天然气正在破坏宾夕法尼亚州的核电站——这对气候来说是个坏消息

2018年11月8日上午12:01
宾夕法尼亚州的海狸谷核电站。图片来源:美国核管理委员会
杰里米·理查森
前的贡献者

今天,忧思科学家联盟188金宝博发布了一份报告评估美国核电站的经济可行性和安全记录。该报告提出,鉴于天然气和煤炭替代这些工厂的风险很高,如果大量这些工厂突然退役,碳排放将会发生什么变化,并试图告知州和联邦政策制定者如何解决这一问题。最终,它认为国家和州一级的政策制定者是否应该实施重视各种低碳发电的气候智能型政策而且为所有核电站制定严格的安全标准。

我们为什么要写这份报告这对拥有五座核电站的宾夕法尼亚州有何影响?该州的核电运行能力在各州中排名第二。

我们必须纠正市场失灵,让美国经济脱碳

政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近开车回家这一点,我们共同努力我们需要尽可能快地减少排放.政府间气候变化专门委员会特别报道凸显了气候危机的紧迫性:将全球气温上升控制在1.5摄氏度以下需要全球净CO2到2030年,排放量将从2010年的水平下降约45%,并在本世纪中叶左右达到零排放。美国必须领导这一努力,这意味着它必须走得更远,到2050年实现净负排放。

实现这一结果的一个主要障碍是市场失灵目前,面对低碳电力来源,如核能和可再生能源,特别是在全国大部分地区,它是自由排放无限量的二氧化碳(以及其他温室气体)排放到大气中,尽管这些排放是气候变化及其对各地人民和生态系统影响的主要驱动因素。

为了克服这个障碍,我们推荐一个精心设计的碳排放限额或价格,或低碳电力标准。我们的新报告还为那些可能正在考虑采取政策行动自行解决这一问题的州提供了信息和建议,因为联邦政府无法或不愿在气候问题上采取行动。尽管全国性的碳价是解决市场失灵的最有效方法,但我们也建议各州考虑实施碳价,就像加州等主要州和参与区域温室气体倡议(RGGI)的九个州所做的那样。碳排放上限(如RGGI规定的上限)有助于减少排放,并发出有利于低碳资源的市场信号。

宾夕法尼亚州是评估政策选择的州之一。有政策制定者积极考虑如何应对一些利益相关者的呼吁为本州不经济的核电站提供财政支持。但正如我们的报告所详述的那样,我们不支持为任何寻求资助的核运营商提供全面的财政支持——我们详述了必须满足的具体条件。正如我的同事所写的,并不是所有的提案都是好的:例如,第一能源公司在俄亥俄州的提案就是好的漏洞百出他们会在宾夕法尼亚州寻找类似的东西。

宾夕法尼亚州的电力结构

2017年,核能为宾夕法尼亚州提供了39%的电力,比其他任何燃料来源都要多,但天然气也紧随其后,为34%,该州其余的几乎所有电力(22%)都来自煤炭,非水电可再生能源在宾夕法尼亚州的发电量中只占很小的一部分,不到3%。这代表了过去十年的巨大转变——天然气从2010年的15%增长到2010年的48%,煤炭从2010年的48%下降到2010年的48%,而核能仅从34%小幅增长。鉴于过去十年中,随着马塞勒斯页岩的开发,该州的天然气工业急剧增长(宾夕法尼亚州及周边地区正在开发更多的天然气工厂),以及该州支持可再生能源和能源效率的政策相对薄弱,在目前的情况下,如果没有深思熟虑和强有力的政策,宾夕法尼亚州核电的任何下降都将由天然气和煤炭发电的增加来弥补。这意味着,如果核电站退役,碳排放量将会上升,对我们的气候目标构成威胁。

天然气价格如此之低的部分原因是缺乏对碳的定价;天然气的增长在一定程度上是对市场失灵的回应。

我们的报告证实了这一假设。在国家层面,我们模拟了一系列核电站的提前退役,发现总体而言,核电的大部分损失是由现有的天然气和煤炭发电厂弥补的。

盈利能力评价

为了评估核电站的经济效益,我们研究了2018-2022年期间预计的平均年运营利润率。听起来有点拗口,但它的意思是预期收入减去预期成本在接下来的五年里。以每兆瓦时美元计算的净结果,是我们评估每个电厂经济可行性的方法。经营利润率为负的工厂被视为无利可图。为了了解哪些工厂可能面临无利可图的风险,我们确定了哪些工厂的运营利润率在每兆瓦时0美元至5美元之间,我们将其标记为边际利润率。超过每兆瓦时5美元的工厂被归为盈利。

在全国范围内,我们发现有16.3 GW的核电产能无利可图。毫不奇怪,结果对未来天然气价格的假设非常敏感。

通过评估整个核电站的盈利能力,我们评估了哪些核电站在未来八年内可能面临突然退役的风险。然后,我们模拟了到2035年关闭这些核电站对电力系统的影响,这些核电站的装机容量在14至27吉瓦之间。我们发现,在国家层面,累积CO2与参考情况相比,2035年的排放量将增加6%左右。

这听起来可能不多,但请记住,突然失去相当一部分低碳发电:1)在我们需要迅速减少二氧化碳排放的时候,把我们带到了错误的方向22)在宾夕法尼亚州将被放大,该州严重依赖核能,目前利用可再生能源发电的数量并不多。

符合严格的安全标准

美国核反应堆发生事故或恐怖袭击可能严重损害公众健康、环境和经济,还将危及美国核能未来几十年的前景,并限制实现近期碳减排目标的可用选项。因此,政策制定者和其他利益相关者只考虑为达到或超过核管理委员会最高安全标准的核反应堆提供财政支持是至关重要的。

Keystone州的核电站

我们对宾夕法尼亚州核电站的盈利能力分析结果如下表所示。根据我们的分析,三里岛是无利可图的,而比弗谷和萨斯奎哈纳则是边际盈利。Exelon计划在2019年关闭位于三里岛的剩余反应堆,FirstEnergy计划在2021年关闭比弗谷工厂,以及俄亥俄州的另外两家工厂。对于我们的提前退休案例,我们假设这些工厂和萨斯奎哈纳工厂在那些年里都退役了。

宾夕法尼亚州的五座核电站提供了近10吉瓦的发电能力。

植物的名字 反应堆数量 2018年运行容量(MW) 失活的通知 UCS评估
海狸谷 2 1867年 2021 在盈利
利默里克 2 2386年 盈利
桃底 2 2584年 盈利
萨斯奎哈纳 2 2593年 在盈利
三里岛 1 827 2019 无利可图

尽管宾夕法尼亚州所有的核电站目前都达到或超过了核管理委员会的最高标准,但还有其他原因可能没有意义,比如运营成本高或存在重大安全问题。或者是Exelon的CEO最近表示

“我会是第一个告诉你们的人,一些核电站太小,不经济,他们不会建造,他们可能也不应该建造。我们不要拯救每一个人。——chris Crane (Exelon CEO

政策问题

Exelon公司已经获得了五座核电站的资金支持伊利诺斯州和纽约。FirstEnergy也同样提交了2020年戴维斯-贝塞核电站和2021年佩里核电站的停用通知,这两座核电站都位于俄亥俄州。继一家子公司破产后,第一能源公司继续经营到处寻找讲义来弥补其糟糕的财政决策,包括对联邦政府和俄亥俄州的立法机构

PJM和其他电网运营商显示关闭这些电厂不会威胁到电力的可靠性和弹性:

“我们对最近宣布的某些核电站报废计划进行了分析,确定对系统可靠性没有直接威胁。市场帮助建立了一个可靠的电网,价格处于历史低位。联邦政府对市场的任何干预,命令客户从特定的发电厂购买电力,都将损害市场,因此对消费者来说代价高昂。”

这些工厂将被天然气和煤炭取代,而不是低碳能源,这一可能性引发了人们的严重担忧,即我们是否有能力大幅削减碳排放,以限制气候变化的最严重影响。

给宾夕法尼亚州政策制定者的建议

伊利诺伊州、纽约州和新泽西州这三个州已经采取了政策行动,重视核能的低碳属性。作为立法的一部分,为一些核电站提供财政支持,每个州同时加强政策对可再生能源和节能的支持.到2030年,纽约州和新泽西州都将其可再生能源组合标准(RPS)提高到50%,伊利诺伊州解决了RPS的问题,到2025年,该州的RPS将达到25%。作为立法的一部分,这三个州还设定了更高的能源效率目标。

虽然在不久的将来,楔石州的一些核电站可能面临经济逆风,但政策制定者在简单地代表纳税人写支票之前,应该仔细权衡证据并考虑大局,因为许多居民面临经济困难和高能源负担。

UCS根据我们的分析提出以下建议:

  • 需要透明度当前位置公司应该公开他们的需求。我们的分析是基于现有的最佳成本数据,但它不能取代对特定工厂财务状况的彻底检查,因为这些信息是专有的。透明度确保对纳税人的影响是有限的。
  • 限制和调整支撑任何对陷入困境的工厂的财政支持都应该是有限的,并随着市场状况的变化而逐步调整。
  • 确保安全操作任何接受财政支持的工厂都应被要求满足严格的安全准则。对低碳电力的需求绝对不能凌驾于安全之上。
  • 加强对可再生能源和效率的支持:如果对核电的政策支持是基于其低碳属性,那么政策制定者应该同时投资于可再生能源和效率,以便向低碳未来过渡。宾夕法尼亚州的先进能源资源组合(AEPS)相对较弱,自2008年以来就没有更新过。该州的能源效率标准没有达到领先州所实现的成本节约。政策制定者必须采取行动,加强标准,以推动可再生能源的更广泛应用和提高能源效率。
  • 过渡计划当核电站达到安全运行寿命时,它们最终会关闭。应该要求公司为将受到关闭负面影响的社区和工人制定过渡计划。只要有足够的时间,就可以减轻不利的经济影响。