per migliorare l'RFS:  

1. Non aumentare i volumi di biocarburanti convenzionali ad alta intensità di terra e di risorse. L'EPA non dovrebbe aumentare gli incentivi per i biocarburanti ad alta intensità di terra e di risorse che comportano impatti ambientali dannosi e risultati climatici incerti. La letteratura scientifica riporta che l'intensità di carbonio dell'etanolo da mais varia da migliore a peggiore rispetto alla benzina. Inoltre, nella bozza del terzo Rapporto Triennale, l'EPA documenta gli impatti negativi dell'etanolo da mais sul suolo, sull'acqua, sulla qualità dell'aria e sui cambiamenti d'uso del territorio. Questi impatti possono essere significativi per le comunità locali e dannosi per gli ecosistemi già stressati. La competizione per la terra e le risorse per la produzione agricola sul territorio continuerà a crescere con l'aumento della popolazione globale e l'intensificarsi dei cambiamenti climatici. Dobbiamo prendere decisioni efficienti sull'uso migliore e più elevato di tali risorse. Le pratiche di conservazione e di migliore gestione agricola nei sistemi di produzione del mais e della soia possono contribuire a ridurre gli effetti negativi, e l'EPA sottolinea correttamente la necessità di integrare pratiche come la riduzione della lavorazione del terreno, le barriere ripariali e le colture di copertura nei sistemi di coltivazione del mais e della soia esistenti e di convertire le colture annuali in sistemi perenni per ridurre l'erosione del suolo, la perdita di nitrati e di fosforo.
   
   L'EPA potrebbe incentivare i biocarburanti ottenuti da materie prime erbacee perenni non dominanti e da colture invernali di copertura (colture non alimentari); ciò potrebbe anche contribuire a migliorare la qualità del suolo e dell'acqua e a ridurre le limitazioni del territorio e delle risorse, a seconda della loro gestione e dei terreni utilizzati per coltivare queste materie prime. Recentemente, Malone et al. (2023) hanno rilevato che le colture di copertura energetica - colture bioenergetiche coltivate su terreni che sono stagionalmente incolti e non competono con la produzione alimentare - in un'area di cinque stati del Midwest degli Stati Uniti potrebbero fornire 2,3 miliardi di galloni di biocarburante equivalente all'etanolo (più di tre volte la produzione di biocarburante cellulosico degli Stati Uniti nel 2022) e potrebbero sequestrare fino a 7,5 milioni di Mg di_CO2 all'anno, riducendo al contempo le perdite di nitrati e azoto nel Golfo del Messico.  

2. Incorporare i punteggi dell'intensità di carbonio nelle politiche sui biocarburanti e un'analisi delle emissioni di gas serra nel Rapporto triennale. L'EPA dovrebbe incentivare i biocarburanti a bassa intensità di carbonio rispetto a quelli ad alta intensità di carbonio, come l'etanolo da mais coltivato su terreni esistenti rispetto all'etanolo da mais coltivato su nuovi terreni o l'etanolo da mais con cattura e stoccaggio del carbonio rispetto all'etanolo da mais senza cattura del carbonio. La fermentazione dell'etanolo produce un flusso di_CO2 quasi puro e facilmente catturabile. Con l'aumento del valore dei crediti d'imposta per la cattura del carbonio nell'Inflation Reduction Act, vi è un maggiore incentivo economico per l'installazione della cattura del carbonio negli impianti di etanolo, che potrebbero teoricamente catturare 95 milioni di tonnellate di_CO2 generata dalla fermentazione nell'ambito di un mandato di 15 miliardi di galloni di etanolo da mais, equivalente alle emissioni di gas serra di oltre 20 milioni di veicoli a benzina guidati per un anno.
   
   Inoltre, poiché il Congresso ha creato l'RFS per ridurre le emissioni di gas serra, l'analisi dei gas serra associati all'RFS è essenziale per comprenderne gli impatti. Il Congresso ha ampiamente indicato all'EPA di esaminare triennalmente gli effetti ambientali dell'RFS e l'EPA dovrebbe includere le emissioni di gas serra nel suo rapporto triennale.   

3. Indirizzare la bioenergia verso settori difficili da decarbonizzare. La bioenergia sosterrà meglio la mitigazione dei cambiamenti climatici indirizzandola verso settori difficili da decarbonizzare per i quali sono necessari combustibili ad alta densità energetica, soprattutto perché le risorse bioenergetiche benefiche per il clima non sono illimitate. Meccanismi politici come standard settoriali per i combustibili puliti e crediti d'imposta mirati sono necessari per indirizzare le risorse bioenergetiche benefiche per il clima verso il loro uso migliore e più elevato.  

L'EPA deve finalizzare una norma che sia all'altezza degli obiettivi previsti dal Renewable Fuel Standard, che permetta di ottenere una maggiore dipendenza dai carburanti veramente puliti e che sostenga la strategia di decarbonizzazione dei trasporti dell'amministrazione.  

I biocarburanti possono aiutarci a raggiungere la decarbonizzazione del settore dei trasporti, ma le politiche devono essere concepite in modo da garantire un beneficio globale per il clima. L'RFS ha storicamente portato a un aumento dei carburanti con punteggi elevati di intensità di carbonio, impatti ambientali negativi più significativi e benefici climatici inferiori a quelli previsti dal Congresso.  

Le politiche per le bioenergie dovrebbero indirizzare le bioenergie verso settori difficilmente decarbonizzabili per massimizzare l'impatto sulla mitigazione dei cambiamenti climatici; incoraggiare materie prime vantaggiose per il clima rispetto ai biocarburanti convenzionali a base alimentare; promuovere politiche basate sulle prestazioni che si basano su punteggi di intensità di carbonio, come uno standard per i carburanti a basso o nullo contenuto di carbonio che raggiunga risultati vantaggiosi per l'ambiente e il clima.