2017年9月12日

電力行業的不確定性需要新的決策工具

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電力行業的不確定性需要新的決策工具

在2016年2月被美國最高法院暫停執行之前,清潔電力計劃為各州電力公司及其監管機構提供了一定程度的確定性,因為它們麵臨著快速變化的市場和技術格局。盡管並非所有人都同意美國環境保護署的做法,但清潔電力計劃可預測的長期減排目標提供了明確的目標,以評估對煤炭和核能等傳統發電資源的投資,以及對天然氣、風能、太陽能和分布式發電等正在增長的資源的投資。

大約在過去10年裏,市場動蕩以及支撐市場動蕩的技術進步,導致了發電來源的再平衡,以及客戶與電網之間更複雜的互動,給現有的業務和監管模式帶來了巨大的不確定性。這種技術、市場和政策轉變的結合,正以前所未有的方式攪動著電力行業,迫使公用事業公司和監管機構尋找支持決策的新框架和工具。

杜克大學尼古拉斯環境政策解決方案研究所(Nicholas Institute for Environmental Policy Solutions)的研究人員與公用事業公司、監管機構和其他利益相關者合作,研究了《清潔電力計劃》的合規選項,對電力部門對監管、市場和技術變化的潛在響應以及這些響應beplay官网体的排放後果有了深入的了解。我們的法律分析和建模為幫助各州在不確定性中應對各自獨特的決策挑戰提供了堅實的基礎,隨著特朗普政府尋求推翻奧巴馬時代的氣候政策,這種不確定性隻會加劇。

美國東南部的核需求和未知因素

對於美國東南部的公用事業公司和監管機構來說,氣候政策的不確定性增加了未來電力需求和核能作用的不確定性。在美國東南部,公用事業公司主導的綜合資源計劃指導著投資。盡管該地區預計到2030年將新增1600萬居民,但電力需求的增長並非不可避免,部分原因是能源效率的提高和表後分布式發電的潛在增長。這種需求的不確定性增加了對核電等大型資本密集型項目的投資風險。作為該地區約25%的能源供應來源,核能是目前東南地區最大的零碳發電來源,但它的未來尚不明朗,因為核電站運營許可證將在2030年之後到期,新的核電站將需要10年以上的時間才能建成,而大多數下一代核電站隻存在於紙上。

對於東南部各州來說,是否尋求延長核電站運營許可證,或者用什麼取代即將退役的核電站,是一個關鍵問題。如果現有核電站的運行年限達到60年(目前運營許可證的最長期限),那麼90%的核電將在未來30年內消失。

尼古拉斯研究所氣候與能源項目的高級政策助理Adair說:“更好地理解和平衡風險可以讓公用事業和監管機構改善他們的投資決策和綜合資源規劃過程。”Adair研究了美國現有核電站的潛在損失東南交互該地區的其他電力部門麵臨挑戰。

其中一個挑戰是管理碳監管風險。盡管國家對電力部門二氧化碳排放的短期限製存在不確定性,但考慮到電廠長達幾十年的運行壽命,電力規劃者傾向於從長遠角度看待潛在的氣候監管。減緩氣候變化的一致努力可能需要該行業減少80%或更多的碳排放——如果沒有主要的零碳發電來源,這一削減幅度幾乎是不可能的。此外,如果淘汰的核電被天然氣發電取代,碳排放將增加。

阿代爾說:“最重要的是,意料之外的核電站退役可能會使東南部地區更加難以遵守未來的氣候政策。”

製定核能計劃減排戰略的一個場所是公用事業委員會的會議。公用事業委員會負責監管投資者擁有的公用事業,批準(或不批準)公用事業資本投資,並監督綜合資源規劃。除其他步驟外,這些委員會可以采取行動,確保綜合資源規劃工作著眼於足夠遠的未來,以捕捉到可能的退役情況,並包括反映現有核單位未來可能的範圍的各種設想。為此,建議建模到2035年或2040年。

此外,各州可能希望考慮核能發電在州能源計劃中的作用。這些關於能源政策和技術開發和部署的願景幫助州長、立法者、機構、州公用事業監管機構和企業優先考慮政策指示、監管行動、公用事業規劃和投資。重要的是,它們通常反映了利益攸關方的參與和共識的建立,並可包括減輕潛在退役影響的戰略,例如表達一種政策偏好,即保留可安全運行的現有核能力,增加其他零排放資源的使用,或製定與部署先進核技術有關的目標。

尼古拉斯研究所的研究人員觀察了這種規劃工作在北卡羅來納州的工作情況。北卡羅來納州能源政策委員會負責製定州能源計劃,而北卡羅來納州公用事業委員會負責批準公用事業公司開發的綜合資源計劃。在一個工作報告,高級政策助理Kay Jowers和國家政策項目主任Amy Pickle描述了利益相關者參與的機會、預測要求和每個機構規劃過程的結果。他們得出的結論是,健全的電力規劃是建立在跨機構的全麵和協調的政策框架的基礎上的,這種政策框架可以建立強有力的利益相關方聯盟。他們說,這種規劃有多種好處,包括增加監管的確定性,以及利益相關方和決策者對發電、輸電和配電選項的清晰理解。

Jowers說:“北卡羅萊納州有多種選擇來改善綜合電力規劃,使之與有效的規劃原則保持一致,並在過去一些成功的基礎上繼續發展。”“同樣清楚的是,如果不改進這一過程,國家可能無法實現創新技術帶來的全部經濟和公共效益,比如電網現代化和電力儲存。”

PJM互聯中的司法不確定性

核能的作用對於13個州和哥倫比亞特區來說也是一個巨大的不確定性,這些州部分或全部由PJM互聯網絡覆蓋,PJM互聯網絡是協調批發電力流動的幾個區域傳輸組織(RTOs)之一。這些州是特拉華州、伊利諾伊州、印第安納州、肯塔基州、馬裏蘭州、密歇根州、新澤西州、北卡羅來納州、俄亥俄州、賓夕法尼亞州、田納西州、弗吉尼亞州和西弗吉尼亞州。

在RTO州,聯邦和州對電力部門管轄權的界限正在改變。電網的區域化和電力、電力容量和輸電發展的州際市場的發展擴大了聯邦能源管理委員會(FERC)的職責,盡管各州保留了對發電設施和零售市場的管轄權。結果就是各州政策上的小衝突,比如可再生能源和清潔能源標準的規定,其中包括鼓勵現有核能繼續運行——這些小衝突可能會影響聯邦監管的批發市場。

一個報告與來自北卡羅來納大學和哈佛大學法學院的研究人員共同撰寫了一篇文章,討論了這些管轄權爭端以及總統可能通過FERC任命和其他機製在其中發揮的作用。

作者指出,聯邦與州之間的一些摩擦與一些具有廣泛影響的問題有關,而不管一個州的公用事業監管體係如何,還有一些與電力市場重組的州有關,如PJM州。在前一個問題中,FERC是否以及如何利用其對州際市場的管轄權來影響核能經濟,或適應或先發製人的國家核能政策。

除了影響FERC對批發市場的監管,特朗普政府還可能通過其氣候政策的方式影響現有核船隊的未來。盡管中國似乎沒有興趣這樣做,但它可以通過碳稅、RTO碳價或其他基於市場的政策來給碳定價,從而賦予核電的零碳屬性價值。

預測的變化

2016年10月,尼古拉斯研究所和杜克大學能源倡議聯合舉辦了為期一天的研討會,彙集了美國東南部電力部門的專家——包括電力公司的代表、其他市場參與者、非營利組織以及能源和環境機構——討論了影響該地區電力部門的這些因素。

我們發現參與者越來越需要越來越複雜的模型和預測工具,以幫助他們應對新的不確定性來源和快速的變化。這些工具,包括尼古拉斯研究所開發的一些工具,有可能幫助公用事業公司量化不同政策和技術采用情況下的不確定性界限。

Adair說:“毫無疑問,公用事業公司、監管機構和第三方團體對這些分析工具的需求很高。”“這是我們這樣的機構有助於理解技術創新未來潛在影響的一種方式。”

認識到國家政策製定者在解釋電力部門的經濟模型方麵的困難,尼古拉斯研究所與兩黨政策中心合作,展示了組織最近的分析,展示了如何使用這種模型來模擬各州麵臨的各種政策、市場和技術不確定性。

尼古拉斯研究所(Nicholas Institute)高級研究經濟學家馬丁·羅斯(Martin Ross)說:“這項工作最初是為了幫助政策製定者思考清潔能源計劃的影響。”“但這項工作的價值延伸到幫助他們理解如何最好地使用經濟模型,並在應對這個極其複雜和不斷變化的行業所帶來的挑戰和機遇時解釋其結果。”

模型不能做的是預測實際的未來,例如,它們不能捕捉現實世界的決策過程,其中決策者必須處理信息缺口和非經濟因素。但是Ross說,這些類型的建模分析能夠做得很好的是“突出在不同的未來假設集合下的健壯的發現,揭示結果對不同假設的敏感性,並確定最低成本的合規選項。”

這些項目的工作得到了z·史密斯·雷諾茲基金會、能源基金會和默克家族基金的支持。

——梅麗莎Edeburn