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深度解讀美國清潔電力計劃的背景和影響

來源：財新傳媒 | 0評論 | 4618查看 | 2015-08-05 07:53:00

　　8月3日，奧巴馬宣布了其任期中最重要也是最受爭議的環境能源政策——美國清潔電力計劃（下稱CPP， Clean Power Plan）。CPP旨在減少發電廠的碳排放，以應對氣候變化方面。環保署公布CPP Overview稱：“該計劃有穩健切實的標準，和按照各州情況因地制宜的減排目標。”

　　這一計劃毫無疑問將影響美國電力市場的發電格局、發電成本和電價、以及電力系統的大氣污染物和溫室氣體排放。本文將解讀這一政策的制定背景并解讀目前為止該計劃對經濟環境造成的后果。文末也為大家帶來了美國環保署長達9頁的CPP Overview文件中的五個最核心部分的要點。

背景一：煤電仍然是美國發電主力

　　雖然頁巖氣革命大大降低了天然氣發電的成本，但是迄今為止，煤炭仍然是美國最主要的發電來源。如圖一所示，除了12年春天和15年初兩個月外，近五年來，煤電所占的市場份額仍然比天然氣高。

圖一：美國煤電和天然氣電市場份額歷史變化

（圖源：美國能源信息署）

　　煤電對天然氣的優勢不僅體現在成本較低上，也體現在其發電成本的金融風險較天然氣發電低。實際上，天然氣價格上漲很容易傳導到發電市場。相反的，天然氣價格的下跌并不能完全的傳導到發電市場，轉化為天然氣發電成本的下降。這是因為天然氣輸氣管道的修建常常會受到環境保護組織和當地居民的強烈狙擊。因此在2014年冬天，PJM市場等地在天然氣價格歷史新低的同時，卻出現了歷史最高售電價。這就是因為天然氣輸電能力不足造成。

　　由于成本和風險兩個方面的比較優勢，如果沒有新的政策出臺，煤電仍然會繼續在電力市場中擁有很大份額。這對美國2030年減排目標的實現是很大威脅。

背景二：煤電將是新能源的競爭對手并威脅新能源的發展

　　在大型風電太陽能發電企業面臨補貼斷崖式終止和穩定供給責任兩大政策夾擊的背景下，市場中煤電是新能源最大的競爭對手。由于大多數美國電力市場開始要求新能源企業在日前市場做出發電承諾，如果發電量達不到發電承諾，新能源企業就必須在時前市場購買足夠電量彌補發電不足。這就導致風電和太陽能發電的運營成本不再為零，而是一個由風電預測誤差分布和傳統機組發電成本決定的風險成本。在剛剛獲得美國能源經濟學會2015年學生論文獎的研究中，筆者核算了德克薩斯州風電的運營成本分布（如下方左圖所示）。筆者在這篇研究中指出，風電發電企業的運營成本大量集中在10-25美元每兆瓦的水平。而同在這一水平上的發電機組主要是煤電機組。

　　因此，在補貼取消后，面對自身成本的風電太陽能企業，其成本決定的最主要的競爭對手是煤電。在補貼終止后，如果沒有新的管制政策加持，風電太陽能企業必將面對煤電企業的強有力競爭，這對美國新能源發電目標的實現帶來了巨大挑戰。

　　上述兩大背景，可以說是對為何在天然氣價格、風電太陽能成本雙雙下跌的時候，美國還需要為控制溫室氣體排放出臺清潔電力計劃的原因。

后果一：煤炭行業的寒冬和電價的上漲

　　受到該計劃沖擊最直接的是煤炭行業。美國能源信息署公布的研究報告指出，清潔電力計劃會造成煤炭產量最高40%的下降（如圖三所示）。產量削減的同時，煤價也會下跌8%-10%左右。因此可以說，該政策對美國煤炭行業來說，是極其嚴厲而后果嚴重的。如果該計劃真的實施，美國煤炭行業的倒閉潮和長期冬天可以預見。

（AEO：無清潔能源計劃；CPP：清潔能源計劃；CPPEXT：清潔能源計劃+排放限制；CPPNUC：清潔能源計劃和核電擴張。圖源：美國能源信息署）

　　于此同時，預計美國電價會因清潔電力計劃二上漲。特別是在計劃最初的十年，全美平均電價預計會上漲10%左右。這樣的漲幅對居民生活的直接影響不大，但是對美國經濟會產生較顯著影響。需要指出的是，許多高煤電比例州，如俄亥俄州，電價上漲將超過此幅度。而煤電比例較高的州，也是目前美國制造業較為集中的地區。可以說，如果該計劃實施，對美國制造業回歸而言，很可能帶來負面的影響。

　　Bushnell等四位能源和環境經濟學家在2014年年底曾經對2014年版本的清潔電力計劃出評估。從這個評估中，我們能夠大致看到。和碳交易政策（Cap）相比，清潔電力計劃（Rate standard）讓西部低價天然氣的成本更低。因此，除了有利于清潔能源，清潔電力計劃更加有利于天然氣機組。

圖五：美國西部發電成本受清潔電力計劃影響

（圖源：Busnell et.al 2014）

后果二：區域排放政策敏感

　　清潔電力計劃的總體環境后果已經有很多報道。但是要特別指出的是。清潔電力計劃的減排和不同州采用什么樣的政策有很大關系。Bushnell等在他們的研究中分析了當不同地區選擇不同政策時的減排效果。圖六展現了當內陸和沿海州分別采用清潔電力計劃（Rate）或碳交易（Cap）政策市，碳排放削減量。途中可以看到，各州的排放削減水平不僅被本州選擇什么樣的政策所決定，也對其他州選擇什么樣的政策非常敏感。