Blog

Insights from Our Experts

要实现蓝天常在,环境和能源政策应相得益彰

by Christopher James on

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。  

Effective Leadership During Times of Change: Start by Talking to Stakeholders

by Jake Brown on

For years, most utilities have operated quietly, keeping the grid humming along while providing reliable and affordable electricity. That system has served us well. Today, transformational change is sweeping through the power sector, challenging utilities to not only provide energy, but also to manage a grid where customers are generating their own electricity, and using…

With Sinking Storage Costs, Big-Box Solar Could Really Take Off

by Jim Lazar on

We know that Target, Wal-Mart, Costco, Ikea, Kohl’s, and other big-box retailers have installed a lot of rooftop solar. They’ve mostly been doing so under net metering rules, and paying the demand charges for their net load on utilities when their individual peak demands occur. Utilities may think that they are protected in this sector…

To Achieve Blue Skies, China Needs Common-Sense Energy Policies

by Christopher James on

As a former air regulator, I’ve come to the conclusion that China must integrate its energy and environmental policymaking in order to meet its ambitious goals in both areas. Although the path to clean air and efficient electricity markets extends beyond any particular Five-Year Plan, Chinese policymakers have several opportunities to begin integrating these solutions…

Industrial Energy Efficiency Can Improve Air Quality

by Sara Shapiro-Bengtsen Christopher James on

Despite the Chinese government’s extensive efforts to improve air quality per the State Council’s “Ten Measures” Action Plan and implementation of regional air quality control measures, air pollution recently worsened in the Jing-Jin-Ji region (Beijing, Tianjin, and Hebei). After months of consecutive improvement last year, air quality progress slowed and then stopped in the fall…

工业能效会是大气治理的任督二脉吗?

by Sara Shapiro-Bengtsen Christopher James on

尽管中国政府为治理空气污染竭尽全力,国务院还出台了《大气污染防治行动计划》( 简称“大气十条”),并实施了区域空气质量控制措施,但京津冀地区空气质量的改善趋势今年一度还是出现了反复。 在去年几个月空气质量好转之后,去年秋天空气质量改善的步伐开始放缓并最终停滞。2017年头两个月,京津冀地区空气质量大幅下滑,PM2.5浓度同比增长48%。PM2.5水平不仅已经超过世界卫生组织每立方米10微克标准的十倍,也远高于北京计划在2017年底要达到的每立方米60微克的目标。 包括环境保护部在内的一些专家表示,根源在于工业生产的增加,特别是钢铁、混凝土、焦炭等行业。不过,影响空气质量的变量很多,难以确定空气污染是何种活动造成的以及这些因素相互作用的方式。 但有一点可以肯定,来自全球各地的最佳实践为我们提供了减轻工业生产对空气质量影响的工具和经验。通过提升钢铁生产效率,推广在中国“万家企业节能低碳行动”中涌现出的行之有效的节能节煤项目,中国可以同时实现节约能源和降低空气污染的目标。 好空气,从更高的能效中来 中国政府此前成功实施过大规模的节能项目。“十一五”期间的“千家企业节能行动”针对的是1000家能源消耗最多的企业。这个项目对于降低中国的能源强度发挥了关键的作用,帮助中国节约了超过1亿吨煤当量。之后中国又在“十二五”期间实施了“万家企业节能低碳行动”,覆盖每年用能过万吨煤当量的企业。据估算,项目节约了超过2.5亿吨煤当量。 除了节约了大量煤炭和能源之外,项目还有效降低了关键污染物的排放。例如,工业锅炉升级改造帮助每家企业每年平均降低170吨氮氧化物和410吨二氧化硫的排放,而工业系统的优化使氮氧化物和二氧化硫的排放量分别降低了150吨和350吨。 利用空气质量模型可以计算出提高能效在空气质量方面带来了多少效应。此类模型可以评估能效提高措施的减排幅度。负责空气质量防控的官员将可以根据模型结果按照降低污染的有效性对各类措施进行分类,并在此基础上决定应该优先采取哪些措施。官员还可以将此类措施纳入其正在全国超过300个省、城市和乡镇开展和落实的空气质量管理计划。 大气治理如何倒逼能效管理? 虽然高层政策将提高能效指定为改善空气质量的一种策略,但地方空气质量方案通常缺少具体的提高能效措施。 中国政府要求各城市制定本地空气质量方案,包含排放清单以及为了落实空气质量标准而制订的污染管制措施和策略。但是,机构之间的壁垒阻碍了空气质量部门和能源管理部门的合作和信息共享。 例如,如果空气质量主管部门的官员只关心本地空气质量的改进情况,那么能够造福于其辖区之外的节能减排项目是否会被置之不理呢?为了帮助官员克服这些障碍,中国清洁空气联盟创造了一系列工作模板,以逐步渐进的方式帮助主管当局将工业能效项目纳入空气质量规划和许可证制度中。 如何用排污许可证制度刺激能效提升? 2020年之前,中国将针对所有固定排污源实施一项新的许可证制度。应对空气质量计划中能效措施缺位的办法之一便是在“千家企业节能行动”和“万家企业节能低碳行动”项目的基础上,利用新的排污许可证制度,建立能效与空气质量联动的机制。“万家企业节能低碳行动”项目在节约煤炭和能源使用方面的关键要素可以作为许可证制度实施的具体条款纳入其中。 排污许可证制度可以增加一条核发条件:即只有完成能效审计才能获得建设或生产许可证。能效审计可以发现工厂可以完成哪些节能改造措施,那么完成这些具有成本效益的改造就可以成为排污许可证发放标准的一部分。一旦发放许可证,应定期(例如每五年)进行一次能效审计,以进一步提高能源效率。 欧盟工业排放指引在这方面可以提供借鉴。它着眼于整体,规定必须以厂区为单位对其范围内开展的所有工业活动进行评估,从而避免了意料之外的潜在影响,例如某些能效措施可能增加水资源使用之类的情况。在实施此类整体性措施的过程中,最佳可用技术(BAT)的定义也包括某些行业或者某些厂区的特定实践情况。与美国仅关注空气质量并要求每个排放点都安装“最佳”技术的做法相比,欧盟则要求设施对包括空气、水、废物在内的所有媒介均采用“最佳”技术。在工业实践快速发展变化、水和土地污染仍然是严重的环境问题的情况下,类似的、以设施整体为单位的方式对于中国将有极大益处。 废钢回收学问大 提高钢铁生产效率将对京津冀地区和钢铁产区的周边区域带来尤其积极的影响。提高回收利用率可以改善钢铁使用效率,因为与利用铁矿石炼钢相比,钢材回收利用的能源消耗只有其三分之一,并且这一过程中的空气、水污染排放也少得多。 中国有计划在十三五期间将以废钢为原料的钢铁产量在“十二五”基础上增加一倍,并同时降低钢铁绝对产量。不过,中国钢铁行业仍需要大幅增加回收利用率才能完全利用预计将产生的可用废钢。正如多个欧盟国家的情况一样,官方可以通过推广垃圾分类、禁止可回收材料填埋或者大幅增加垃圾填埋成本等方式鼓励钢铁回收。 “千家企业节能行动”和“万家企业节能低碳行动”明显降低了主要污染物的排放量。在这些项目的基础上加速能效提升实践的推广,并将能效措施纳入空气质量改善方案,将有助于确保工业活动为提升空气质量做出贡献。 本文最早刊登于中外对话,同时也可阅读英文版。

Blick über den Atlantik (II): Wie sind die Energiemärkte in den USA aufgebaut?

by Andreas Jahn Raffaele Piria on

Deutschland – wie auch Europa – hat sich ambitionierte Energiewendeziele gesetzt, die auf Basis eines wettbewerblichen Energiemarkts erreicht werden sollen. Bezüglich der Frage des Marktdesigns befindet sich Europa mit dem sogenannten Winterpaket sowie Deutschland mit dem „Energy-Only-Markt“ (EOM) 2.0 (plus verschiedene Reserven) weiterhin in einem Diskussions- und Anpassungsprozess. Daher ist es zweckmäßig sich anzuschauen, wie…

There’s Far More Opportunity Than Crisis in California Renewables Curtailment

by Jim Lazar on

California curtailed renewables this spring. This sets off alarm bells in some quarters because it suggests that solar and wind are overbuilt and present a big challenge to the grid. The concerns, however, are misplaced, and solutions are at hand. Here’s the situation. The California ISO (CAISO) experienced negative power prices during the solar day,…

Blick über den Atlantik: Wie wird in den USA Energieeffizienzpolitik gemacht?

by Jan Rosenow Andreas Jahn Raffaele Piria on

Deutschland hat sich ambitionierte Ziele zur Energieeinsparung gesetzt. Im Vorwort zum Grünbuch Energieeffizienz schreibt Sigmar Gabriel, damaliger Bundesminister für Wirtschaft und Energie: „Energieeffizienz ist ganz entscheidend für das Gelingen der Energiewende und die Umsetzung der Ergebnisse der jüngsten Klimakonferenz in Paris. Efficiency First heißt: Energie, die wir einsparen, müssen wir nicht erzeugen, speichern und transportieren….