實施中的美國清潔電力計劃
來源：中國電力報 | 0評論 | 3754查看 | 2015-10-21 14:33:00
今年8月3日，美國總統奧巴馬宣布美國“清潔電力計劃”最終方案，首次提出對現有發電廠設定碳污染限制。盡管方案招致業界和國會眾多議員的口誅筆伐，但據《華盛頓郵報》和ABC新聞近期開展的一項民調顯示，59%的美國人仍表示希望下任總統注重采取應對氣候變化的行動。
最新分析數據顯示，“清潔電力計劃”在美國擁有廣泛的公眾支持。多數電力公司已經開始實施該計劃，多個州和城市領導者也明確表示支持此計劃。那么，美國“清潔電力計劃”目前進展程度如何？
降低碳排放是主要目標
根據美國環境保護署EPA的數據分析，當前，發電廠仍是美國碳污染的最大單體來源。其中，二氧化碳所占污染源比重最高，約82%。氟化氣體占3%，氧化亞氮占5%，甲烷占10%，交通占27%，工業占21%。
圖１：美國2013年各部門溫室氣體排放統計表
自然資源保護協會項目總監SusanCasey-Lefkowitz向媒體透漏，當前針對“清潔電力計劃”，美國多個州層面的實施開始啟動，并與電力公司、商業企業和公眾展開討論。沒有制定行動方案的州，將采用聯邦實施方案。根據計劃，各州實施方案將在2016年9月前完成，如果有需要，可以申請延期至2018年9月。
圖2：清潔電力計劃下的全美二氧化碳排放預計值
SusanCasey-Lefkowitz分析，美國各州的實施方案主要包含以下步驟。
第一步，選擇一個實施方法。主要包括排放強度基于價格系統或限額基于數量系統兩種方式。
第二步，選擇一個單獨的州方案或相關方案。各州可提交各自方案，或與相鄰州協調進行。在區域方法上，包括正式的多州方案和相關協議。在數量方法上，關聯和交易也變得更加容易。
第三步，制定補充政策。各州在制定實施方案時將監管其他行業，并制定可再生能源和能效政策。其中，所有政策必須遵守對發電廠排放設定的可執行備份限制。
此外，美國政府還鼓勵盡早對可再生能源和能效投入資金。2012年后啟動能效或可再生能源項目，將為2022年后的排放削減賺取信用或許可。與此同時，該計劃還創造了清潔能源激勵項目，將產生額外的早期合規信用。
分析認為，美國“清潔電力計劃”將產生極大的經濟和社會效益。“通過減少排放，2030年清潔電力計劃將產生的年收益高達340億~540億美元。在公眾健康方面，每年將預防累計9萬例哮喘疾病攻擊兒童。在就業方面，清潔能源經濟的興起將創造成千上萬的新職位。到2030年，預計家庭電費賬單每年將減少85美元。”EPA做出上述估計。
圖3：清潔電力計劃的履約內容和時間表
增強靈活性是核心舉措
值得關注的是，作為此次美國清潔電力計劃的核心舉措，靈活性備受關注。計劃不僅包括了支持可靠性條款，以保護電網遭遇不可預料的緊急事件，還規定在特殊情況下，各州可授予發電機組一個最多90天的替代排放限值。
對此，睿博能源智庫中國項目主任FrederickWeston認為，可再生能源的可變性將帶來嚴峻挑戰，靈活性顯得非常重要。所謂“靈活性”，是指應對負荷需求和發電供給變化的能力。無論是否納入具有可變性的可再生能源發電，還是針對可調度性不太確定的發電機組，雖然在美國大多數地區，靈活性并未得到資金補償，但這種局面正在改變。
在美國，靈活性擁有多種表現形式。歸納起來主要包括靈活性發電、系統運營方面的改進、更快的排序（每小時-每小時內）、調度改進、更大的平衡區域、以及客戶需求響應、儲能等輔助服務。
圖4：可再生能源并網程度
當前，美國各州都在努力提高電力系統中可再生能源的比例。而在可再生能源并網程度大幅提高的同時，并不會損害電網可靠性且成本不高。如：加州和紐約州2030年可再生能源比例將達50%，佛蒙特州2032年將達75%，夏威夷州2030年將達40%。而上述絕大多數目標都已通過立法和財政確認。作為可再生能源并網的解決方法，靈活性、高比例可再生能源的重要性在美國逐漸被接受。
四大舉措值得關注
值得關注的是，近期美國在可再生能源并網以及清潔電力上計劃上的一些先進經驗，值得密切關注。
圖5：靈活性貫穿電力環節各部分
首先，靈活性的價值需得到反映，可通過電費或競爭性能源市場中的反應供給關系的價格變化來體現。在美國，價格變化帶動了發電和負荷的靈活性提高。在改進機組排序和調度上，每小時內排序最頻繁可到5分鐘一次，這在美國的競爭性市場非常普遍。如賓州-新澤西-馬里蘭聯合電力系統、中西部獨立系統運營商、西南電網、紐約州獨立系統運營商、德州電力可靠性委員會等都進行了有益嘗試。此外，一些美國非競爭性電力系統也實行了某種形式的每小時內排序，并開始這方面的嘗試。
其次，積極擴大平衡區域。實質性的成本節省和運營上的靈活性，主要源自能源與大規模的供給和需求資源對接。大多數美國區域輸電商都管理一個單獨的大型平衡區域。作為替代，創建“虛擬合并平衡區”可使幾個小區域共享平衡服務。事實上，早在2014年，美國已在西部建立了“能源平衡市場”。
第三，增強現有電廠的靈活性。夏威夷地區改造了一些發電廠，通過降低在線容量底限，更快的啟動和關閉，啟動客戶需求響應，并增強可再生能源的靈活性。可再生能源可提供下調出力、調頻響應、慣性響應等，如在科羅拉多，已經出現風力發電機組提供此類的服務公司。
最后，增加儲能、輸電業務等。在美國，除傳統儲能如抽水蓄能和天然氣儲能正在使用外，新型儲能包括電池、飛輪、電動汽車和壓縮空氣也在逐步進入當前的電力市場。輸電業務上，德州已經規定輸電業務可參與“競爭性可再生能源區”。在資源規劃上，俄勒岡公共事業委員會也要求各電力公司對靈活性電容的需求進行評估。
讓電網更加靈活不僅僅是美國的目標，更是全球性的目標。即便沒有可再生能源，靈活性仍然至關重要。雖然在大多數情況下更大的靈活性并沒有得到補償，但這個趨勢正在發生變化。
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