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要实现蓝天常在,环境和能源政策应相得益彰

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作为一名曾任职于美国大气环境部门的“监管者”,我认为,中国为了实现能源和环境的宏伟目标,须在制定政策时将二者相结合。尽管任何一个“五年计划”都没有设定通往清洁空气和高效电力市场的途径,中国的决策部门还是应该把握机会提出综合的解决方案。

我最近在北京能源网络(Beijing Energy Network, BEN)上接受了诺亚·莱纳(Noah Lerner)的采访,重点谈了其中一些机遇(请收听“环境中国播客”上的绿色电力第2集)。我对如何将能源解决方案纳入环境政策(或反之亦然)提出了一些建议,现总结如下。

推行排污许可证制度,提高能源使用效率

7月1日前,环保部向造纸和火电行业发放了近5000张排污许可证。假如这些许可证要求企业定期完成能源审计,并实施所有具有成本效益的节能措施,这一重大举措将有助于实现中国的能源目标。然而,这一错失机会意味着在许可证更新之前的几年内,这5000家企业会继续保持低效运行,造成能源的浪费。

通过许可证的规定条款来降低能耗的最佳时机是首次颁发许可证,或企业扩建生产设施并申请修改许可证之时。这是“欧盟大型火电厂指令”以及“美国工业锅炉最大可实现控制技术(MACT)”制度的惯例做法。由于其他许多行业仍在等待环保部颁发新的排污许可证,所以许可证上必须包括要求这些企业完成能源审计和实施审计结果的条款和规定。然而,环保部在《控制污染物排放许可制实施方案》中并没有提到高效利用能源。大气排污许可证是空气质量管理体系的重要组成部分,也可用来推进中国的能源目标。在以后的文章中,我将就如何实现这一点提出更多的建议。

对火电厂实行环境绩效标准

环境绩效标准(EPS)针对各发电厂的特定污染物(如NOX,SO2,CO2和汞)的排放规定了限值(kg / MWh)。针对在新的电力市场上面向大型终端用户的中国售电公司,EPS将起到促进使用最高效的发电机组的作用,因而有利于改善空气质量。如前文所讨论的,不论电厂的投产年限长短、使用的燃料类型和发电技术,都应该实行EPS考核。

完善电力调度 

只要电网调度部门按照经济和排放情况合理调度发电机组,中国的高效火电厂以及水电、太阳能、风电等各种清洁能源均有助于改善空气质量。虽然已出台了一些包括修订的“大气污染防治法”第四十二条在内的,根据发电机组排放情况优先调度的规定,但是各地“绿色调度”的执行情况并不一致。

中国燃煤电厂的平均热效率为32%〜33%,而最新的超超临界机组热效率可达到44%〜47%。这意味着较新的电厂产出同样兆瓦时的电可以少燃烧50%的煤炭,这意味着与一般电厂相比,它们的空气污染和温室气体排放量要低得多。使用最高效电厂还可以促进老旧、低效电厂的关闭,这一措施符合中国“十三五”规划提出的能源目标。

扩大平衡区以覆盖多个省份

中国的电力平衡区通常都是以省为界,这限制了电网调度中心每一天可用的发电和负荷管理资源。假如调度只能在小而刚性的边界内选择这些资源,在用电高峰期或发电机组跳闸或停机维护情况下,就需要建额外的发电机组。这导致每年只运行几个小时的大量额外发电机组的建设。假如台风或地震袭击该省,致使当地的发电厂停运,电网又无法实时调度相邻省份发电机组,就会造成临时停电。

假设电网调度中心能够调度相邻省份的发电和负荷管理资源,情况会有什么不同呢? 虽然还需要有备用容量,以应对发电量的不足,但可以通过更大范围的更多样性的负荷(如,根据负荷发生的时间和时长不同),来管理电力系统的可靠性。按照这种方法可使更多的资源得以利用,同时减少对备用容量的总需求。更大的电力平衡区也使得电网调度能够将风电和太阳能发电输送到多个省份,从而降低中国北部和西北地区的高弃电率。例如,丹麦作为北欧大平衡区的一部分,帮助该国将2014年的弃风率降至0.2%

根据欧洲和美国运行的更大能源平衡区的经验表明,中国会通过扩大自身平衡区而大大受益,这一措施可使中国备用容量水平从25%降低到14%至16%(被其他国家认为是充足的备用率),从而淘汰老旧、低效、污染的火电厂。

结论

实现中国2020年(及以后)能源和环境目标,必须要将这些领域有机结合起来。对于电力部门,系统运行必须走向经济调度,鼓励利用中国最高效(最少污染)的火电厂和可再生能源发电机组。这可以进一步发展成有利于非污染资源(“绿色”调度)的电力运行系统。必须扩大电力平衡区范围,以实现更具成本效益,灵活的电网运行,并减少大型火电机组的过剩产能。

为改善空气质量,城市和省级规划必须结合清洁能源政策,促进实施经济调度(最终实现绿色调度)。通过要求企业完成和实施能源审计结果,对其他行业的排污许可证发放必须成为清洁能源解决方案的一部分。已经颁发了排污许可证的行业,在许可证更新或修订时必须包括能源审计的规定。