Energia senza carbonio 24/7: come l'Europa può e deve garantire elettricità pulita 24 ore su 24

Entro la metà del secolo, si prevede che l'Europa avrà una rete elettrica da tre a quattro volte più grande di quella attuale, e l'elettricità costituirà un vettore di decarbonizzazione fondamentale. Per garantire la sicurezza energetica, la riduzione delle emissioni e la crescita economica, l'Europa deve rivedere la propria strategia di decarbonizzazione dell'energia elettrica per puntare a un'energia senza carbonio 24/7. 

Energia senza emissioni di carbonio 24/7 significa che ogni chilowattora di consumo di elettricità verrebbe soddisfatto con fonti di elettricità senza emissioni di carbonio, ogni ora di ogni giorno, ovunque. L'energia senza carbonio 24/7 è lo stato finale di un sistema elettrico completamente decarbonizzato e il suo raggiungimento richiede un approccio trasformativo all'approvvigionamento energetico, alla fornitura e alla progettazione delle politiche.  

Per fornire energia senza emissioni di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, l'Europa deve investire nella commercializzazione delle tecnologie pulite di prossima generazione, creare un mercato dell'elettricità in grado di fornire forniture affidabili e resilienti di elettricità senza emissioni di carbonio e migliorare le regole di contabilizzazione delle emissioni di carbonio in modo che gli acquisti di energia contribuiscano agli investimenti nelle tecnologie pulite di prossima generazione. 

Molti studi hanno dimostrato che l'energia rinnovabile variabile da sola non sarà sufficiente a fornire una rete decarbonizzata senza compromettere l'affidabilità e i costi. Come ha riassunto il nostro collega Leslie Abrahams all'inizio di quest'anno, "l'eolico, il solare e l'accumulo di batterie saranno probabilmente una pietra miliare di questa futura rete elettrica ampliata, ma probabilmente non potremo fare affidamento solo su questi elementi, in quanto dipendono dalle condizioni atmosferiche - variando la produzione di un fattore di due o più a seconda dell'ora, del giorno e della stagione - enon sono disponibili su richiesta per soddisfare il carico di elettricità".  

Gli studi hanno confermato che abbiamo bisogno di tecnologie energetiche "clean firm" (cioè a zero o bassissimo contenuto di carbonio) per bilanciare le energie rinnovabili dipendenti dal clima, soprattutto su scale temporali settimanali, mensili e stagionali. Attualmente, per bilanciare questa variabilità, vengono utilizzati soprattutto i combustibili fossili non consumati e dobbiamo sostituire questa fonte ad alte emissioni con alternative prive di emissioni di carbonio. Aumentare la diffusione reale delle tecnologie pulite è un imperativo, in particolare per l'Europa che vuole diversificare le forniture energetiche e garantire la sicurezza energetica. Entro il 2035, McKinsey stima che, anche in una rete dominata dalle energie rinnovabili, l'Europa avrà bisogno di oltre 100 GW per mantenere l'affidabilità e ridurre i costi. I responsabili politici europei devono aggiornare le loro strategie per riflettere le esigenze di un sistema energetico pulito che consenta la completa decarbonizzazione dei sistemi elettrici in modo pratico. 

Consentire la commercializzazione di tecnologie emergenti per l'energia senza carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Il 24/7 Carbon-Free Energy Compact, guidato dalle Nazioni Unite e al quale CATF ha aderito come prima ONG, ha concluso che "grazie ai notevoli progressi in corso nel campo dell'energia pulita e delle tecnologie abilitanti, la transizione verso un settore elettrico completamente decarbonizzato è possibile".Tuttavia, l'opzionalità e l'ammissibilità delle tecnologie rimangono limitate in tutta Europa e la diffusione delle tecnologie emergenti rimane bassa. 

Il primo passo verso un'energia priva di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, consiste nell'aumentare il numero di opzioni tecnologiche pulite disponibili. A tal fine, è fondamentale una pianificazione proattiva della diffusione delle tecnologie per garantirne la commercializzazione. Una rete pulita, affidabile e resiliente richiede un portafoglio diversificato di tecnologie energetiche pulite. Esiste un elenco relativamente breve di opzioni che svolgono questo ruolo: oggi abbiamo l'energia nucleare convenzionale e di prossima generazione o la cattura e lo stoccaggio dell'anidride carbonica nelle centrali elettriche fossili; e ci sono tecnologie potenziali come la geotermia da rocce superhot e l'energia di fusione che potrebbero rientrare in questa categoria se scalate in futuro. Oltre a queste tecnologie di generazione di energia, lo stoccaggio di lunga durata e per più settimane - se dimostrato a costi ragionevoli - potrebbe essere utile per fornire energia a zero emissioni di carbonio 24 ore su 24 in tutte le stagioni. 

Alcune tecnologie pulite in fase iniziale stanno ancora affrontando la proverbiale "valle della morte", ovvero il vuoto di finanziamenti che si profila tra la fase dimostrativa di una tecnologia e la sua diffusione su larga scala. L'Europa, insieme ad altri partner globali, deve portare queste tecnologie a un punto di decollo, in cui possano scalare in modo sostanziale e consentire la produzione di energia senza emissioni di carbonio 24 ore su 24 e 7 giorni su 7.

Per raggiungere questo futuro, l'Europa deve rafforzare la sua politica di innovazione. Ciò include la diversificazione dell'innovazione tecnologica, l'adozione di opzioni, il superamento del divario tra sviluppo e dimostrazione, il superamento delle barriere ecosistemiche affrontando le esigenze di infrastrutture abilitanti (ad esempio, condotte e stoccaggio di CO2, trasmissione e altro) con una pianificazione e un coordinamento proattivi, nonché il sostegno ai Paesi extraeuropei nella pianificazione e nella diffusione di tecnologie senza emissioni di carbonio.  

Una riforma completa della struttura del mercato dell'elettricità per sostenere l'energia senza carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7. 

Il secondo passo per garantire una rete pulita è la progettazione di un mercato dell'elettricità che supporti l'energia senza emissioni di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7. 

Nel marzo 2023, la Commissione europea ha pubblicato una bozza di riforma della struttura del mercato dell'energia elettrica in risposta ai prezzi elevati dell'elettricità causati dall'invasione russa dell'Ucraina.Sebbene l'attuale riforma miri giustamente a migliorare la capacità dei clienti di coprire i costi utilizzando i contratti, essa non affronta lacune strutturali molto più significative relative all'incentivazione competitiva dell'energia pulita e delle tecnologie di stoccaggio a lunga durata per garantire l'affidabilità con l'aumento delle energie rinnovabili. Se l'Europa vuole seriamente garantire una rete elettrica affidabile e a basso costo che fornisca energia pulita 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in tutte le stagioni, è necessaria una riforma a prova di futuro. 

Per sostenere lo sviluppo di una generazione pulita stabile, è sempre più diffusa l'idea che un mercato di sola energia basato sulla compensazione dei prezzi del costo marginale a breve termine (come avviene oggi in gran parte dell'Europa) non sia in grado di garantire livelli adeguati di investimenti di capitale, perché il recupero dei costi di capitale è incerto quando gli unici flussi di entrate sono incerti e spesso volatili, come è stato dimostrato dai mercati dell'elettricità. Imercati ibridi (contenenti mercati a breve e a lungo termine, che riconoscono e forniscono una compensazione certa per il valore dell'energia pulita sempre disponibile) possono contribuire in modo significativo a ridurre il rischio di investimenti per le tecnologie necessarie a bilanciare le fonti rinnovabili, come il nucleare, la geotermia, la cattura e lo stoccaggio del carbonio e lo stoccaggio di lunga durata, e hanno dimostrato di funzionare nei mercati statunitensi.  

Per garantire che i mercati siano in grado di sostenere l'energia senza carbonio 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, la Commissione e/o gli Stati membri devono redigere una guida per la progettazione di meccanismi di remunerazione della capacità a lungo termine. Tale progettazione deve garantire che i meccanismi di capacità siano competitivi, tecnologicamente neutri e consentano un sostegno a lungo termine alle risorse di generazione e di stoccaggio pulite e affidabili, in grado di sostenere gli investimenti.Infine, un'autorità a livello europeo deve essere incaricata di valutare il valore di affidabilità dei vari tipi di risorse pulite su base annuale, per garantire che le tecnologie siano compensate in modo equo e assicurare l'adeguatezza delle risorse.  

Contabilità per incentivare l'energia priva di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, attraverso mercati di approvvigionamento anticipato volontario.  

Le due riforme di cui sopra riguardano l'infrastruttura di mercato di base che consentirà la commercializzazione della decarbonizzazione 24/7 attraverso il mandato. Inoltre, negli ultimi anni, l'acquisto anticipato volontario di energia pulita da parte delle imprese e gli appalti pubblici hanno rappresentato un fattore positivo per l'energia pulita nell'UE, coprendo il "premio verde" per l'energia che non è fornita da fonti fossili inattive. Le imprese dell'UE stipulano PPA, accelerando così l'adozione di opzioni tecnologiche pulite.  

Tuttavia, la stragrande maggioranza degli acquisti è consistita nell'acquisto di "crediti di energia rinnovabile" che equivalgono al fabbisogno energetico annuale totale dell'acquirente, ma non corrispondono alla tempistica o al luogo di consumo dell'acquirente. Di conseguenza, il potenziale degli acquisti aziendali non è ancora pienamente sfruttato. 

Pertanto, il passo finale consiste nel modificare le regole di contabilizzazione delle emissioni di carbonio in modo che l'approvvigionamento volontario di energia sul mercato anticipato crei i segnali di mercato per l'energia pulita 24 ore su 24, per tutte le stagioni - non solo per l'energia variabile quando è disponibile - e contribuisca agli investimenti nelle tecnologie pulite di prossima generazione che possono essere fornite al carico in tutti i luoghi e in ogni momento.  

Attualmente, le regole seguite dalle aziende non misurano accuratamente le emissioni associate agli acquisti legati alla tempistica e al luogo di utilizzo dell'elettricità da parte dell'acquirente. Piuttosto, gli acquirenti seguono le regole stabilite nel quadro di contabilizzazione dei gas serra (GHG) del quadro volontario gestito dalle ONG: il Protocollo GHG.  

La sezione del Protocollo sui gas serra che regola le emissioni derivanti dall'uso dell'elettricità (nota come Ambito 2) è fondamentalmente difettosa. L'attuale sistema di contabilizzazione e rendicontazione, basato sull'acquisto annuale di certificati energetici e sul consumo annuale di un'azienda attraverso ampi confini geografici, può facilmente portare a inventari di emissioni molto ridotti o nulli (definiti "emissioni di mercato dell'Ambito 2") ed essere interpretato per sostenere le dichiarazioni di un'azienda di "utilizzare il 100% di energia rinnovabile". Poiché questo sistema non prende in considerazione né i tempi né la disponibilità di forniture pulite per un acquirente, non coglie il valore di sistema della generazione continua e dispacciabile priva di carbonio e delle risorse di bilanciamento necessarie per raggiungere gli obiettivi netti a zero. Al contrario, attribuisce lo stesso credito alle transazioni di acquisto di energia elettrica, indipendentemente dalla misura in cui tali transazioni hanno effettivamente modificato l'energia elettrica che l'acquirente utilizza per servire il proprio carico. Di conseguenza, gli acquirenti sono incentivati e premiati per gli acquisti che non riescono a catturare il massimo livello di benefici per il clima. 

Questa opportunità mancata di allineare il potere della domanda degli acquirenti con la decarbonizzazione della rete ha un costo enorme per gli obblighi di decarbonizzazione condivisi. 

L'approvvigionamento di energia carbon-free 24/7, invece, comporta una contabilità granulare, ora per ora, che supporterà lo sviluppo di un mix diversificato di risorse fisse e variabili necessarie per bilanciare la fornitura di energia carbon-free con il consumo in tutti i luoghi e in ogni momento. L'approvvigionamento di energia priva di carbonio per soddisfare i consumi 24 ore su 24, 7 giorni su 7, richiederà il passaggio dai dati annuali a quelli relativi ai consumi, alle forniture e ai fattori di emissione. La contabilizzazione 24/7 richiederà anche confini di mercato più granulari per far sì che la fornitura di energia carbon-free acquistata rifletta meglio la "consegnabilità" al luogo di consumo del cliente.  

Grazie a questo livello di contabilità 24/7 e alla certificazione energetica carbon-free, è più probabile che un'azienda che acquista certificati energetici contribuisca effettivamente alla decarbonizzazione della rete locale.  

Sintesi 

Se l'Europa vuole garantire la sicurezza elettrica e la decarbonizzazione in modo efficace dal punto di vista dei costi, i responsabili politici devono: 

1. Collaborare con le parti interessate per progettare un quadro politico per l'innovazione che pianifichi la commercializzazione e la diffusione delle tecnologie di prossima generazione, la realizzazione delle relative infrastrutture abilitanti (ad esempio, trasmissione, trasporto e stoccaggio dell'idrogeno e dell'anidride carbonica) e che garantisca l'aumento di scala dei progetti di tecnologia pulita, consentendo così di ridurre i costi. È importante che la pianificazione preveda le esigenze oltre il 2030 per consentire gli investimenti al ritmo necessario per raggiungere i nostri obiettivi. I responsabili politici devono concentrarsi non solo sugli obiettivi a breve termine, ma anche motivare gli investimenti in grandi progetti infrastrutturali abilitanti (ad esempio, gasdotti CCUS, gasdotti H2, trasmissione, stoccaggio di CO2, ecc.)  

2. Garantire che i mercati per l'approvvigionamento di energia elettrica a basse emissioni di carbonio sostengano gli investimenti nelle tecnologie pulite di prossima generazione (ad esempio energia idroelettrica, geotermica, stoccaggio dell'energia, nucleare, idrogeno senza carbonio e combustibili fossili con cattura e stoccaggio del carbonio).  

3. Modificare le regole di contabilizzazione delle emissioni di carbonio in modo che gli acquirenti aziendali e i governi siano abilitati e incentivati ad acquistare un portafoglio di energia pulita che soddisfi i loro profili di domanda, e in particolare siano incentivati ad acquistare tecnologie pulite e stabili che possano integrare la generazione rinnovabile variabile per raggiungere la completa decarbonizzazione del sistema energetico.