今年8月3日，美國總統(tǒng)奧巴馬宣布美國“清潔電力計劃”最終方案，首次提出對現(xiàn)有發(fā)電廠設(shè)定碳污染限制。盡管方案招致業(yè)界和國會眾多議員的口誅筆伐，但據(jù)《華盛頓郵報》和ABC新聞近期開展的一項民調(diào)顯示，59%的美國人仍表示希望下任總統(tǒng)注重采取應(yīng)對氣候變化的行動。
最新分析數(shù)據(jù)顯示，“清潔電力計劃”在美國擁有廣泛的公眾支持。多數(shù)電力公司已經(jīng)開始實施該計劃，多個州和城市領(lǐng)導(dǎo)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(biāo)
根據(jù)美國環(huán)境保護署EPA的數(shù)據(jù)分析，當(dāng)前，發(fā)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(yè)占21%。
圖1：美國2013年各部門溫室氣體排放統(tǒng)計表
自然資源保護協(xié)會項目總監(jiān)SusanCasey-Lefkowitz向媒體透漏，當(dāng)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(yè)企業(yè)和公眾展開討論。沒有制定行動方案的州，將采用聯(lián)邦實施方案。根據(jù)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(yù)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(tǒng)或限額基于數(shù)量系統(tǒng)兩種方式。
第二步，選擇一個單獨的州方案或相關(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，制定補充政策。各州在制定實施方案時將監(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發(fā)電廠排放設(shè)定的可執(zhí)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(chuàng)造了清潔能源激勵項目，將產(chǎn)生額外的早期合規(guī)信用。
分析認為，美國“清潔電力計劃”將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟和社會效益?！巴ㄟ^減少排放，2030年清潔電力計劃將產(chǎn)生的年收益高達340億~540億美元。在公眾健康方面，每年將預(yù)防累計9萬例哮喘疾病攻擊兒童。在就業(yè)方面，清潔能源經(jīng)濟的興起將創(chuàng)造成千上萬的新職位。到2030年，預(yù)計家庭電費賬單每年將減少85美元?！盓PA做出上述估計。
圖3：清潔電力計劃的履約內(nèi)容和時間表
增強靈活性是核心舉措
值得關(guān)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(guān)注。計劃不僅包括了支持可靠性條款，以保護電網(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Frederick Weston認為，可再生能源的可變性將帶來嚴峻挑戰(zhàn)，靈活性顯得非常重要。所謂“靈活性”，是指應(yīng)對負荷需求和發(fā)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(fā)電，還是針對可調(diào)度性不太確定的發(fā)電機組，雖然在美國大多數(shù)地區(qū)，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(xiàn)形式。歸納起來主要包括靈活性發(fā)電、系統(tǒng)運營方面的改進、更快的排序（每小時-每小時內(nèi)）、調(diào)度改進、更大的平衡區(qū)域、以及客戶需求響應(yīng)、儲能等輔助服務(wù)。
圖4：可再生能源并網(wǎng)程度（數(shù)據(jù)來源：國際能源署）
當(dāng)前，美國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，并不會損害電網(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(shù)目標(biāo)都已通過立法和財政確認。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，近期美國在可再生能源并網(wǎng)以及清潔電力上計劃上的一些先進經(jīng)驗，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，靈活性的價值需得到反映，可通過電費或競爭性能源市場中的反應(yīng)供給關(guān)系的價格變化來體現(xiàn)。在美國，價格變化帶動了發(fā)電和負荷的靈活性提高。在改進機組排序和調(diào)度上，每小時內(nèi)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(lián)合電力系統(tǒng)、中西部獨立系統(tǒng)運營商、西南電網(wǎng)、紐約州獨立系統(tǒng)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(tǒng)也實行了某種形式的每小時內(nèi)排序，并開始這方面的嘗試。
其次，積極擴大平衡區(qū)域。實質(zhì)性的成本節(jié)省和運營上的靈活性，主要源自能源與大規(guī)模的供給和需求資源對接。大多數(shù)美國區(qū)域輸電商都管理一個單獨的大型平衡區(qū)域。作為替代，創(chuàng)建“虛擬合并平衡區(qū)”可使幾個小區(qū)域共享平衡服務(wù)。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(xiàn)有電廠的靈活性。夏威夷地區(qū)改造了一些發(fā)電廠，通過降低在線容量底限，更快的啟動和關(guān)閉，啟動客戶需求響應(yīng)，并增強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)電機組提供此類的服務(wù)公司。
最后，增加儲能、輸電業(yè)務(wù)等。在美國，除傳統(tǒng)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(dāng)前的電力市場。輸電業(yè)務(wù)上，德州已經(jīng)規(guī)定輸電業(yè)務(wù)可參與“競爭性可再生能源區(qū)”。在資源規(guī)劃上，俄勒岡公共事業(yè)委員會也要求各電力公司對靈活性電容的需求進行評估。
讓電網(wǎng)更加靈活不僅僅是美國的目標(biāo)，更是全球性的目標(biāo)。即便沒有可再生能源，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有得到補償，但這個趨勢正在發(fā)生變化。
