Perusahaan-perusahaan yang berupaya mencapai dampak iklim yang netral mendapati bahwa sebagian besar strategi pengadaan energi ramah lingkungan tidak efektif di AS, menurut sebuah penelitian yang dipimpin Princeton. Namun, pendekatan pencocokan setiap jam—pengadaan energi bersih secara real-time untuk menyesuaikan konsumsi—mengurangi emisi secara signifikan, tidak seperti strategi pencocokan tahunan pada umumnya yang gagal memberikan dampak pada emisi jangka panjang.
Dalam upaya mencapai dampak netral iklim, banyak perusahaan memilih untuk membeli listrik tambahan dari sumber energi terbarukan. Strategi ini bertujuan untuk melawan emisi yang dihasilkan dengan mengandalkan jaringan listrik yang ada saat ini, yang saat ini sebagian besar menggunakan bahan bakar fosil.
Namun beberapa strategi paling umum untuk membeli energi ramah lingkungan hanya berdampak kecil dalam mengurangi emisi karbon jangka panjang di AS, demikian temuan sebuah studi yang dipimpin Princeton. Namun, satu pendekatan, yaitu perusahaan membeli energi ramah lingkungan setiap jam agar sesuai dengan konsumsi energi real-time mereka, dapat memberikan dampak yang besar.
Pendekatan tersebut, yang dikenal sebagai pencocokan temporal, pencocokan per jam, atau pengadaan listrik bebas karbon 24/7, merupakan satu-satunya strategi yang secara konsisten menurunkan emisi seluruh sistem di antara strategi yang dipelajari oleh tim Princeton, yang analisisnya dipublikasikan pada 11 Januari di Joule.
Di sisi lain, tim menemukan bahwa strategi pengadaan yang paling umum saat ini – yang dikenal sebagai pencocokan volumetrik atau tahunan – terbukti hampir seluruhnya tidak efektif dalam mengurangi emisi jangka panjang di AS. Dalam pendekatan pencocokan volumetrik, perusahaan dapat mengklaim dekarbonisasi penuh hanya dengan melakukan dekarbonisasi penuh. menghitung total konsumsi energi tahunan mereka dan menyediakan energi bersih yang cukup untuk menyamai konsumsi tahunan tersebut, terlepas dari kapan energi tersebut benar-benar diproduksi.
“Perusahaan semakin menghadapi persyaratan pelaporan yang lebih ketat untuk mendukung klaim emisi mereka,” kata Jesse Jenkins, asisten profesor teknik mesin dan ruang angkasa dan Pusat Energi dan Lingkungan Andlinger.
Jenkins mencatat undang-undang California, yang disahkan pada tahun 2023, akan mewajibkan semua perusahaan yang memperoleh pendapatan lebih dari satu miliar dolar untuk melaporkan seluruh jejak emisi mereka, termasuk emisi dari listrik yang dibeli, mulai tahun 2026. Kredit pajak federal yang baru juga mewajibkan produsen hidrogen ramah lingkungan dan bahan bakar penerbangan berkelanjutan untuk menunjukkan jejak emisi mereka secara kredibel. “Ada konsekuensi hukum dan finansial nyata dalam penghitungan gas rumah kaca,” katanya. “Ini bukan lagi sekedar membuat klaim pemasaran.”
Strategi pengadaan lain yang akan datang, yang dikenal sebagai pencocokan emisi atau karbon, yaitu pengadaan energi ramah lingkungan sebagai upaya untuk mengimbangi total emisi karbon yang dihasilkan dari konsumsi listrik pembeli, juga tidak memberikan dampak yang sama terhadap pengurangan emisi jangka panjang. emisi di AS
“Sebelum kita berkomitmen pada pendekatan pengadaan apa pun, kita perlu melakukan analisis untuk memastikan bahwa pendekatan tersebut efektif dalam menurunkan emisi,” kata penulis pertama, Qingyu Xu, peneliti di Energy Internet Research Institute Universitas Tsinghua yang menyelesaikan sebagian besar penelitian saat bekerja dengan Jenkins sebagai peneliti postdoctoral. “Dalam studi ini, kami menguji apakah beberapa pendekatan pengadaan yang umum diusulkan dapat mendukung klaim emisi mereka.”
Produk dari lanskap energi yang berubah
Wilson Ricks, rekan penulis studi dan mahasiswa pascasarjana di bidang teknik mesin dan kedirgantaraan, mengatakan temuan tim mencerminkan penurunan biaya baru-baru ini dalam teknologi energi bersih seperti energi surya dan angin darat. Berkat insentif kebijakan yang berkelanjutan dan dukungan dari pembeli sukarela awal, kata Ricks, proyek energi surya dan angin kini menjadi salah satu pilihan paling ekonomis untuk pembangunan energi baru – bersaing dengan dan seringkali mengalahkan sumber energi berbasis bahan bakar fosil.
Meskipun teknologi energi terbarukan merupakan kemenangan bagi status teknologi energi terbarukan, efek samping dari energi terbarukan yang murah berarti bahwa perjanjian perusahaan atau institusi baru untuk membeli listrik dari proyek tenaga surya dan angin memiliki dampak yang semakin terbatas dalam mendorong pengurangan emisi jangka panjang dan seluruh sistem.
Perjanjian sukarela ini efektif ketika proyek tenaga surya dan angin baru lebih mahal dibandingkan proyek energi berbasis bahan bakar fosil karena dukungan perusahaan memungkinkan dibangunnya proyek energi ramah lingkungan dimana bahan bakar fosil akan menjadi pilihan utama. Namun, seiring dengan semakin banyaknya proyek energi ramah lingkungan yang menjadi pilihan energi utama, sulit untuk membuktikan bahwa dukungan perusahaan mempunyai dampak transformasional.
Rekan penulis Wilson Ricks, mahasiswa pascasarjana di bidang teknik mesin dan ruang angkasa, berdiri di panel surya Universitas Princeton. Kredit: Bumper DeJesus, Pusat Energi dan Lingkungan Andlinger
“Asumsi umum di balik pendekatan pengadaan energi ramah lingkungan tradisional adalah ketika Anda mendapatkan sejumlah energi ramah lingkungan, Anda secara efektif mengimbangi jumlah energi fosil yang sama,” kata Ricks. “Tetapi seiring dengan semakin murahnya harga listrik ramah lingkungan dan semakin kompetitifnya pasar, asumsi tersebut menjadi semakin tidak benar. Sebaliknya, ada proyek tenaga surya yang tidak bersaing dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil, namun dibandingkan dengan proyek tenaga surya lain yang bisa dibangun sebagai penggantinya.”
Dalam pendekatan pencocokan volumetrik, misalnya, pendekatan yang paling hemat biaya bagi sebuah perusahaan untuk mengklaim emisi net-zero hampir seluruhnya bergantung pada pengadaan energi surya atau angin yang cukup murah untuk mengimbangi konsumsi energi tahunan mereka. Namun jika kita membayangkan jangka waktu alternatif di mana perusahaan tidak pernah mendukung proyek-proyek energi ramah lingkungan tersebut, sebagian besar proyek-proyek tersebut akan menemukan pembeli alternatif dan tetap dibangun, hanya karena tenaga surya dan angin telah menjadi pilihan termurah yang tersedia untuk proyek-proyek energi baru.
Pencocokan emisi juga menghadapi hambatan yang serupa dengan pendekatan volumetrik. Dalam pencocokan emisi, alih-alih memasangkan konsumsi energi dengan pengadaan energi ramah lingkungan berdasarkan megawatt-jam-ke-megawatt-jam, perusahaan akan mencocokkannya berdasarkan dampak emisi karbon dari setiap megawatt-jam pembangkitan atau konsumsi. Misalnya, jika permintaan energi sebuah perusahaan menyebabkan generator gas alam menyala di California, mereka dapat mendukung proyek pembangkit listrik tenaga angin di Wyoming yang akan “menghilangkan” jumlah emisi yang setara dengan menghindari kebutuhan untuk menyalakan pembangkit listrik tenaga batu bara. tanaman.
Walaupun sekilas tampak masuk akal, Jenkins mengatakan bahwa seperti halnya pendekatan volumetrik, pendekatan pencocokan emisi gagal mempertimbangkan skenario kontrafaktual di mana proyek pembangkit listrik tenaga angin akan tetap dibangun karena biayanya yang rendah. Akibatnya, perusahaan tidak akan memberikan kontribusi tambahan pasokan energi ramah lingkungan, melainkan akan menggantikan lahan yang kemungkinan besar akan menjadi pembangkit listrik tenaga angin.
“Strategi pencocokan emisi berdasarkan dampak emisi operasional jangka pendek tidak memberi tahu Anda apa pun tentang dampak jangka panjang dari keputusan Anda,” kata Jenkins. “Hal ini tidak memberi tahu Anda bagaimana pembangkit listrik ramah lingkungan akan mengubah keputusan investasi dan pensiun di seluruh sistem. Jika Anda hanya ingin membuat klaim kualitatif bahwa Anda memberikan dampak positif pada dunia, ini mungkin cara yang tepat. Namun jika Anda ingin membuat klaim kuantitatif yang valid bahwa dampak emisi Anda sebagai sebuah perusahaan adalah nol, maka hal ini patut dipertanyakan sebagai sebuah strategi.”
Saatnya untuk alternatif yang lebih baik
Selain kegagalannya dalam mendorong tambahan pasokan energi bersih, pendekatan volumetrik dan emisi juga gagal mengatasi kekurangan yang melekat pada sumber daya energi bersih seperti tenaga surya dan angin: matahari tidak selalu bersinar, dan angin tidak selalu bertiup.
Pada saat yang sama, pusat dan fasilitas data biasanya mengonsumsi energi sepanjang waktu. Dan ketika perusahaan terus beroperasi tanpa adanya pembangkit listrik tenaga surya atau angin, pilihan cadangannya biasanya adalah campuran bahan bakar fosil.
Namun, pendekatan volumetrik mengabaikan ketidaksesuaian harian antara pembangkitan dan konsumsi energi ramah lingkungan karena pengadaan energi ramah lingkungan dilakukan setiap tahun. Akibatnya, perusahaan dapat memperoleh energi surya dan angin termurah yang tersedia untuk mengimbangi konsumsi energi tahunan mereka guna mengklaim emisi net-zero, namun gagal mengatasi fluktuasi harian dan musiman pembangkit listrik tenaga surya dan angin.
“Dengan strategi pengadaan energi bersih 24/7, Anda secara efektif berpura-pura bahwa Anda adalah jaringan listrik yang sepenuhnya terdekarbonisasi,” kata Jenkins. “Jika itu masalahnya, maka Anda memerlukan portofolio sumber daya yang dibutuhkan oleh jaringan listrik yang sepenuhnya terdekarbonisasi. Dan itu bukan hanya angin dan matahari. Hal ini juga mencakup hal-hal seperti penyimpanan energi jangka panjang dan teknologi energi yang ramah lingkungan seperti panas bumi atau nuklir yang canggih.”
Pendekatan pencocokan temporal yang dipelajari para peneliti secara konsisten berhasil menurunkan emisi di seluruh sistem karena pendekatan ini mengatasi ketidaksesuaian temporal antara produksi dan konsumsi energi bersih. Dengan mewajibkan perusahaan untuk mendapatkan energi ramah lingkungan pada saat yang sama ketika mereka mengonsumsi energi, pendekatan ini mendorong investasi di luar pembangkit listrik tenaga angin dan surya, termasuk penyimpanan energi dan teknologi energi ramah lingkungan yang kuat.
“Ketika sebuah perusahaan harus menyesuaikan konsumsi energinya dengan energi ramah lingkungan setiap jamnya, maka hal ini akan merugikan perusahaan ketika sumber daya fosil akan menjadi pilihan alternatif di pasar energi,” kata Ricks. “Tidak lagi menjadi pilihan untuk hanya mendukung proyek tenaga surya dan angin yang murah dan menganggap diri Anda siap.”
Para peneliti mengakui bahwa pencocokan temporal secara signifikan lebih mahal dibandingkan pendekatan lainnya namun mengatakan bahwa perusahaan pada akhirnya mendapatkan apa yang mereka bayar. Meskipun pencocokan volumetrik dan emisi dapat dicapai dengan premi biaya yang mendekati nol, hal ini juga menghasilkan pengurangan emisi jangka panjang yang mendekati nol. Di sisi lain, pencocokan temporal dapat menyebabkan premi biaya melebihi $20 per megawatt-jam di beberapa wilayah, namun premi tersebut memungkinkan perusahaan untuk secara kuantitatif menyatakan bahwa mereka telah mengurangi emisinya.
“Mencapai sistem ketenagalistrikan yang 100% bersih sepanjang waktu adalah hal yang sulit. Ini akan memakan banyak waktu dan uang,” kata Ricks. “Gagasan bahwa sebuah perusahaan bisa masuk dan mengklaim 100% bersih pada tahun 2024 tanpa biaya tambahan terdengar agak mencurigakan, begitu pula dengan skema penghitungan emisi yang memungkinkan hal tersebut terjadi. Jika dekarbonisasi dunia dapat dilakukan semudah itu, maka permasalahan ini akan teratasi.”
Referensi: “Dampak tingkat sistem dari strategi pengadaan listrik bebas karbon secara sukarela” oleh Qingyu Xu, Wilson Ricks, Aneesha Manocha, Neha Patankar dan Jesse D. Jenkins, 11 Januari 2024, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2023.12.007
