深度解读美国清洁电力计划的背景和影响
来源：财新传媒 | 0评论 | 4802查看 | 2015-08-05 07:53:00
8月3日，奥巴马宣布了其任期中最重要也是最受争议的环境能源政策——美国清洁电力计划（下称CPP， Clean Power Plan）。CPP旨在减少发电厂的碳排放，以应对气候变化方面。环保署公布CPP Overview称：“该计划有稳健切实的标准，和按照各州情况因地制宜的减排目标。”
这一计划毫无疑问将影响美国电力市场的发电格局、发电成本和电价、以及电力系统的大气污染物和温室气体排放。本文将解读这一政策的制定背景并解读目前为止该计划对经济环境造成的后果。文末也为大家带来了美国环保署长达9页的CPP Overview文件中的五个最核心部分的要点。
背景一：煤电仍然是美国发电主力
虽然页岩气革命大大降低了天然气发电的成本，但是迄今为止，煤炭仍然是美国最主要的发电来源。如图一所示，除了12年春天和15年初两个月外，近五年来，煤电所占的市场份额仍然比天然气高。
图一：美国煤电和天然气电市场份额历史变化
（图源：美国能源信息署）
煤电对天然气的优势不仅体现在成本较低上，也体现在其发电成本的金融风险较天然气发电低。实际上，天然气价格上涨很容易传导到发电市场。相反的，天然气价格的下跌并不能完全的传导到发电市场，转化为天然气发电成本的下降。这是因为天然气输气管道的修建常常会受到环境保护组织和当地居民的强烈狙击。因此在2014年冬天，PJM市场等地在天然气价格历史新低的同时，却出现了历史最高售电价。这就是因为天然气输电能力不足造成。
由于成本和风险两个方面的比较优势，如果没有新的政策出台，煤电仍然会继续在电力市场中拥有很大份额。这对美国2030年减排目标的实现是很大威胁。
背景二：煤电将是新能源的竞争对手并威胁新能源的发展
在大型风电太阳能发电企业面临补贴断崖式终止和稳定供给责任两大政策夹击的背景下，市场中煤电是新能源最大的竞争对手。由于大多数美国电力市场开始要求新能源企业在日前市场做出发电承诺，如果发电量达不到发电承诺，新能源企业就必须在时前市场购买足够电量弥补发电不足。这就导致风电和太阳能发电的运营成本不再为零，而是一个由风电预测误差分布和传统机组发电成本决定的风险成本。在刚刚获得美国能源经济学会2015年学生论文奖的研究中，笔者核算了德克萨斯州风电的运营成本分布（如下方左图所示）。笔者在这篇研究中指出，风电发电企业的运营成本大量集中在10-25美元每兆瓦的水平。而同在这一水平上的发电机组主要是煤电机组。
因此，在补贴取消后，面对自身成本的风电太阳能企业，其成本决定的最主要的竞争对手是煤电。在补贴终止后，如果没有新的管制政策加持，风电太阳能企业必将面对煤电企业的强有力竞争，这对美国新能源发电目标的实现带来了巨大挑战。
上述两大背景，可以说是对为何在天然气价格、风电太阳能成本双双下跌的时候，美国还需要为控制温室气体排放出台清洁电力计划的原因。
后果一：煤炭行业的寒冬和电价的上涨
受到该计划冲击最直接的是煤炭行业。美国能源信息署公布的研究报告指出，清洁电力计划会造成煤炭产量最高40%的下降（如图三所示）。产量削减的同时，煤价也会下跌8%-10%左右。因此可以说，该政策对美国煤炭行业来说，是极其严厉而后果严重的。如果该计划真的实施，美国煤炭行业的倒闭潮和长期冬天可以预见。
（AEO：无清洁能源计划；CPP：清洁能源计划；CPPEXT：清洁能源计划+排放限制；CPPNUC：清洁能源计划和核电扩张。图源：美国能源信息署）
于此同时，预计美国电价会因清洁电力计划二上涨。特别是在计划最初的十年，全美平均电价预计会上涨10%左右。这样的涨幅对居民生活的直接影响不大，但是对美国经济会产生较显著影响。需要指出的是，许多高煤电比例州，如俄亥俄州，电价上涨将超过此幅度。而煤电比例较高的州，也是目前美国制造业较为集中的地区。可以说，如果该计划实施，对美国制造业回归而言，很可能带来负面的影响。
Bushnell等四位能源和环境经济学家在2014年年底曾经对2014年版本的清洁电力计划出评估。从这个评估中，我们能够大致看到。和碳交易政策（Cap）相比，清洁电力计划（Rate standard）让西部低价天然气的成本更低。因此，除了有利于清洁能源，清洁电力计划更加有利于天然气机组。
图五：美国西部发电成本受清洁电力计划影响
（图源：Busnell et.al 2014）
后果二：区域排放政策敏感
清洁电力计划的总体环境后果已经有很多报道。但是要特别指出的是。清洁电力计划的减排和不同州采用什么样的政策有很大关系。Bushnell等在他们的研究中分析了当不同地区选择不同政策时的减排效果。 图六展现了当内陆和沿海州分别采用清洁电力计划（Rate）或碳交易（Cap）政策市，碳排放削减量。途中可以看到，各州的排放削减水平不仅被本州选择什么样的政策所决定，也对其他州选择什么样的政策非常敏感。
图六：不同政策情景下的各州减排
（百万吨，图源：Busnell et.al 2014）
小科普：电力市场交易类型
电力市场的交易类型可根据交易周期、交易标的及交易性质进行划分：
1、按交易目的和交易标的的不同可分为电能交易（电力和电量）、辅助服务（调频、备用、无功、黑启动等）交易、发电权交易等。
2、按交易标的的性质不同可分为电力实物交易和电力金融交易两大类。
3、交易标的为电力/电量，一般按周期设置中长期市场和现货市场。中长期市场包括年度合约市场、月度合约市场，一般以双边交易为主。现货市场包括日前市场、实时市场（又叫平衡市场），一般以交易中心竞价交易为主。各市场关系如下图：
美国清洁电力计划五大核心要点
CPP是什么
清洁能源计划将会减少来自发电厂的碳排放。同时，该计划将保障能源供给的可靠性和价格可接受性；
这是美国第一次出台全国性减排措施；
化石能源仍会是美国能源未来重要的一部分，CPP只是想使化石能源发
相关阅读
- 美国宣布终极减排计划 太阳能望井喷
- 美国能源部将投3200万美元助力光热发电降低成本
- 美国加州EPIC计划支持光热发电技术研发
- 共和党控制国会两院 美国清洁能源发展或受阻
- 美国再拨2500万美元推进光热发电技术研发
- 美国太阳能产业协会SEIA选举任命新主席
- 美国发布《清洁电力计划》提案 2030年减排30%
- 美国今年一季度光热发电装机增加517MW
- 美国瞄准国际新兴光热市场
- 美国起诉印度太阳能项目 环保组织调解
- 美国能源部长Ernest Moniz确认出席Ivanpah电站投运仪式
- 美国能源部3000万美元资助太阳能存储技术研发
- 美国加州光热发电开发技术潜力或达1061362MW
- 美国10月份太阳能发电新增装机占比达72%
- 美国加州将为某燃气发电厂增加光热发电系统
- 美国批准100MW的Quartzsite光热发电项目
- 美国能源部2000万美元支持创新型储热技术研发
- 美国公共事业级太阳能发电市场 光热发电份额逐渐增加
- 美国2000万美元支持光热与传统火电混合电站项目
- 美国九月新增发电能力全部来自太阳能和风能
- 美国太阳能发电今年超过3GW 加州模式超越补贴依赖
- 美国在建光热发电项目总装机1.3吉瓦
- 美国加紧研发光热发电等太阳能核心技术
- 世界首座太阳能地热混合发电厂美国竣工
- 中美携手致力能源可持续发展
- 全球40%新增清洁电力在中国实现
- 美公布“最强”减排计划
- 美国政府新增10亿美元助清洁能源方案实施
- 奥巴马推新举措 力促可再生能源发展
- 开发利用“一极一道”的清洁能源
- 美国清洁能源的未来
- 清洁技术成为美能源产业增长关键
- 美太阳能ITC政策或将延期5年 利好光热发电
- 美国清洁电力计划或将再生变故？
- 独立精神是驱使美国太阳能发展的动力？
- 美国Solana槽式光热电站发生火灾
- 清洁电力计划破产或将引发巴黎协议破裂
- 从巴菲特马斯克对赌看美国能源转型
- 习近平表示加快提高清洁供暖比重
- 能源发展十三五规划发布 彰显发展清洁能源决心
- 太阳能等清洁供暖比重渐升
- 能源局两度调研清洁取暖 发展清洁取暖或成能源工作重点
- 美国税改拉开大幕 绿色能源发展受冲击
- 我国电力中长期发展的九大趋势
最新评论
0人参与
马上参与
最新资讯
-
-
前天 12-20 15:35 -
前天 12-20 14:01 -
前天 12-20 11:35 -
前天 12-20 11:10 -
12-19 16:17 -
12-19 15:29 -
12-19 13:57 -
12-19 11:06 -
12-19 10:52 -
12-19 10:25 -
-
12-19 09:53 -
12-19 09:33 -
12-19 09:07
