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《经济学人》:拜登的能源革命前路艰难,美国需增加60%的输电能力

点击右边关注→ 风能专委会CWEA 2022-08-01

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英国《经济学人》杂志2月20日版发表分析文章,题为《低碳化美国:拜登的气候友好型能源革命》(Decarbonising America: Joe Biden’s climate-friendly energy revolution),聚焦美国应对气候变化应该做好的事情。文章指出,美国在应对气候变化方面做得太少,拜登急需改变这一局面以下为文章摘要编译:


在新墨西哥州的尘土和鼠尾草中,有61台钻机正在工作。该州东南部与得克萨斯州接壤的二叠纪盆地的页岩之上,过去十年来吸引了大量页岩油专家以及埃克森美孚(ExxonMobil)这样的石油巨头,也带动了很多人到各个工地旁聚集,这些人从事修理油泵、销售管道工作,有些人只是把地下挖出的沙子给贩运出去。现在,新墨西哥州约有4万人从事页岩气相关工作,产生的税收占州预算的三分之一,排放占美国温室气体排放量的1%。

今年1月份,拜登总统宣布暂停新的开采租约,而新墨西哥州占这类陆上石油产量的一半以上。美国石油学会(API)认为,拜登的命令让该州损失了6.2万个工作岗位。尽管石油在经济中具有举足轻重的地位,但即便如新墨西哥州,也正在为新能源时代的到来做准备。

民主党州长米歇尔·卢扬·格里森(Michelle Lujan Grisham)希望新墨西哥州2030年的排放量至少比2005年的水平低45%,考虑到近些年的石油繁荣,这意味着该州的排放目标相比2018年将减少60%。

拜登新政府希望充分利用太阳能和电动汽车充电点,以使美国经济一劳永逸地摆脱化石燃料的束缚。

上月,拜登签署了一项行政命令,要求美国到2050年实现净零排放,为此,他希望电力部门在2035年之前实现零排放。在二叠纪盆地从事石油和天然气项目的很多人认为拜登的脱碳目标必遭当地的抵制。另外一些人则认为这一目标太过激进。

尽管在2015年美国作为主要成员加入了《巴黎协定》,但迄今为止,美国尚未提供用于解决温室气体排放的目标和战略的全面方案。随着疫情后经济的复苏,美国的碳排放将迅速反弹。
 
美国缺乏气候雄心,其主要原因在于,美国的共和党习惯将政权与气候虚无主义搞到一起。特朗普甚至公然宣称气候变化是一个骗局并退出了《巴黎协定》。特朗普政府将其前任奥巴马减排努力大打折扣,美国国会在十多年来也一直没有认真面对气候问题。据政策团体“能源创新”研究,如果气候目标的开始日期推迟到2030年才开始,向零碳经济转型所花费的资金,将是从今天就开始的费用的两倍,到2035年,成本每年飙升至7500亿美元,到2040年代初期每年将超过9000亿美元。


而且,美国气候努力的紧迫性更多来自对气候变化本身的关注,而非财政上的审慎。美国不光要检查自己的排放,还要影响世界其他地区的排放。如果美国都不愿意实现承诺,它将很难团结其他国家共同减排。适当利用美国的财富、国家实验室、大学、企业巨头和企业家推动脱碳任务,无疑将产生有益于其他国家的新颖方法和技术。拜登邀请克里担任气候特使,如果美国自己不搞好自己国内的工作,那克里先生的工作将很难开展好。

追逐梦想(Running down a dream)

去年12月,普林斯顿大学的研究人员发表了一份详尽的报告,显示了如何在2050年之前将美国的排放量减少到“净零”。该研究认为实现净零有多种途径,但无一例外,这些途径中让电力部门快速脱碳并扩大电力化规模是实现脱碳的基础。

普林斯顿大学《净零美国报告》

在过去的十年中,尽管联邦政府并没做什么实质行动,但美国的电力行业的碳密集度已经有了大大降低。这主要是由于用天然气替代了煤炭。2010年,煤炭发电占美国全部发电量的45%,到2020年,这一比重下降到19%。当然,真正的清洁能源这些年增长也很迅速。尽管没有新的核电厂投产,但由于各州强制要求一定数量的可再生或零排放发电能力,因此风能和太阳能装机量激增。2010年美国的风能和太阳能装机容量为42.6GW,2020年提升至213.2GW,增长了近5倍,仅在2020年,风电和光伏就增加了33.GW。

美国期望的可再生能源装机数据,要比实际更多

但是,这一进展还仅仅是下一个十年可再生能源发展的序幕。普林斯顿研究负责人Eric Larson认为,期望的可再生能源装机数据,要比实际上更大。在高电气化情景下,设定到2025年风能和太阳能每年需要增加40GW,并在2026-2030年期间达到每年70-75 GW的年新增装机,这是2020年创纪录速度的两倍多。普林斯顿大学的研究人员认为,如果这些目标得以实现,到2030年风能和太阳能发电场将为美国提供一半的电力,而2019年这一数字仅为9%。

大力发展电气化的首要原因,是电力可拓展其他行业的各种可能性。一个由大量清洁能源驱动的电网,可以通过将汽车、轻型货车、火车和建筑物转向以电力做动力从而减少排放。

如果电力不能有效输送到用户手中,美国无边无际的风力发电机和遍布沙漠的太阳能光伏电站将变得毫无用处。大量的清洁能源意味着大量的新输电线路,普林斯顿大学的一项研究估计,在未来十年内,美国高压输电能力将需要增加60%。要让美国走上净零排放的道路,在未来十年里至少需要2.5万亿美元的额外资本投资。而这种支出需要周密的规划,并且要有足够的备用电力容量来应对极端天气。

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近期灾难性的寒流袭击得克萨斯州导致的大停电就是一个明显的例子。问题并不像一些人所说的那样,主要是可再生能源在冰冻条件下失灵,而是许多燃气发电厂停机了,另外有一座核电站也关了。虽然这样说也并不意味着以可再生能源为主的电网一定会做得更好。

普林斯顿大学研究作者之一Jesse Jenkins说,得州的大停电表明,美国既需要能够远距离传输大量电力的互联电网,也需要“牢固可靠的”发电能力,诸如以生物质为动力的热电厂、加装碳捕获和封存技术的天然气发电厂、核电站、氢能、地热发电,也都需要做到真正可靠。

2020年和2035年美国可再生能源发展情况


2050年的可再生能源装机情景预测图

到2050年,预计美国输电网络和可再生能源发展将是巨大的(如上图)。届时,美国陆上风电场和太阳能发电场的占地约达60万平方公里,面积略小于两个新墨西哥州,略大于明尼苏达州、威斯康星州和伊利诺伊州的总和。即便如此规模,研究认为总发电量还是不够,必须加大力度探索各种能源方式的最佳组合,以提供电网所需的可靠容量。

合众为一(E pluribus unum)

即使所有的电力都是无碳的,全国所有的汽车、轻型卡车、火车和建筑物只使用电力,美国还有将近一半的碳排放量需要着力解决。包括飞机、航运和农场领域的脱碳,则非常困难。在美国,有许多公司已承诺减少或消除碳排放,但在水泥、钢铁等重工业领域,想要实现脱碳,则需要全新的技术,或用上目前还未能规模化的技术

很多公司已承诺实现零碳

即使美国各州都已尽自己的最大努力,也无法在全美范围内实现需要的变革。各州不能单靠自己的力量让汽车工业及其客户摆脱燃油发动机,更无法实现钢材、水泥、航运和飞机领域零排放要求。各州也没钱投入到每年350亿美元的清洁能源研究(比尔·盖茨在其新书中呼吁投入清洁技术研究)。新冠疫情发生后,各州收入锐减,一些州甚至难以提供基本的服务。改变整个行业,越来越难以实现,最后变得各扫门前雪。

是时候让拜登总统发挥作用了。拜登制定的2050年目标的行政命令表明,他有意大力推动气候变化。仅仅通过强有力的领导和对各种互相牵制的机构的更好管理,他就可以做很多事情。负责监督电力批发市场的联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Commission)可以做很多事情,以缓解输电线路建设的不稳定性,并支持各州部署清洁电力。纽约在长岛南岸开发高达9GW风力发电的计划曾被特朗普政府的海洋能源管理局所搁置。拜登已聘请前纽约州助理能源部长Amanda Lefton来管理该局,预计情况会有所改变。

拜登还可利用《清洁空气法案》,运用自己的权力来加速向低排放和零排放汽车的转变。通用汽车公司今年1月宣布,到2035年,该公司将只生产电动汽车;对碳排放汽车实施更严格监管的前景可能会促使其他车企效仿。美国证券交易委员会可能会敦促企业披露气候风险,从而使越来越多关心此类风险的投资者和资产管理公司的工作更好做。联邦政府每年近6000亿美元的采购,也可以为新的清洁技术创造巨大的市场。

然而,通过行政部门推行绿色政策存在局限性,拜登面临着对环保规则更加怀疑的保守派最高法院提起诉讼和审查的风险。而且国会控制支出,拜登要实施计划所需的相当数量的钱,必须来自公共钱包。

最有可能采取行动的措施是今年晚些时候可能出台的《基础设施法案》。这项法案可能包括电动汽车充电站、输电线路和应对海平面上升的基础设施投资。这不仅包括用于基础能源创新的资金,还包括大型示范项目的资金。

拜登希望制定出国家清洁电力标准,在2035年之前实现电力零排放,而不使用的碳定价方法。这一标准可推动公用事业公司更快地脱碳。

能源目标事关就业问题 

拜登提出碳中和目标的核心是绿色转型可创造大量就业机会。国家气候顾问 Gina McCarthy 表示:“关注气候变化的核心并非只关心我们这个星球的问题。同样是事关人的就业问题。”对于希望自己的选民有更好工作的政客而言,创建一个新的产业颇具吸引力。对美国老化的基础设施进行更新,具有同样的吸引力,也可带来就业。

美国清洁能源制造业所带来的任何激增规模都不应被高估。美国在这场竞争中无疑已经落后。产业政策已经让中国成为全球太阳能组件和光伏电池的主要生产国,这一点不太可能改变。不过,氢燃料电池、碳捕获等仍处于起步阶段的复杂技术,美国可能会领先。如果美国按照普林斯顿团队的建议加大风能和太阳能的部署,到2030年美国风能和太阳能的制造业就业岗位将增加5到10倍,即使进口零部件的比例保持不变,太阳能的制造业就业岗位也将增加约10倍,另外,包括风电场安装、热泵和输电线以及这些领域的运维岗位也会大幅增加。

采矿和钻井相关工作将减少,而建筑领域的工作岗位会攀升。普林斯顿研究报告估计,除路易斯安那州、北达科他州和怀俄明州外,大多数州的能源就业份额到2050年将保持不变或上升。在新墨西哥州,能源就业比例将从6%攀升至10%。在西弗吉尼亚州,煤炭行业的工作将被清洁能源所取代,能源从业人员占比将从5%上升至6%。CWEA

 
 以下为印刷版内容全文,供参考:

《经济学人》封面报道





普林斯顿零碳美国报告(345页)

https://environmenthalfcentury.princeton.edu/

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参考来源:经济学人Economist
https://www.economist.com/leaders/2021/02/20/how-america-can-rid-itself-of-both-carbon-and-blackouts
https://www.princeton.edu/news/2020/12/15/big-affordable-effort-needed-america-reach-net-zero-emissions-2050-princeton-study
https://environmenthalfcentury.princeton.edu/
https://environmenthalfcentury.princeton.edu/sites/g/files/toruqf331/files/2020-12/Princeton_NZA_Interim_Report_15_Dec_2020_FINAL.pdf

综合编译:风能专委会CWEA公众号、国际能源小数据公众号


相关参考

杂志印刷版社论标题为《美国的更美好未来》America’s better future
《经济学人》:得州停电事件敲响了警钟,美国急需加强气候雄心

针对得州因雪暴大停电问题,《经济学人》杂志2月20日发表社论文章,题为《美国如何做好碳减排并摆脱停电难题?》(How America can rid itself of both carbon and blackouts),文章认为,得州停电事件敲响了警钟,美国是时候加强应对气候变化的雄心并恢复其影响力。

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报告 | UNEP:要实现1.5摄氏度温控目标,全球每年必须削减6%化石燃料
《2020年生产差距报告》
(The Production Gap, 2020)
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图表 | 一张图看懂升温1.5℃和2℃的区别

IPCC温升1.5°C报告下载
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