01
杜克能源脫煤計劃
美國公用事業(yè)公司杜克能源(Duke Energy)承諾到2035年退出煤炭行業(yè),稱這是“該行業(yè)最大的煤炭退役計劃”,。該公司還承諾到2030年,其煤炭發(fā)電量占總發(fā)電量的比例將低于5%。該公司還擴大了其凈零排放目標,將范圍2和特定范圍3的排放量納入其中。
范圍2包括公司從他人購買電力用于其設施的間接排放,范圍3包括公司價值鏈中他人產(chǎn)生的間接排放。這意味著,在其電力業(yè)務中,該公司的凈零目標將包括其購買轉售電力、購買用于發(fā)電的化石燃料以及購買用于自身使用的電力所產(chǎn)生的溫室氣體排放。
對于杜克能源的天然氣業(yè)務來說,新目標意味著到2050年增加一個新的凈零排放目標,包括與購買天然氣相關的上游甲烷和碳排放,以及來自客戶消費的下游碳排放。該公司已經(jīng)將范圍1發(fā)電的碳排放(公司的直接排放)從2005年的水平減少了44%,并從2010年起淘汰了56臺總容量為75吉瓦的燃煤機組。
在談到新目標時,杜克能源首席可持續(xù)發(fā)展官凱瑟琳·尼伯(Katherine Neebe) 表示:“政策變化和技術創(chuàng)新有望在實現(xiàn)這些提高的目標方面發(fā)揮關鍵作用。”次日,杜克能源發(fā)布了2021年第四季度和年底財務業(yè)績,概述了630億美元的五年資本支出計劃,用于電網(wǎng)升級,并通過基礎設施升級為其能源轉型提供資金。其中520億美元(超過80%)將用于車隊轉型和電網(wǎng)現(xiàn)代化。
02
解析美國脫碳線路圖
美國電力系統(tǒng)碳減排的關鍵理念和戰(zhàn)略舉措
2021年4月,美國制定了“到2035年實現(xiàn)零碳污染電力系統(tǒng)”的目標。電力行業(yè)早日實現(xiàn)大幅碳減排,是通往脫碳經(jīng)濟眾多路徑的一個關鍵因素。在美國大部分市場,太陽能、風能等可再生能源相比煤和天然氣已經(jīng)具備成本競爭力,而且電力減排是推動如交通運輸(電動汽車)、建筑(電力供暖)等其它行業(yè)綠色低碳轉型的必備基礎。
國碳減排計劃遵從一個關鍵理念,即在于交通運輸和采暖要從使用化石燃料轉為“清潔”的可再生能源。要實現(xiàn)這一轉型,電力行業(yè)在減排的同時還要滿足2035年電網(wǎng)負荷增加約40%的要求。
美國為實現(xiàn)2035年碳減排的目標,制定了諸多戰(zhàn)略舉措來推進節(jié)能減排的進程,本文將介紹美國已經(jīng)實施的最具有代表性的的5個碳減排戰(zhàn)略舉措。美國的碳減排舉措,不僅限于美國本土,對世界各國的碳減排計劃都具有普遍參考意義和學習價值。
加快煤電退役
為實現(xiàn)2035年零碳排放的目標,煤基發(fā)電將會快速退役。近年來,煤電裝機退役的聲音有增無減。按照目前規(guī)劃,2035年產(chǎn)能較2015年基準線將削減45%(疫情前計劃削減30%)。
繼續(xù)運營現(xiàn)存核電設備
美國目前許多核電廠因為低電價和高固定成本面臨經(jīng)營困難。各州和聯(lián)邦政府正就提供額外財務援助以保證部分核電廠正常運轉開展討論。例如,伊利諾伊州在宣布關閉拜倫和德雷斯頓兩家核電站后,又批準了新的財務支持以維持其運營。
部署可調度的零碳發(fā)電,包括明確天然氣的角色
在2035年凈零排放情景下,天然氣發(fā)電裝機量有望持續(xù)增加。美國已經(jīng)開始對氫、生物甲烷、可再生天然氣和氨等零碳或低碳燃料進行組合利用,提供調峰產(chǎn)能。
重建市場和監(jiān)管機制
美國各州、各區(qū)域電力市場以及聯(lián)邦政府實行一系列政策措施來實現(xiàn)大幅減碳。比如
(1)許多大型工商業(yè)客戶的電價已經(jīng)從電度電價改為容量電價,從而減少對確定發(fā)電的需求。
(2) 低收入家庭能源援助計劃(LIHEAP)等可為弱勢家庭提供針對性支持。
打造一個全國性的氫能和碳捕集輸送網(wǎng)絡
美國對部署新型氫燃料和碳捕集基礎設施十分重視——對于實現(xiàn)可調度的低碳發(fā)電如此,對于其它行業(yè)采用電氣化以外的低碳替代方案亦是如此。例如,美國低成本天然氣和地質碳封存的出現(xiàn),意味著與世界其它大部分地區(qū)采用的綠色電解氫技術相比,低碳甲烷制氫或“藍氫”(通過蒸汽甲烷重整或自發(fā)性熱重整)的經(jīng)濟效益從短期來看可能更加有利。
03
脫煤計劃對環(huán)境的影響和意義
煤炭資源開發(fā)過程中,如何解決資源開發(fā)與環(huán)境保護的矛盾,是中國乃至全球礦區(qū)開發(fā)所面臨的共同問題。隨著煤炭資源的大規(guī)模開發(fā),一方面極大促進各國經(jīng)濟的快速發(fā)展,但是也帶來了極大破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,如何處理好環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的問題一直是經(jīng)濟發(fā)展面臨重大困難。
水源污染:煤炭開采污染最大的情況就是污染了當?shù)氐乃矗o當?shù)鼐用駧砹藝乐氐睦_。這些煤礦廢水排放量很大,據(jù)相關統(tǒng)一局統(tǒng)計,我國每年廢水排水量大約有20多噸,其中煤礦產(chǎn)生的廢水占了10%以上,對生態(tài)環(huán)境的破壞是巨大的。
土地污染:在開發(fā)煤炭資源的過程中,會直接或者間接地破壞了土地資源,帶來了土地污染。土壤一旦被有害元素污染,其危害性要比大氣和水大得多,因為有害元素化合物會在土壤環(huán)境中長期存在,不易被發(fā)現(xiàn)。例如,土壤中毒性最強的鎳等元素在生物放大作用下富集,最終沿著食物鏈進入人體,造成急性和慢性中毒,甚至導致癌癥的發(fā)生。
大氣污染:煤炭開采所帶來的大氣污染也是一個很嚴重的問題。煤礦在開采和運輸?shù)倪^程中,會產(chǎn)生大量的煙塵和粉塵,這些物質是重要的污染源,對于人的身體構成了嚴重的威脅。這些煙塵會通過空氣的循序進入到空氣當中,然后隨著空氣運動飄散到各個地區(qū),同時這些固體的小顆粒(粉塵等)會進入人的呼吸系統(tǒng)。
綜上所述,脫煤發(fā)電對自然環(huán)境的保護和生態(tài)平衡的維持有著極為重要的意義。在過去煤礦開采極為瘋狂的20世紀,各國工業(yè)化急速發(fā)展,過度開采煤礦,過量燃煤發(fā)電所造成的污染問題已經(jīng)給人類造成了眾多的苦果,這些教訓已經(jīng)非常慘痛。在科技高度發(fā)展的21世紀的今天,我們有技術,有能力來使用新能源擺脫煤礦發(fā)電,利用可再生的清潔能源來代替煤炭。所以參考美國杜克能源脫煤計劃,以及美國脫碳線路的政策方針,我國有很多地方可以借鑒和學習。希望在未來的世界的天空,我們看不到黑壓壓的燃煤廢氣,取而代之的是一片碧藍蒼穹。
原標題:從煤炭退役計劃看新能源發(fā)展趨勢———美國杜克能源煤炭退役計劃從煤炭退役計劃看新能源發(fā)展趨勢———美國杜克能源煤炭退役計劃