适度的碳价格将显著降低电力行业的排放

2013年12月11日下午12:33
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第三部分由三部分组成的博客系列

上周我和一些同事发表了一篇文章载于电力》杂志报告显示,与天然气和风能等清洁能源相比,近600吉瓦的燃煤发电机可能会被关闭,因为它们的经济状况不佳。我们还发现,每吨二氧化碳20美元的适度碳价格2将使这一数字增加一倍多,达到近138千兆瓦,减少高达7.457亿吨的二氧化碳排放。你可以阅读更多关于我们的分析在这里在我同事的博客文章中杰夫礼物而且史蒂夫·克莱梅尔

美国大公司已经在规划中使用碳价格

作为最近的来自碳披露项目的报告显示,美国主要公司(包括一些公用事业公司)已经在使用碳价格(从每公吨二氧化碳6美元到60美元不等)2E)规划未来的财务决策。他们明白,随着气候变化的影响日益明显,政策制定者很快就必须对美国公众的行动愿望做出回应。

在像美国这样以市场为导向的经济体中,碳定价似乎是解决气候变化问题的一个可能的工具,也是许多经济学家推荐的工具,这些公司正在采取措施为这种可能性做好准备。

对碳排放进行定价,将使人们不再依赖煤炭发电

在我们的核心的情况下我们比较了现有燃煤发电机的电力成本,包括安装四个主要的现代空气污染控制系统的成本(对于SOx,没有x, PM和汞),以及来自现有天然气工厂的排放。我们还进行了比较现有煤炭和新的风力发电成本的情景

我们的碳价格案例旨在探索在一个碳约束的世界中燃煤发电的经济效益。我们使用的CO价格适中,为每吨20美元2适用于化石燃料发电源(煤和天然气)的排放。天然气由于在工厂燃烧产生的碳排放量较低,碳惩罚也较低,但仍为正。

我们的研究结果表明,与现有的天然气发电厂相比,如果碳价格上涨,美国137.8吉瓦的煤炭产能将失去竞争力。与新建的天然气电厂相比,在碳价到位的情况下,59gw的煤炭电厂将成熟地退役。除此之外,2011-2013年退役的1800吉瓦煤炭产能和已宣布到2025年退役的28吉瓦煤炭产能。

退役这些机组(137.8 GW)可以减少CO2如果它们被无碳资源取代,将减少高达7.457亿吨的排放。用现有的天然气取代它们将使碳效益降低到4.69亿吨。(这仅仅是基于发电时的排放,不包括天然气开采或运输过程中的排放)。

作为比较,最近的Synapse Energy Economics的一项研究假设碳价格处于“中等”水平(从每吨二氧化碳20.00美元开始),228-295吉瓦的燃煤发电是不经济的2并上涨至69.50美元/吨CO22042年)以及更广泛的污染控制成本。

过度依赖天然气的风险

虽然我们在这个碳价格情景中对煤炭和天然气的成本进行了比较,但我们绝不主张将所有即将退役的煤炭都换成天然气。事实上,我们风力对比场景这表明,即使没有碳排放价格,在美国许多地区,风力发电与现有的煤炭和天然气相比也具有竞争力。

由于风力发电不排放任何碳,它很可能比碳价更有竞争力,因为碳价会提高煤炭和天然气发电的成本。(我们没有分析这个场景)。此外,过度依赖天然气会带来严重的气候、环境和健康风险,正如UCS指出的那样

拥有最多煤炭产能的州,退休的时机已经成熟

我们的碳价格案例显示,假设碳价格适中,佛罗里达州、德克萨斯州、印第安纳州、密歇根州和佐治亚州的煤炭产能与现有的天然气工厂相比,处于领先地位。

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煤炭有更清洁的替代品

燃煤发电机正变得越来越没有竞争力。除了在我们的核心案例中被我们认定为不经济的因素之外,很明显还有更多的因素正处于不经济的边缘。许多因素中的任何一个——包括适度的碳价格,较低的天然气或风能成本,提高家庭和企业的能源效率,或者更强有力的政策来减少煤炭对公共健康的影响——都可能足以最终扭转这些单位的局面。认识到这些现实,投资昂贵的升级就更没有意义了,这些升级最多只能让这些发电机在屈服于市场压力之前再勉强运转几年。

正如我们的核心案例和风能情景所显示的那样,更清洁的煤炭替代品有很多,包括利用现有的未充分利用的天然气发电厂发电,以及利用风能等可再生能源生产更多能源。碳价格将为进一步扩大这些以及能源效率等其他更清洁的选择提供激励。碳价格带来的部分收入也可以再投资于增加低碳能源选择,帮助受能源价格上涨影响严重的低收入社区,并帮助受煤炭转型影响的工人实施转型计划。

减少发电厂的碳排放以应对气候变化e

燃煤发电是CO最大的单一来源2最近电力行业的趋势导致了对煤炭的巨大转变,包括天然气价格的下降、效率的提高以及可再生能源成本的下降。这反过来又导致美国能源相关CO下降了3.8%2仅2012年的排放量就降至1994年以来的最低水平,根据EIA.然而,我们还需要做更多的工作,以确保这一趋势继续快速发展,同时确保我们采取措施,避免全球变暖过度依赖天然气是危险的

美国环保署即将出台的现有发电厂碳标准可以在减少电力行业排放方面发挥重要作用。美国环保署的灵活指导方针可以允许各州采取各种合规选择,包括碳价格(例如,通过现有的州碳上限计划,如RGGI各州和加利福尼亚州实施的计划)、可再生能源标准和能源效率标准。最终,正如许多企业似乎已经预期的那样,国会将需要采取行动,为全国碳排放定价。我们的分析表明,碳价格可以在降低排放方面发挥重要作用。