來(lái)源:中國(guó)電力報(bào) | 0評(píng)論 | 4176查看 | 2015-10-21 14:33:00
今年8月3日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布美國(guó)“清潔電力計(jì)劃”最終方案,首次提出對(duì)現(xiàn)有發(fā)電廠(chǎng)設(shè)定碳污染限制。盡管方案招致業(yè)界和國(guó)會(huì)眾多議員的口誅筆伐,但據(jù)《華盛頓郵報(bào)》和ABC新聞近期開(kāi)展的一項(xiàng)民調(diào)顯示,59%的美國(guó)人仍表示希望下任總統(tǒng)注重采取應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)。
最新分析數(shù)據(jù)顯示,“清潔電力計(jì)劃”在美國(guó)擁有廣泛的公眾支持。多數(shù)電力公司已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施該計(jì)劃,多個(gè)州和城市領(lǐng)導(dǎo)者也明確表示支持此計(jì)劃。那么,美國(guó)“清潔電力計(jì)劃”目前進(jìn)展程度如何?
降低碳排放是主要目標(biāo)
根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署EPA的數(shù)據(jù)分析,當(dāng)前,發(fā)電廠(chǎng)仍是美國(guó)碳污染的最大單體來(lái)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(yè)占21%。
圖1:美國(guó)2013年各部門(mén)溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)表
自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)項(xiàng)目總監(jiān)SusanCasey-Lefkowitz向媒體透漏,當(dāng)前針對(duì)“清潔電力計(jì)劃”,美國(guó)多個(gè)州層面的實(shí)施開(kāi)始啟動(dòng),并與電力公司、商業(yè)企業(yè)和公眾展開(kāi)討論。沒(méi)有制定行動(dòng)方案的州,將采用聯(lián)邦實(shí)施方案。根據(jù)計(jì)劃,各州實(shí)施方案將在2016年9月前完成,如果有需要,可以申請(qǐng)延期至2018年9月。
圖2:清潔電力計(jì)劃下的全美二氧化碳排放預(yù)計(jì)值
SusanCasey-Lefkowitz分析,美國(guó)各州的實(shí)施方案主要包含以下步驟。
第一步,選擇一個(gè)實(shí)施方法。主要包括排放強(qiáng)度基于價(jià)格系統(tǒng)或限額基于數(shù)量系統(tǒng)兩種方式。
第二步,選擇一個(gè)單獨(dú)的州方案或相關(guān)方案。各州可提交各自方案,或與相鄰州協(xié)調(diào)進(jìn)行。在區(qū)域方法上,包括正式的多州方案和相關(guān)協(xié)議。在數(shù)量方法上,關(guān)聯(lián)和交易也變得更加容易。
第三步,制定補(bǔ)充政策。各州在制定實(shí)施方案時(shí)將監(jiān)管其他行業(yè),并制定可再生能源和能效政策。其中,所有政策必須遵守對(duì)發(fā)電廠(chǎng)排放設(shè)定的可執(zhí)行備份限制。
此外,美國(guó)政府還鼓勵(lì)盡早對(duì)可再生能源和能效投入資金。2012年后啟動(dòng)能效或可再生能源項(xiàng)目,將為2022年后的排放削減賺取信用或許可。與此同時(shí),該計(jì)劃還創(chuàng)造了清潔能源激勵(lì)項(xiàng)目,將產(chǎn)生額外的早期合規(guī)信用。
分析認(rèn)為,美國(guó)“清潔電力計(jì)劃”將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。“通過(guò)減少排放,2030年清潔電力計(jì)劃將產(chǎn)生的年收益高達(dá)340億~540億美元。在公眾健康方面,每年將預(yù)防累計(jì)9萬(wàn)例哮喘疾病攻擊兒童。在就業(yè)方面,清潔能源經(jīng)濟(jì)的興起將創(chuàng)造成千上萬(wàn)的新職位。到2030年,預(yù)計(jì)家庭電費(fèi)賬單每年將減少85美元。”EPA做出上述估計(jì)。
圖3:清潔電力計(jì)劃的履約內(nèi)容和時(shí)間表
增強(qiáng)靈活性是核心舉措
值得關(guān)注的是,作為此次美國(guó)清潔電力計(jì)劃的核心舉措,靈活性備受關(guān)注。計(jì)劃不僅包括了支持可靠性條款,以保護(hù)電網(wǎng)遭遇不可預(yù)料的緊急事件,還規(guī)定在特殊情況下,各州可授予發(fā)電機(jī)組一個(gè)最多90天的替代排放限值。
對(duì)此,睿博能源智庫(kù)中國(guó)項(xiàng)目主任FrederickWeston認(rèn)為,可再生能源的可變性將帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn),靈活性顯得非常重要。所謂“靈活性”,是指應(yīng)對(duì)負(fù)荷需求和發(fā)電供給變化的能力。無(wú)論是否納入具有可變性的可再生能源發(fā)電,還是針對(duì)可調(diào)度性不太確定的發(fā)電機(jī)組,雖然在美國(guó)大多數(shù)地區(qū),靈活性并未得到資金補(bǔ)償,但這種局面正在改變。
在美國(guó),靈活性擁有多種表現(xiàn)形式。歸納起來(lái)主要包括靈活性發(fā)電、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方面的改進(jìn)、更快的排序(每小時(shí)-每小時(shí)內(nèi))、調(diào)度改進(jìn)、更大的平衡區(qū)域、以及客戶(hù)需求響應(yīng)、儲(chǔ)能等輔助服務(wù)。
圖4:可再生能源并網(wǎng)程度
當(dāng)前,美國(guó)各州都在努力提高電力系統(tǒng)中可再生能源的比例。而在可再生能源并網(wǎng)程度大幅提高的同時(shí),并不會(huì)損害電網(wǎng)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(dá)50%,佛蒙特州2032年將達(dá)75%,夏威夷州2030年將達(dá)40%。而上述絕大多數(shù)目標(biāo)都已通過(guò)立法和財(cái)政確認(rèn)。作為可再生能源并網(wǎng)的解決方法,靈活性、高比例可再生能源的重要性在美國(guó)逐漸被接受。
四大舉措值得關(guān)注
值得關(guān)注的是,近期美國(guó)在可再生能源并網(wǎng)以及清潔電力上計(jì)劃上的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),值得密切關(guān)注。
圖5:靈活性貫穿電力環(huán)節(jié)各部分
首先,靈活性的價(jià)值需得到反映,可通過(guò)電費(fèi)或競(jìng)爭(zhēng)性能源市場(chǎng)中的反應(yīng)供給關(guān)系的價(jià)格變化來(lái)體現(xiàn)。在美國(guó),價(jià)格變化帶動(dòng)了發(fā)電和負(fù)荷的靈活性提高。在改進(jìn)機(jī)組排序和調(diào)度上,每小時(shí)內(nèi)排序最頻繁可到5分鐘一次,這在美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)非常普遍。如賓州-新澤西-馬里蘭聯(lián)合電力系統(tǒng)、中西部獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、西南電網(wǎng)、紐約州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、德州電力可靠性委員會(huì)等都進(jìn)行了有益嘗試。此外,一些美國(guó)非競(jìng)爭(zhēng)性電力系統(tǒng)也實(shí)行了某種形式的每小時(shí)內(nèi)排序,并開(kāi)始這方面的嘗試。
其次,積極擴(kuò)大平衡區(qū)域。實(shí)質(zhì)性的成本節(jié)省和運(yùn)營(yíng)上的靈活性,主要源自能源與大規(guī)模的供給和需求資源對(duì)接。大多數(shù)美國(guó)區(qū)域輸電商都管理一個(gè)單獨(dú)的大型平衡區(qū)域。作為替代,創(chuàng)建“虛擬合并平衡區(qū)”可使幾個(gè)小區(qū)域共享平衡服務(wù)。事實(shí)上,早在2014年,美國(guó)已在西部建立了“能源平衡市場(chǎng)”。
第三,增強(qiáng)現(xiàn)有電廠(chǎng)的靈活性。夏威夷地區(qū)改造了一些發(fā)電廠(chǎng),通過(guò)降低在線(xiàn)容量底限,更快的啟動(dòng)和關(guān)閉,啟動(dòng)客戶(hù)需求響應(yīng),并增強(qiáng)可再生能源的靈活性。可再生能源可提供下調(diào)出力、調(diào)頻響應(yīng)、慣性響應(yīng)等,如在科羅拉多,已經(jīng)出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提供此類(lèi)的服務(wù)公司。
最后,增加儲(chǔ)能、輸電業(yè)務(wù)等。在美國(guó),除傳統(tǒng)儲(chǔ)能如抽水蓄能和天然氣儲(chǔ)能正在使用外,新型儲(chǔ)能包括電池、飛輪、電動(dòng)汽車(chē)和壓縮空氣也在逐步進(jìn)入當(dāng)前的電力市場(chǎng)。輸電業(yè)務(wù)上,德州已經(jīng)規(guī)定輸電業(yè)務(wù)可參與“競(jìng)爭(zhēng)性可再生能源區(qū)”。在資源規(guī)劃上,俄勒岡公共事業(yè)委員會(huì)也要求各電力公司對(duì)靈活性電容的需求進(jìn)行評(píng)估。
讓電網(wǎng)更加靈活不僅僅是美國(guó)的目標(biāo),更是全球性的目標(biāo)。即便沒(méi)有可再生能源,靈活性仍然至關(guān)重要。雖然在大多數(shù)情況下更大的靈活性并沒(méi)有得到補(bǔ)償,但這個(gè)趨勢(shì)正在發(fā)生變化。