chiarire i Fatti Dietro Trump ‘Carbone Pulito’ Tormentone

Nel suo rally, il Presidente Donald Trump più volte si parla di “carbone pulito,” con la frase più di una dozzina di volte negli ultimi tre mesi. Ha anche detto in altre apparizioni che il carbone pulito può essere esportato o” caricato ” sui vagoni ferroviari.,

Ma “carbone pulito” si riferisce alle tecnologie impiegate nelle centrali elettriche che rendono il carbone più pulito da bruciare, non al carburante stesso. Le definizioni moderne richiedono tagli nelle emissioni di anidride carbonica, e l’unico modo per farlo in modo sostanziale è attraverso la cattura del carbonio. Solo due centrali elettriche a carbone nel mondo utilizzano la tecnica, e costituisce meno dello 0,1 per cento della capacità americana a carbone.,

“Carbone pulito” è diventato un punto di discussione popolare per il presidente, specialmente quando si rivolge alle folle negli stati produttori di carbone, come West Virginia, Pennsylvania e Montana.

Il nov. 3 a Belgrado, nel Montana, Trump ha detto: “E poi abbiamo fatto la guerra al carbone pulito e bello, e stiamo mettendo — e lo vedi meglio di quasi tutti — i nostri minatori di carbone. Sono tutti tornati al lavoro, e stanno tornando al lavoro. Carbone pulito, carbone pulito. Nessuno pensava che sarebbe successo così in fretta, neanche.”

Ma cosa significa “carbone pulito”? E come funziona la tecnologia?, Ci immergeremo nei vari modi in cui la combustione del carbone può essere resa più pulita e daremo un’occhiata al futuro del carbone in un mondo alle prese con gli effetti del cambiamento climatico.

Che cos’è il “Carbone pulito”?

Il termine “carbone pulito”, utilizzato dall’industria, dal governo e dagli accademici, è fastidiosamente nebuloso.

“Il carbone pulito risulta significare in gran parte ciò che si vuole significare”, ha detto Edward S. Rubin, professore di ingegneria meccanica e politica pubblica alla Carnegie Mellon University, in un’intervista telefonica., Ha lavorato su questioni energetiche e ambientali per quasi mezzo secolo, e sulle tecnologie del carbone quasi altrettanto a lungo.

Julio Friedmann, ricercatore senior presso il Centro sulla politica energetica globale della Columbia University e CEO della società Carbon Wrangler, è d’accordo.

“Non esiste una definizione formale di carbone pulito”, ha detto in un’intervista telefonica. “Ed è spesso negli occhi di chi guarda.”

Rubin ricorda che il termine è stato ampiamente utilizzato a metà degli anni 1980, quando il Dipartimento dell’Energia ha lanciato il suo programma di carbone pulito., A quel tempo, le piogge acide erano una priorità assoluta e le centrali a carbone erano un colpevole chiave. Il carbone contiene impurità che, una volta bruciate, sfuggono nell’aria come inquinanti atmosferici nocivi, tra cui sostanze chimiche che causano piogge acide come anidride solforosa e ossidi di azoto. Fortunatamente, scrubber e convertitori catalitici potrebbero essere aggiunti alle centrali elettriche per rimuovere chimicamente la maggior parte di questi inquinanti.

Nel corso del tempo, la definizione ampliato come la società ha riconosciuto che la combustione del carbone ha provocato altri problemi di inquinamento., Negli anni ‘ 90, ad esempio, quando gli scienziati hanno capito l’importanza delle emissioni di mercurio dal carbone, anche questo è diventato un significante di carbone pulito. Il mercurio rilasciato nell’aria alla fine ritorna sulla Terra, dove può diventare un pericolo per la salute umana e danneggiare gli ecosistemi e la fauna selvatica. L’Environmental Protection Agency stima che le centrali elettriche a carbone siano responsabili di circa il 42% di tutte le emissioni di mercurio prodotte dall’uomo negli Stati Uniti.,

Infine, l’etichetta” pulita ” si è evoluta per includere la riduzione dell’anidride carbonica, il gas serra che gli scienziati dicono stia guidando il cambiamento climatico. L’EPA ha formalmente designato l’anidride carbonica come inquinante atmosferico nel 2009, in riconoscimento del danno che il gas pone “alla salute pubblica e al benessere” nel suo ruolo nel riscaldamento globale.

Le centrali a carbone pompano quantità eccessive di gas. Secondo l’Energy Information Administration, le centrali elettriche a carbone hanno rilasciato 1.207 milioni di tonnellate di CO2 in 2017, molto più di qualsiasi altra fonte di elettricità. E questo nonostante un calo nell’uso del carbone., Come osserva l’EPA, ” sebbene il carbone rappresentasse circa il 67% delle emissioni di CO2 del settore, rappresentava solo il 32% circa dell’elettricità generata negli Stati Uniti nel 2016.”

” In questi giorni, il mio senso è che parlare di carbone pulito senza estenderlo a significare significative riduzioni delle emissioni di carbonio sta fondamentalmente ignorando gli impatti legati al clima della combustione del carbone”, ha detto Rubin.

È un sentimento condiviso da Friedmann. “Personalmente credo che il carbone non possa essere pulito a meno che non controlli anche le emissioni di CO2”, ha affermato.,

Ma Rubin osserva che le definizioni dell’industria carboniera sono spesso vaghe, riferendosi a miglioramenti delle prestazioni ambientali che possono fare solo progressi incrementali. Anche se i gruppi industriali accettano che il controllo dell’anidride carbonica fa parte del carbone pulito, come fanno alcuni, è spesso una questione di quanto. Qualcuno potrebbe obiettare, ha detto Rubin, che una riduzione percentuale di 5 nelle emissioni è sufficiente per rendere il carbone “pulito”.”

Chiaramente, la parte” pulita “di” carbone pulito “è relativa ed è meglio descritta come” più pulita.,”Per questo motivo, molti ambientalisti pensano che” carbone pulito” non esista e considerano la frase un ossimoro. Il carbone non può mai essere pulito, sostengono, perché anche se sofisticate centrali elettriche catturano inquinanti, c’è un danno ambientale durante l’estrazione e il trasporto del carbone. La rimozione delle cime in particolare è nota per inquinare i corsi d’acqua e danneggiare gli ecosistemi, in particolare quelli acquatici. Questo danno ambientale è ben documentato dall’EPA.

Ma mentre Friedmann considera queste giuste lamentele, pensa anche che dovrebbero essere messe in prospettiva, come solo il 5% degli Stati Uniti, la produzione di carbone viene effettuata mediante rimozione della cima della montagna. “Non rappresenta una grande frazione di come viene prodotto il carbone”, ha detto.

La migliore tecnologia non può rendere il carbone completamente privo di inquinamento o carbon neutral, ma può mitigare molti degli impatti ambientali negativi. Questa tecnologia, nota come cattura e sequestro del carbonio (o stoccaggio), o CCS, è un processo in cui la CO2 viene intrappolata e tenuta fuori dall’atmosfera, solitamente forzando il gas in formazioni sotterranee. Come spiegheremo, ci sono diversi modi per fare CCS. Ma la tecnologia è costosa e non è ancora diffusa.,

Altri metodi di “carbone pulito” affrontano anche le emissioni di anidride carbonica, compresi nuovi modi di bruciare il carbone in modo più efficiente. In una centrale elettrica a carbone standard, il carbone viene bruciato per riscaldare una caldaia, che crea vapore che trasforma una turbina, che alimenta un generatore per creare elettricità. L’aumento della temperatura e della pressione del vapore, come avviene nei cosiddetti impianti supercritici e ultrasupercritici, rende questo processo più efficiente. Poiché meno carbone deve essere bruciato per creare la stessa quantità di energia, le piante hanno impronte di carbonio più piccole., Questi miglioramenti, tuttavia, di solito producono solo modeste riduzioni di anidride carbonica, tali da non corrispondere ancora alle minori emissioni dei moderni impianti di gas naturale. Rubin ha detto che anche questi non sono ampiamente utilizzati negli Stati Uniti.

Cosa potrebbe significare Trump

La Casa Bianca non ha risposto alle richieste di chiarimenti su cosa intende Trump quando dice “carbone pulito.”Trump potrebbe semplicemente pensare agli scrubber di base che prevengono le piogge acide-ma non fare nulla per ridurre le emissioni di CO2.,

Alcuni dei commenti più specifici di Trump, tuttavia, descrivono erroneamente il carbone stesso come “pulito”, non la combustione di esso.

Prendi, per esempio, l’idea che il carbone seduto nei vagoni ferroviari sia pulito e che gli Stati Uniti esportino carbone pulito, entrambe le idee che ha lanciato a settembre.

Trump, Discorso delle Nazioni Unite, settembre. 25: Siamo diventati il più grande produttore di energia ovunque sulla faccia della Terra. Gli Stati Uniti sono pronti a esportare la nostra offerta abbondante e conveniente di petrolio, carbone pulito e gas naturale.,

Trump, a bordo dell’Air Force One, settembre. 7: Nessuna amministrazione ha fatto quello che ho fatto io. Ho appena lasciato il Montana, e ho guardato quei treni e sono carichi di carbone pulito-bellissimo carbone pulito. E quei treni erano vuoti due anni fa. Erano vuoti, stavano morendo. Nessuno ha fatto quello che ho fatto io.

Mettendo da parte le affermazioni gonfiate di Trump sul rilancio dell’industria del carbone, che abbiamo affrontato prima, Rubin ha detto che le parole di Trump non hanno molto senso, date le normali definizioni di carbone pulito.,

“Non è il carbone che è pulito”, ha detto Rubin. “Sta usando il carbone e lo usa in un modo che genera energia utile, senza emissioni ambientali significative.”Tutti i modi significativi per farlo, ha detto, accadono in una centrale elettrica.

C’è solo un modo plausibile Trump potrebbe discutere il suo caso, ed è un tratto.

Potrebbe pensare alla pulizia del carbone o al lavaggio del carbone, una tecnologia più vecchia che rimuove le impurità, come la materia minerale non combustibile e lo zolfo, dal carbone. Questo può ridurre l’inquinamento da ceneri di carbone e ridurre leggermente le emissioni di anidride solforosa., Ma questa elaborazione rende difficilmente il carbone pulito.

“Oggi nessuno pensa davvero alla pulizia del carbone come a una significativa tecnologia di carbone pulito”, ha affermato Rubin.

Secondo l’Energy Information Administration, meno del 20 per cento del carbone degli Stati Uniti viene lavato, di solito più alto-carbone di zolfo in Oriente, e la pulizia non cambia le emissioni di anidride carbonica del carbone.

Il lavaggio del carbone, in particolare, appare su un elenco di tecnologie pubblicate sul sito Web dell’American Coal Council, ma il gruppo industriale è attento a etichettare l’intero elenco “più pulito” piuttosto che “pulito.,”

Per quanto riguarda la richiesta di esportazione, Friedmann è altrettanto sconcertato.

“Nella mia mente, non vedo come puoi esportare carbone e chiamarlo pulito a meno che tu non esporti la tecnologia del carbone pulito con esso”, ha detto Friedmann, aggiungendo che questo è qualcosa che l’amministrazione Trump non sta facendo.

E nessuna testa di carbone esportata negli impianti di cattura del carbonio. Dei due impianti CCS a carbone, solo uno — la Boundary Dam Power Station in Saskatchewan, Canada-è al di fuori degli Stati Uniti, e ottiene il suo carbone a livello nazionale.,

Come funziona il carbone CCS

Comprendere le basi di come funziona la cattura e il sequestro del carbonio a base di carbone aiuterà a spiegare perché non è più diffuso.

Ci sono tre modi principali per catturare il carbonio, che differiscono in quando e come la CO2 viene rimossa:

• Post-combustione: la CO2 viene catturata dopo che il carbone è stato bruciato. Questo è l’unico metodo di cattura in operazioni commerciali. Essenzialmente, prima che i gas di scarico vengano inviati sul camino, la CO2 viene estratta con sostanze chimiche, di solito ammine ricche di azoto., Questa tecnica può essere applicata alle centrali a carbone esistenti come retrofit – un enorme vantaggio rispetto agli altri metodi. Ma ci vuole ancora un po ‘ di energia per far funzionare il sistema, ha spiegato Rubin, principalmente perché le sostanze chimiche che assorbono la CO2 devono essere spogliate della CO2 in modo che possano essere rigenerate e riutilizzate.
• Pre-combustione: la CO2 viene catturata da un gas proveniente dal carbone prima di essere bruciata. La parte di cattura del carbonio è meno costosa rispetto alla cattura post-combustione, ma il costo complessivo degli impianti di gassificazione è elevato. Per quanto ne sa Rubin, solo due centrali elettriche americane usano la gassificazione., Un impianto, nella contea di Kemper, Mississippi, è stato progettato per fare la gassificazione del carbone con la cattura del carbonio, ma ha dovuto rottamare quei piani dopo il superamento dei costi e ritardi. Ora funziona a gas naturale.
• Ossicarburante: il carbone viene bruciato in ossigeno piuttosto che in aria. Questo rende più facile per raccogliere la CO2, ma secondo Rubin, l’esecuzione di un impianto di ossigeno prende un sacco di energia, e l’economia può o non può avere senso rispetto alla cattura post-combustione.,

Forse sorprendentemente, la tecnologia di base non è cambiata molto dall’ultima volta che ne abbiamo scritto su 2009, quando l’allora presidente Barack Obama stava prendendo calore dai gruppi ambientalisti per sostenere il carbone pulito. Ciò che è cambiato è che ora ci sono due impianti commerciali di carbone CCS in funzione. Uno è lo stabilimento Petra Nova di Houston, in Texas, che è entrato in linea nel 2017, e l’altro è la Boundary Dam del Canada, che ha debuttato nel 2014. Entrambi afferrare la CO2 dopo la combustione utilizzando prodotti chimici, anche se le loro configurazioni sono diverse.,

Una delle differenze è nel modo in cui le piante ottengono l’energia extra per eseguire i loro sistemi di cattura, che Rubin ha detto può richiedere dal 20 al 25 percento dell’energia di una centrale elettrica a carbone efficiente per funzionare. Boundary Dam utilizza la potenza interna, riducendo la sua produzione. Petra Nova, al contrario, utilizza un impianto di gas naturale separato-senza cattura del carbonio. Di conseguenza, Petra Nova può produrre più elettricità, ma la sua impronta di carbonio complessiva è superiore a quanto si possa pensare., Anche se Petra Nova cattura il 90 per cento delle sue emissioni di CO2, Rubin stima che la riduzione netta è solo circa il 70 per cento.

Questo è ancora sostanziale, ma è importante tenere a mente quando si valuta quanto sia pulito anche questo tipo di tecnologia avanzata. ” Un impianto di gas naturale efficiente avrebbe circa la metà delle emissioni di una moderna centrale a carbone, senza fare nulla”, spiega Rubin.,

Oltre a ridurre le credenziali verdi dell’impianto, l’energia extra necessaria per catturare il carbonio aumenta il costo dell’elettricità, che è probabilmente l’ostacolo più grande che impedisce al carbone di diventare mainstream.

Una soluzione alternativa, che è ciò che stanno facendo gli impianti di Petra Nova e Boundary Dam, è quella di trarre profitto dalla loro CO2 catturata attraverso qualcosa chiamato enhanced oil recovery. Si scopre che la CO2 è utile alle compagnie petrolifere perché iniettare il gas nel terreno può aiutare a spremere più petrolio.,

Naturalmente, non tutti sono a bordo con l’utilizzo di CO2 catturato per trovare più petrolio, che come combustibile fossile collega contribuirebbe al nostro problema di CO2. Ma Rubin ha detto che dipende dalle proprie ipotesi sul fatto che in rete ci sia una diminuzione delle emissioni di CO2 o meno. “È qualcosa che deve essere considerato”, ha detto, “ma non c’è una risposta chiara.”

The Coal CCS Outlook

Con solo due centrali a carbone nel mondo che fanno riduzioni significative di tutti gli inquinanti atmosferici, tutto ciò che si avvicina al carbone pulito sta accadendo su scala estremamente ridotta., Infatti, i sistemi di cattura del carbonio in entrambi gli impianti sono in esecuzione solo su una parte del carbone totale che viene bruciato.

A Boundary Dam, la capacità totale di tutte le unità è di 672 megawatt, ma la singola unità di cattura del carbonio è in grado di circa 120 megawatt. È spesso giù per le riparazioni o in esecuzione sotto la capacità. A Petra Nova, la cattura del carbonio viene applicata a 240 megawatt dell’unità da 654 megawatt. Ciò rende Petra Nova il più grande progetto di carbone CCS al mondo – un’impresa impressionante., Ma dato che la capacità totale della centrale elettrica a carbone del paese supera i 250.000 megawatt, significa ancora che meno dello 0,1% della capacità americana utilizza la tecnica. Ne vedremo altre?

“Con il prezzo del gas naturale così basso come lo è attualmente, c’è relativamente poco interesse nella costruzione di nuove centrali a carbone di qualsiasi tipo”, ha affermato Rubin. Ciò che serve, ha detto, sono regolamenti e politiche che rendono economicamente utile per più aziende costruire questo tipo di centrali elettriche, come un prezzo sufficientemente alto sulle emissioni di CO2 o uno standard che richiede riduzioni delle emissioni.,

“Non abbiamo nessuno di questi oggi”, ha detto, ” né alcuna prospettiva di tali incentivi da parte dell’attuale amministrazione.”

A febbraio, Trump ha firmato in legge una serie di crediti d’imposta espansi che potrebbero incoraggiare vari progetti di cattura del carbonio. La misura prevede crediti d’imposta per ogni tonnellata di CO2 immagazzinata o riutilizzata. Ma mentre Friedmann pensa che i crediti potrebbero consentire ad alcune centrali a carbone esistenti di fare retrofit CCS, anche quei progetti avrebbero probabilmente bisogno di un sostegno extra.,

Alla fine, Friedmann ha detto, l’attenzione non dovrebbe essere sul carbone o su qualsiasi altro combustibile, dovrebbe essere sulla centrale elettrica. “Non dovresti preoccuparti se usa carbone, gas naturale o pneumatici”, ha detto. “Dovresti preoccuparti di ciò che viene emesso. E ‘ l’unica cosa che interessa alla Terra.”

Chiarimento, novembre. 9: Abbiamo chiarito che solo due centrali elettriche americane utilizzano la gassificazione.,