Instalowanie paneli słonecznych na dachu sklepu Walmart w Mountain View w Kalifornii w 2010. Za pośrednictwem 2016 firma zainstalowała megawaty 140 generowania energii słonecznej na dachu w swoich sklepach. Walmart, CC BY

Kiedy zarządcy podejmują decyzje o budowie nowych elektrowni, wiele zależy od ich wyborów. W zależności od ich wielkości i rodzaju, koszty nowych instalacji wytwórczych setki milionów, a nawet miliardy dolarów. Zazwyczaj będą działać przez 40 lub więcej lat - warunki prezydenta 10 w USA. Wiele może się zmienić w tym czasie.

Dzisiaj jednym z największych dylematów, przed którym stoją organy regulacyjne i planiści branży elektrycznej, jest przewidywanie, jak surowe będą przyszłe ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Przyszłe polityki wpłyną na rentowność dzisiejszych inwestycji. Na przykład, jeśli Stany Zjednoczone przyjmą podatek węglowy za 10 za lata, może to sprawić, że elektrownie spalające paliwa kopalne będą mniej opłacalne, a nawet niewypłacalne.

Te wybory inwestycyjne wpływają również na konsumentów. W Karolinie Południowej zakłady energetyczne mogły pobierać od swoich klientów wyższe stawki, aby pokryć koszty budowy dwóch nowych reaktorów jądrowych, które zostały opuszczony z powodu opóźnień budowlanych i słabego zapotrzebowania na energię elektryczną. Patrząc w przyszłość, jeśli zakłady energetyczne zależą od elektrowni węglowych zamiast energii słonecznej i wiatrowej, osiągnięcie przez nich przyszłych poziomów emisji będzie znacznie trudniejsze i droższe. Przerzucą koszty spełnienia tych celów na klientów w postaci wyższych cen energii elektrycznej.

Przy tak dużej niepewności co do przyszłej polityki, ile powinniśmy zainwestować w wytwarzanie energii elektrycznej innej niż węgiel w następnej dekadzie? W ostatnim „The Puzzle of Monogamous Marriage” , zaproponowaliśmy optymalne krótkoterminowe strategie inwestycji w energię elektryczną, aby zabezpieczyć się przed ryzykiem i zarządzać nieodłączną niepewnością dotyczącą przyszłości.

Odkryliśmy, że dla szerokiego zakresu założeń procent 20 do 30 nowej generacji w nadchodzącej dekadzie powinien pochodzić ze źródeł innych niż węgiel, takich jak energia wiatrowa i słoneczna. Dla większości amerykańskich dostawców energii elektrycznej strategia ta oznaczałaby zwiększenie inwestycji w źródła energii innej niż węgiel, niezależnie od stanowiska obecnej administracji w sprawie zmian klimatu.

Zabezpieczanie się przed ryzykiem

Wiele niekarbonowych źródeł energii elektrycznej - w tym wiatr, słońce, energia jądrowa i węgiel lub gaz ziemny z wychwytywaniem i składowaniem węgla - jest droższych niż konwencjonalne elektrownie węglowe i gazowe. Nawet energia wiatrowa, o której często mówi się, że jest konkurencyjna, jest w rzeczywistości bardziej kosztowna, jeśli wziąć pod uwagę koszty, takie jak tworzenie kopii zapasowych i magazynowanie energii aby zapewnić dostępność energii, gdy siła wiatru jest niska.

W ciągu ostatniej dekady federalne zachęty podatkowe i polityki stanowe mające na celu promowanie czystych źródeł energii zachęciły wiele przedsiębiorstw użyteczności publicznej do inwestowania w źródła inne niż węgiel. Teraz administracja Trumpa przesuwa politykę federalną z powrotem w kierunku promowania paliw kopalnych. Jednak nadal biorąc pod uwagę potencjalny wpływ przyszłych polityk, przedsiębiorstwa energetyczne mogą mieć sens z inwestowania w droższe technologie inne niż węgiel.

Ile firmy powinny zainwestować, aby zabezpieczyć się przed przyszłymi limitami emisji gazów cieplarnianych? Z jednej strony, jeśli zainwestują zbyt wiele w wytwarzanie innych niż węgiel, a rząd federalny przyjmie jedynie słabą politykę klimatyczną przez cały okres inwestycji, zakłady energetyczne będą nadmiernie wydatkować na drogie źródła energii.

Z drugiej strony, jeśli zainwestują zbyt mało w wytwarzanie substancji innych niż węgiel, a przyszłe administracje przyjmą surowe cele w zakresie emisji, przedsiębiorstwa będą musiały zastąpić źródła energii o wysokiej emisji węgla czystszymi substytutami, co może być niezwykle kosztowne.

Modelowanie ekonomiczne z niepewnością

Przeprowadziliśmy analizę ilościową, aby ustalić, jak zrównoważyć te dwa problemy i znaleźć optymalną strategię inwestycyjną, biorąc pod uwagę niepewność co do przyszłych limitów emisji. Jest to podstawowy wybór, który firmy energetyczne muszą podjąć, decydując, jakie rodzaje elektrowni zbudować.

Najpierw opracowaliśmy model obliczeniowy który reprezentuje sektory gospodarki USA, w tym energię elektryczną. Następnie umieściliśmy go w programie komputerowym, który ocenia decyzje w sektorze elektroenergetycznym w warunkach niepewności politycznej.

Model bada różne decyzje dotyczące inwestycji w energię elektryczną w szerokim zakresie przyszłych limitów emisji z różnymi prawdopodobieństwami wdrożenia. Dla każdej kombinacji decyzji / polisy oblicza i porównuje koszty dla całej gospodarki w dwóch okresach inwestycyjnych, od 2015 do 2030.

Przyjrzeliśmy się kosztom w całej gospodarce, ponieważ polityka emisji nakłada koszty na konsumentów i producentów, a także firmy energetyczne. Mogą na przykład prowadzić do wyższych cen energii elektrycznej, paliwa lub produktu. Starając się zminimalizować koszty dla całej gospodarki, nasz model określa decyzję inwestycyjną, która przynosi największe ogólne korzyści dla społeczeństwa.

Więcej inwestycji w czyste generowanie ma sens ekonomiczny

Odkryliśmy, że dla szerokiego zakresu założeń optymalną strategią inwestycyjną na nadchodzącą dekadę jest 20 do 30 procent nowej generacji ze źródeł innych niż węgiel. Nasz model uznał to za najlepszy poziom, ponieważ najlepiej pozycjonuje Stany Zjednoczone do spełnienia szerokiej gamy możliwych przyszłych polityk przy niskim koszcie dla gospodarki.

Na podstawie 2005-2015 obliczyliśmy, że około 19 procent nowej generacji, która pojawiła się w Internecie, pochodzi ze źródeł innych niż węgiel. Nasze ustalenia wskazują, że przedsiębiorstwa energetyczne powinny w nadchodzącym dziesięcioleciu przeznaczać większą część swoich pieniędzy na inwestycje inne niż węgiel.

Chociaż zwiększenie inwestycji innych niż węgiel z udziału procentowego 19 do udziału procentowego 20 do 30 nowej generacji może wydawać się skromną zmianą, to w rzeczywistości wymaga znacznego wzrostu dolarów inwestycji innych niż węgiel. Jest to szczególnie prawdziwe, ponieważ firmy energetyczne będą musiały wymienić dziesiątki starzenie się elektrowni węglowych które mają zostać wycofane.

Ogólnie rzecz biorąc, społeczeństwo poniesie większe koszty, jeśli przedsiębiorstwa energetyczne będą niedoinwestować w technologie inne niż węgiel, niż gdyby przeinwestowały. Jeśli zakłady produkują zbyt wiele generacji innych niż węgiel, ale ostatecznie nie potrzebują go do spełnienia limitów emisji, mogą i nadal będą go w pełni wykorzystywać. Słońce i wiatr są bezpłatne, więc generatory mogą wytwarzać energię elektryczną z tych źródeł przy niskich kosztach operacyjnych.

Przeciwnie, jeśli Stany Zjednoczone przyjmą surowe limity emisji w ciągu dekady lub dwóch lat, mogłyby zapobiec wykorzystaniu obecnie wytwarzanej energochłonnej generacji. Te rośliny stałyby się „osierocone aktywa”- inwestycje, które są przestarzałe znacznie wcześniej niż oczekiwano i są obciążeniem dla gospodarki.

Wczesne inwestowanie w technologie inne niż węgiel ma jeszcze jedną zaletę: pomaga rozwinąć pojemność i infrastrukturę potrzebne do szybkiego rozszerzenia generacji innych niż węgiel. Umożliwiłoby to przedsiębiorstwom energetycznym przestrzeganie przyszłej polityki dotyczącej emisji po niższych kosztach.

Widząc więcej niż jednego prezydenta

Administracja Trumpa pracuje nad wycofaniem polityk klimatycznych z czasów Obamy, takich jak Czysty plan zasilaniai do wdrożenia polityki sprzyjające wytwarzaniu paliw kopalnych. Ale te inicjatywy powinny zmienić optymalną strategię, którą zaproponowaliśmy dla firm energetycznych, tylko jeśli liderzy korporacyjni oczekują, że polityka Trumpa utrzyma się przez lata 40 lub dłużej, niż można oczekiwać od tych nowych elektrowni.

Menedżerowie ds. Energii musieliby być bardzo pewni, że Stany Zjednoczone przyjmą jedynie słabą politykę klimatyczną lub w ogóle jej nie podejmą w przyszłych dziesięcioleciach, aby postrzegać cięcia inwestycji w wytwarzanie niekarbanu jako optymalną strategię krótkoterminową. Zamiast tego mogą spodziewać się, że Stany Zjednoczone w końcu się przyłączą światowe wysiłki spowolnić tempo zmian klimatu i przyjąć surowe limity emisji.

W takim przypadku powinni tak przeznaczyć swoje inwestycje, aby co najmniej 20 do 30 procent nowej generacji w ciągu następnej dekady pochodziło ze źródeł innych niż węgiel. Utrzymywanie i zwiększanie inwestycji niezwiązanych z węglem w nadchodzącej dekadzie jest nie tylko korzystne dla środowiska - to także inteligentna strategia biznesowa, która jest dobra dla gospodarki.

O autorze

Jennifer Morris, naukowiec, wspólny program w sprawie nauki i polityki zmian globalnych, Massachusetts Institute of Technology

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon