Biden -administrationen har minskat CO ₂ utsläpp en politisk prioritet. Även om debatten fortsätter om hur mycket man ska minska och hur snabbt, det verkar oundvikligt att kraftsektorn kommer att möta ett växande tryck för att djupt minska sin koldioxidutsläpp ₂ utsläpp. Men dessa ansträngningar kan inte enbart handla om att minska CO ₂ . Både kostnad och nätets tillförlitlighet - särskilt efter händelser i Texas i början av 2021 - måste också beaktas.

I en ny artikel publicerad i International Journal of Greenhouse Gas Control , Carnegie Mellon University Jeffrey J. Anderson, David Rode, och Paul Fischbeck, tillsammans med Haibo Zhai vid University of Wyoming, använd en modell som de publicerade tidigare i år Tillämpad energi att identifiera nya och befintliga kol- och naturgaseldade elproduktionsanläggningar som är kandidater för CCS-distribution när de utnyttjar de nyligen förbättrade skatteincitamenten för avsnitt 45Q för koldioxidavskiljning.

"Medan teknik som CCS och har varit tillgänglig i åratal, industrin har mött utmaningar att använda dem delvis på grund av bristen på möjlig infrastruktur, "sa Jeffrey Anderson, doktorand vid Institutionen för teknik och offentlig politik.

Fischbeck, professor i teknik och offentlig politik (EPP) och social- och beslutsvetenskap, noterar att Biden -administrationens föreslagna infrastrukturpaket innehåller många element som öppnar upp för ett bredare, mer pålitlig uppsättning strategier för att minska CO ₂ utsläpp. Han anser att lagstiftningskomponenter som till exempel SCALE -lagen är avgörande för att kunna tillförlitliga, billig teknik för att minska koldioxidutsläpp ₂ utsläpp.

Problemet är att det kan vara svårt att avgöra vad den billigaste konfigurationen för dessa nyligen genomförbara strategier för en specifik produktionsanläggning kan vara, med eller utan skatteincitament, ett pris på kol, eller ett mandat att minska CO ₂ utsläpp till en viss nivå. David Rode, adjungerad forskarfakultet med Carnegie Mellon Electricity Industry Center, förklarar hur varje växt har en unik uppsättning fysiska och prestandaegenskaper, inklusive ålder, effektivitet, plats, kapacitetsfaktor, och teknik.

Genom att inkludera dessa faktorer, lagets modell är ett kritiskt hjälpmedel för energichefer och beslutsfattare som har till uppgift att minska koldioxidutsläppen ₂ utsläpp. Använder det, de kan utforska effekten av olika tekniker för koldioxidavskiljning som CCS, och jämföra ytterligare alternativ som att ersätta koleldade anläggningar med naturgas eller förnybar energi. Detta gör att beslutsfattare kan uppnå önskad CO ₂ minskningar till en optimal kostnad.

"Dessa strategier modelleras med hjälp av en annan modell som utvecklats på Carnegie Mellon, den integrerade miljökontrollmodellen (IECM), "kommenterade Zhai, för närvarande Roy &Caryl Cline ordförande i teknik, Miljö och naturresurser vid University of Wyoming och tidigare chef för IECM -projektet medan fakulteten vid Carnegie Mellon. "Kombinationen av dessa två modeller ger beslutsfattare ett kraftfullt verktyg för att utvärdera CO ₂ -reduktionsstrategier från 10% till nästan 100% minskningar. "

En annan viktig skillnad på lagets modell är inkorporering av osäkerhet. Fischbeck förklarar hur det är viktigt att ta hänsyn till osäkerhet när man planerar för policyer som kan utvecklas över tio eller tjugo år eller mer. Det är viktigt att beslutsfattare har robusta strategier för att uppnå sina mål. Osäkerhet för energianläggningsägare kan ha många former, t.ex. investeringar som tidigare gjorts som inte har återvinnats helt.

"Ett av de viktiga bidrag som detta verktyg ger till verkliga företag och skattebetalare är att det inser komplexiteten i att snabbt överge fossilt bränsle för förnybar kraft, som många politiker förespråkar, "uppgav Rode." USA har många befintliga och drivande koleldade och naturgaskraftverk, och det skulle vara slöseri att plötsligt göra dem "föråldrade" via policy när andra vägar kan motsvara CO ₂ minskningar kan vara lägre kostnad och mindre socialt och ekonomiskt störande. "

Verkligen, kostnaden för tillförlitlighet för ett energisystem som är beroende av förnybara energikällor kan vara ganska högt. I deras arbete, Zhai visar hur planerna för att uppnå utsläpp från energisektorn till noll år 2035 faktiskt kan förlita sig på CCS-utrustade anläggningar för upp till 20 procent av landets kraft.

Fischbeck var särskilt inriktad på hur modellering av 45Q skatteincitament kan ge beslutsfattare riktning:"Även om det kan vara svårt att få ett pris på CO ₂ genom kongressen eller få EPA-mandatet netto-nollutsläpp till 2035 utan långvariga domstolsstrider, 45Q skatteincitament har historiskt varit en tvåpartsinsats i kammaren och senaten och är för närvarande föremål för många tvåpartsförslag. Vi tror att de utgör ett underutnyttjat policyverktyg för att uppnå stora CO ₂ minskningar i en politiskt tuff miljö samtidigt som systemets tillförlitlighet bibehålls. "

Teamet föreslår flera förbättringar av det befintliga programmet, som att skräddarsy skattekrediterna till individuell generationsteknik, vare sig kol eller naturgas. Dessa förändringar av 45Q -programmet bör vara okontroversiella i kongressen och passa bra med både administrationens intressen att bygga ut koldioxidlagringsinfrastruktur och tekniker för negativa utsläpp. Det finns för närvarande flera förslag i kongressen för att ändra 45Q -programmet, t.ex. sen Lujans (D-NM) CATCH Act (SB2230), Schweikerts (R-AZ) HB 2633, and Sen. Wyden's (D-OR) Clean Energy for America Act (SB1298).

"Congress has provided the 45Q incentives for years, but with the Biden administration's push for an infrastructure package that would accelerate development of the enabling infrastructure, we're now at a point where meaningful change is possible, " said Fischbeck. "A full toolbox of technologies and strategies—including our model—will be required to balance the competing objectives of zero CO ₂ , low cost, and high reliability, as our existing power plant fleet transitions to a net-zero one."