I livelli di anidride carbonica che riscaldano il pianeta continuano a salire. Ridurre le emissioni allontanandosi dai combustibili fossili è una priorità, ma lo è anche rimuovere la carbonio che è già stato emesso. Tra le molte tecnologie emergenti sul tavolo, quali saranno le più efficaci e dove? Cosa succede ai costi? Quali tipi di investimenti avranno il maggior impatto?
I ricercatori del Dipartimento dell’Energia dei Laboratori Nazionali di Berkeley stanno rispondendo a queste domande con l’analisi tecnico-economica, un approccio basato sui dati per prevedere i migliori percorsi verso la decarbonizzazione.
“I Laboratori di Berkeley stanno costruendo molte tecnologie per l’energia pulita che potrebbero avere un enorme impatto sul nostro percorso verso un futuro a basso tenore di carbonio. L’analisi tecnico-economica ci aiuta a concentrare le nostre ricerche su quelle tecnologie che sono più probabili che siano sviluppate in prodotti di successo e convenienti”, ha detto il direttore dei Berkeley Lab Mike Witherell.
L’analisi tecnico-economica utilizza modelli informatici per valutare le implicazioni di costo e gli impatti ambientali potenziali delle tecnologie emergenti. Questi modelli possono utilizzare i risultati della ricerca iniziale per una tecnologia e calcolare i costi per scalarla. Questo tipo di analisi predittiva può essere utilizzato per supportare la decisione da parte di ricercatori, parti interessate dell’industria, regolatori e responsabili politici.
Una combinazione di potenza di calcolo robusta e tecniche più sofisticate ha reso l’analisi tecnico-economica un approccio sempre più potente. Di conseguenza, il team dei Laboratori di Berkeley, situato nell’area delle tecnologie energetiche con personale in diverse aree, ha ampliato il proprio ambito per includere 20 scienziati provenienti da una vasta gamma di discipline che lavorano in collaborazione con i team dei Laboratori e di altre istituzioni.
La ricerca richiede spesso una combinazione di progettazione di ingegneria, di progettazione e di simulazione dei processi, di analisi dei flussi di cassa, di valutazione del ciclo di vita e di analisi geospaziali.
“Con una tecnologia nuova di zecca, non possiamo semplicemente prendere un’analisi per un’industria e ipotizzare come funziona. Abbiamo davvero bisogno di costruire nuovi sistemi ingegnerizzati e di modellare i processi attorno ad essi”, ha detto la ricerca scientifica di Berkeley Hanna Breunig. “Ciò richiede una scienza di squadra e nuovi approcci computazionali per cominciare a prevedere le prestazioni”.
Mentre i progetti precedenti di analisi tecnico-economica dipendevano generalmente da software esistenti con input e output limitati, oggi i ricercatori dei Laboratori di Berkeley stanno creando modelli di computer su misura a più strati per ottenere un quadro più completo di una tecnologia. Ancora più importante, il team ha rafforzato questi modelli con dati provenienti dalla ricerca iniziale nei Laboratori. Ciò crea un ciclo di feedback in cui i dati rafforzano i modelli e viceversa.
La storia dell’analisi tecnico-economica dei Laboratori di Berkeley nel corso degli ultimi due decenni si sta dimostrando utile in una varietà di strategie cruciali per la mitigazione del cambiamento climatico. Ciò include tecnologie di emissioni negative come la cattura diretta dell’aria e il potenziamento degli agenti atmosferici, un processo che accelera le reazioni chimiche che rimuovono il carbonio naturalmente. Ciò include anche la decarbonizzazione della produzione manifatturiera; biocarburanti e bioprodotti; la produzione e lo stoccaggio di idrogeno; e metodi per sostenere un’economia circolare in cui più materiali possono essere riciclati evitando la necessità di crearne di nuovi.
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