美国清洁电力计划“真相”

美国环境保护署(EPA)6月2日发布了一项旨在减少化石燃料发电率、促进可再生能源接入、提高消费端能源使用效率的 “清洁电力计划”草案，拟在2030年之前使发电厂的排放量较2005年减少30%。该草案还将在未来一年中修改完善，离最终实施至少还有两年。
 
　　要实现这一目标，发电企业每年需要减少二氧化碳排放约5亿吨。燃煤电厂将遭受重大的打击，尤其是一些服役时间已经较长的发电厂(目前全美燃煤电厂的平均年龄为42年)，可能做出提前退役的决定。为此，该计划被认为是奥巴马政府对煤炭的又一次宣战。
 
　　目前，全美发电厂的排放约占温室气体排放总量的38%，减少发电企业的排放，无疑是实现奥巴马在2013年6月《气候行动计划》及总统备忘录中提出的长远气候政策目标最为关键的措施。数个月前，EPA还宣布了新燃煤发电厂的排放量将不允许超过1100磅/千瓦时的标准。
 
　　然而，2005年是发电厂的排放量尤其高的年份，由于美国2008～2009年的经济衰退及其国内的页岩气革命，其2012年的排放量已经比 2005年下降了约16%，即到2030年的减排目标已经完成了一半以上。因此，选择2005年作为基准年被认为是耍了一个不那么高明的政治文字游戏，其目的是吹嘘奥巴马政府看起来十分具有进取心的30%的减排计划。
 
　　核心问题：修正排放率
 
　　从清洁电力计划的细则中，可以发现一些值得关注的问题：一是该计划并没有直接限制发电厂到2030年的排放量，而是给出了排放率标准，各州可以根据自身的特点灵活地采用各种减排措施满足要求。二是该排放率标准是一个经过修正的排放率标准，并非通常理解意义上的实际排放率，其形式如下：
 
　　减小分子或增加分母可以减小该公式的值，故有四种措施可以降低修正排放率：一是提高煤电机组的发电效率。煤炭是美国最重要的发电燃料，满足了美国约39%的电力需求，提高其发电效率将大大减少排放量。二是提高燃气机组的利用小时数，可减少燃煤发电的比例。页岩气开采技术的突破，使得美国天然气产量大幅增加，天然气发电是过去5年中增长最多的发电类型，为该措施提供了可能。三是增加可再生能源及核能机组等零排放机组。美国的可再生能源在一次能源整体中所占的份额并不大，但过去数十年发展迅速。自1979年三里岛事故之后，并未新建核电站，但核电依然供应了全美约20%的电力。四是增加能源效率。部分州的电力需求强劲，但没有足够经费支撑低排放或零排放机组的建设，只能转为提升消费端能效来达到减排效果。
 
　　实际排放不一定降低
 
　　EPA分别为各州制定了到2030年的修正排放率降低量(相对于2012年的基准场景)，但这并不意味着各州的实际排放率与总排放量将降低。有两个主要的原因，一是新增的化石燃料机组巨大的排放量并不计入修正排放率的计算。因此，理论上可以关闭现有的全部化石燃料机组，并通过新建同类型的机组满足修正排放率标准(但新建机组将受到EPA在2014年1月提出的新建装机排放标准的监管)。二是尽管化石燃料机组发电的增加会增加总排放量(上述公式中的分子增加)，但若可再生能源发电量超过化石燃料发电量(上述公式中分母增加)则可以抵消化石燃料排放量增加带来的影响，从而满足修正排放率的标准。
 
　　可以通过两个2030年的不同场景(见左图)来阐明这两个因素对于修正排放率、实际排放率及排放量的影响。在两个场景中，修正排放率均低于 2012年的基准值(见上页)，并符合EPA设定的标准，但实际排放率并没有下降。场景一：新建化石燃料机组发电的增加幅度超过了现有燃煤机组发电的减少幅度，尽管可再生能源或核电发电量增加，实际排放量降低，但实际排放率不一定下降;现有化石燃料发电机组的实际发电量减少，而新建化石燃料机组并不计入修正排放率的计算，因此修正排放率依然符合EPA设定的标准。场景二：新建大量化石燃料发电机组，而可再生能源和核电增加相对缓慢，直接导致实际排放率和排放量的增加。然而，通过能效的提升，修正排放率依然符合EPA设定的标准。
 
　　各州实际排放“苦乐不均”
 
　　利用EPA提供的综合规划模型(Integrated Planning Model, IPM)，以及EPA给出的各州最有可能采用的减排措施(各州的措施不同)，可以计算各州在EPA设定的修正排放率标准下的实际排放率和排放量。
 
　　尽管模型中各州在2030年的修正排放率达到了EPA设置的标准，但有10个州的实际排放率相比2012却不降反升，占所有州数量的约1/5，分别是罗得岛州(57.0%)、蒙大拿州(24.6%)、密苏里州(16.7%)、内布拉斯加州(16.0%)、堪萨斯州(15.1%)、西佛吉尼亚州(7.2%)、加利福尼亚州(6.4%)、肯塔基州(5.8%)、俄亥俄州(5.0%)和北达科他州(3.2%)。有7个州的实际排放量不降反升，分别是密苏里州(1000万吨)、加利福尼亚州(400万吨)、内布拉斯加(300万吨)、堪萨斯州(300万吨)、肯塔基州(300万吨)、蒙大拿州(100 万吨)和罗得岛州(100万吨)。
 
　　其中有几个特别值得关注的州。德克萨斯州在2030年的实际排放量与2012年相比减少了1.08亿吨(见左页图)，是实际排放量减少最多的州。这是由于德克萨斯州是目前美国排放量最大的州，从修正排放率标准来看，其减排压力也比其他州更为严峻。德克萨斯州拥有全美最多的22吉瓦煤电容量，联合循环燃气轮机的容量仅次于佛罗里达州，EPA希望其能将这些机组的容量因子从2012年的52%提高到70%，从而减少煤炭的使用量。
 
　　肯塔基州与德克萨斯州形成鲜明的对比。该州在2012年的实际排放率位列全美第一。该州的燃气机组很少，故很难通过增加燃气发电的容量因子来减少排放量。另一方面，肯塔基州的可再生能源发电目标是全美最低的。因此，基于IPM模型分析得出，最有效的办法是通过提高发电能效满足修正排放率的标准，这导致了实际的排放量和排放率的增加成为可能。
 
　　加利福尼亚州的实际排放率和排放量都略有增加，这有违该州一直积极地推动气候保护政策的印象。原因是加利福利尼亚州有一个大型核电站将在 2030年前退役，届时很可能由燃气发电来填补减少的发电容量，大约会增加700万吨的排放量。另一方面，加利福尼亚州大力推动电动汽车的发展，预计到 2025年将达到150万台，电力需求至少增加2%，直接推动发电厂排放量的增加。
 
　　不容乐观的“责任心”
 
　　EPA此次发布的清洁电力计划并没有强制要求各州的排放总量，而是对修正排放率提出了要求。按照EPA所使用的IPM模型的计算结果，各州间的差别不仅体现在修正排放率上，实际排放率和实际排放量的差异则更大。例如，缅因州和华盛顿州的实际排放率需要分别降低95.4%和83.7%，而罗得岛州和蒙大拿州的实际排放率却可以分别升高57.0%和24.6%;德克萨斯州和佛罗里达州的实际排放量需要分别降低10800万和3900万吨，加利福尼亚州和密苏里州的实际排放量却可以分别升高400万和1000万吨。从全美而言，若各州采用了有利于减少修正减排率，但不利于总排放量的措施，则可能导致 30%的减排目标无法达成。
 
　　清洁电力计划在正式定稿之前，将公开征集意见。鉴于民主党和共和党对气候变化问题存在严重分歧，美国的长期减排前景依然不容乐观。
 
　　多年来，美国在应对气候变化方面的努力并不像欧洲那样富有责任心和进取心，此次推出的清洁电力计划被认为是美国希望借此对中国、印度等排放大国提出减排要求的筹码。可以预计，该计划的推出将导致明年巴黎全球气候变化大会上各国间的博弈更为激烈。(作者分别系彭博新能源财经美国电力与环境商品高级分析师、北美碳市场分析师)