干净的电力计划如何工作

这个清洁电力计划美国总统奥巴马8月3日宣布，将首次对发电厂的碳污染设限。发电厂是美国造成危险气候变化的最大污染源。

我们已经看到气候变化对极端天气、干旱、野火、洪水和其他许多我们赖以生存的世界的破坏所造成的影响。限制国家发电厂的碳污染是我们应对气候混乱所能采取的最重要的一步。这使得清洁能源计划成为游戏规则的改变者。

这篇文章与Derek Murrow和NRDC的优秀分析团队共同撰写，解释了清洁的电力计划方式以及它的工作原理。

大幅减少碳污染

签发环境保护局（EPA）最终清洁电力计划（PDF）根据《清洁空气法》，国家的基本空气污染法。该计划制定了灵活且可实现的标准，使每个州都有机会设计自己的最具成本效益的清洁电力系统路径。

这一控制发电厂污染的历史性步骤将加快美国从化石燃料的过渡，保护我们的健康，帮助保护子孙后代免受气候变化最严重的影响，并使美国在气候变化问题上处于全球领导地位。

干净的电力计划通过将我们的电力系统转移到清洁能源源以稳定但可实现的速度来减少碳污染和其他危险空气污染物。可执行的碳污染限制将在2022年开始，从2020年开始升起到2030年。电力公司将于2022年开始行动，以便准备好并回应计划中的额外清洁能源激励措施。

环保署项目(PDF)那至于到2030年，相对于2005年水平，清洁电力计划将使电力部门的碳污染将电力部门的碳污染减少32％。

仅在2030年，EPA项目将有870万吨碳污染。这就像取消全国汽车70％的年度碳排放量，或者从所有美国家庭的年度用力使用。

通过将我们的电网转向更清洁的电力，清洁电力计划还将减少导致哮喘发作和呼吸系统疾病的其他发电厂污染物。美国环境保护署预计，到2030年，该计划将防止数千人过早死亡，减少9万儿童哮喘发作，并减少30万工作日和上学日。

经济学家认为2030年清洁能源计划的气候效益价值为200亿美元，拯救生命和其他健康效益价值为140亿至340亿美元。尽管该计划在2030年将涉及约80亿美元的合规成本，但总收益将超过成本260亿至450亿美元。

到2030年，向能源效率和清洁能源的转变将为美国家庭平均节省85美元的电费。在2030年之前的十年里，这些节省的电费总额将达到1550亿美元。

联邦和州的责任

环保局根据《清洁空气法》通过了《清洁电力计划》，最高法院对此做出了裁决美国电力公司诉康涅狄格州案2011年，为控制美国舰队的化石燃料发电厂的碳污染提供法律权威。根据该权威，清洁能源计划确定了控制电厂污染的联邦国家进程。

首先，清洁能源计划确定了现有燃煤和燃气发电厂的国家二氧化碳排放绩效率。考虑到成本和其他因素，这些绩效率反映了使用“最佳减排系统”（BSER）可实现的减排。然后，各州有机会为其煤炭和天然气工厂采用“州计划”——包括可强制执行的排放限制。清洁能源计划描述了各州制定计划和排放限制的多种方式。

清洁空气法不需要任何国家采用计划遏制其发电厂污染的计划。但是，如果国家选择不采取令人满意的计划，我们的国家空气污染法为我们的健康和福祉提供联邦担保。在这种情况下，EPA有责任直接调节该状态的电厂。

清洁的电力计划呼吁各国在2016年9月举行初始国家计划提交。他们可以在2018年9月期间接收延长以完成其计划。该计划必须包括植物必须遵守2022年的可执行排放限制，并提高到满满的强度到2030年。EPA必须审查国家计划确定他们是否可以获得批准。如果州于2016年9月迄今为止未提交令人满意的初始计划，或者在2018年9月到2018年9月，EPA必须采用并执行联邦计划，该计划对国家的碳污染发电厂施加可执行的限制。

建立“最佳减排体系”

在《清洁电力计划》中，美国环保署确定了现有燃煤和燃气发电厂的“最佳减排体系”。由于发电厂都提供相同的产品——电力——并且都通过电网相互连接，EPA确定BSER包括:

1. 可在单个煤和煤气厂应用的措施（例如通过更有效地通过燃烧燃料减少排放）;
2. 允许电厂所有者将发电组合转向产生较少碳污染的来源的措施（如减少使用现有燃煤电厂，增加现有天然气电厂）；和
3. 允许电厂所有者在完全没有碳污染的情况下发电的措施（如用风力涡轮机、太阳能电池板或其他零排放电源的更多电力取代化石燃料发电）。

EPA将这三种措施称为BSER的“基石”。使用所有三个构建模块可以以合理的成本实现更大的碳污染减少，而不是将工厂限制在单个场地的设备或燃料更换。

最终的《清洁电力计划》最大的改进之一是，它反映了关于可再生发电的成本、性能和增长趋势的最新数据。与环保局在最初提案中提出的过时假设相比，风能和太阳能的成本下降了40%以上。因此，环境保护署预计可再生电力的增长速度要快得多，因此减少的排放量也要比最初提案中多得多。

从这三个建筑块，EPA建立了两个国家排放绩效率作为BSER——一个用于蒸汽发生器，一个用于天然气联合循环（NGCC）涡轮机。（排放绩效率限制了发电厂每单位发电量可能释放多少碳污染，以每兆瓦时二氧化碳磅数或每兆瓦时二氧化碳磅数表示。）这些限制以相同的方式应用于各州，以实现各州的规划目标。

美国环境保护署仔细分析了通过结合这三种基础设施来减少碳污染的成本和可行性，并考察了通过国家电网的三大部分(东部互连网、西部互连网和德克萨斯电网)可以实现的减排。美国环境保护署非常保守地使用了这一分析，根据来自三个地区的构件分析得出的最不严格的结果来设定国家排放率限制。

从2022年开始，这些国家排放绩效率将适用于工厂，并将在接下来的8年里逐步降低排放，到2030年达到完全水平，提供了许多行业利益攸关方提出的“下滑路径”，这些利益攸关方对最初的《清洁电力计划》提案进行了评论。在2030年及以后，国家的排放绩效率将是:燃煤蒸汽发电机为1305磅CO2/MWh，燃气涡轮机为771磅CO2/MWh。

图2.电厂类型的国家排放性能率

这些国家排放绩效率始终如一地公平对待煤炭和天然气发电厂，无论它们位于哪里。煤电厂和燃气电厂可以很容易地利用以下所述对清洁资源的成本效益投资的信用额来实现各自的排放量，它们可以在碳污染少得多的情况下满足客户对可靠电力服务的需求。

各州有一系列设置限制的选项

然后，干净的电力计划使各种灵活的设计选项进行设计，以设定电厂污染的可执行限制。

“双速”方法。首先，各州可以选择采用这两个国家的排放绩效率作为他们的煤气和煤气厂的可强制限制。因此，国家计划的可执行限制将反映图2中的那些。

在这种方法下，每种工厂都需要通过减少其自身的排放率和投资于电力系统的其他地点的排放减少行动，以符合适用的可执行排放率限制，这些速度在该国的其他地点或国家的其他地方。这些投资可以直接或通过获取排放率信贷-将生成的信用分解到清洁源或提高最终使用能效。电力公司可以通过与另一家公司签约或通过在排放信贷市场中的其他人创造的购买贷款来创造这些学分。合规性措施的成本 - 既有植物措施和减排信贷 - 那么植物运行的影响更多，少运行。

国家特定排放率限值。作为第二种选择，《清洁电力计划》规定了各州具体的排放率限制。这些州特定的限制是由煤电厂和天然气电厂的全国排放率限制混合而成的，经过加权，以反映2012年开始时每个州两种电厂的发电量组合。

正如在双速率方法中，每个发电厂使用自己的行动和排放速率信用的组合来满足适用的州特定排放速率限制。

国家特定的排放率限制为所有国家的发电厂建立了一致和公平的目标，落在煤炭植物和天然气植物的国家排放率限制之间。因此，最终清洁能力计划中的限制响应了国家和行业的担忧，即原始提案中的状态限制过于广泛和经过处理的植物，并且州的良好地（由每个数字右侧的条形说明）。简而言之，最终计划将像植物一样对待，如国家一样。

国家计划采用基于汇率的方法必须建立与每厂报告的二氧化碳排放率开始的会计方法，并调整从发电人员转变获得的减排率信贷，以清洁源和能源效率。各国必须验证从能效和低和零发光生成中获得的信用的真实性。

“基于质量”的限制。许多其他的联邦和州的发电厂污染计划建立了大规模的污染限制。例如，酸雨和跨州雾霾项目限制了一家工厂每年可能排放的污染吨数，而不是每单位发电产生的污染数量。许多州，包括加州、地区温室气体倡议(RGGI)的东北部和大西洋中部的成员，已经建立了大规模的州项目，以减少碳污染。许多州和工业界的利益相关者告诉EPA，他们希望在《清洁电力计划》中以这种方式控制碳污染。

作为回应，最终的清洁电力计划建立了等效的基于质量的限制对于每个州。这些限制通过将国家的排放率限制乘以预期的国家的预期电力生产，将每个国家特定的排放率限制转换为每年的等同量。环保署的转换方法包括经济增长的因素，以及相关的电力消耗增加。然后，州可以选择编写计划，包括每株植物的年度二氧化碳吨位限制。

基于质量的方法下的合规工作与基于费率的方法是不同的。在以质量为基础的方法下，各州根据该州允许排放的吨数发放排放许可。每个燃煤或燃气电厂每排放一吨二氧化碳需要一个排放限额。然后，补贴的成本被计入决定运营哪些电厂的决策中，并鼓励转向低排放或零排放的能源。各州可以决定是拍卖补贴(将收益用于可再生能源和能效项目或客户回扣)，还是通过其他方式分配。

清洁电力计划允许各州选择两个版本的大规模电力计划。一个州可以包括现有的和新的化石燃料工厂，要求它们都保留每吨排放的配额。或者,它可以只包括现有的植物,但在这种情况下,国家必须占污染增加“泄漏”——一代转移到新工厂外帽——这意味着大众化限制不再相当于从它派生的排放速率限制。我们建议各州将现有和新的发电厂都纳入大规模计划，以避免在发电厂之间造成竞争不平等，以及新发电厂排放的污染物对减少的污染造成侵蚀。

在我们即将到来的情况表中，逐级排放限制将出现在基于速率和基于群众的排放限制。

“国家措施”计划。《清洁电力计划》还为各州提供了另一种灵活性。一些州可能希望根据州法律规定，除化石燃料发电厂以外的实体有义务帮助实现《清洁电力计划》的目标。例如，一个州可以采用一项覆盖其他行业和发电厂的大规模计划。一个州还可以采用或加强“可再生能源组合标准”或其他措施，规定煤炭或天然气工厂以外的实体有生产清洁能源或实现效率提高的州法律义务。环境保护署将接受这样的计划，只要它包含可强制执行的对这些发电厂本身的碳污染的备份限制(基于费率或基于量的形式)。

其他国家计划要求。所有国家计划都必须包括一些共同的元素。批准，国家计划必须证明它对能够实现相关的碳污染率或基于群众限制的电厂上可执行限制。必须有足够的监测和报告要求。该计划必须表明该国已考虑电动系统可靠性。该计划必须已通过公共参与和公开听证会制定，并且必须表明该州已参与包括低收入社区和其他弱势群体的利益攸关方。

国家计划是什么时候？

最终清洁能源计划为各州制定计划和发电厂满足其可执行限制提供了准备时间。该计划规定了发电厂制定和遵守国家计划的时间线：

排放交易将降低成本

如上所述，发电厂所有者可以通过在植物本身采取措施并使用排放率信贷或排放津贴来满足其排放限制，这取决于其州的哪种计划采用。各国可以单独或分组提交“成交就绪”计划。然后，批准计划的各国可以允许其植物与各州的植物交易信用或津贴，以批准的相同类型的计划。

例如，一组具有基于群众的计划（例如RGGI）的国家可以同意允许发电厂贸易排放津贴彼此跨越州际线。如果各州采用全国统一的排放率或将其可执行的排放限值混合到一个加权平均率中，则具有基于排放率的排放限值的一组州可以允许发电厂跨州线交易排放率信用。这些交易条款将允许发电厂参与更大的市场并降低成本，而无需各州制定并提交正式的多州计划。

鼓励对可再生能源和能源效率的早期投资

早期投资可再生能源和能源效率将有助于发电厂符合其2022年及以后的可执行限制。2012年后启动的能源效率或可再生能源项目可以获得他们在2022年及以后产生的减排贷方或津贴;这些减少可以计入遵守植物的可执行限制，无论是速率为基础的或基于批量的。

此外，最终的清洁电力计划创建了一个新的清洁能源激励计划（CEIP），将产生额外的早期合规学分。CEIP允许各国为合格的可再生发电，并在合规期开始前2020年和2021年实现低收入社区的节约能源效率节省的资格。

项目符合项目是否在州陈述最终国家计划后启动。该计划是自愿和奖励国家，提前完成计划。在2020年和2021年获得信贷或津贴的实体可以将它们销售给化石发电厂，以便在2022年或以后使用，以帮助满足其排放限制。

CEIP计划描述指出，项目可以获得信贷或津贴，该贷款或津贴总额为6亿吨。风或太阳能项目将从EPA（额外）的国家（借用）和半贷球获得一半的信贷。低收入能源效率项目将产生两项积分，从EPA和来自国家的一个学分。EPA正在评论CEIP的进一步细节，作为联邦计划提案的一部分。

灵活可靠的电力

清洁能源计划确保电力公司能够减少碳污染，同时提供可靠的电力。可靠性是由州和联邦计划设计中的多个层次的灵活性，加上排放交易和早期激励提供的灵活性来实现和保证的。各州有充足的时间规划和准备遵守法规。

最终计划的减排阶段比提案中要慢。该计划还要求各州在设计计划时考虑电网可靠性。电网运营商、各州和联邦机构(EPA、联邦能源管理委员会和美国能源部)将共同努力，计划在满足污染控制义务的前提下满足电力需求，并密切关注以确保可靠性。

作为额外的保障，最终的《清洁电力计划》(Clean Power Plan)包括了一项后备可靠性条款，以在完全不可预测的紧急事件发生时保护电网，同时保持各州按计划实现最终目标。如果在特殊情况下，为了维持可靠的电力供应，发电厂的运行需要超过适用的污染限制，各州可以给予发电厂一个替代的、更宽松的排放限制，最长可达90天。如果这种操作需要更长时间，那么该州必须通过在其他地方额外减少排放来弥补工厂的超额排放，否则该州必须修改其计划以保持合规。

简而言之，随着国家实施清洁电力计划，电网将保持强劲。

如果各州不采取行动，联邦计划将保证减少污染

如上所述，《清洁空气法》规定了基本的国家空气污染保障措施。在第111（d）条下的这一计划以及其他几个计划中，《清洁空气法》邀请各州带头制定州计划，以适合州和地方条件的方式管理污染者。45年来，各州几乎总是选择制定和实施实施《清洁空气法》保护计划。

在罕见的案件中，各国选择不采取行动，清洁空气法规定了国家政府将直接调节污染者的重要保障。

为满足其职责，EPA提出了必要时将实施的联邦计划规定。联邦计划建议，现为公众意见开放，将基于率和基于批量的选项与上述清洁电力计划规定一致。它还包括相应的“模型计划”规定，各国可以选择采用，简化计划开发过程。

尽管一些人敦促州长拒绝合作，但大多数电力公司和其他州利益相关者希望他们的州带头，而不是联邦计划。而且大多数州长似乎都决心向前迈进。

结论

《清洁能源计划》创造了历史，首次对美国发电厂的碳污染设定了全国性限制，而发电厂是导致危险气候变化的最大污染源。它为电力公司和各州提供了一个公平、合理、可实现的未来15年减少碳污染的蓝图。它所带来的公共卫生和气候保护效益将是成本的许多倍。它将创造成千上万不能外包的高薪工作岗位，还将帮助美国人削减每月的电费。毫无疑问，清洁能源计划对美国来说是一笔好交易。