Como os EUA podem ganhar uma vantagem na tecnologia limpa

Os EUA podem construir uma vantagem competitiva durável em tecnologias limpas e gerar benefícios econômicos significativos no processo - criando empregos, atingindo as metas de segurança e sustentabilidade da energia nacional e catalisando a adoção global de soluções da Adoção Global. As oportunidades e desafios diferem de um conjunto de tecnologias para o outro, no entanto, e elas exigirão abordagens diferentes, de acordo com dois caminhos para a competitividade dos EUA em tecnologias limpas , um novo relatório do BCG que se expande um estudo anterior na competitividade dos EUA em tecnologia limpa. Ambos os relatórios foram encomendados por energia inovadora e terceira maneira.

Here’s what our latest report found:

• Two mature clean technologies—solar photovoltaic (solar PV) and offshore wind—are key to decarbonizing Energia sistemas em todo o mundo. Nos EUA, eles serão responsáveis ​​por mais de 40% da geração de energia até 2050, de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA). Infelizmente, os EUA já cederam a liderança nessas tecnologias a empresas estrangeiras nos mercados internacionais e domésticos. Mesmo assim, ainda existe um caminho estreito para os jogadores dos EUA recuperarem o mercado doméstico - fortalecendo a segurança energética dos EUA, aumentando as capacidades de fabricação doméstica e tornando as cadeias de suprimentos mais resilientes.      
• Energia geotérmica e Captura de carbono, utilização e armazenamento (CCUS), por outro lado, são tecnologias emergentes com enorme potencial de crescimento. A tecnologia geotérmica pode ser uma fonte importante de potência limpa e despachável que pode ser usada para equilibrar suprimentos de fontes de energia renováveis ​​variáveis. Também pode permitir a produção doméstica de minerais críticos, como o lítio, e fornecer calor zero carbono para processos industriais. Enquanto isso, as CCUs estão emergindo como uma solução vital para descarbonizar setores difíceis de abate. Os EUA são um líder global nessas duas tecnologias; Ainda assim, precisa tomar medidas para desbloquear a implantação doméstica para garantir que ela permaneça à frente da concorrência estrangeira e catalisa e captura a demanda global. 
  

créditos tributários e outros incentivos financeiros no Lei de Redução da Inflação (IRA) e a Lei de Investimentos e Empregos de Infraestrutura (IIJA) forneceram apoio significativo ao investimento dos EUA nessas tecnologias - em alguns casos, tornando os sistemas fabricados no país substancialmente mais baratos que as importações. Eles devem tomar ações direcionadas que suportem as necessidades variadas dessas tecnologias, incluindo o combate a gargalos de infraestrutura, simplificando processos de permissão e acelerando os planos de investimento.

However, for the US to achieve strong market positions across all four technologies, policymakers and companies must build on this recent legislation. They should take targeted actions that support the varying needs of these technologies, including tackling infrastructure bottlenecks, streamlining permitting processes, and accelerating investment plans.

The Market Opportunity for US Players

Our analysis of these four technologies builds on our previous report, which examined the market opportunity for US companies in six complementary Tecnologias : Veículos elétricos, aço limpo, hidrogênio de baixo carbono, armazenamento de energia de longa duração, captura direta de ar e pequenos reatores modulares nucleares avançados. Para cada uma das dez tecnologias, examinamos a oportunidade de mercado disponível para os EUA e sua posição competitiva atual no nível da cadeia de valor. Isso nos permitiu identificar áreas específicas em que os EUA se beneficiariam mais da construção de uma forte presença.

We estimate that the global market for all ten technologies could total $130 to $140 trillion between now and 2050. Of this figure, the serviceable addressable market (SAM) for US companies—in other words, the cumulative market for these technologies domestically and in countries where US exports are most feasible—could be worth $100 to $110 trillion over the same time period. The ten technologies could also avoid or capture about 30 gigatons per year of greenhouse gas emissions by 2050, equivalent to nearly 60% of total annual emissions worldwide. (See Exhibit 1.)

Nossas projeções de mercado são baseadas no cenário de promessas anunciadas pela AIE (APS), que assume que os governos cumprirão seus compromissos atuais de redução de emissões a tempo e no prazo. Esse cenário é o mais provável das três perspectivas de redução de emissões da AIE (as outras duas políticas declaradas e emissões de zero de rede). Empregos, aproximadamente iguais à atual força de trabalho dos EUA da indústria de fabricação química. They could also generate $25 to $30 billion for the US in annual export revenues in 2050, which is about the size of US grain exports in 2020. Because the opportunities and challenges of these four technologies differ, we have divided them into two separate groupings.

Within the US, we estimate that the domestic market for US companies in solar PV, offshore wind, geothermal and CCUS—the focus of this report—could be worth a combined $3 to $4 trillion between now and 2050 and create up to 800,000 new US jobs, roughly equal to the chemical manufacturing industry’s current US workforce. They could also generate $25 to $30 billion for the US in annual export revenues in 2050, which is about the size of US grain exports in 2020. Because the opportunities and challenges of these four technologies differ, we have divided them into two separate groupings.

Solar PV and Offshore Wind

Today, foreign companies dominate global solar PV and offshore wind markets, including that of the US. Mais de 85% da capacidade de fabricação de energia solar fotovoltaica pertence a concorrentes de menor custo na China e no sudeste da Ásia; Enquanto estiver no vento offshore, a União Europeia, o Reino Unido e a China são responsáveis ​​por mais de 95% da fabricação e instalações. Os EUA, em comparação, importam cerca de 90% dos painéis solares e sua capacidade de vento offshore doméstica é insignificante em comparação com a Europa e a China. (Consulte o Anexo 2.)

Increased political will in the US and recent legislation are set to change that. Provisions in the IRA will make domestically produced solar panels up to 30% to 40% cheaper than imported ones, reducing the costs of generating solar energy and supporting a significant expansion in deployment. Similarly, IRA provisions support the domestic manufacturing of offshore wind components and address supply chain bottlenecks through funding for port upgrades and installation vessels. These measures are designed to help the US achieve the Biden administration’s goal of creating 30 gigawatts of offshore wind capacity by 2030, putting the US on par with leading countries.

By developing its own domestic capabilities in these two areas, the US can meet growing demand at home and serve a small number of nearby export markets. (As shown in Exhibit 1, we estimate that the proportion of the global market accessible to US players is 25% to 30% for solar PV and 20% to 25% for offshore wind, below other clean technologies.) To seize this opportunity, US players should start by targeting those areas that offer the greatest potential.

Areas to Prioritize for Solar PV. According to our analysis of the solar PV market, solar manufacturing, polysilicon production, and project development should be priority areas for the US, based on the possible market size of these areas and the competitive advantages they offer.

• Solar PV Manufacturing. Building domestic Fabricação Os recursos são essenciais para que os EUA evitem a interrupção, desde choques até cadeias de suprimentos no exterior altamente concentradas. Também oferece aos EUA a oportunidade de recuperar uma posição de liderança em propriedade intelectual (PI) e inovação técnica. À medida que os EUA criam suas próprias capacidades de fabricação em PV solar, a demanda doméstica por polissilício crescerá rapidamente, permitindo que os jogadores reiniciem plantas, adicionem nova capacidade e criem cadeias de suprimentos domésticas resilientes para insumos-chave. 75% do mercado doméstico. Os desenvolvedores dos EUA podem usar essa experiência para desenvolver projetos em mercados no exterior em rápido crescimento.
• Polysilicon Production. Chinese tariffs on US polysilicon exports have caused US companies to mothball plants, cutting the US’s share of global production capacity to just 5%. As the US creates its own manufacturing capabilities in solar PV, domestic demand for polysilicon will grow rapidly, enabling players to restart plants, add new capacity, and create resilient domestic supply chains for key inputs.
• Project Development. Owing to supportive policies and the US’s favorable natural conditions, domestic developers have built significant experience in utility-scale solar projects and control about 75% of the domestic market. US developers can use that expertise to develop projects in fast-growing overseas markets.

Áreas para priorizar o vento offshore. Cada área oferece uma oportunidade considerável de mercado, onde os EUA podem desenvolver uma vantagem competitiva durável. Apesar disso, a despesa de importação de monopilos (fundações) e grandes componentes semelhantes incentiva os EUA a produzir componentes exportações internacionais e potencialmente para os mercados regionais. Além disso, a nova tecnologia de turbinas flutuantes oferece aos EUA a oportunidade de obter uma posição de liderança técnica em uma área nascente com potencial doméstico e global significativo.   In offshore wind, we believe the US should prioritize component manufacturing, engineering, procurement, and construction (EPC) and operations and maintenance (O&M). Each area offers a sizeable market opportunity where the US can develop a durable competitive advantage.

• Component Manufacturing. The US has no plants making offshore wind components today because of high upfront capital costs. Despite this, the expense of importing monopiles (foundations) and similar large components incentivizes the US to produce components domestically and potentially export to regional markets. Further, new floating turbine technology gives the US an opportunity to gain a technical leadership position in a nascent area with significant domestic and global potential.  
• EPC. A experiência significativa dos EUA em projetos offshore de petróleo e gás fornece habilidades transferíveis para a construção de turbinas eólicas para desenvolvedores e jogadores domésticos nos mercados próximos. Mas, desenvolvendo soluções automatizadas e aplicativos avançados de software, eles podem tornar a O&M mais econômica e capturar vendas adicionais de exportação.
• O&M. Access to skilled localized labor and IRA support for constructing specialized equipment provide US O&M players with an advantage in delivering traditional services domestically. But by developing automated solutions and advanced software applications, they could make O&M more cost effective and capture additional export sales.

Etapas -chave para criar vantagem competitiva. IRA e IIJA Incentivos ajudam a lidar com as questões de custo significativas que impediram as empresas americanas de competir efetivamente contra concorrentes estrangeiros em mercados solares fotovoltaicos e eólicos offshore. Mas os formuladores de políticas e as empresas precisam enfrentar desafios estruturais para maximizar o benefício potencial desses incentivos e melhorar a competitividade a longo prazo. Aqui estão nossas principais medidas para ação urgente nesses mercados:

• Compensar os altos custos domésticos de fabricação. By rapidly capturing economies of scale, by innovating, and by increasing automation in legacy manufacturing processes, companies can help offset the US’s high energy and labor costs.  
• Atenda a escassez de trabalho qualificado e experiência. Tanto empresas quanto formuladores de políticas podem melhorar a disponibilidade de mão -de -obra qualificada, desenvolvendo programas de treinamento da força de trabalho, introduzindo políticas de imigração de apoio e reciclando trabalhadores que possuem conjuntos de habilidades tradicionais relevantes.
• Improve transmission interconnection and planning processes. Para ativar a implantação, o novo PV solar e os parques eólicos offshore precisam estar conectados à grade em tempo hábil; É necessária capacidade de grade suficiente e o custo das atualizações de infraestrutura deve ser alocado de maneira justa e transparente. Para atingir esses objetivos, os reguladores devem reformar urgentemente processos relacionados à conexão, incluindo alocação de custos e otimizar a permissão para a transmissão de eletricidade. Embora a implantação global dessas duas soluções seja limitada hoje, as inovações técnicas, reduções de custos e políticas favoráveis ​​provavelmente acelerarão o uso de ambas as tecnologias. Os EUA podem se basear no impulso criado pela legislação IRA e IIJA, usando técnicas da indústria doméstica de petróleo e gás e suas próprias proezas tecnológicas, para fortalecer sua posição de liderança na energia geotérmica e CCUs, catalisam a demanda e capturam as receitas de exportação. Além de fornecer calor e energia limpos, os poços geotérmicos podem ser uma fonte importante de lítio e outros minerais valiosos, criando oportunidades adicionais para os jogadores dos EUA. No entanto, os EUA precisarão investir em novas abordagens geotérmicas para manter sua liderança sobre os concorrentes no leste e no sudeste da Ásia. Espera-se que a implantação doméstica na China e em outras grandes economias ultrapasse a dos EUA, a menos que se baseie em sua vantagem de primeira vez, investindo

Geothermal Energy and CCUS

The US is currently a global leader in geothermal energy and CCUS. While global deployment of these two solutions is limited today, technical innovations, cost reductions, and favorable policies are likely to accelerate the use of both technologies. The US can build on the impetus created by IRA and IIJA legislation, using techniques from the domestic oil and gas industry and its own technological prowess, to strengthen its leadership position in geothermal energy and CCUS, catalyze demand, and capture export revenues.

Geothermal energy stands at an inflection point, with new technical developments set to transform it from a niche to a central decarbonization solution. As well as providing clean heat and power, geothermal wells could be an important source of lithium and other valuable minerals, creating additional opportunities for US players. However, the US will need to invest in new geothermal approaches to maintain its lead over competitors in East and Southeast Asia.

The US faces similar challenges in CCUS. Domestic deployment in China and other large economies is expected to overtake that of the US unless it builds on its first-mover advantage by investing em técnicas de captura de próxima geração e fortalecendo o acesso a mercados estrangeiros. (Consulte Anexo 3.)

Áreas para priorizar a energia geotérmica. De acordo com nossa análise, desenvolvimento de projetos, EPC e fabricação avançada de equipamentos, são áreas prioritárias para os EUA construirem uma vantagem competitiva durável na energia geotérmica.

• Desenvolvimento do projeto. Using the transferable expertise of its domestic oil and gas players, the US can build a durable, defendable competitive advantage in project development, the largest value chain segment by potential market value and the one with the most technical complexity.
• EPC. Os EUA estão bem posicionados para ser líder global no EPC porque seus jogadores têm experiência em fornecer projetos personalizados que atendem a requisitos geológicos e tecnológicos específicos. Recursos de P&D e IP para garantir uma posição de fabricação de liderança em casa e no exterior. Os EUA podem construir uma vantagem competitiva significativa devido à sua capacidade de oferecer altos níveis de qualidade e confiabilidade necessários ao implantar CCUs com refinarias e usinas, bem como ao criar infraestrutura de ccus em larga escala, como o que é o que é o que é o que é o que é o que é o que você está. Gerenciando projetos de CCUs, não existe um modelo de negócios para desenvolvedores hoje. Isso nos permite que os jogadores nos tornem líderes de mercado, movendo -se primeiro, criando um histórico de sucesso e construindo relacionamentos em toda a cadeia de valor. e ganhar participação de mercado. 
• Advanced Equipment Manufacturing. As global demand shifts from mature to emerging techniques needed by developers to drill deeper, tap new kinds of wells, and extract minerals, US players can use their strong R&D capabilities and IP to secure a leadership manufacturing position at home and abroad.

Areas to Prioritize for CCUS. We’ve identified EPC, project development, and equipment and chemical manufacturing as priority areas for the US to build a durable competitive advantage in domestic and export markets for CCUS.

• EPC. Players in the US can build a significant competitive advantage because of their ability to deliver the high levels of quality and reliability needed when deploying CCUS with refineries and power plants, as well as when building large-scale CCUS-related infrastructure such as CO₂ pipelines and storage.
• Project Development. Due to the complexity of managing CCUS projects, there is no one business model for developers today. This enables US players to become market leaders by moving first, creating a track record of success, and building relationships across the value chain.
• Manufacturing. The high costs and energy usage currently required to make solvents and sorbents for capturing CO₂ emissions give the US an opportunity to use its strong R&D capabilities to create cheaper solutions and win market share. 

Etapas -chave para criar vantagem competitiva. Também marca uma mudança significativa e positiva na maneira como os formuladores de políticas tratam a energia geotérmica. No entanto, são necessárias medidas adicionais em várias áreas para impedir que outros países aproveitem a posição dos EUA como líder global. Aqui estão as principais áreas para ação urgente: Recent legislation makes many more CCUS projects commercially viable in the near term. It also marks a significant and positive shift in how policy makers treat geothermal energy. However, additional steps are needed in several areas to prevent other countries from seizing the US’s position as global leader. Here are key areas for urgent action:

• Commercialize e demonstram inovações. Os formuladores de políticas devem iniciar e financiar projetos de demonstração e iniciativas de comercialização para novas técnicas de mudança de jogo, como sistemas geotérmicos aprimorados. Tais medidas ajudarão a melhorar a economia do projeto e incentivará a adoção mais rápida.
• Compartilhe dados geológicos.   Compartilhando informações sobre formações subterrâneas entre agências governamentais, empresas geotérmicas e players de petróleo e gás, os EUA podem identificar locais para o desenvolvimento geotérmico e armazenamento de CCUs com mais eficiência. Adicione atrasos aos projetos CCUs. Os formuladores de políticas podem ajudar a resolver esses problemas, estabelecendo uma única agência para resolver disputas, estabelecer limites de responsabilidade e criar regras que governam a propriedade do espaço dos poros. durante o desenvolvimento. No lado da demanda, incluem ações que aumentam a demanda por tecnologias verdes, seja por meio de incentivos que reduzem seu custo ou desincentivos que aumentam o custo de alternativas emissoras de gases de efeito estufa. À medida que os formuladores de políticas abordam como as disposições do IRA e da IIJA funcionarão na prática, esperamos ver maior clareza sobre o uso de ambas as medidas-por exemplo, por meio de mais detalhes sobre quais jogadores se qualificam para vários incentivos fiscais solares ou de vento offshore que incluem as ações que permitirão os participantes. Ao simplificar processos de permissão onerosa, por exemplo, os formuladores de políticas podem facilitar o desenvolvimento de hubs de CCUs, o que permite que os permitidos reduzam a despesa de implantação por compartilhamento de infraestrutura e poços geotérmicos nos locais Greenfield. Da mesma forma, por meio de pesquisas direcionadas, investindo em iniciativas de demonstração e comercialização e, reconstruindo as capacidades de fabricação doméstica, os EUA podem manter sua posição de liderança global em PI e inovação-outro importante facilitador do lado da oferta (consulte a Figura 4.)
• Reduce regulatory uncertainty. Complex issues relating to subsurface liabilities and ownership of the pore space in geological formations threaten to increase risks and add delays to CCUS projects. Policymakers can help solve these problems by establishing a single agency for resolving disputes, setting liability caps, and creating rules that govern pore-space ownership.

The Importance of Enablers

In addition to the technology-specific actions examined above, several enablers will be important across all four technologies to accelerate deployment, drive down costs, and permit US players to benefit from the lessons learned during development. On the demand side, these include actions that boost demand for green technologies, either through incentives that reduce their cost or disincentives that raise the cost of greenhouse-gas-emitting alternatives. As policymakers address how IRA and IIJA provisions will work in practice, we expect to see greater clarity on the use of both these measures—for example, through more details on which players qualify for various solar-PV or offshore-wind tax incentives.

On the supply side, the enablers include actions that allow US players to boost competitiveness by building economies of scale. By streamlining burdensome permitting processes, for example, policymakers can facilitate the development of CCUS hubs, which allow permitters to reduce the expense of deployment by sharing infrastructure, and geothermal wells on greenfield sites. Similarly, through targeted research, investing in demonstration and commercialization initiatives, and by rebuilding domestic manufacturing capabilities, the US can maintain its global leadership position in IP and innovation—another important supply-side enabler (See Exhibit 4.)

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As oportunidades de mercado disponíveis para os EUA em PV solar, eólica offshore, energia geotérmica e CCUs diferem significativamente. Os jogadores dos EUA têm a chance de recuperar o mercado doméstico em energia fotovoltaica solar e vento offshore, enquanto nas tecnologias geotérmicas e da CCUS, eles podem manter uma posição de liderança não apenas em casa, mas também globalmente. Os incentivos incluídos na legislação recente são um primeiro passo essencial para aumentar a competitividade dos EUA nos quatro. Mas os formuladores de políticas e as empresas precisam ir mais longe. Eles precisam se concentrar nessas áreas da cadeia de valor com o maior potencial e usar uma mistura de ações direcionadas e facilitadores mais gerais para desbloquear completamente as oportunidades à frente.

Clique em Aqui Para ver os materiais da Third Way sobre esse esforço, juntamente com o apêndice completo do relatório.