2020年是美国可再生能源的创纪录之年,接下来需要做什么

Wind turbines
U.S. is on the road to a renewable future.Image: REUTERS/Mike Hutchings
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  • 2020年是美国清洁能源发展的创纪录之年,新增装机容量几乎是2019年的两倍。

  • 美国新增的可再生发电装机容量足以为900万户家庭供电。

  • 据研究表明,要实现这一目标,美国的可再生能源部署规模需要在当前水平基础上至少提高2至3倍。

尽管新冠疫情带来了严峻的经济形势,2020年仍是美国清洁能源发展的创纪录之年,该国新增装机容量几乎是2019年的两倍。

根据彭博新能源财经,2020年美国新增可再生发电装机容量35吉瓦(GW),足以为900万户家庭供电。太阳能(18.7吉瓦,较2019年增长65%)和风能(16.5吉瓦,增长178%)的装机速度激增。各城市采购的可再生能源城市(3.7吉瓦)和企业买家(10.6吉瓦)的采购量在2020年大幅增长,分别较2019年增长23%和14%。

储能领域的增长速度同样尤为亮眼,新增装机容量1.1吉瓦,较2019年增长178%。一位市场分析师将储能部署的这一增长称为“我们期待已久的曲棍球棒式增长”,并预计到2025年,储能装机速率将达到每年7.5吉瓦。

截至2021年1月底,美国风能和太阳能装机容量总计169吉瓦。总体而言,非水电可再生能源占2020年美国总发电量的12.5%,若计入水电,该比例达到20%。

未来十年我们还需要多少可再生能源?

尽管2020年新增35吉瓦可再生能源装机容量创下纪录,但仍远远不够。

拜登总统设定了目标,到2035年实现100%清洁电力,并承诺到2030年将美国排放量较2005年水平减少50%至52%。与此同时,气候科学表明,全球必须实现净零排放,在本世纪中叶或更早之前实现,以防止气候变化最严重的后果。

诸多研究表明,要实现这些脱碳目标,美国的可再生能源部署规模需要在当前水平基础上至少提高2至3倍。研究表明,未来十年,美国新增可再生能源装机所需的年均建设规模在每年50至95吉瓦之间,其中多数估计为每年60至70吉瓦——约为2020年创纪录的35吉瓦装机速度的两倍。到2040年代,这一速度将需要进一步加快,在许多研究情景中,年度部署水平将超过100吉瓦(为2020年水平的三倍以上)。尽管各项研究在目的、建模方法和假设条件上存在重要差异(包括能源价格以及终端电气化带来的电力需求增长假设),但研究结论是一致的。

电力行业脱碳路径研究所要求的可再生能源装机速度对比Image: WRI
脱碳研究对2030年可再生能源需求的估算与预计装机量对比Image: WRI

国会和拜登政府如何提高可再生能源装机容量?

科学表明,未来10年,每一年都需要成为可再生能源的创纪录之年。可再生能源技术成本已大幅下降,但要将国内电力系统转型为未来的低碳电网,仍需采取重大政策行动。

全国民意调查发现,公众对拜登总统提出的《美国就业计划》中的清洁能源条款给予了高度支持(超过70%)。政府近期公布了其拟议的预算,其中详细说明了这些措施对收入和支出的影响。现在,需要由国会将该提案的部分内容转化为立法。

以下是美国可以采取的四项主要政策,以加快向成功的清洁能源转型的步伐:

1. 实施清洁电力标准

清洁电力标准是确保美国达到所需清洁能源装机水平的最有效方式之一。清洁电力标准,即CES,要求一定比例的电力必须来自无碳能源,从而让公用事业公司和开发商在规划及获得清洁能源投资的监管批准方面更加有把握。

这是一种经过验证且广受欢迎的电力行业脱碳工具:30个州已制定清洁电力标准或可再生能源标准,其中大部分已实施十多年。近几年内,多个州已将其原有的可再生能源标准扩展为100%清洁电力标准,部分州还纳入了能效要求。迄今为止,州政策一直是推动可再生能源部署的关键动力,自2000年以来,美国可再生能源增长的近一半由州政策推动。到2030年,这些政策预计将催生对90吉瓦新增可再生能源装机的需求。

这些政策还带来了可观的效益。2016年一项国家实验室的研究发现,总体而言,各州可再生能源标准每年通过改善空气质量带来520万美元的公共健康效益。一份较新的“未来资源”(Resources for the Future)机构的报告发现,在三种潜在的联邦政策——税收抵免、碳价以及清洁电力标准——中,清洁电力标准能以最低成本实现最大的减排效果。

已实施可再生能源标准的各州在电网清洁化方面取得了显著进展,但各州政策拼凑、分布不均,导致部分电网仍严重依赖化石燃料。一项联邦清洁电力标准若设定明确的国家目标和时间表、覆盖范围广,并为环境正义社区提供专项支出,将具有成本效益,并有助于将清洁能源转型带来的健康和经济效益惠及全国各地。关键在于,联邦清洁电力标准可以推动各地区采取行动,同时仍允许各州采取更具雄心的州级行动。

联邦清洁电力标准的推进势头正在增强。拜登总统曾呼吁制定能效与清洁电力标准,以在2035年前推动美国迈向100%无碳电力和更高效的能源利用,该呼吁见于其《美国就业计划》,近期的表态中,政府 官员表示此类政策可以通过预算调节程序获得通过。近期,十三家公用事业公司发布了一封公开信,呼吁采取包括清洁电力标准在内的政策,到2030年将电力行业排放量较2005年水平减少80%。此外,一个由逾150个环保团体组成的广泛联盟发布了一封联署信,支持制定清洁电力标准,要求到2035年实现100%清洁能源。华盛顿方面的这一支持,与此同时,在2021年1月的一项民调中,61%的可能全国选民表示,他们将支持通过清洁电力标准在2035年前实现100%清洁电力。

国会在过去三届会议中已提出四项清洁电力标准提案。目前摆在桌面上的立法是《CLEAN未来法案》,该法案要求所有电力供应商到2030年实现80%清洁电力,并于2035年实现100%。与拜登总统提议的清洁电力标准类似,《CLEAN未来法案》将现有核电和水电纳入合格的清洁设施。

该法案还为排放强度低于特定碳强度阈值的化石燃料发电厂提供部分抵免,这将使部分天然气设施以及配备碳捕获与封存设施的发电厂符合条件。合格技术范围的扩大,是州级可再生能源标准与联邦清洁电力标准之间的一个关键区别。随着国会为拜登总统的议程起草立法提案,更多提案很可能会陆续出现。

研究表明,清洁能源装机速度需要达到当前水平的2至3倍,才能实现国家清洁能源目标。Image: 图片来源:俄勒冈州交通部/Flickr

2. 改革并扩大税收抵免

税收抵免在推动可再生能源增长方面发挥了重要作用,并能带动电网中实现可再生能源扩张和整合所需的更广泛技术,例如储能和输电。但它们亟需改革和扩大。

当前的税收抵免制度是一套针对不同技术的政策拼凑,并且屡次中断和延期。这给清洁能源开发商带来了不确定性,并导致部署出现繁荣与萧条交替的周期,因为开发商需赶在政策期限届满前完成项目。此外,税收抵免的短期延期使得需要较长开发周期的技术无法受益,例如地热项目和海上风电。

下一代联邦税收抵免应当具有长期性,并为项目开发商提供充足的规划时间。它们必须具有可预测性,并设有明确的逐步退出激励水平的标准,同时应便于项目开发商和消费者获取。税收抵免的多年期延期可以让开发商将其用于开发周期较长的项目。这有助于使部署的清洁能源项目类型更加多样化,包括那些可根据需要调度、以帮助提升电网可靠性的项目。

有两项特别值得关注的改革:增加直接支付选项,以及扩大储能和输电的独立抵免。直接支付选项可以提高税收抵免的可获得性和效率。大多数税收抵免——包括生产税收抵免(PTC)和投资税收抵免(ITC)——要求受益人具有足够的纳税义务。这要求项目开发商与税收股权投资者合作,后者将项目纳入其资产负债表并获得部分抵免。直接支付选项将通过取消对税收股权投资者的需求以及其所获取的那部分税收抵免,从而提高税收抵免的整体效率。直接支付曾于2008年经济复苏期间实施,包括为可再生能源开发商提供现金补助选项,以及为消费者提供销售点返利,但于2011年失效。

抵免还可以扩大到更广泛的技术范围,这些技术是将大规模风能和太阳能接入电网所必需的,包括储能、输电,以及需求侧灵活性和电气化。目前储能的税收抵免与使用可再生能源为储能设备充电挂钩,但可以改为独立抵免。输电的税收抵免此前从未实施,不过一份新报告估计,输电投资税收抵免(ITC)可额外带动30吉瓦的可再生能源。最后,针对终端用户的节能税收抵免可以降低建筑存量的能源足迹,同时帮助消费者节省能源账单。

《美国就业计划》及相关《美国制造税收计划报告》呼吁制定一系列专项税收抵免。这些抵免包括将生产税收抵免和投资税收抵免延长10年,并使其实现直接支付;为远距离输电设立新的税收激励;以及扩大储能、碳捕获与封存和先进制造的税收激励。在本届国会中已提出五项税收抵免提案(包括三项两党共同提出的措施)——包括《GREEN法案》、《美国清洁能源法案》、《储能税收激励与部署法案》、《电力基础设施改善法案》以及《碳捕获、利用与封存税收抵免修正法案》。

3. 投资输电。

扩大输电容量对于接入大量必须投入运行的可再生能源至关重要,并能提高电网可靠性和韧性,同时降低成本。美国国家科学院报告指出,为了在本世纪中叶前实现净零排放,美国全国输电容量到2030年需增加约40%。目前可用输电容量的不足已经在阻碍新的可再生能源并网。这一问题亟需立即关注,因为高压输电项目通常需要7至10年才能建成。

专家对输电容量的评估由NREL、Vibrant Clean Energy等机构一致认为,互联程度更高的电网将提升电力系统的韧性,同时为消费者带来大幅节省。目前已有22个已具备开工条件的输电项目,这些项目若能实施,可使60吉瓦的可再生能源并网,但这些项目因输电规划和许可流程的低效而陷入停滞。

新增高压输电是一项重大工程,很可能需要对现有规划和许可流程进行改革。历史上,成本分摊和输电线路选址审批使输电建设面临挑战,对跨州线路尤为如此。去年,在一份报告中,美国联邦能源管理委员会(FERC)向国会表示,选址及多项管辖程序是扩大输电的关键障碍。呼吁日益高涨,要求联邦能源管理委员会重新审视现行的电价与成本分摊结构,并发布新的输电规划规则。

联邦能源管理委员会可以推出改革措施,包括设立国家输电规划机构,该机构可与区域规划机构协作,推动输电线路的建设。此外,可再生能源区,该模式已被有效运用于得克萨斯州,用以建设服务于该州多风地区的输电线路,并可在全国推广,以支持服务于可再生资源丰富地区的输电项目。

输电投资和规划改革在华盛顿日益受到关注。在《美国就业计划》中,拜登提议为输电拨款1000亿美元,并设立电网部署管理局;联邦能源管理委员会(FERC)主席理查德·格利克则将输电和电网并网排队列为今年需要解决的优先事项。4月底,交通部发布了指导意见,用于沿联邦高速公路用地红线开展清洁能源和互联互通项目;能源部则宣布提供高达82.5亿美元的贷款,用于扩大输电网络。

除前述的《电力基础设施改善法》之外,该法案将设立一项独立的输电投资税收抵免(ITC);目前国会的提案还在《CLEAN未来法案》和《2021年跨区域输电规划改进法》中纳入了相关条款。这两项法案都要求联邦能源管理委员会就输电规划发布新规则。《CLEAN未来法案》还授权设立输电选址援助计划,每年拨款7500万美元,直至2031年。

这一拟议资金水平与国家科学院报告所要求的输电投资水平相吻合,其中部分资金将用于确保各州、社区和部落民族能够实质性地参与输电规划和选址。这些国会提案是建设必要输电基础设施、将清洁能源接入电网的重要第一步。

4. 为碳排放定价

另一种选择是实施覆盖所有行业的全经济范围碳定价,包括工业部门以及水泥和钢铁生产等难以减排的排放源。碳定价将向整个经济体发出信号,推动低碳投资。

长期以来,全面的碳定价一直被视为减少温室气体排放最具经济效率的政策工具。设计良好的碳定价既能实现气候和经济目标,推动整个经济的创新,同时增加收入,从而减轻受影响行业和家庭的能源转型压力。越来越多的企业和行业协会正在公开表态支持碳定价。华盛顿州近日通过了一项碳总量控制与投资法案,成为继加利福尼亚州之后全美第二个实施全经济范围碳定价的州。

截至目前,本届国会已提出两项碳定价法案:《能源创新与股息法案》和《美国清洁未来基金法案》。这些法案在两院均获得了大量支持,并由民主党领导层的关键成员发起,包括参议院多数党副领袖迪宾参议员(伊利诺伊州民主党)和德奇议员(佛罗里达州民主党),后者是众议院两党气候解决方案核心小组的创始联合主席。

我们预计近期还将有更多碳定价法案提出。任何联邦碳定价法案还应解决共同污染物(如二氧化硫、颗粒物和氮氧化物)问题,并纳入相关机制,以尽量减少对环境正义和负担过重社区空气质量的影响。

2020年是美国可再生能源部署的创纪录一年,新增风能、太阳能和电池储能装机容量几乎是2019年的两倍。Image: 图片来源:Dennis Schroeder(NREL/Flickr)

国会行动至关重要

本文讨论的四项政策都不是万能药。辅助性政策和持续投入是实现有效且公平能源转型的关键。这些政策包括需求侧管理措施,如能效提升、需求响应以及其他增强用户侧灵活性的措施。

明确的联邦方向和有力的政策,将是美国能否将清洁能源装机速度提高一倍、达到每年约70吉瓦的关键。新一届联邦政府已公布其优先事项,包括清洁电力标准、税收抵免以及对输电的重新重视;现在,国会必须以气候危机所要求的紧迫感推动这些措施落地。

在这些讨论中,决策者应以减少温室气体排放为北极星目标,并将更清洁能源系统带来的健康与经济效益惠及所有社区。国会现在必须推出大胆而有力的联邦政策,确保2020年创纪录的可再生能源规模不是个例,而是强有力气候行动十年的开端。

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