今年8月3日，美国总统奥巴马宣布美国“清洁电力计划”最终方案，首次提出对现有发电厂设定碳污染限制。尽管方案招致业界和国会众多议员的口诛笔伐，但据《华盛顿邮报》和ABC新闻近期开展的一项民调显示，59%的美国人仍表示希望下任总统注重采取应对气候变化的行动。
最新分析数据显示，“清洁电力计划”在美国拥有广泛的公众支持。多数电力公司已经开始实施该计划，多个州和城市领导者也明确表示支持此计划。那么，美国“清洁电力计划”目前进展程度如何?
降低碳排放是主要目标
根据美国环境保护署EPA的数据分析，当前，发电厂仍是美国碳污染的最大单体来源。其中，二氧化碳所占污染源比重最高，约82%。氟化气体占3%，氧化亚氮占5%，甲烷占10%，交通占27%，工业占21%。
图1：美国2013年各部门温室气体排放统计表
自然资源保护协会项目总监SusanCasey-Lefkowitz向媒体透漏，当前针对“清洁电力计划”，美国多个州层面的实施开始启动，并与电力公司、商业企业和公众展开讨论。没有制定行动方案的州，将采用联邦实施方案。根据计划，各州实施方案将在2016年9月前完成，如果有需要，可以申请延期至2018年9月。
图2：清洁电力计划下的全美二氧化碳排放预计值
SusanCasey-Lefkowitz分析，美国各州的实施方案主要包含以下步骤。
第一步，选择一个实施方法。主要包括排放强度基于价格系统或限额基于数量系统两种方式。
第二步，选择一个单独的州方案或相关方案。各州可提交各自方案，或与相邻州协调进行。在区域方法上，包括正式的多州方案和相关协议。在数量方法上，关联和交易也变得更加容易。
第三步，制定补充政策。各州在制定实施方案时将监管其他行业，并制定可再生能源和能效政策。其中，所有政策必须遵守对发电厂排放设定的可执行备份限制。
此外，美国政府还鼓励尽早对可再生能源和能效投入资金。2012年后启动能效或可再生能源项目，将为2022年后的排放削减赚取信用或许可。与此同时，该计划还创造了清洁能源激励项目，将产生额外的早期合规信用。
分析认为，美国“清洁电力计划”将产生极大的经济和社会效益。“通过减少排放，2030年清洁电力计划将产生的年收益高达340亿~540亿美元。在公众健康方面，每年将预防累计9万例哮喘疾病攻击儿童。在就业方面，清洁能源经济的兴起将创造成千上万的新职位。到2030年，预计家庭电费账单每年将减少85美元。”EPA做出上述估计。
图3：清洁电力计划的履约内容和时间表
增强灵活性是核心举措
值得关注的是，作为此次美国清洁电力计划的核心举措，灵活性备受关注。计划不仅包括了支持可靠性条款，以保护电网遭遇不可预料的紧急事件，还规定在特殊情况下，各州可授予发电机组一个最多90天的替代排放限值。
对此，睿博能源智库中国项目主任FrederickWeston认为，可再生能源的可变性将带来严峻挑战，灵活性显得非常重要。所谓“灵活性”，是指应对负荷需求和发电供给变化的能力。无论是否纳入具有可变性的可再生能源发电，还是针对可调度性不太确定的发电机组，虽然在美国大多数地区，灵活性并未得到资金补偿，但这种局面正在改变。
在美国，灵活性拥有多种表现形式。归纳起来主要包括灵活性发电、系统运营方面的改进、更快的排序(每小时-每小时内)、调度改进、更大的平衡区域、以及客户需求响应、储能等辅助服务。
图4：可再生能源并网程度（数据来源：国际能源署）
当前，美国各州都在努力提高电力系统中可再生能源的比例。而在可再生能源并网程度大幅提高的同时，并不会损害电网可靠性且成本不高。如：加州和纽约州2030年可再生能源比例将达50%，佛蒙特州2032年将达75%，夏威夷州2030年将达40%。而上述绝大多数目标都已通过立法和财政确认。作为可再生能源并网的解决方法，灵活性、高比例可再生能源的重要性在美国逐渐被接受。
四大举措值得关注
值得关注的是，近期美国在可再生能源并网以及清洁电力上计划上的一些先进经验，值得密切关注。
图5：灵活性贯穿电力环节各部分
首先，灵活性的价值需得到反映，可通过电费或竞争性能源市场中的反应供给关系的价格变化来体现。在美国，价格变化带动了发电和负荷的灵活性提高。在改进机组排序和调度上，每小时内排序最频繁可到5分钟一次，这在美国的竞争性市场非常普遍。如宾州-新泽西-马里兰联合电力系统、中西部独立系统运营商、西南电网、纽约州独立系统运营商、德州电力可靠性委员会等都进行了有益尝试。此外，一些美国非竞争性电力系统也实行了某种形式的每小时内排序，并开始这方面的尝试。
其次，积极扩大平衡区域。实质性的成本节省和运营上的灵活性，主要源自能源与大规模的供给和需求资源对接。大多数美国区域输电商都管理一个单独的大型平衡区域。作为替代，创建“虚拟合并平衡区”可使几个小区域共享平衡服务。事实上，早在2014年，美国已在西部建立了“能源平衡市场”。
第三，增强现有电厂的灵活性。夏威夷地区改造了一些发电厂，通过降低在线容量底限，更快的启动和关闭，启动客户需求响应，并增强可再生能源的灵活性。可再生能源可提供下调出力、调频响应、惯性响应等，如在科罗拉多，已经出现风力发电机组提供此类的服务公司。
最后，增加储能、输电业务等。在美国，除传统储能如抽水蓄能和天然气储能正在使用外，新型储能包括电池、飞轮、电动汽车和压缩空气也在逐步进入当前的电力市场。输电业务上，德州已经规定输电业务可参与“竞争性可再生能源区”。在资源规划上，俄勒冈公共事业委员会也要求各电力公司对灵活性电容的需求进行评估。
让电网更加灵活不仅仅是美国的目标，更是全球性的目标。即便没有可再生能源，灵活性仍然至关重要。虽然在大多数情况下更大的灵活性并没有得到补偿，但这个趋势正在发生变化。
