Memasang panel solar di atas bumbung kedai Walmart di Mountain View, California di 2010. Melalui 2016 syarikat itu telah memasang 140 megawatt dari generasi solar di atas bumbungnya. Walmart, CC BY

Apabila eksekutif utiliti membuat keputusan mengenai membina loji janakuasa baru, banyak tunggangan terhadap pilihan mereka. Bergantung pada saiz dan jenis mereka, kos penjanaan baru yang dikenakan beratus-ratus juta atau bahkan berbilion-bilion dolar. Mereka biasanya akan dijalankan untuk 40 atau lebih banyak tahun - istilah presiden 10 AS. Banyak yang boleh berubah pada masa itu.

Hari ini salah satu dilema terbesar yang dihadapi oleh pengawal selia dan perancang industri tenaga elektrik adalah meramalkan bagaimana batasan masa depan yang ketat terhadap pelepasan gas rumah hijau. Dasar masa depan akan menjejaskan keuntungan pelaburan hari ini. Sebagai contoh, jika Amerika Syarikat mengguna pakai cukai karbon 10 dari tahun ke tahun, ia boleh membuat loji janakuasa yang membakar bahan api fosil kurang menguntungkan, atau bahkan tidak solven.

Pilihan pelaburan ini juga memberi kesan kepada pengguna. Di South Carolina, utiliti dibenarkan untuk mengenakan kadar pelanggan mereka lebih tinggi untuk menampung kos pembinaan bagi dua reaktor nuklear baru, yang kini telah berlaku terbengkalai kerana kelewatan pembinaan dan permintaan elektrik yang lemah. Looking forward, jika utiliti bergantung kepada loji arang batu bukannya solar dan angin, ia akan menjadi lebih sukar dan lebih mahal bagi mereka untuk memenuhi sasaran pelepasan masa depan. Mereka akan lulus kos mematuhi sasaran ini kepada pelanggan dalam bentuk harga elektrik yang lebih tinggi.

Dengan begitu banyak ketidakpastian tentang dasar masa depan, berapa banyak yang perlu kita melabur dalam penjanaan elektrik bukan karbon dalam dekad yang akan datang? Dalam baru-baru ini mengkaji, kami mencadangkan strategi pelaburan elektrik jangka pendek yang optimum untuk melindung nilai daripada risiko dan menguruskan ketidakpastian yang wujud mengenai masa depan.

Kami mendapati bahawa untuk pelbagai anggapan, 20 hingga 30 peratus daripada generasi baru dalam dekad yang akan datang mestilah dari sumber bukan karbon seperti angin dan tenaga solar. Bagi kebanyakan pembekal elektrik AS, strategi ini bermakna meningkatkan pelaburan mereka dalam sumber tenaga bukan karbon, tanpa mengira kedudukan pentadbiran semasa mengenai perubahan iklim.

Perlindungan terhadap risiko

Banyak sumber elektrik bukan karbon - termasuk angin, solar, nuklear dan arang batu atau gas asli dengan penangkapan dan penyimpanan karbon - lebih mahal daripada loji arang batu dan gas asli konvensional. Malah kuasa angin, yang sering disebut sebagai kompetitif, sebenarnya lebih mahal apabila perakaunan kos seperti penyimpanan sandaran dan simpanan tenaga untuk memastikan kuasa tersedia apabila keluaran angin rendah.

Sepanjang dekad yang lalu, insentif cukai persekutuan dan dasar negara yang direka untuk menggalakkan sumber elektrik bersih mendorong banyak utiliti untuk melabur dalam sumber bukan karbon. Kini pentadbiran Trump sedang mengubah dasar persekutuan ke arah mempromosikan bahan bakar fosil. Tetapi ia masih boleh membuat pengertian ekonomi bagi syarikat kuasa untuk melabur dalam teknologi bukan karbon yang lebih mahal jika kita mempertimbangkan impak potensi dasar masa depan.

Berapa banyak syarikat harus melabur untuk melindung nilai kemungkinan kemungkinan had gas rumah hijau pada masa hadapan? Di satu pihak, jika mereka melabur terlalu banyak dalam generasi bukan karbon dan kerajaan persekutuan mengamalkan hanya dasar iklim lemah sepanjang tempoh pelaburan, utiliti akan melebihkan sumber tenaga mahal.

Sebaliknya, jika mereka melabur terlalu sedikit dalam penjanaan bukan karbon dan pentadbiran masa depan menggunakan sasaran pelepasan yang ketat, utiliti perlu menggantikan sumber tenaga karbon tinggi dengan pengganti bersih, yang boleh menjadi sangat mahal.

Pemodelan ekonomi dengan ketidakpastian

Kami menjalankan analisis kuantitatif untuk menentukan bagaimana untuk mengimbangi kedua-dua kebimbangan ini dan mencari strategi pelaburan yang optimum memandangkan ketidakpastian mengenai had pelepasan masa depan. Ini adalah pilihan teras yang perlu dibuat syarikat-syarikat kuasa apabila mereka memutuskan apa jenis tumbuhan untuk dibina.

Mula-mula kita membangunkan a model pengkomputeran yang mewakili sektor ekonomi AS, termasuk kuasa elektrik. Kemudian kami membenamkannya dalam program komputer yang menilai keputusan dalam sektor tenaga elektrik di bawah ketidakpastian dasar.

Model ini menerangkan keputusan pelaburan tenaga elektrik yang berbeza di bawah pelbagai had pelepasan masa depan dengan kebarangkalian berlainan yang dilaksanakan. Bagi setiap kombinasi keputusan / dasar, ia mengira dan membandingkan kos seluruh ekonomi dalam tempoh dua pelaburan yang bermula dari 2015 hingga 2030.

Kami melihat kos di seluruh ekonomi kerana dasar pelepasan mengenakan kos kepada pengguna dan pengeluar serta syarikat kuasa. Contohnya, mereka boleh menyebabkan harga elektrik, bahan api atau harga yang lebih tinggi. Dengan berusaha meminimumkan kos ekonomi, model kami mengenal pasti keputusan pelaburan yang menghasilkan faedah keseluruhan yang paling besar kepada masyarakat.

Lebih banyak pelaburan dalam generasi yang bersih membuat rasa ekonomi

Kami mendapati bahawa untuk pelbagai anggapan, strategi pelaburan optimum untuk dekad yang akan datang adalah untuk 20 hingga 30 peratus daripada generasi baru yang berasal dari sumber bukan karbon. Model kami mengenal pasti ini sebagai tahap terbaik kerana meletakkan kedudukan terbaik Amerika Syarikat untuk memenuhi pelbagai dasar masa depan yang mungkin pada kos rendah kepada ekonomi.

Dari 2005-2015, kami mengira bahawa kira-kira peratus 19 generasi baru yang datang dalam talian adalah dari sumber bukan karbon. Penemuan kami menunjukkan bahawa syarikat-syarikat kuasa perlu meletakkan lebih banyak wang mereka ke dalam pelaburan bukan kereta api dalam dekad yang akan datang.

Walaupun peningkatan pelaburan noncarbon daripada 19 peratus saham kepada 20 untuk 30 peratus bahagian generasi baru mungkin kelihatan seperti perubahan yang sederhana, ia sebenarnya memerlukan peningkatan yang besar dalam dolar pelaburan noncarbon. Ini adalah benar terutamanya kerana syarikat kuasa perlu menggantikan berpuluh-puluh tumbuh-tumbuhan kuasa arang batu penuaan yang dijangka bersara.

Secara amnya, masyarakat akan menanggung kos yang lebih tinggi jika syarikat kuasa kurang mendapat modal dalam teknologi noncarbon daripada jika mereka terlalu berlebihan. Jika utiliti membina terlalu banyak generasi bukan karbon tetapi akhirnya tidak memerlukannya untuk memenuhi had pembebasan, mereka boleh dan akan tetap menggunakan sepenuhnya. Sinar matahari dan angin adalah percuma, jadi penjana boleh menghasilkan elektrik dari sumber-sumber ini dengan kos operasi yang rendah.

Sebaliknya, jika Amerika Syarikat mengamalkan had pelepasan yang ketat dalam satu dekad atau dua tahun, mereka boleh menghalang pembentukan intensif karbon yang dibina hari ini daripada digunakan. Mereka tumbuh-tumbuhan akan menjadi "aset terkandas"- pelaburan yang sudah usang jauh lebih awal daripada yang dijangkakan, dan merupakan longkang ke atas ekonomi.

Melabur awal dalam teknologi noncarbon mempunyai manfaat lain: Ia membantu membangunkan kapasiti dan infrastruktur yang diperlukan untuk dengan cepat mengembangkan generasi bukan karbon. Ini akan membolehkan syarikat-syarikat tenaga mematuhi dasar pelepasan masa depan dengan kos yang lebih rendah.

Melihat di luar satu presiden

Pentadbiran Trump sedang berusaha untuk melancarkan dasar cuaca era Obama seperti Pelan Power Clean, dan untuk melaksanakannya dasar yang menyokong generasi fosil. Tetapi inisiatif ini harus mengubah strategi optimum yang kami telah mencadangkan untuk syarikat kuasa hanya jika pemimpin korporat mengharapkan dasar Trump untuk terus bertahun-tahun 40 atau lebih banyak lagi bahawa loji penjanaan baru ini dijangka dapat dijalankan.

Para eksekutif tenaga perlu sangat yakin bahawa Amerika Syarikat akan mengamalkan hanya dasar iklim yang lemah, atau tidak sama sekali, ke dalam dekad yang akan datang untuk melihat pemotongan pelaburan dalam generasi bukan karbon sebagai strategi jangka terdekat yang optimum. Sebaliknya, mereka mungkin menjangkakan bahawa Amerika Syarikat akhirnya akan bergabung semula usaha di seluruh dunia untuk memperlahankan kadar perubahan iklim dan mengamalkan had pelepasan yang ketat.

Dalam kes itu, mereka perlu memperuntukkan pelaburan mereka supaya sekurang-kurangnya 20 hingga 30 peratus daripada generasi baru dalam dekad yang akan datang berasal dari sumber bukan karbon. Mengekalkan dan meningkatkan pelaburan bukan karbon dalam dekad yang akan datang bukan sekadar baik untuk alam sekitar - ia juga merupakan strategi perniagaan pintar yang baik untuk ekonomi.

Tentang Pengarang

Jennifer Morris, Penyelidik Saintis, Program Bersama mengenai Sains dan Dasar Perubahan Sedunia, Institut Teknologi Massachusetts

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon