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林佳乔:
大家好，欢迎收听磐之石海外智库能源与气候报告解读栏目，博采海外智库思想、探究公共政策逻辑，我是磐之石的林佳乔。

赵昂:
各位听众好，我是赵昂。上期节目我们解读了由日本全球环境战略研究所IGES和全球契约日本网络简称是GCNJ共同发布的一份报告，这个报告的题目是：日本企业和组织在克服新冠疫情背景下，实现可持续发展目标开展的行动。如果您感兴趣的话，也可以回听我们这期节目。

林佳乔:
本期我们将解读由美国麻省理工学院，也就是MIT，它的能源与环境政策研究中心简称是CEEPR，在今年7月份发布的一篇关于美国中部地区电力系统脱碳机遇和挑战这样的一个工作论文。

赵昂:
这家中心是成立于1997年自成立以来，一直是以理工著称的一所美国大学，在政策研究方面的一个关键机构，它侧重于严谨客观的研究，以此来改善政府和适应部门的一些决策。关注的领域包括能源供应，特别是化石能源和可再生能源，也包括一些市场和政策方面的议题，能源需求和环境政策也是它关注的，特别是近些年来比较热的碳定价的议题。

林佳乔:
这个研究论文，它评估了不同的政策和技术，对美国中部地区电力系统在不同脱碳目标下，电力的系统成本会是有怎样的一个变化。其实不同政策的话，在文中最主要的话就是在指碳定价这样的一个政策，技术的话更多的是讨论可再生能源跟化石能源相比不同的技术对美国电力系统的影响。

我先解析一下工作论文题目中提到的，比如说它为什么是美国中部地区，然后为什么是电力系统脱碳，这个背景的话其实要从美国总统拜登他上任之后决定了重返巴黎协定，然后并且更新了美国的NDC也就是自主的预定贡献的一个承诺，这个是在巴黎协定之下的一个机制。

他的承诺是美国要在2030年跟基准年相比，基准年他们选的是2005年，承诺在2030年将碳排放量减少50~52%。另外的话是2035年，他承诺要实现电力系统的零碳排放Zero Carbon Emission，这个挑战其实是还蛮大的，尤其是对美国中部地区，因为美国中部地区的电力系统的碳强度是最高的，如果对美国的气候承诺感兴趣的听众可以回听我们能源评论节目当中的第2期，还有第6期的内容，我们对美国的气候承诺有一个详细的解析。

根据美国能源信息管理局，也就是EIA他们的数据显示，美国全国在2019年发电量是4万亿千瓦时多一点，电力系统碳排放是17亿吨二氧化碳这样的一个水平。美国全国来讲发电有56%是来自于化石能源，从发电量的占比来看，天然气是占比33%左右，煤炭是发电占比23%，石油发电仅占0.4%，其他的话应该就是可再生能源发电跟核电。

赵昂:
美国全国的情况如果跟这个报告所讨论的中部地区的发电来看的话，差别还是很明显，全国的话煤电仅占23%，但是报告里所讨论的美国中部地区的这18个州，有4个州的煤电占比在23%以下，有9个州处于23%~50%之间的水平，而有5个州它的煤电占比超过50%，甚至有的高达70%。这5个州包括密苏里、肯塔基、印第安纳、北达科他和内布拉斯加。当然了，中部的这些州里面也有一些在低碳电力方面做的比较好的，也有5个州的低碳电力占比也会超过50%，比如说堪萨斯或者田纳西和伊利诺伊。另外从可再生能源电力的主力：风电和太阳能的资源分布来看，那么这18个州资源的分布也是不太一样的，除了密歇根和路易斯安娜这两个州，风电资源在其他这16个州分布还都是比较丰富的，但是太阳能资源相对来讲普遍不显著，美国的太阳能资源分布是集中在其他的地区，所以我想这也是一个基本的背景，来帮助我们理解这18个州如果想实现电力系统脱碳的话，它面临着怎样的一个现状和它的资源禀赋的特点？

林佳乔:
通过赵昂的介绍，我们其实能看出就是美国中部的这18个州，具体来讲就是那5个煤电占比超过50%的州，要想在未来的10~15年，为什么10~15年呢，因为美国有2030年的一个碳减排的目标，还有2035年的一个电力系统零碳排放这样的一个目标，如果要在未来的10~15年实现电力系统的脱碳，其实它面临的挑战还是蛮大的，所以这个报告就非常集中的想去讨论美国中部这些高碳排放发电占比的时候，他们面临的挑战是什么？通过情景分析来去模拟可能给美国电力系统带来的成本是什么样子。

赵昂:
的确这也是报告研究的出发点，研究人员借助情景分析来看，在不同目标情形下，就是脱碳的目标的情形下，在保证电力稳定供应、电价可负担和发电技术可获得等基本条件下，看一看这不同的情景究竟对应着怎样的一种电力系统的系统成本。这样的话我们可以下面着重看一下这个报告里面所呈现的一共8个情景究竟是怎样的。

林佳乔:
参照情景的话比较好理解，其实就是照常的情景，其他几个情景我想介绍的它有一个叫低成本可再生电力的一个成本，叫Low Cost Renewable 2030这样的一个情景，它是预期说可再生电力的发电成本预计会下降的更快一些，背后的原因可能是技术也可能是补贴或者一些其他的政策驱动。除了这两个情景之外，还有跟碳价相关的三个情景，是在不同的碳减排的目标之下，配合着碳价的这样的一个组合。比如说在碳价的情景下有75%的减排目标，然后它对应的话是25美元每吨的二氧化碳排放这样的一个价格。他也没有明确的说碳定价到底指的是碳税还是碳排放权交易，可能是两种都在他的考虑之中。第二种的话就是85%的减排目标对应着50美元每吨二氧化碳。第三种的话，90%的减排目标对应着100美元每吨这样的一个碳价。

赵昂:
有三个情景是跟美国这些年一直在执行的州一级的可再生能源比例标准有关的。因为在美国为了推动可再生能源发展，过去十几年煤电被天然气发电替代是一个脱碳的重要的成绩。另外一个风电代表的和太阳能代表的发电的增长，也是因为各州推动了这种不同的政策，其中包括可再生能源比例标准，那么这个标准未来在这个情景分析当中还会设定说它是一个重要的政策措施，比如说情景一是说假设我们在中部地区18个州的电力系统减排实现到2013年42%的一个目标，那么它的可再生能源比例标准大概是60%，就是电力企业它的发电资产当中一定要60%是可再生能源。另外一个情景就是说要实现减排64%，那么它的电力可再生能源发电的比例标准大概是75%。很有意思，这是两个比较直接的说法，就这个标准从60%提到75%，相应的它的减排也从42%提高到64%。在这个情景当中他也特别把核电放在了里面。因为根据作者的分析说，随着这样的一个标准的推进，它不仅有替代化石能源，典型的是煤电和天然气发电这样的潜力，同时可再生能源比例标准还有可能替代一部分所谓的零碳的核电这样的一个作用。所以它最后一个情景是说有60%的可再生能源比例的标准，同时也保存着一些核电资产，就是说它对核电的退出影响是比较小的，这是三个在可再生能源比例标准下的这样的一个政策下的三个情景。

林佳乔:
介绍了情景之后，我们就看一下研究人员在这8种情景下的模型模拟的结果是什么样的。我首先说一下有碳价的，还有低成本可再生电力，这几种情景之下模拟的结果是什么样的？就是在低成本可再生电力这样的一个情景下，它跟参考情景也就是reference narrow相比的话，到2030年可再生电力成本的降低将导致更多的风电跟太阳能发电。另外的话就是煤电天然气发电，还有核电的发电能力是减少这样的一个趋势。下面再看一下有碳价的情景，因为有碳价的情景其实分成了25、50、100美元每吨这样的一个级别，它也是对应着不同的减排目标。总体来讲的话是随着碳价的增加，风电跟太阳能发电它的占比，尤其是装机装机量的增加，是随着碳价的增加而增加的，那这样的话其实也会导致发电成本的一个增加。

另外的话化石能源它的一个趋势随着碳价的增加，天然气是下降的，天然气发电的占比是下降的，煤电的话比如说在50美元跟100美元碳价这样的一个压力之下，煤电的话它其实是在84%减排还有90%减排，在这两个情景之下的话，其实煤电的话就是退出了，因为在模型模拟结果显示的其实就是0了，就只是在25美元每吨二氧化碳这样的一个情景下，它还有少量的存在，所以能看出碳价对于煤电退出的一个影响，它的影响力是非常大的。

赵昂:
是这样，我想这一点可以看出来，像作者所在报告里面阐述的一样，这是一个成本有效的这种脱碳的模式，因为它对于整个电力系统都带来影响。当然我们在看报告的时候，在我们内部讨论的时候，也有人会去问这样一个问题，就是说不同碳价对于水电和核电为什么没有影响？是因为对于把碳价转到电力资产投资决策的时候，这些资金都会转向风能和太阳能了吗？就没有一些资金的投入去水电和核电吗？我觉得这是一个很有意思的问题，一方面来讲，其实水电在目前来讲，特别是在一些发达国家，它考虑到它的生态和长期的这种环境影响，其实水电作为一种可再能源，其实并不像可能几十年前那么重视很多，我们看到一些发达国家也是考虑到河流生态的这种完整性和可持续性，所以其实对水电处于一种非常谨慎的态度来去考虑水电。另外对于美国来讲，水电资源的开发也趋近于一个比较饱和的状况，没有太多的水电资源可以开发。我不知道佳乔你对核电有怎样的观察，为什么资金没有太多的投入到核电呢。

林佳乔:
核电的话可能是跟各个国家对核电的一个未来发展的一个态度有关。另外的话一个不容忽视的因素就是核安全的问题。因为我知道有些国家的话已经提出了退核这样的一些目标，虽然有少量的国家还在发展，但是整个发达国家的很多经济体，它其实都是在有停止核电的投资，或者是退出核电这样的一些目标。

赵昂:
好，刚才说了4种情景，我们下面再来看一下在可再生能源比例标准这种条件下的另外三种情景，根据这三个情景的话来研究分析。那么使用60%的可再生能源比例标准的条件可以实现42%的电力系统脱碳，这个系统的成本每年达到479亿美元，那么跟之前的参照情景大概成本增长了12%，与碳价是每吨25美元的情景所达到的脱碳目标77%，是基本上达到了成本接近的一个情况。那么如果使用75%的可再生能源比例标准，以实现64%的脱碳来看的话，它的每年的系统的总成本是535亿美元。这与在碳价是50美元每吨的情形下，减排目标能实现84%的系统成本还要高，从而可以看出来在成本条件下，碳价是50美元每吨的这种情景，更具有成本上的这种优势。

林佳乔:
是的，虽然全系统的可再生能源比例标准它是增加了风能跟太阳能的发电的能力，但它取代或挤出了煤炭跟天然气发电，并不单单是针对煤电，然而如果对比就是关注成本收益这样的一个情景之下，其实仅仅取代煤炭的单位发电量减排强度其实是更高的，在60%的可再生能源投资组合标准以外，再加上核能在同样实现64%的减排目标的情况下，它其实是比75%的可再生能源要求系统成本要低得多。

赵昂:
但是，其实佳乔我自己在看，加上1个参照情景和另外7个情景来看的话，在这种系统总成本的差别，我的感觉并不是特别大，它的区间是在每年480亿到540亿美元，我感觉这好像也不是说就一定承受不了。如果我们能把电力系统脱碳的环境和公共健康收益考虑进来的话，我觉得这样的一个投资可能就是更加有价值了。当然回到成本的问题的话，我觉得我们在后面讨论的时候也会把它跟电价，就是分析当中提到的单位复合电价的角度来放在一起来讨论，可看一看究竟在这样的脱碳路径下，它的成本和目前美国的公民和他的企业所承担的成本是有多大的差距？我觉得也许这样的话可能让我们更加的认识到不同的成本核算究竟对未来的投资是怎样的一个要求。

林佳乔:
我们先看一看报告给出的主要政策建议，因为我看到第一条的话，它其实也是跟电力成本，还有就是社会公平有关的是吧？

赵昂:
对，这有两点我觉得还是比较有意思，我自己看到一个是关于社会公平，因为电力系统的改变，它必然会影响电力成本和电力的销售，对于低收入家庭来讲，它的能源支出在中短期内是会提升的，那这个在决策者来看，怎么去考虑到这种社会公平是非常关键的。另外因为电力生产成本的提升，这个价格也会影响到耗能比较高的或者耗电比较高的一些产业，无论是制造业还是第三产业，对于这些产业的竞争力的影响究竟是这样的，报告的作者也认为是应该决策者来考虑的。另外就是说在可再生能源大量渗透到电网，其实它会导致能源的边际成本发生波动，也会导致市场价格也会起伏。本着这种可再生能源具有的这种间歇性，也需要基本复合的电力技术，无论是核电还是一部分天然气发电，或者是有碳捕获和封存的技术应用的化石能源发电，需要他们来配合，所以确保电力投资的回报是一个挑战。所以为了加速脱碳化的话，报告的作者也提出需要一些额外的机制，比如说发电容量的支付方式来保证电力负荷是一个平衡的，而不会出现说容量投资不足，当遇到一些极端的事件的时候，电力供应出现中断。

林佳乔:
是的，除此之外其实还有两点建议我给大家介绍一下，比如说在跨州的这种电力交易，是更需要决策者跟不同的利益相关方有密切的沟通，还有合作。所以报告他给出了第三点建议，就是不同地区脱碳化的途径跟影响可能是各不相同的，这是要取决于当地的资源，还有就是可再生能源的可获得性到底是什么样的，这样的话就需要政策制定者跟当地的利益相关方展开沟通讨论并且合作，比如说能源合作社这样的形式，另外的话电力公司、州委员会、消费者也都是讨论范围应该包括的组织跟人群，这也让我想起来今年就是年初美国德州的大断电，它的一个原因，就是供电相关的利益群体交流其实是有待改善的。在激励跨州电力交易方面的报告的作者，其实也建议有这种补偿支付的一个机制会是比较好的，从而能鼓励在跨州交易中有良好表现的发电企业。

最后一点建议的话就是关于电力传输网络的拓展性的，那是对于可再生能源主导的电力系统是至关重要的。我们其实能看到电动汽车的发展对于电力系统的要求也是越来越高的，因为电动汽车数量增加，它的对电网的复合的要求也会增加，就需要建立更灵活的更加智能的一个电网传输的系统。拜登政府最近公布的基础设施建设计划，其中就包括了对电网的数百亿美元的投资。

赵昂:
对，我觉得在政策建议当中，其实报告的作者也触及到一些我们想在今天解读当中的最后一个环节所讨论的问题，包括刚才我说到的价格，包括说刚才提到的关于电动汽车，因为报告在起初设定它的方法和假设的时候，其实没有特别提到美国整个交通部门，如果发生大规模电气化，这也是前段时间拜登政府确定说到2030年将有一半的汽车是电动汽车，包括纯插电、电动汽车和混合动力汽车，那这样提出了对于整个交通道路交通部门推进电气化的一个非常重要的宏观的联邦政府的目标。

所以我想下面的话我们也花一点时间稍微讨论一下，我想这个报告第一个我觉得有一个地方比较有意思的，就是说它在设定未来10年电力生产或者需求的时候，我们看到它的发电量其实没有太大的变化。如果我初步估算的话，大概从2018年到2030年，发电量大概也就增长10%左右这样一个水平。在不同的情景下，我们说如果整个交通部门，这个部门是美国碳排放占比最高的部门，它要大规模实现电动化，电力替代石油来提供交通出行的动力的话，我想电力系统应该就会是一个非常不同的情景。

另外一个的话我觉得在报告当中他也提到他没有考虑需求响应的因素，但是我觉得在交通部门电气化也好，或者是已有的电力系统的需求响应管理方面，其实都有很多提高电力系统运行效率的作用，而电动车的发展将使得这个作用更加凸显。所以我觉得如果能在未来的分析当中，考虑到交通部门电气化电动车发展和需求响应这些重要的影响电力系统因素的放在里面的话，我觉得这个报告可能会给我们更多更有意义的一些启示。

林佳乔:
是的，就是在需求侧怎么去考虑，我觉得他们模型模拟可能更多的是在考虑发电端，另外的话就是技术跟经济的因素对发电侧的一个影响。另外我对他设置的情景其实是还有一点好奇，到底多大程度上我们能判断说美国的电力系统，比如说按照照常情景发展，它其实是会有更多的比较有雄心的举动，因为美国的气候目标的提出，比如说像2035零碳电力系统的构建，还有就是2030刚才赵昂提到的电动汽车的发展目标，其实这些目标的话也都是在非常快的时间内推出的，对吧？所以在这一点上的话，赵昂你有没有一些什么评论？

赵昂:
报告里面所给出的参照情景，相当于是一个BAU情景，就什么都不做，就是按照现在目前有的政策，2018年节点已经有了政策和整个发电技术，无论是传统的还是新能源，可再能源的发电技术的一个技术进步，它的市场因素这些影响，还有已有发电资产的随着寿命到期的退役因素加起来，其实美国即使没有刚才提到的碳价和可再能源比例标准这样的一些政策推动的话，这个报告分析是说到2030年，美国中部18个州的电力系统仍然可以实现11%的减排，这个主要的来源是因为煤电的推移，所以从这个角度来讲的话，我觉得给我们一个启示，就是说究竟一个国家或一个地区在脱碳方面是否真的有足够的雄心，我觉得是可以看说对于高碳电力资产或者是高碳的行业的产能，是不是有这种提前搁置或提前退役的这样的举动？如果顺着这种市场或者企业的生命周期让它自然退役的话，我觉得这个就体现不出来你的抱负或者你的雄心。如果说本来是一个企业，一个发电资产是有30年生命周期，你让他在20年就退出历史舞台的话，我相信这个是有雄心的一个重要表现。所以这个是非常有意思的。

林佳乔:
是的，这样的话可能会对基准情景是 reference scenario造成一定的冲击，如果对煤电的淘汰速度加快，比如说一些行政指令或者是标准的提升，让它加速淘汰，而不是由这篇论文所讨论的，比如说在技术，比如说在碳价方面导致的煤炭退出加快，而是其他因素导致的，所以基本情景的话可能到底比如说你设置成什么样的一个程度是合适的，我觉得这个也是有的有待商榷的对吧？

赵昂:
对，最后的话我想我们也说一下，刚才我之前在分享当中提到的关于电价的问题，电价我们回到情景分析里面可以看，它用一个系统成本，包括固定的成本，变化的成本和总成本，它最后核算出一个每千千瓦时它的单位负荷的成本，我们可以看出参照情景和2018年的已经发生的基本情况比的话，我觉得后面提到的这7种情景分析，大部分都会出现单位负荷的电价的提升，但提升的幅度跟现在参照体里面比起来并不是一个说有特别高的水平，大概是10~15%，或者如果是说你的减排目标是80%以上或者90%的话，这可能会高到20%多。从这个角度来讲的话，我认为这也是符合脱碳的一个规律，对于欧洲的一些国家看到，也就是说在中短期内你脱碳的投资很高，那么带动你电价水平也会提升。但是从长期来看，由于你发电所使用的能源，对于可再生能源来讲，那是免费的风和太阳能，从而慢慢会带动电价的在长期范围的下降。我想从这点来讲的话，如果是放在一个2050年的一个范围来去看的话，可能电价的上升不是那么一个难以接受的。

另外从应对气候变化来讲，可能后进的美国也需要面对这样一个电价，需要接受较高水平的一个现状。因为我们看到在发达国家，美国的电价是非常低的，对于普通居民用户来讲，和对于企业来讲也类似这样，特别是跟欧洲来比，所以我想电价这一块的话，也是值得我们去看这个报告，在分析当中放在一个时间尺度相关的一个情景，也许可能放在更长远来讲的话，可以看到它的成本分析会有更好的一个参照。

林佳乔:
而且出台比如说去对低收入人群的一个补贴，让他的能源支出跟其他的人群的支出的占比让它处于一个比较相似的水平，也是有一些现有的政策可以参考的。这就是本期节目的内容，节目最后感谢各位听众的聆听，如果你喜欢本期解读，请别忘记点赞，或者将本期内容分享给更多的人。如果你对我们所解读的内容有自己的看法，也欢迎留言或者与我们取得联系，我们也会定期对于读者的反馈在节目中进行回复。

赵昂:
博采海外智库思想、探究公共政策逻辑，更多精彩内容，我们下期再见。