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(huán)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(fā)電廠的碳排放，以應(yīng)對氣候變化方面。環(huán)保署公布CPP Overview稱：“該計劃有穩(wěn)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(fā)電格局、發(fā)電成本和電價、以及電力系統(tǒng)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(jīng)濟環(huán)境造成的后果。文末無所不能(caixinenergy)也獨家為大家?guī)砹嗣绹h(huán)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(fā)電主力
雖然頁巖氣革命大大降低了天然氣發(fā)電的成本，但是迄今為止，煤炭仍然是美國最主要的發(fā)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(yōu)勢不僅體現(xiàn)在成本較低上，也體現(xiàn)在其發(fā)電成本的金融風(fēng)險較天然氣發(fā)電低。實際上，天然氣價格上漲很容易傳導(dǎo)到發(fā)電市場。相反的，天然氣價格的下跌并不能完全的傳導(dǎo)到發(fā)電市場，轉(zhuǎn)化為天然氣發(fā)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(huán)境保護組織和當?shù)鼐用竦膹娏揖褤?。因此?014年冬天，PJM市場等地在天然氣價格歷史新低的同時，卻出現(xiàn)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(fēng)險兩個方面的比較優(yōu)勢，如果沒有新的政策出臺，煤電仍然會繼續(xù)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(xiàn)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(fā)展
在大型風(fēng)電太陽能發(fā)電企業(yè)面臨補貼斷崖式終止和穩(wěn)定供給責(zé)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(shù)美國電力市場開始要求新能源企業(yè)在日前市場做出發(fā)電承諾，如果發(fā)電量達不到發(fā)電承諾，新能源企業(yè)就必須在時前市場購買足夠電量彌補發(fā)電不足。這就導(dǎo)致風(fēng)電和太陽能發(fā)電的運營成本不再為零，而是一個由風(fēng)電預(yù)測誤差分布和傳統(tǒng)機組發(fā)電成本決定的風(fēng)險成本。在剛剛獲得美國能源經(jīng)濟學(xué)會2015年學(xué)生論文獎的研究中，筆者核算了德克薩斯州風(fēng)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(fēng)電發(fā)電企業(yè)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(fā)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(fēng)電太陽能企業(yè)，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(fēng)電太陽能企業(yè)必將面對煤電企業(yè)的強有力競爭，這對美國新能源發(fā)電目標的實現(xiàn)帶來了巨大挑戰(zhàn)。
上述兩大背景，可以說是對為何在天然氣價格、風(fēng)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。
小科普：時前市場和日前市場為電力現(xiàn)貨交易市場專業(yè)名詞，具體解讀見文末。
后果一：煤炭行業(yè)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(yè)。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(chǎn)量最高40%的下降(如圖三所示)。產(chǎn)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(yè)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(yè)的倒閉潮和長期冬天可以預(yù)見。
圖三：美國煤炭產(chǎn)量情景預(yù)測
(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(yù)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(yù)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(jīng)濟會產(chǎn)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(yè)較為集中的地區(qū)?？梢哉f，如果該計劃實施，對美國制造業(yè)回歸而言，很可能帶來負面的影響。
圖四：美國平均電價情景預(yù)測
(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)
Bushnell等四位能源和環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家在2014年年底曾經(jīng)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(fā)電成本受清潔電力計劃影響
(圖源：Busnell et.al 2014)
后果二：區(qū)域排放政策敏感
清潔電力計劃的總體環(huán)境后果已經(jīng)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(guān)系。Bushnell等在他們的研究中分析了當不同地區(qū)選擇不同政策時的減排效果。 圖六展現(xiàn)了當內(nèi)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。
圖六：不同政策情景下的各州減排
(百萬噸，圖源：Busnell et.al 2014)
小科普：電力市場交易類型(感謝能豆粉徐帆提供)
電力市場的交易類型可根據(jù)交易周期、交易標的及交易性質(zhì)進行劃分：
1、按交易目的和交易標的的不同可分為電能交易(電力和電量)、輔助服務(wù)(調(diào)頻、備用、無功、黑啟動等)交易、發(fā)電權(quán)交易等。
2、按交易標的的性質(zhì)不同可分為電力實物交易和電力金融交易兩大類。
3、交易標的為電力/電量，一般按周期設(shè)置中長期市場和現(xiàn)貨市場。中長期市場包括年度合約市場、月度合約市場，一般以雙邊交易為主?，F(xiàn)貨市場包括日前市場、實時市場(又叫平衡市場)，一般以交易中心競價交易為主。各市場關(guān)系如下圖：
美國清潔電力計劃五大核心要點
CPP是什么
清潔能源計劃將會減少來自發(fā)電廠的碳排放。同時，該計劃將保障能源供給的可靠性和價格可接受性;
這是美國第一次出臺全國性減排措施;
化石能源仍會是美國能源未來重要的一部分，CPP只是想使化石能源發(fā)電變得更加清潔(clean)，更加高效(efficient)，于此同時擴大清潔能源的使用。
為什么要有CPP
2014年是有史以來美國最熱的一年。
有記錄以來最熱的15個年份，有14個年份出現(xiàn)在本世紀前15年。
世界頂尖科學(xué)家們通過長期大量的數(shù)據(jù)分析，告訴我們：人類活動正導(dǎo)致氣候變暖。
火電廠是美國目前最大的單一碳排放來源，占全美二氧化碳排放量的31%。
CPP的好處
到2030年CPP完成，美國能源業(yè)的碳排放將減少32%(2005年基準);
二氧化硫排放減少90%(2005基準);
氮氧化物排放減少72%(2005基準);
帶來260至450億美元的純經(jīng)濟利益;
顯著改善公眾健康。
CPP實施安排
CPP將會遵從當年Clean Air Act的操作辦法：建立環(huán)保署與各州的合作關(guān)系，由EPA設(shè)定各州的總體減排目標，由各州靈活選擇方法來實現(xiàn)各自目標。
環(huán)保署將設(shè)定中期(interim)和最終(final)二氧化碳排放表現(xiàn)率(emission performance rate)。該表現(xiàn)率分為化石能源燃燒發(fā)電(指燃燒煤和石油)和天然氣燃燒發(fā)電兩類。
中期目標須在2022年至2029年間實現(xiàn);最終目標須在2030年內(nèi)實現(xiàn);
將建立碳排放交易機制;
CPP實施辦法
提高當前燃煤火電廠的熱效率，減少每單位發(fā)電量的碳排放;
提高現(xiàn)有天然氣發(fā)電設(shè)施的清潔能源發(fā)電比重，以替代高溫室氣體排放的火電廠發(fā)電;
提高以風(fēng)電和光伏為代表的零排放清潔能源發(fā)電比重，以替代高溫室氣體排放的火電廠發(fā)電。
言論：媒體觀點
紐約時報 ：
肯塔基州共和黨參議員、多數(shù)黨領(lǐng)袖米奇˙麥康奈爾(Mitch McConnell)在奧巴馬講話之前就已經(jīng)表示，他會竭盡所能地反對這些法規(guī)，他稱總統(tǒng)制定這些法規(guī)，是因為他已經(jīng)對“必須與人民選出來的國會合作感到厭煩”。
華爾街日報：
IHS Global Energy分析師霍奇(Bob Hodge)表示，西部低成本企業(yè)的情況會好一些，但只要是煤炭企業(yè)，就沒有誰是贏家。他說，這不是能一笑置之的問題;就行業(yè)而言，不過是看誰輸?shù)米钌倭T了。
彭博：
美國國家礦業(yè)協(xié)會主席哈爾˙奎恩(HAL Quinn)表示：“EPA的最終能源清潔計劃不過是一種政治上的權(quán)宜之計，并不是為這個國家提供低耗能源的現(xiàn)實之舉。”他還宣稱，協(xié)會將制止這個計劃實施。
美國有線電視新聞網(wǎng)：
能源行業(yè)花費百萬美元試圖揭露環(huán)境變化的原因，但是民意顯示多數(shù)美國人認為地球正在變暖。
于洋
斯坦福大學(xué)環(huán)境與土木工程系博士。
本文僅代表作者觀點，不代表北極星電力網(wǎng)的立場和觀點
