Perché pompe di calore e pannelli solari indispensabili alla difesa nazionale

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 Le pompe di calore, che possono sia riscaldare che raffreddare, sono molto più efficienti dei forni tradizionali e dell'aria condizionata. Phyxter.ai/Flickr, CC BY

Pannelli solari, pompe di calore e idrogeno sono tutti elementi costitutivi di un'economia di energia pulita. Ma sono davvero “essenziali alla difesa nazionale”?

Il presidente Joe Biden ha proclamato che sono all'inizio di giugno quando lui autorizzato con la legge sulla produzione della difesa per aumentare la loro produzione negli Stati Uniti, insieme all'isolamento e ai componenti della rete elettrica.

In qualità di professore di ingegneria ambientale, sono d'accordo sul fatto che queste tecnologie siano essenziali per mitigare i nostri rischi derivanti dal cambiamento climatico e dall'eccessiva dipendenza dai combustibili fossili. Tuttavia, gli sforzi per espandere le capacità di produzione devono essere accompagnati da politiche per stimolare la domanda se Biden spera di accelerare la transizione dai combustibili fossili all'energia pulita.

Legge sulla produzione dell'energia e della difesa

Gli Stati Uniti hanno emanato il Legge sulla produzione della difesa del 1950 all'inizio della guerra di Corea per mettere al sicuro i materiali ritenuti essenziali per la difesa nazionale. I presidenti hanno presto riconosciuto che i materiali essenziali si estendono ben oltre le armi e le munizioni. Hanno invocato l'atto per garantire le forniture nazionali di tutto da apparecchiature di comunicazione a risorse mediche e latte artificiale.

Per l'energia, i past presidenti hanno utilizzato l'atto per espandere le forniture di combustibili fossili, non per allontanarsene. Lyndon Johnson lo usava rinnovare le petroliere durante l'embargo petrolifero arabo del 1967 e Richard Nixon per assicurarsi i materiali per l'oleodotto Trans-Alaska nel 1974. Anche quando Jimmy Carter usò l'atto nel 1980 per cercare sostituti del petrolio, combustibili sintetici a base di carbone e gas naturale erano un punto focale.

Oggi, l'attenzione è rivolta all'abbandono di tutti i combustibili fossili, una mossa considerata essenziale per affrontare due minacce chiave: il cambiamento climatico e la volatilità dei mercati energetici.

Il Dipartimento della Difesa ne ha individuati numerosi rischi per la sicurezza nazionale derivanti dal cambiamento climatico. Questi includono minacce all'approvvigionamento idrico, alla produzione alimentare e alle infrastrutture, che possono innescare migrazioni e concorrenza per risorse scarse. I combustibili fossili sono fonte dominante di emissioni di gas serra che stanno guidando il riscaldamento globale.

L'invasione dell'Ucraina da parte della Russia mette in evidenza ulteriori rischi derivanti dal fare affidamento sui combustibili fossili. La Russia e altri avversari sono tra i principali produttori di questi combustibili. L'eccessiva dipendenza dai combustibili fossili lascia gli Stati Uniti e i suoi alleati vulnerabile alle minacce e agli shock di prezzo in mercati volatili.

Anche come il mondo primo produttore di petrolio e gas naturale, gli Stati Uniti sono stati scossi da picchi di prezzo mentre i nostri alleati evitano i combustibili russi.


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Puntare su 4 pilastri dell'energia pulita

La transizione dai combustibili fossili a un'energia più pulita può mitigare questi rischi.

Come spiego nel mio libro, "Affrontare la situazione di stallo del clima”, costruire un'economia basata sull'energia pulita richiede quattro pilastri che si rafforzano a vicenda: efficienza, elettricità pulita, elettrificazione e combustibili puliti.

L'efficienza riduce la domanda di energia ei costi insieme agli oneri sugli altri pilastri. L'elettricità pulita elimina emissioni di gas serra delle centrali elettriche e consente l'elettrificazione di veicoli, riscaldamento e industria. Nel frattempo, serviranno combustibili puliti per aerei, navi e processi industriali che non possono essere facilmente elettrificati.

Le tecnologie oggetto delle azioni di Biden sono ben allineate con questi pilastri.

L'isolamento è fondamentale per l'efficienza energetica. I pannelli solari forniscono uno dei più economico e pulito opzioni per l'elettricità. I componenti della rete elettrica sono necessari per integrare più eolico e solare nel mix energetico.

Pompe di calore, che possono sia riscaldare che raffreddare una casa, sono molto più efficienti dei forni tradizionali e sostituiscono il gas naturale o il gasolio da riscaldamento con l'elettricità. Elettrolizzatori produrre idrogeno da utilizzare come combustibile o materia prima per prodotti chimici.

Generare domanda è essenziale

La produzione è solo un passaggio. Affinché questo sforzo abbia successo, anche gli Stati Uniti devono aumentare la domanda.

Stimolare la domanda stimola l'apprendimento facendo, il che riduce i costi, stimolando una maggiore domanda. Come è accaduto, può nascere un circolo virtuoso di crescente adozione delle tecnologie e calo dei costi energia eolica e solare, batterie e altre tecnologie.

Le tecnologie prese di mira da Biden si differenziano per la loro disponibilità a far funzionare questo circolo virtuoso.

L'isolamento è già economico e prodotto in abbondanza a livello nazionale. Ciò che serve in questo caso sono politiche come regolamenti edilizi e incentivi che possano stimolare la domanda incoraggiandola più uso dell'isolamento per contribuire a rendere le case e gli edifici più efficienti dal punto di vista energetico, non più capacità di produzione.

I pannelli solari sono attualmente economici, ma il la stragrande maggioranza è prodotta in Asia. Anche se Biden ci riesce triplicare la capacità produttiva nazionale, la sola produzione statunitense rimarrà insufficiente a soddisfare la crescita richiesta di nuovi progetti solari. Biden ha anche messo un biennio pausa sulla minaccia di nuove tariffe per le importazioni di energia solare per mantenere le forniture in flusso mentre la produzione statunitense cerca di aumentare e ha annunciato il supporto per progetti di potenziamento della rete per aumentare la crescita delle installazioni statunitensi.

Gli elettrolizzatori affrontano una strada più difficile. Sono costosi e per ora li usano per produrre idrogeno dall'elettricità e dall'acqua costa molto di più che produrre idrogeno dal gas naturale – un processo che produce emissioni di gas serra. Il Dipartimento dell'Energia si propone di abbattere i costi dell'elettrolizzatore dell'80% entro un decennio. Fino a quando non avrà successo, ci sarà poca domanda per gli elettrolizzatori che Biden spera di vedere prodotti.

Perché è più probabile che le pompe di calore ne traggano vantaggio

Ciò lascia le pompe di calore come la tecnologia che più probabilmente trarrà vantaggio dalla dichiarazione di Biden.

Le pompe di calore possono ridurre il consumo di energia, ma costano anche di più in anticipo e non sono familiari a molti appaltatori e consumatori mentre le tecnologie rimangono in evoluzione.

Uso combinato della legge sulla produzione della difesa con incentivi per i clienti, maggiori acquisti pubblici e finanziamenti per ricerca e sviluppo possono creare un circolo virtuoso di aumento della domanda, miglioramento delle tecnologie e calo dei costi.

L'energia pulita è infatti essenziale per mitigare i rischi posti dai cambiamenti climatici e dalla volatilità dei mercati. Invocare il Defence Production Act può rafforzare l'offerta, ma il governo dovrà anche stimolare la domanda e finanziare ricerche mirate per stimolare i cicli virtuosi necessari ad accelerare la transizione energetica.

Circa l'autoreThe Conversation

Daniel Cohan, Professore Associato di Ingegneria Civile e Ambientale, Rice University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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