美国环保署清洁能源计划低估了可再生能源减少碳排放的能力

2014年10月14日上午9:48
史蒂夫·克莱梅尔
能源研究与分析总监

UCS发布了新的分析今天的研究表明,加强可再生能源的贡献可以显著增加美国环保署2014年清洁能源计划的减排。我们发现,将非水力可再生能源从目前美国电力销售的6%增加到2030年的23%——几乎是EPA建议的可再生能源的两倍——可以使美国发电厂的碳排放量从EPA估计的比2005年低30%提高到2030年的40%。我们还发现,将可再生能源增加到这些水平是可以承受的,对电力价格的影响很小,并降低了公用事业和消费者的天然气价格。

美国环保署的可再生能源目标是适度的

环保署建议为每个州制定减排目标四个“积木”找出减少现有发电厂排放的具成本效益的方法。除了增加可再生能源,这些基本要素还包括提高现有燃煤电厂的效率,燃料从煤炭转向天然气,提高家庭和企业的能源效率,以及包括新建和“有风险”的核电站的发电。重要的是,EPA允许各州灵活地决定每个建筑模块包含多少,但有一些限制。

EPA的目标是适度的

不幸的是,环保署提出的可再生能源方法——基于全国六个地区的现有州可再生电力标准(RES)的2020年目标的平均值——结果是非常温和的目标。

我们的分析表明EPA的目标包括的可再生能源比能源信息署(EIA) 2020年的计划要少在一切照旧的情况下(即没有碳排放规则),到2030年只会稍微多一点(图1)。

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这篇文章是关于环保局清洁能源计划。

环保署提出的方法也在州一级产生了几个反直觉的结果。例如,根据环保署的目标,到2030年,有七个州的可再生能源发电量比现在要少.在29个有RESs的州中,有17个州在EPA的方法下设定的目标低于满足现有法律的要求。EPA的方法也没有考虑到2012年至2017年可再生能源近期或预计的增长。

建议可再生能源发挥更大作用

UCS为设定州可再生能源目标而改进的方法——我们称之为“示范增长方法”——在几个方面改进了EPA的方法。为了确定每个州2017年的基准发电量水平,我们使用了2013年的EIA可再生能源发电量数据,并添加了已知到2016年在建的风能和公用事业规模太阳能项目的预计发电量。为了计算到2030年的各州目标,我们采用以下四个步骤:

  1. 我们根据EIA从2009年到2013年的实际数据计算出全国平均可再生能源基准增长率为每年电力销售的1%。这一时期主要是由于州和联邦政策以及最近的成本降低,风能和太阳能的大部分近期增长。
  2. 对于低于基准的州,我们假设它们到2020年逐渐上升到每年1%,并持续到2030年。这与美国环境保护署(EPA)在能源效率构建模块上使用的方法类似。
  3. 对于处于或高于基准水平的15个主要州,我们假设它们继续以5年平均速度增长,最高达到每年1.5%,这与主要RES州设定的目标一致。
  4. 最后,我们假设,对于有RES的州,它们将达到我们的增长率方法中较大的一个,或者达到满足其现有州RES要求所需的水平,如由劳伦斯伯克利国家实验室计划.通过这种方式,一个州的RES政策可以作为EPA规则的基础,而不是上限。我们还规定,任何州的可再生能源发电总份额不得超过总销售额的40%电网运营商公用事业公司,政府机构在这个时间框架内,在保持可靠性的同时,可以在州和地区层面实现。

全国每个地区都有更多的可再生能源

与EPA的方法相比,我们的方法在全国每个地区和几乎每个州都产生了更多的可再生能源(图2)。最大的增长发生在中西部上部和西部——这些州的可再生能源已经经历了快速增长,并且已经做出了强有力的承诺,在未来部署更多的可再生能源。我们假设各州完全遵守现有的RESs对东北部和大西洋中部各州的影响最大。虽然东南部的总体目标最低,到2030年为14%,但与其他地区相比,他们将在目前水平上经历类似的可再生能源增长百分比。

区域目标

更高的可再生能源目标是负担得起的

利用国家可再生能源实验室的区域能源部署系统(reed)模型,我们分析了在UCS方法下实现国家可再生能源目标对电力和天然气价格的影响,并与正常业务(BAU)进行了比较。

我们的分析包括更新的技术成本和性能假设,这与我们在5月份使用的一致2014游戏规则改变者分析一套更雄心勃勃的气候和清洁能源政策,该政策发现,到2030年,美国可以将发电厂的碳排放量在2005年的水平上减少60%(大约是EPA提案中所含水平的两倍),从而实现净节省(见详情请点击这里).

我们发现,使用可再生能源使电力结构多样化对电价的影响最小,并有助于抑制天然气价格的增长。根据UCS方法,到2030年,全国平均消费电价每年最多比BAU高0.3%。结果,一个典型的家庭(每月使用600千瓦时)每月电费的增加不超过18美分.在UCS方法下,到2030年,电力行业天然气的全国平均价格将比BAU低9%(见图)。

电力和天然气价格

先前的研究UCS环境影响评价,劳伦斯已经表明,减少电力部门的天然气也有助于降低用于供暖和制造业的消费天然气价格。这些好处在我们的分析中没有体现出来,我们使用的经济模型只关注电力部门。

我们的发现也与最近的一项研究相一致NREL和LBNL研究该研究发现,在2010年至2012年期间,25个州遵守RESs的实际成本从净节省零售费率的0.2%到净成本的3.8%不等,加权平均成本为0.9%。

我们的分析是对清洁能源计划下增加可再生能源的增量成本影响的合理近似。我们没有分析实施整个规则草案的全部影响,而是专门关注可再生能源的组成部分。此外,这些结果假设了可再生能源信用额(RECs)的国家交易。如果对交易有任何限制,经验表明,REC价格可能在某些地区较高,而在其他地区较低。

更多的可再生能源可以减少更多的二氧化碳

模型也显示了这一点我们建议的方法将减少电力部门的CO2到2030年,排放量再增加10%在国家层面,可再生能源将主要取代天然气。因此,使用我们的方法来设定州减排目标可以增加总CO2清洁能源计划实现的减排,从环保署估计的到2030年比2005年低30%降低到近40%。如果更多的煤炭被取代,总减排量可能会超过这些水平。提高能源效率和其他基本要素可以进一步提高减排的总水平。

扩大可再生能源的作用

为了充分利用可再生能源的力量,以可负担得起的方式减少碳排放,美国环保署应该修改其可再生能源构建单元方法,并采用更强的目标,更好地反映领先州已经实现的增长率。EPA还应更好地反映可再生能源近期和预计的增长,并完全遵守现有的州RES法律。

UCS提案为扩大可再生能源的使用提供了一个强有力的框架,使我们走上了一条通向清洁、负担得起和低碳电力系统的道路。