美国《清洁电力计划》解读
2015年8月3号,美国总统奥巴马颁布了《清洁电力计划》(以下简称“《计划》”),这是美国在电力行业温室气体控制领域的一个重要里程碑。美国电力行业的温室气体排放约占总排放的40%,该计划是美国在气候变化领域的重要举措,体现了美国应对气候变化的决心。《清洁电力计划》规定的减碳目标能否实现?它能带来哪些好处?它赋予了各州何种权力和义务?它的实施能否确保电力稳定性?近日,美国环保协会的专家们对《清洁电力计划》进行了解读,并回答了以上大家关心的问题。
实现《清洁电力计划》的碳减排目标绰绰有余
《清洁电力计划》要求美国的电力行业到2030年在2005年的基础上减少32%的温室气体排放,并从2022年开始强制减排,比之前草案中规定的要晚两年。为了给电力企业留出更充裕的缓冲时间,美国环保署放宽了前几年的减排量要求,此后则逐步提升。这一做法可以让《计划》更容易地实现。实际上如果从全局看,美国的电力行业已经在2005年基础上减少了15%的碳排放,这意味着减排任务已经完成近半。其中一些州的减排程度超出了人们的预期,这足以证明电力行业是可以做出快速应对的。从2005年到2012年,美国有16个州的电力行业温室气体减排量超过25%,还有9个州的排放量甚至降低了40%以上。相比之下,《清洁电力计划》的要求——到2030年,在2014年基础上减少大概20%(2005年基础上的32%),就显得唾手可得。
《清洁电力计划》为电力行业碳减排项目的投资提供了强大的政策信号和激励机制,能确保电力行业在降低碳排放的道路上继续前行。美国电力行业在2010到2030年间计划投资20亿美元用于发电、传输和配电等基础设施的更新换代,这些设备的寿命通常达到几十年。严格的,明确的碳排放标准为电力行业提供了清晰的投资信号,并降低了这些投资的预期风险。
电力行业已经广泛使用了经济有效的减碳措施
从技术层面实现电力行业碳减排完全可行,且现有的技术在成本上已经颇具竞争力。从上世纪九十年代开始,随着发电经济性的发展和美国各个州内制定的相关政策,可再生能源和天然气电厂已经在新建电厂中独占鳌头。美国超过半数的州设立了能效目标,节省了可观的电费支出。燃煤和燃油电厂能效提升的技术也已十分成熟。
根据《清洁空气法》,美国环保署的排放标准要能反应已被证明的“最佳减排系统”,并同时考虑成本、能源需求和其他因素。遵从《清洁空气法》的这一要求,《清洁电力计划》考虑了电力行业的技术可行性、电力可靠性及区域和技术的差异,为化石电厂的碳排放设立了最低排放标准。标准是基于以下三个模块制定的:
1. 模块1:提高现有煤电厂的效率,降低碳排放
2. 模块2:在2022-2030年间,逐渐用天然气替代煤和油发电
3. 模块3:逐渐用零排放的可再生能源发电替代化石燃料发电。
这些模块将在2022-2030年间逐渐被采用。同时,环保署考虑了电力跨区域传输的特点,以区域为基础,根据地区的资源条件评估了这些模块的潜力。并在此基础上,选取最宽松的区域标准设定国家标准。环保署为燃煤燃油电厂设定的2030年的二氧化碳绩效排放标准 为1305磅/兆瓦时(约590克/千瓦时),天然气燃机电厂的绩效排放标准为771磅/兆瓦时(约350克/千瓦时)。
与草案不同的是,《计划》中的排放标准没有考虑用户端能效提高项目的减排潜力,这也强调了《计划》为各州预留了深度减排的机会。考虑到能效项目的价值,环保署允许各州使用其减排量进行履约。在实现排放标准的前提下,州可以自己制定适合的计划。

图1. 美国年度发电装机容量(左) 由风电和太阳能发电取代的煤电累积量(右)
注释:装机容量数据来源于美国能源信息署(EIA),美国联邦能源管理委员会(FERC)和彭博新能源财经。对减少煤电厂的计算使用了美国能源署风电历史装机容量系数,和美国国家可再生能源实验室(NREL)的工业和屋顶太阳能历史装机容量系数。此外,计算假设煤电典型的容量系数约为60%,典型的煤电厂的装机约为50万千万。由于能源信息署只收集1兆瓦装机以上的信息,但典型的分布式太阳能发电系统装机都会低于1兆瓦,2009年后风电和太阳能装机采用彭博新能源财经数据。
《清洁电力计划》赋予各州极大的灵活度
《清洁电力计划》赋予各州极大的灵活性,允许其制定自己的州计划。州计划可以满足或超越国家的标准,并兼顾州的特点。
l 州的排放限值可以有四种灵活选择:
1、 直接采用国家对电厂要求的排放标准
2、 可以对国家的排放标准进行加权平均,不分技术类型,应用到所有化石燃料发电机组,形成唯一的混合标准
3、 州可以采用环保署为电厂设定的年度总量排放目标
4、 州可以考虑电力行业的发展,兼顾现有和新建电厂的排放总量。

图2. 各州现有和新建机组的排放量目标和排放绩效目标
l 州计划制定和实施指导
《计划》要求各州于2016年9月6日提交完整的最终州计划,如需要延期,可以在此时提交计划初稿及延期申请。批准延期的州最迟也要于2018年9月6日上交最终计划,并在2017年9月提交进度报告。对未能按时提交计划的州,则环保署将会发布一份联邦计划,建立能实现该州排放标准的工作框架。
尽快提交州计划对电力企业很有好处。电力企业可以尽早明确工作框架,制定投资和履约计划,最大程度地实现灵活履约。另外,按时提交州计划还可以让电厂有机会获得《清洁能源激励计划》对先期行动的奖励(下文中会对《清洁能源激励计划》具体介绍)。
除了《清洁电力计划》为州计划的制定提供了指导以外,环保署还同时发布了联邦配套计划。联邦计划分别包含总量目标和国家要求的排放绩效标准。针对这两种标准,联邦计划参照了对传统气态污染物的监管,同时融入了排放交易和其他灵活性机制,以确保电力企业在稳定供电的前提下,实现低成本履约。
不强制各州实施类似清洁能源和能效等降低碳排放的政策,这些政策也不需要与州计划结合。
《计划》有关跨州交易的规定进一步增加了履约的灵活性。
l 先期减排激励机制
《清洁电力计划》中的《清洁能源激励计划(CEIP)》规定,在州计划提交后,从2020至2022年间通过批准的可再生能源和低收入社区能效项目收获的减排量可以进行存储。为了鼓励低收入社区项目开展,《清洁能源激励计划》将双倍计算这类项目的先期减排量,这些减排量可以用于2022年-2029年间的履约。
《清洁电力计划》要确保电网的可靠性并稳定电价
《清洁电力计划》包含多个相互重叠的条款,以确保实现碳减排的同时还能保护并促进电力系统的安全发展。例如《计划》在履约前预留了充足的准备时间和阶段性的中期标准,灵活的履约机制能让州和电力公司自行决定如何实现碳减排。电网和能源监管机构可以启用长效工具,确保电力供应出现大幅波动的时候的供电稳定性。
这种适中的排放标准,灵活的履约机制和电力行业的经济转型可以有效地在降低碳排放的同时,削减电费。众所周知,最经济的减碳手段就是少用电。根据美国各州的估算,一美元的能效投资通常可以帮用户节省2-5美元。假设州能效项目以中等程度推广,《清洁电力计划》能在2030年为用户平均每年节省80美元电费开支。
《清洁电力计划》会带来显著的气候和公共健康收益
电厂是美国最大的碳排放源,同时也是其他污染物的主要排放源。控制电厂碳排放不仅能降低气候变化灾难的发生,也能加速向低碳经济转型。到2030年,《清洁电力计划》能带来200亿美元的气候收益和140-340亿美元的健康收益,不管是气候收益还是健康收益都远高过其投入的成本。
为了更好的确保公众健康收益能照顾到所有社区,《计划》要求制定州计划时应引入社区的参与。为此,环保署还承诺提供额外的数据和分析工具,帮助社区和州评估居民区附近电厂的影响。
《清洁电力计划》对美国来说是重要的一步,它是各州和电力公司渴求更清洁、低碳的经济发展的坚实基础。美国的电力行业有足够的能力,确保在电力系统供电稳定和电价平稳的同时,用最经济有效的手段实现并超过《清洁电力计划》规定的碳排放目标。