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Decarbonizzazione del settore elettrico statunitense: Progressi e opportunità 

August 19, 2024 Work Area: Advanced Nuclear, Power Plants, Superhot Rock Geothermal
Holly Reuter Holly Reuter Jess Wymer Jess Wymer Nicole Pavia Nicole Pavia

Il settore elettrico è responsabile di quasi un terzo delle emissioni di gas serra degli Stati Uniti. Per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione, gli Stati Uniti dovranno ridurre le emissioni della rete elettrica, costruendo al contempo una rete elettrica forte per collegare nuove fonti energetiche a basso contenuto di carbonio. Per ridurre le emissioni del settore energetico è necessaria una combinazione di norme severe e incentivi per investire in una fornitura di elettricità più pulita. All'inizio di quest'anno, l'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente (EPA) ha raggiunto un importante traguardo nel rafforzamento delle normative, finalizzando gli standard di inquinamento da carbonio per le centrali elettriche a carbone e a gas esistenti, ai sensi del Clean Air Act. CATF ha scritto di questo importante progresso e delle opportunità per gli Stati di implementare queste normative qui. Continuate a leggere per conoscere i progressi degli Stati Uniti verso la seconda parte della riduzione delle emissioni: incentivare gli investimenti privati nell'energia pulita. 

La decarbonizzazione del settore energetico richiederà una capacità di rete aggiuntiva per le nuove soluzioni energetiche pulite, una fornitura affidabile e conveniente di energia pulita e l'accesso all'energia per tutti, comprese le comunità rurali e remote. Le opportunità di finanziamento e il coordinamento a livello federale, così come le iniziative statali, hanno svolto un ruolo importante nei progressi compiuti finora. Le agenzie federali, gli Stati, le comunità e il settore privato hanno ulteriori opportunità per consolidare questi progressi. L'Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) e l'Inflation Reduction Act (IRA) hanno fornito finanziamenti per rispondere a queste esigenze, ma c'è ancora del lavoro da fare. 

I recenti progressi nella decarbonizzazione del settore elettrico statunitense 

Le principali fonti di energia elettrica della rete elettrica statunitense rimangono il carbone e il gas, ma l'eolico e il solare sono sulla buona strada per superare per la prima volta la produzione di carbone nel 2024. La domanda di elettricità sta crescendo rapidamente per la prima volta da decenni, in parte grazie alla decarbonizzazione del settore industriale e dei trasporti attraverso l'elettrificazione, alla crescita dei data center e al rilancio dell'industria manifatturiera statunitense. La rete si trova quindi ad affrontare due sfide principali: (1) decarbonizzare la capacità elettrica esistente e (2) raddoppiare o triplicare la nuova capacità di energia pulita, che richiede anche il raddoppio dell'attuale infrastruttura di trasmissione. Oltre alla rapida espansione delle risorse solari ed eoliche, la rete ha bisogno di un mix di soluzioni energetiche per ottenere una fornitura costante di energia pulita, tra cui l'energia nucleare, la geotermia e altre tecnologie "clean firm". Anche le comunità rurali e remote avranno bisogno di accedere a soluzioni energetiche a basse emissioni di carbonio e alla relativa espansione della rete. 

Attività federali 

Il governo federale sta definendo politiche, creando nuove opportunità di finanziamento, diffondendo i fondi IRA e IIJA e fornendo indicazioni agli stakeholder pubblici e privati per affrontare le sfide sopra citate. Queste politiche includono il passaggio a un'elettricità priva di inquinamento da carbonio (CFE) entro il 2030 e l'incentivazione degli appalti federali per la CFE per le strutture federali. Le agenzie stanno anche esercitando l'autorità per semplificare la localizzazione, la pianificazione a lungo termine e le autorizzazioni interagenzie.

Le politiche federali e le relative azioni comprendono: 

  • Il DOE ha proposto i National Interest Electric Transmission Corridors (NIETC) per alleviare la congestione e i costi per i contribuenti, snellire la localizzazione e sbloccare il potenziale energetico derivante dallo sviluppo di fonti di energia a basso contenuto di carbonio. I NIETC sono ammissibili ai prestiti del programma di facilitazione della trasmissione e del programma di finanziamento degli impianti di trasmissione. La valutazione dei potenziali corridoi è prevista per il 2024.  
  • La FERC ha emesso l'Ordine n. 1920, che richiede ai fornitori regionali di trasmissione di condurre una pianificazione a lungo termine e di aggiornare i piani ogni cinque anni. 
  • Il Bureau of Ocean Energy Management (BOEM) e il Bureau of Safety and Environmental Enforcement (BSEE) hanno finalizzato i regolamenti per lo sviluppo delle energie rinnovabili sulla piattaforma continentale esterna degli Stati Uniti. 
  • Il Tesoro ha pubblicato una bozza di norme per consentire ai produttori di energia elettrica pulita di ricevere crediti d'imposta per la produzione di elettricità a basse emissioni di carbonio. 
  • Con l'Executive Order (E.O.) 14057, il governo degli Stati Uniti si è posto l'obiettivo di raggiungere il 100% di CFE su base annua netta entro il 2030, di cui almeno il 50% di elettricità senza emissioni di carbonio 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Ora le agenzie si stanno impegnando ad acquistare per sostenere questo obiettivo, come la General Services Administration (GSA) che ha recentemente annunciato un acquisto per consentire a 185 edifici federali gestiti dalla GSA in 12 stati di funzionare con elettricità al 100% priva di inquinamento da carbonio.  
  • Il DOE ha recentemente pubblicato un avviso di intenti per l'apertura di un'opportunità di finanziamento per reattori di III generazione + e SMR per i primi arrivati e per chi li segue da vicino, in parte per sostenere la creazione di un portafoglio ordini.  
  • Il DOE ha pubblicato una guida informativa per le comunità che stanno valutando la possibilità di sostituire le proprie centrali elettriche a carbone con centrali nucleari, basata su un recente studio dei vantaggi per l'occupazione e l'economia locale e dei minori costi di costruzione. 

Il grafico seguente illustra alcuni dei principali programmi federali di sovvenzione finalizzati alla decarbonizzazione del settore energetico, i relativi importi totali di finanziamento ("Fondi assegnati") e i fondi ancora da spendere ("Fondi rimanenti"). Come mostra il grafico, i programmi sono in varie fasi di attuazione. Ad esempio, abbiamo assistito a diverse serie di annunci di progetti da parte del programma GRIP (Grid Resilience and Innovation Partnerships), mentre i primi annunci del programma Empowering Rural America (New ERA) sono previsti per la fine dell'estate/inizio autunno di quest'anno.

Figura 1. Finanziamenti federali per la decarbonizzazione del settore energetico

Si sta creando un sostegno bipartisan per le soluzioni energetiche che potrebbero offrire una fornitura continua di energia a basse emissioni di carbonio, necessaria per mantenere una rete affidabile, tra cui la fissione nucleare e le tecnologie geotermiche di prossima generazione, nonché il sostegno alle tecnologie di fusione in fase iniziale. Anche gli incentivi fiscali federali per l'energia pulita stanno stimolando gli investimenti nel settore energetico. Il Dipartimento del Tesoro (Treasury) sta attivamente sviluppando regole per incentivare l'elettricità pulita attraverso i crediti d'imposta 45Y per la produzione e 48E per gli investimenti, che hanno un enorme potenziale per accelerare la produzione di elettricità pulita. Secondo l 'analisi del Rhodium Group, nel 2035 i crediti d'imposta 45Y e 48E consentiranno di ridurre le emissioni di gas serra di 300-400 milioni di tonnellate rispetto all'assenza di crediti d'imposta, di aumentare la capacità di produzione di energia elettrica pulita di quasi 650 gigawatt, di ridurre del 20% gli inquinanti atmosferici e di far risparmiare ai consumatori dai 16 ai 34 miliardi di dollari sui costi annuali dell'elettricità.

I finanziamenti federali includono: 

  • Il DOE ha stanziato 3,46 miliardi di dollari per 58 progetti GRIP (Grid Resilience and Innovation Partnerships) in 44 Stati, ha stanziato 1,3 miliardi di dollari per tre linee di trasmissione che attraversano sei Stati e ha aperto un fondo di rotazione di 2,5 miliardi di dollari attraverso il Programma di facilitazione della trasmissione (TFP) per costruire e aggiornare le linee di trasmissione. Il DOE ha anche rilasciato la prima tornata di finanziamenti per il Transmission Siting and Economic Development (TSED), con quattro sovvenzioni per un totale di oltre 16 milioni di dollari a sostegno della localizzazione e del rilascio dei permessi, e prevede di rilasciare la seconda tornata nell'autunno del 2024. 
  • All'inizio di quest'anno, il DOE ha annunciato oltre 360 milioni di dollari per 17 progetti selezionati in 20 stati e 30 nazioni e comunità tribali per accelerare la diffusione dell'energia pulita nelle aree rurali e remote attraverso il programma Energy Improvements in Rural or Remote Areas (ERA).   
  • Quest'anno il DOE ha chiuso una richiesta di proposte per l'uranio a basso arricchimento ad alto dosaggio (HALEU), finalizzata alla creazione di una catena di approvvigionamento di HALEU per i reattori nucleari avanzati. Il DOE ha anche aperto una richiesta di proposte per 2,7 miliardi di dollari per l'uranio a basso arricchimento per costruire la catena di approvvigionamento nucleare nazionale. 

Sono inoltre disponibili finanziamenti federali per sostenere l'espansione della rete, tra cui l'autorità di prestito per la trasmissione del DOE Loan Program Office, le sovvenzioni per l'innovazione della rete e le sovvenzioni a formula per gli Stati e le tribù per modernizzare e migliorare la trasmissione. Inoltre, nuove importanti normative dell'EPA nell'ambito del Clean Air Act stabiliscono nuovi standard di inquinamento da carbonio per le centrali elettriche a carbone e a gas esistenti, che, insieme ad altre normative, determineranno una maggiore riduzione delle emissioni del settore energetico.

Progetti finanziati a livello federale in Stati e comunità 

Oltre 20 Stati hanno stabilito obiettivi di elettricità pulita al 100%. Alcuni Stati hanno stabilito standard per l'energia pulita e altri permettono ai clienti di scegliere di acquistare volontariamente elettricità pulita. Questi obiettivi richiederanno investimenti nell'espansione della rete e nell'approvvigionamento di energia pulita. Dagli investimenti in progetti di trasmissione in più Stati agli investimenti significativi per proteggere la flotta nucleare esistente, stiamo iniziando a vedere finanziamenti e politiche federali a sostegno della decarbonizzazione del settore energetico. Il solo finanziamento REAP ammonta a oltre 145 milioni di dollari entro la fine del 2023 e comprende progetti di energia rinnovabile e altri progetti di energia rurale in tutto il Paese. 

I progressi comprendono: 

  • Costa occidentale/Stati Uniti occidentali: Il DOE sta finanziando linee di trasmissione interstatali tra l'Idaho e il Nevada e tra lo Utah e il Nevada per soddisfare le esigenze regionali attraverso il primo ciclo del programma TFP, che ha beneficiato esclusivamente gli Stati occidentali e ha creato 13.000 posti di lavoro diretti e indiretti. Il DOE ha inoltre proposto una NIETC nella zona montana-nord-occidentale, che attraverserebbe la maggior parte del Nevada fino all'Oregon, per contribuire a soddisfare la necessità di una maggiore capacità interstatale. La linea di trasmissione Ten West Link è entrata in funzione quest'anno, potenziando la rete elettrica occidentale con 3.000 MW di energia rinnovabile interconnessa. Anche la centrale nucleare di Diablo Canyon, in California, continua a funzionare grazie al programma Civil Nuclear Credit.   
  • Midwest/Paesi: Indiana, Iowa, Michigan e Wisconsin sono beneficiari di finanziamenti R-STEP per sostenere la pianificazione, la localizzazione e la concessione di permessi per impianti di energia rinnovabile su larga scala. Un'entità del Wisconsin, la Eaton Corporation, è anche beneficiaria di una sovvenzione 48c del DOE per componenti e modernizzazione della rete. Il DOE sta finanziando il progetto di trasmissione Southline dall'Arizona al Nuovo Messico nell'ambito del programma TFP. Il DOE ha inoltre proposto cinque NIETC per il Midwest e le Pianure, che aumenterebbero notevolmente la capacità interregionale nel Midwest e nelle Pianure. 
  • Costa del Golfo: Il Mississippi ha vinto un premio R-STEP per sostenere lo sviluppo dell'energia solare su larga scala. Il Texas, la Louisiana e l'Alabama hanno ricevuto milioni di crediti 48c dal DOE per componenti e ammodernamenti della rete; inoltre, gli enti di questi Stati hanno ricevuto finanziamenti nell'ambito del REAP per progetti rurali di energia rinnovabile, con un numero significativo di selezioni in Texas.  
  • Costa orientale: Una collaborazione tra la Carolina del Nord e la Carolina del Sud ha ottenuto un finanziamento R-STEP per la creazione di un centro di assistenza tecnica e formazione per rispondere alle preoccupazioni dei processi di pianificazione energetica. Entità in Pennsylvania, Maryland, North Carolina e Florida sono state selezionate per milioni di crediti 48c, tra cui il progetto della Pennsylvania per Prysmian a sostegno della trasmissione di energia. Il DOE ha inoltre proposto quattro coordinatori NIETC negli Stati del Medio Atlantico e del New England per aumentare la capacità interregionale. Diversi Stati hanno ricevuto sovvenzioni TSED per le attività di localizzazione e autorizzazione e per lo sviluppo economico, mentre altri hanno ricevuto finanziamenti GRIP di seconda fase. Gli Stati del New England sono stati selezionati per ricevere un finanziamento GRIP di 389 milioni di dollari come regione.

La mappa riportata nell'immagine sottostante evidenzia i recenti annunci di progetti negli Stati Uniti nell'ambito di alcuni dei principali programmi di finanziamento federali finalizzati alla decarbonizzazione del settore energetico. 

Figura 2. Progetti finanziati a livello federale per la decarbonizzazione del settore energeticoa come mostrato sul sito CATF. Costruito per durare: Progressi climatici vicino a te mappa

2025 e oltre: Cosa succederà dopo?  

Nonostante l'esistenza di politiche e finanziamenti federali, l'energia pulita non si sta diffondendo abbastanza velocemente per decarbonizzarsi entro il 2050. Saranno necessari sforzi coordinati tra agenzie federali e statali, comunità, governi tribali ed enti privati per implementare soluzioni energetiche pulite e collegare la nuova generazione alla rete elettrica.

Azioni federali 

Abbiamo bisogno di una leadership federale per sostenere la pianificazione e lo sviluppo della trasmissione interstatale, sbloccare la localizzazione e le autorizzazioni e sfruttare gli appalti federali per promuovere la domanda di elettricità pulita. Ulteriori finanziamenti federali per il miglioramento e l'espansione della rete saranno necessari per collegare le fonti energetiche a basso contenuto di carbonio alla rete, anche nelle comunità rurali che hanno un accesso limitato alle opzioni energetiche pulite. 

Il governo federale dovrebbe continuare a investire in soluzioni energetiche a basso contenuto di carbonio per ridurre le emissioni degli Stati Uniti. A differenza del solare e dell'eolico, che sono ben commercializzati, le tecnologie che possono fornire forniture continue e affidabili di energia pulita, come la geotermia da rocce calde e l'energia nucleare (sia di fissione che di fusione), necessitano di investimenti federali significativi e di partnership con il settore privato per pilotare e dimostrare le nuove tecnologie e creare le condizioni normative e di mercato necessarie al loro successo.

L'EPA ha recentemente finalizzato i limiti di inquinamento da carbonio per le centrali elettriche esistenti a carbone e per quelle nuove a gas in aprile. L'EPA deve poi proporre linee guida sulle emissioni per le centrali a gas esistenti, cosa che prevede di fare nel corso dell'anno. CATF seguirà questi progressi per garantire che le normative rimangano una componente integrante della riduzione delle emissioni del settore energetico. 

Azioni statali e locali 

Gli Stati hanno anche delle opzioni politiche per massimizzare le opportunità di finanziamento federale e guidare la transizione verso l'energia pulita. Possono continuare ad adottare e rafforzare gli standard o gli obiettivi esistenti per l'elettricità pulita, garantire un'attuazione rigorosa delle politiche per l'energia pulita da parte delle commissioni per i servizi pubblici e delle agenzie ambientali e lavorare in collaborazione con le ISO/RTO, i governi federali e locali, gli sviluppatori e altri soggetti interessati per ottenere riduzioni delle emissioni. Gli Stati possono essere leader nel sostenere la localizzazione e l'autorizzazione di nuove risorse, tenendo conto delle preoccupazioni della comunità. Gli Stati possono esplorare le opportunità di integrare diverse soluzioni energetiche pulite nei loro portafogli energetici, sostenere la pianificazione della trasmissione all'interno dello Stato, assumere un ruolo guida negli appalti puliti e collaborare con altri Stati nella pianificazione della trasmissione interstatale, regionale e interregionale. 

Le utility e gli sviluppatori energetici devono accelerare la produzione, l'acquisto e l'uso di elettricità pulita investendo in progetti di energia pulita e di trasmissione. Le utility devono approfittare dei finanziamenti federali e dei crediti d'imposta disponibili per investire nelle soluzioni energetiche pulite e nell'espansione della rete necessarie per decarbonizzare il settore energetico. Le aziende di servizi pubblici dovrebbero utilizzare i loro processi di pianificazione integrata a lungo termine per valutare le opportunità di tecnologie pulite e dare ai clienti la possibilità di scegliere di diversificare il loro approvvigionamento energetico. Ove possibile, le aziende di servizi pubblici dovrebbero coordinarsi per creare dei registri d'ordine per le tecnologie emergenti, al fine di ridurre i costi di diffusione. Gli sviluppatori di energia a basse emissioni di carbonio possono sfruttare i generosi crediti d'imposta sulla produzione per costruire un'offerta competitiva di energia pulita.

Gli Stati Uniti hanno bisogno di protocolli di contabilizzazione dei gas serra più rigorosi per consentire alle aziende di ridurre le emissioni derivanti dall'uso dell'energia elettrica, compresi gli aggiornamenti della contabilizzazione dei gas serra dell'Ambito 2. Una migliore contabilizzazione e divulgazione potrebbe cambiare il modo in cui i grandi acquirenti di elettricità sono incentivati e riconosciuti per l'acquisto di energia pulita e aumentare il loro impatto nella decarbonizzazione della rete elettrica. Per vedere le nostre raccomandazioni, vedere qui e qui.  

CATFLe raccomandazioni per l'approvvigionamento federale di energia elettrica a zero emissioni di carbonio sono riportate qui. CATFLe raccomandazioni per accelerare la trasmissione e l'autorizzazione sono riportate qui. 

Per saperne di più sui finanziamenti per la riduzione delle emissioni del settore energetico e per visualizzare le risorse federali disponibili, visitate il nostro U.S. Implementation Resource Hub.

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