为公用事业、重工业和传统能源企业推广低碳解决方案,实现净零排放。

碳约束世界中的能源政策决策:Louisiana的聚光灯

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路易斯安那州人均能源消耗最高,在美国任何国家,零售电价最低,又致力于丰富的燃气发电能力和广泛的现有供应基础设施网络。

但中国政府面临的一个关键问题是,从中长期来看,燃气发电将继续发挥何种作用。在价值链上减少易挥发的甲烷和温室气体排放的需求正在加剧,而分散的可再生发电和能源储存正变得越来越便宜,越来越有竞争力。

在这篇特邀文章中,佛蒙特州能源与环境研究所助理教授、路易斯安那州杜兰能源法中心客座研究员Tade Oyewunmi博士,详细概述了路易斯安那州的能源部门,以及决策者在减少这一富含碳氢化合物地区的排放方面面临的挑战。

过渡能源市场受竞争利益的影响。一方面,消费者希望可靠且价格合理的能量,并且在越来越多的背景下能够实现能源生产和可靠性决策,而制作人则希望能够在资本投资上进行合理的回报。

另一方面,政策制定者需要能够找到最有效的方式来平衡这些抵消目标,同时还确保以最环保的方式进行能源供应。

因此,成功的能源工业脱碳需要一个全面和理性的方法,而不是片面或随意的能源政策和监管前景。

这是政策制定者,监管机构和利益相关方在能源市场要了解清楚短期,中期,以他们的选择有长期的影响是至关重要的。

这些结果受到一些因素的影响,如特定能源供应来源(例如当地天然气储量或可扩展的太阳能和风能资源)的可用性和可获得性,以及以最具成本效益和可持续性的方式将这些资源推向市场的现有基础设施。[i]

额外的考虑因素包括:(i)建立新的可再生能源上下文连接或能量存储基础设施,以保证可靠性和弹性,成本[II]或(ii)存在的或新建的管道以及技术的部署成本,以检测和停止从气体网络逃逸排放到捕获,存储和有效地利用否则将被发射,或(iii)升级传输线和其他设施影响对最终用户价格气体。

能源资源规模较小的国家、国家或社会,或需要大量投资和新的主要基础设施来提供可靠、价格合理的能源的国家、国家或社会,可能不得不应对零售价格上涨和可靠性限制等问题。

在考虑需要更清洁和更可持续的途径时,发展能源政策的核有挑战是复杂的挑战。国家或地区尤其如此:

  • 大量的烃资源,特别是煤和天然气,
  • 一个强大的“锁定”供应基础设施网络,如管道和加工设施,
  • 相对发达的市场体系,在知情的消费者选择和实惠的终端用户(零售)能源价格的铰链。

例如,路易斯安那州是美国前五大天然气生产国之一,占美国总天然气产量的7%,约占全国天然气储备的8%。[III]

在2016年,路易斯安那州列为国家与美国的人均能源消费总量最高,主要是由于其庞大的工业部门,包括其能源密集型化工,石油和天然气产业,其适度的人口规模。[IV]

该州一直是自20世纪90年代以来在美国发展的蓬勃发展的燃气电力行业的关键参与者。[V]因此,Louisiana目前的十个最大的电厂(基于一代,不容量)是天然气- 收费。[vi]

2018年,路易斯安那州按燃料来源计算的净发电量包括天然气(61.0%)、核能(16.9%)、煤炭(11.6%)和非水电可再生能源(2.7%)。下面的图1也证实了同样的趋势,即天然气作为路易斯安那州发电的主要来源。

图1:2019年3月的路易斯安那州的净发电[七]

图1

除其他外,下图2显示了路易斯安那州目前的能源供应和基础设施地图,其中包括燃煤电厂、石油电厂、极少的太阳能电厂、天然气管道网络和加工设施、生物质发电厂等。

图2:美国EIA-路易斯安那能源供应和基础设施地图(截至2019年2月21日)

图2尽管从太阳能和风能的发电成本下降在美国和全球范围内,这样的“清洁能源”,提高利用率来源在纽约等州(见图3)和得克萨斯州,路易斯安那州仍然记录最低的平均零售价格的电力住宅领域(美分/千瓦时)在美国,报9.29美元。这一价格反映出对更便宜的天然气的严重依赖,以及充满活力的天然气供应市场——强劲的供应管道和基础设施网络的存在,核电的减少和煤炭利用率的下降,为天然气供应市场提供了支撑。(八)

一般来说,生产和供应的实际成本,以及相关国家或地区的经济调控方式都会影响零售价格。虽然国家gas-to-power像纽约有一个相当大的舰队和水电能源,可再生能源的越来越重要的角色,政府信用的可用性和支持创建一个有趣的上下文理解权衡和成本归因于电力行业脱碳前进

在过渡期间,监管机构和电网运营商需要保持竞争力,确保网格恢复能力和可靠性,最大限度地减少社会和经济成本,并防止滞留资产和搁浅的合同承诺问题。

图3:美国EIA-纽约能源和基础设施地图(截至2019年2月)

图3.

在路易斯安那州能源供应

在路易斯安那州的电力公司在规范的市场环境中操作[IX存在与国家规定的分布区三个主要投资者拥有的公用事业 - Entergy公司公司(Entergy公司与路易斯安那州[x]和Entergy公司新奥尔良之间的责任分),CLECO电源和西南电力公司(SWEPCO)。

其他区域由更小的电合作社提供服务,并且国家也有大量的,因为通过热电联产产生的电力许多工厂的热电联产设施。[XI]

These facilities appear to rely mainly on natural gas for their electricity generation.[xii] Entergy is the largest utility generator in Louisiana, with about 9,440 megawatts (MW) of regulated power plant capacity in the state, compared to Cleco’s 3,310 and SWEPCO’s 1,143.[xiii]

路易斯安那州受管制的市场结构

路易斯安那州公共服务委员会(PSC)是该州的主要市场监管机构,负责确保公用事业和汽车运营商提供安全,可靠和合理的服务。[XIV]

PSC有权监管国家投资者拥有的公用事业公司(欠条)的费率,但无权监管电力合作社,除非合作社的成员投票决定由PSC而不是合作社的董事会来监管其服务费率。[xv]市政公用事业也可以免于PSC的规定。[xvi]

费率制定过程如下:公用事业公司提出的收入水平应(a)涵盖其合理的运营费用(通常包括燃料成本,如天然气、煤炭或太阳能)和(b)提供其资本投资的合理回报率。然后,PSC(或其他监管机构)确定该利率是否“公正合理”。[xvii]

重要的是,路易斯安那州PSC没有在美国联邦能源监管委员会(FERC)监管领域任何权力机构 - 值得注意的是,州际电力批发价格和一定的成本分配的多态实用程序的批准在FERC资费表[十八]

除了SWEPCO在路易斯安那州西北部的领土外,该州的传输服务由Midcontinent独立系统运营商(MISO)运营,MISO是根据FERC第2000号命令成立的区域传输组织。

天然气与可再生能源:价格比较

以下部分涉及路易斯安那州最大的电力效用,Entergy,但相同的概念也适用于其他投资者拥有的公用事业。

Entergy通过自己的发电资产和从MISO能源市场购买电力来满足零售客户的需求,即从其他公用事业公司和独立电力生产商(IPPs)购买多余的电力。

As required by La. PSC rules, Entergy forecasts its future load requirements and proposes its plans to meet the future electric load in its Integrated Resource Plan (IRP).[xx] Entergy’s IRP reveals that all of its future major resource additions will be natural gas-fired power: 1,847 MW of natural gas Combined Cycle Gas Turbines (CCGT) and 363 MW of natural gas simple cycle combustion turbine (CT).[xxi]

考虑到路易斯安那州拥有强大的天然气管道和处理设施网络,以及陆上和海上天然气资源,在美国页岩气生产持续繁荣之后,天然气比煤炭更便宜的相对价格优势,这可以解释路易斯安那州的情况。

在此时,不确定奥巴马 - 时代清洁能力计划(CPP)或环境保护局(EPA)[XXII]颁发的甲烷排放和监测法规等程度 - 可持续性规则和任务现在被特朗普政府撤回)[XXIII]将燃气和煤炭的成本作为燃料产生的燃料或燃气发电的投资决策与公用事业级可再生能源相比。

已发布的《可负担清洁能源规则》最终版和《清洁能源计划》废除的监管影响分析可以作为解决或辩论此类争论的指针。

根据2016年请求提案,Entergy征集了200兆瓦的可再生资源,并于2019年2月批准了电力购买协议(PPA),恩克利将从Eagle Solar建造的太阳能光伏设施购买50兆瓦的太阳能电力组。[XXV]

根据美国能源情报署(EIA)的数据,路易斯安那州用于发电的天然气平均成本为3.31美元/百万英热单位(MMBtu)。这比2017年3.27美元/MMBtu的平均价格略有上涨(1.2%)。

EIA数据表明,其他19个国家的天然气价格用于低于路易斯安那州的发电。尽管如此,在2017年,路易斯安那州,美国的电力平均电力价格最低为7.79美分/千瓦时。[XXVII]

安特基路易斯安那州主要依靠天然气和核能发电,可再生能源发电仅180兆瓦,其零售价格“在全州处于或接近最低水平”。

这是难得找到来自不同燃料能源发电的具体成本公开资料,虽然环评项目的新发电的预期成本,其年度能源展望报告。

它计算电力(LCoE)的稳定性成本,“代表了所产生​​的每单位电力的平均收入,以在假定的金融生活和占空比期间恢复建筑物的成本和经营发电厂。”[xxix]

因此,LCOE反映了持续的运营费用——如燃料成本——以及资本支出和融资。电力行业经常引用LCOE“作为衡量不同发电技术总体竞争力的一个方便的概括指标。”[xxx]

下表再现了2023年投入使用的天然气和可再生发电技术的LCOE。

预计2023年新一代资源投入使用的LCOE(2018 $ / MWH)
植物类型 容量因数(%) 整个系统LCOE 级别税收抵免 总LCOE包括税收抵免
天然气 常规燃机 87. 46.3 N / A. 46.3
高级CCGT. 87. 41.2 N / A. 41.2
常规CT 30. 89.3. N / A. 89.3.
先进的CT 30. 77.7 N / A. 77.7
可再生能源 风,在岸 41. 55.9 -6.1 49.8
风,海上 45. 130.4 -12.9 117.5
太阳能光伏 29 60. -14.3 45.7
太阳能热 25 157.1 -35.9 121.2

因此,即使考虑到技术改进,使可再生能源更具有成本竞争力在未来,天然气CCGT会,所有的事情都是平等的,保持发电的最具成本效益的形式在短期至中期像的状态路易斯安那州。一些支持的国有天然气与电力的成本竞争力的因素可以说是包括电力市场设计的,充满活力的天然气市场,以及基础设施已经到位的网络。

然而,在其寿命期间,太阳能光伏比常规CCGT便宜,至少用于太阳能生产税收抵免(PTC)的剩余任期。

这些数字也强调了在不久的将来可再生能源发展的联邦税收抵免的重要性,即使是可再生能源发电成本的不断下降。[三十一]

值得注意的是,美国参议院最近推出了两项账单:新发展法的海上风激励和激励海上风力发电法案,旨在将投资税收抵免(ITC)扩展到美国海上风力项目。

它尚不明显这样的投资和生产信贷计划将导致太阳能和风中的越来越多的职位,这些投资和风中已经大量投资的发电量的能源组合,这也预计比较便宜碳化煤和核越来越态度。

影响能源供给权衡的可靠性,竞争力和安全性的最重要挑战之一,并在展开的碳限制方案中做出明智的选择是可再生能源的间歇性,如太阳能和风,需要更好地了解潜力和潜力和电流储能和需求响应技术所带来的风险。

来自“太阳”和“风”的能量实际上只能以所需的比例在阳光普照,或者风吹以所需的强度。需求响应框架和通过电池的能量存储也需要具有成本效益可靠的。

本文是转发能源市场即将介绍的纸张的销售版本。

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脚注:

[i] Tade Oyewunmi,调节电力市场的天然气供应:竞争和供应安全的跨国途径1-360在15-30 (Wolters Kluwer, 2018)

[ii] [j],电池:向前充电到低碳未来121 - 123(2017)。纽约和加州等州已经启动了几项政策和监管程序,以加强分布式和间歇性可再生能源的整合,以及将能源存储纳入其中央能源供应网络。

[III]美国能源情报署(EIA),路易斯安那州:国家档案和能量估计,(2019年2月21日)at < https://www.eia.gov/state/?sid=LA>

[iv]美国能源信息管理局(EIA),路易斯安那州和怀俄明州消费人均最节能;罗得岛州,纽约至少(2018年9月4日)

[v] Tade Oyewunmi,调节电力市场的天然气供应:竞争和供应安全的跨国途径1-360在86-89(Wolters Kluwer,2018)

(六)环境影响评价,路易斯安那州:州概况分析(最后更新2019年2月21日),www.eia.gov/state/analysis.php?sid=LA。

[VII]同上

(八)环境影响评价,排名:2019年3月(美分/千瓦时)的住宅区平均零售电力价格(截至2019年7月)<https://www.eia.gov/state/rankings/?sid=la#/series/31>;其他著名州的平均房价包括德克萨斯州(11.67美元)、佛蒙特州(17.05美元)、纽约州(16.86美元)和加利福尼亚州(19.30美元)。

[ix] la。Rev.法规标题45,ch。3。

[x]肠道路易斯安那州收购Entergy Gulf State Louisiana,LLC(EGSL)于2015年10月,但EGSL仍在许多路易斯安那公共服务委员会(PSC)文件中。

美国能源部(U.S. DOE)美国DOE组合热量和电源安装数据库(2018年12月),https://doe.icfwebservices.com/chpdb/.

[XII]鲍勃Sprehe,洛杉矶。医嘱,路易斯安那州发电和配电设施:路易斯安那州发电设施更新(2002)表(2005年6月),http://www.dnr.louisiana.gov/assets/docs/energy/electric_2002.pdf。

[XIII] CLECO,监管的发电厂(2019),https://www.cleco.com/-/power-plants。对于在多个状态下运行的实用程序,从公用事业发电组合编译的聚合数据:entergy,生成投资组合(2019),https://www.entergy.com/operations-information/generation-portfolio/;Swepco,2017年简报(2017),https://www.swepco.com/global/utilities/lib/docs/info/facts/factsheets/SWEPCOFactSheet2017_3_6-5-18.pdf。

[ⅩⅣ]的La。PSC,路易斯安那州公共服务委员会网站,http://www.lpsc.louisiana.gov/。

[xv] la。Rev.法规45:1163(a)(1),(a)(3),(b)。

[ⅩⅥ]的La。DNR,国有电力公司:市电力主管部门和电力企业(1994),http://www.dnr.louisiana.gov/sec/execdiv/techasmt/electricity/electric_vol1_1994/005.htm。

(十七)受监管的行业:介绍14岁的弗莱彻Cyc。6677年公司§。

[xviii]Entergy Louisiana,Inc。v.LA。PSC, 539美国39(2003)。

(十九)联邦能源管理委员会,区域传输组织(RTO)/独立系统运营商(ISO)(2018年10月更新),https://www.ferc.gov/industries/electric/indus-act/rto.asp;联邦能源管理委员会,电力市场:中洲(MISO),(2017年7月更新),https://www.ferc.gov/market-oversight/mkt-electric/midwest.asp.

[xx] Entergy Louisiana,LLC,2019年综合资源计划草案(公共版)(2018年10月),https://www.entergy-louisiana.com/userfiles/content/irp/2019/ELL_IRP_2019.pdf。

[二十一]ID。在6点钟。

[xxii]石油和天然气行业:有害空气污染物新来源性能标准和国家排放标准审查,77 Fed. Reg. 49,490, 49,493(2012年8月16日)0000)和石油和天然气部门:新能源和改良能源的排放标准, 81 Fed. Reg. 35,824, 35,825-27(2016年6月3日)(修订40 C.F.R.第60页,副标题。0000,并提出新标准。OOOOa)。

[xxiii]例如,见石油和天然气部门:新,重建和修改来源的排放标准重新考虑,83美联储。规则。52056(2018年10月15日)和美国环境保护局2019年6月19日发布的关于发布最终平价清洁能源规则(ACE)的新闻稿-取代清洁能源计划,网址为

[xxiv]美国EPA,关于最终实惠的清洁能源规则的监管影响分析和废除清洁电力计划的废除(2019年6月)。

(第二十五章)的新闻稿,Entergy Louisiana获得批准从计划中的最大太阳能设施之一购买电力Entergy新闻编辑室(2019年2月21日),https://www.entergynewsroom.com/news/entergy-louisiana-gets-approval-buy-power-from-one-largest-solar-facilities-planned/.

[XXVI] EIA,电力每月(更新于2019年4月),https://www.eia.gov/electricity/monthly/(2019年2月报告提供2018年12月迄今价格数据)。

[xxvii]EIA,国家电力配置文件(2019年1月8日),https://www.eia.gov/electricity/state/。

[XXVIII]2019年草案IRP同上注20在5点。

[xxix] eia,2019年度能源前景中的新一代资源的稳定成本和稳定性降低(2019年2月),https://www.eia.gov/outlooks/ae/pdf/electricity_generation.pdf。

[xxx]Id。

布莱恩·帕金(章)便宜的可再生能源须$ 10万亿关成本,遏制气候变暖,彭博商业(2019年4月8日),https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-04-09/cheap-renewables-shave-10-trillion-off-estimate-to-curb-warming。

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