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  煤炭热!

虽然对碳排放的限额已经出现在地平线上,美国的公用事业公司还在争先恐后地建造数十座陈旧的燃煤发电厂

作者:苏珊-莫然

虽然大家都在谈论可再生能源,采掘业在美国仍然存在,并运营良好。 在得克萨斯州,公用事业公司TXU能源公司已建议建造十一座新的燃煤发电厂,俄亥俄州哥伦布市的美国电力公司也正在为几座新的煤电厂寻求批准。在西部内陆,位于密尼苏达州的Xcel能源公司正在科罗拉多州普韦布洛市建造美国最大的煤电厂,同时准备在未来几年建设更多的煤电厂。

从美国能源部的国家技术实验室获悉,这些仅仅是全美范围提议建设的150余座新煤电厂中的一小部分。绝大多数电厂将采用常规的燃煤技术。(在世界其他地方,数百座新的煤电厂正在建设中或规划中,单单中国就有550多座,参见本刊《中国及其煤炭》一文)。美国2004年的二氧化碳总排放量是59亿公吨,其中23亿公吨,即39%,来自发电厂,而其中的82%是来自煤电厂。由于二氧化碳是人类造成的主要温室气体,这就使发电厂成为导致气候变化的最大的罪魁祸首之一。自二十世纪九十年代初以来,由于联邦的立法,发电厂排放的二氧化硫,各种氧化氮和颗粒物都已下降,但二氧化碳的排放却继续不减。事实上,煤炭的使用正在卷土重来。

近三十年来美国没有建设新的煤电厂。但是情况突然改变了。“毫无疑问,这是一场煤炭热”,伊利诺伊州诺斯菲尔德市的一位煤炭工业顾问罗勃特-麦克伊尔文说。“如果所有建议中的项目都已建设,就相当于煤炭工业空前的扩张”,美国公众利益研究集团(PIRG)的一位政策分析师特拉维斯-曼德森认为。
对煤炭工业的全国性支持已有几十年。根据PIRG 2006年的一份报告,从1950年到1997年煤炭工业从联邦政府得到超过700亿美元的补助,平均每年近15亿美元。在2005年的能源政策法案中,国会又批准给煤炭工业78亿美元补助,其中包括数十亿美元用于“清洁煤炭”的研究发展项目。

那么当前突发的煤炭热原因何在?公用事业公司已经给我们指明了,这就是由于我们对摩登世界必须拥有的小玩意,诸如笔记本电脑,袖珍数字音响,等离子电视,冰箱和其他家用电器的贪得无厌的欲望。同时,随着人口的增长,又缺乏提高效率的努力,这种需求只会愈来愈上涨。“在过去十年里我们的顾客基数增长了20%,每个家庭的用电量增长了10%”,Xcel公司(该公司生产的总电度数的66%是来自煤炭)发言人马克-斯土兹说。 “这是很大的需求”。

和价格波动很大的天然气相比,煤炭的价格低廉而稳定,所以特别有吸引力。 但是某些反对者怀疑,当前的煤炭热更多是出于恐惧和贪欲。随着公众越来越意识到气候变化这一幽灵,公用事业公司预料,立法人将很快对发电厂,也许还有其他工业来源的碳排放进行限制,因此在清算日期之前建造的煤发电厂的容量愈大,他们在总碳排放限量中可得到的份额就愈大。

当然,公用事业公司还有其它选择。某些气候变化是不可避免的,而且还会继续变坏。但是公用事业公司可以通过采用先进的太阳能,风能和其他可再生能源来稳定,来大幅度地减少碳的放,从而稳定甚至逆转气候变化的过程。“我们正处于一个非常有趣的叉路口”, 州立科罗拉多大学-波德分校古气候学家吉姆-怀特说,“我们是否认识到继续焚烧这些燃料将造成很多难以解决的问题?我们是否因此应当推行替换的能源?或者我们还是沿着这条煤炭之路走下去?”

赌博
很多公用事业公司也对可再生能源甚至核能作某种程度的投资,有些甚至要求联邦政府现在就制订统一的全国碳限制。但总的说来,业界目前还是选择走煤炭之路。位于北卡罗来纳州夏洛特市的杜克能源公司生产的电力有54%来自煤炭,46%来自核能。在9月份,该公司向州公用事业管理当局申请建设两座新的燃煤发电厂,总容量为1,600兆瓦。“放弃煤炭并转向另一种能源,例如天然气,对我们公司及其用户都不是一种经济可行的选择,”杜克能源公司首席执行官詹姆斯-罗杰斯在7月份美国空气和污水管理协会发表的一篇文章中写道。他说,公司对气候变化的观点“反映了煤炭有必要在我们国家的未来电力生产中担任一定角色”。

位于以俄亥俄州的美国电力公司自其建立以来一直依靠煤炭;其发电量的73%来自煤电厂。该公司计划再建造几座新的煤电厂,包括一些采用煤炭清洁燃烧技术(称为整合的气化复合循环或IGCC技术)的,采用该技术可以捕捉并隔绝碳。“煤炭是一种国内资源,而且目前有大量储存”,美国电力公司女发言人梅莉萨-亨利说。该公司在煤炭资源丰富的西弗吉尼亚,田纳西,印第安纳,肯塔基和其他各州都拥有电厂。她还说,该公司在未来还将继续依赖煤炭,但对IGCC和其他清洁燃煤技术的投资将有助于减轻公司的碳排放。她说:“现实情况是我们不得不继续使用煤炭来发电,以满足美国的需求”。

也许在当前的煤炭热中表现得最厚颜无耻的是TXU能源公司,该公司吹嘘说它正在规划一项“得克萨斯规模的100亿美元的投资”,在整个得克萨斯州建造11座常规的燃煤电厂。这些电厂合在一起每年将排放7800万公吨二氧化碳,使该公司的排放量翻番。这7800万吨排放量比美国21个州加在一起或者包括瑞典,丹麦和葡萄牙在内的很多国家在2001年的总排放量还多。当某些公司正在采用更清洁的先进技术时,TXU公司建议中的发电厂却仍使用燃烧煤粉的旧技术,以后要改造成进行碳捕获将会既困难又费钱。

(不过在夏末,该公司遇到了一点麻烦,得克萨斯州的法官裁定,TXU公司建议的发电厂之一,一座1720兆瓦的发电厂的污染控制方案未经验证,该发电厂的排放可能会伤害处于下风口的各个城市。这项裁定得到环保人士的欢呼,因为该裁定书表明,在各公用事业公司在全国范围内推动建造更多的燃煤电厂时,它们会遇到越来越严格的审查。)

TXU和其他公司通常辩解,急剧上升的天然气价格和用户对电力需求的快速增长激励它们去建设燃煤发电厂。但一些分析家质疑,即使不从政治和道义上来考虑,这种策略在经济上是否可行。“很多公用事业公司忽视了问题的整体。它们假装认为美国不会制定气候政策。”辛纳坡斯能源经济研究所,一家设在马萨诸塞州剑桥市的政策研究机构总裁布鲁斯-别瓦尔德说,“我们说‘不要再把你们的脑袋埋在沙子里吧’,你们假装认为碳排放不会付出代价,作出在得克萨斯州建造矿物燃料发电厂的决定,简直就是轻率。”

目前对二氧化碳排放还没有全国性的规定限额,这在很大程度上是由于布什政府不愿批准京都议定书导致的结果。但在华盛顿已经有几项法案正在仔细讨论中,要求设立一个限额和各种形式的碳交易计划,来奖励较清洁的排放者而惩罚那些较肮脏的排放者。在欧洲,这种市场已经存在,被称为欧洲交易系统,同时在加利福尼亚州和个别其他州,包括一些东北地区的州,都已经自行设定限额和交易系统。这种系统,本质上来说,就是根据各公用事业公司和其他排放者的排放水平,来分配排放额度,也可以把限额予以拍卖。

辛纳坡斯研究机构估计,如果美国公司现在要遵守京都议定书,就要为排放每一吨二氧化碳花费20-50美元。(所以,TXU公司计划中的新燃煤电厂,如果必须支付全额罚款,每年为排放就需花费39亿美元)。别瓦尔德认为,那些公司试图把新建燃煤电厂当“爷爷”,从而获得免费额度,实际上是一种高风险策略。别瓦尔德和其他人士指出的重要先例是由1990年的《清洁空气法》推动而成功实施的“二氧化硫限额和交易计划”。它根据污染厂家在1990年以前的数年排放水平来分配额度。另一个例子是加利福尼亚州的气候登记制度,该制度允许公用事业公司和其他相关公司就自己的及早行动申报信用。这些措施所传达的信息就是,现在就做好事,一旦限额和交易系统开始实施,你将获得报偿。厂家现在面临的另一个风险因数是:美国的各电力公司(针对此事还要加上汽车制造公司)至今尚未被强制要求为碳排放支付费用,这部分是因为二氧化碳并未在法律上被确定为一种污染物。如果美国最高法院对一个现有案件作出裁决,要求环境保护署必须将二氧化碳列为一项污染物标准,这种情况就会随之改变。

能源成本
不论法院或政治家实施什么样的排放规定,很多公用事业公司,在能源部的激励和研究项目的支持下,正在发展“较清洁的”燃煤技术。最保守的方式是对常规的煤粉发电厂进行改造,使煤粉更有效燃烧并产生更高的蒸汽温度和水压。这些被称为“超临界”和“高超临界”蒸汽锅炉技术。在最好的情况下,这种准备至少运行50年的工厂,将使煤的燃烧效率至少达到46%,相比之下,常规的煤粉发电厂,煤的燃烧效率平均只有30%。但是评论家们认为,这种工厂对减少碳排放只是一种急忙拼凑的方法,更重要的是,它转移了对研究更清洁碳燃烧技术和可再生能源的投资。这些工厂所需要的冷却水也和常规的燃煤发电厂一样多。

前面提起过的综合气化复合循环(IGCC)技术是当前正在开发的煤燃烧技术中污染最少的(参见《碳的形象》第18页)。IGCC和煤粉燃烧技术相比,其优点为更为有效(产生每度电所用的煤更少),所用的水要少很多,所排放的二氧化硫,颗粒物和汞也要少很多。最重要的是,将碳捕获装置整合到一座IGCC工厂中比整合到一座煤粉发电厂中要容易和便宜得多。美国环保协会资深科学家詹拿-密尔福德认为,和常规发电厂相比,IGCC技术和隔离技术结合使用可将二氧化碳排放减少90%。

但是,碳埋存技术并不廉价。事实上,美国环保协会和另一家环境政策研究组织“西方资源倡导者”(WRA)在去年夏季采取了不寻常的举措,公开赞扬Xcel能源公司提出建设全国第一家IGCC工厂,从开始就设计成可将碳捕获和隔离。这是很关键的,因为如果不捕获和隔离碳,IGCC工厂除了效率较高之外对碳的减少所作甚微(即生产的每度电所排放的二氧化碳公斤数只相对略低)。(不过Xcel公司并未摆脱关注火力。某些环保人士继续反对该公司在科罗拉多州普韦布洛市正在建设中的一座750兆瓦的超临界煤粉发电厂,该公司在附近已经拥有两座运行中的发电厂。)目前,美国还有另外两座商业规模的IGCC工厂在运行中,一座位于印第安纳州,另一座位于佛罗里达州,但是都不采用碳的捕获和隔离技术。其他一些公司,包括杜克能源公司,美国电力公司和TXU公司也在规划建设IGCC工厂,但不一定采用碳捕获和隔离技术。

公用事业公司经常以建设IGCC电厂需要高的投资费用为借口。但是根据WRA的研究,采用目前的IGCC技术,如果不包括碳捕获,所生产的电力估计只比新的煤粉电厂贵5-10%。WRA 声称,如果在各类工厂里都采用碳捕获,IGCC生产的电力费用将比煤粉技术低18-32%。将旧技术发电厂加以碳捕获改造极其困难,因为必须对整个烟道气流加以处理以清除二氧化碳。在IGCC工厂中在发电过程早期就对碳加以清除,需要处理的气体容积要少很多。

很多环保人士对IGCC和所有其他“清洁燃煤”技术持怀疑态度。他们中间嗓门最大,影响最深的可能是前副总统戈尔。他在9月份在纽约大学的演讲中说:“现在是认识到所谓的‘清洁煤炭技术’是毫无意义的时候了,除非它表示碳的零排放”。其他人士,例如WRA的能源项目主任约翰-涅尔森,争辩说,清洁煤炭技术将有所帮助,但单靠它们本身是不够的。“我们正在查看排放趋势,一直在上升。它们必须下降。”涅尔森说,“但最终我们需要联邦政府对二氧化碳排放总量作出限制来使排放下降。”

真实的价格
不论他们是坚持当前的立场还是自愿向前跃进,公用事业公司在未来大概将面对碳的某种限制。他们采取行动愈早,将来要花的费用可能会愈少。对很多人,包括政治家,来说,问题已经不是我们是否应当为碳排放确定一个价格,而是什么样的价格和由谁来支付。

9月份,国会预算办公室(CBO)公布了一份关于二氧化碳定价的报告。该报告指出,人类的活动正在使大气中的二氧化碳和其他温室气体浓度增加,并承认能源市场未能包括矿物燃料燃烧排放的“外部效应”,即化石燃料的价格没有包括其燃烧对社会造成的成本。报告说,对碳排放建立一个价格(即税)将有助于改变工业部门和消费者的行为,报告还建议,可通过按碳含量的比例从矿物燃料征税或者建立限额和交易计划来制定碳排放价格。按此计划,政策制定者可以为各种排放量设立一个总额度,而让排放者们去自行交易排放权(或称额度)。

到目前为止,碳排放征税仍未得到政治家的注意,甚至只要提起“税”这个字眼,有些人就称其为政治自杀。但是由许多政治家提出的限额和交易法案正逐渐得到重视。由新墨西哥州民主党人、能源和自然资源委员会的成员杰夫-宾格曼在2005年年中提出的一个法案在美国参议院得到了两党的一致支持。宾格曼建议制定限额和交易系统,要求排放者到2020年逐步停止其排放量的增长,而不是从现今水平上减少实际排放。另外,立法机构将对污染补偿设置一个上限-每公吨排放量7美元, 这是一个宽容的限额,目的是保证污染者成本相对较低并可预测。相反,在欧洲市场上的碳排放补偿,按照欧洲交易系统,目前一直是按高得多的价格在进行交易。环保人士认为宾格曼的建议对厂家太温和。

虽然公用事业公司的主管们不愿意对任何一项立法公开认可,但如上所述,有些公司正在不断表示支持某种形式的由联邦设置的碳排放限额。来自芝加哥的艾克赛隆公司,美国电力公司,杜克能源公司,通用电气公司以及PNM 资源公司的主管们都在去年春季在能源和自然资源委员会作证,他们确实需要并准备接受有关碳排放的各种法规。最近,Ecel能源公司的首脑理查德-凯莱发表了他对碳排放设置强制性限额的渴望。

大多数支持联邦指令的公用事业公司都要求限额应适用于所有各个经济部门,而不是只针对他们自。,他们宁愿等待一个全国性的限额,而不是支持或参与一个州或地方的倡议拼凑出来的东西。“我们相信气候变化的科学是真实的,我们也认识到我们的行业,电力部门,在美国造成了大约三分之一的二氧化碳排放”,艾克赛隆公司主管环境,健康和安全的副总裁海伦-何伟斯说,“但是运输部门也是一个大的污染制造者。”

当电力公司们等待着联邦立法时(很少人估计会在2008年选举前通过),他们也密切注意着不同的州和地区的碳交易倡议以及私人运行的志愿的芝加哥气候交流计划,该计划已有100多个成员,跨越各个行业。虽然成员们对减少温室气体排放的承诺不是强迫性的,成员们和分析家认为这种交流可能成为任何联邦立法的一个样板。正在筹建中的最大并最受关注的区域性碳交易系统是“区域性温室气体倡议”。该系统开始于2005年,当时东北七个州达成一项协议,将他们的发电厂的二氧化碳排放限制在当时的水平并在2019年将这些排放减少10%。该系统计划在2009年付诸实施(马里兰州后来也参加了该系统)。

同时,加利福尼亚州也在州际气候变化阵线中挑了头。该州民主党控制的议会和共和党州长阿诺德-施瓦辛格在去年八月同意进行广泛立法,目标是到2020年将二氧化碳排放减少25%。虽然这个要求没有满足京都议定书要将碳排放减少到比1990年水平低7%的指令,这已经是当时和任何其它州相比最严格的要求。加利福尼亚州还规定,除非发电厂满足了其最低可能限度的温室气体排放标准,各电力销售商才能购买其电力。这项规定迫使州外的电力生产商去适应,否则它们就将失去很大一部分收入。太平洋燃气和电力公司,加州控制的最大的公用事业公司之一,已经放弃其大多数矿物燃料来源。按照该公司的女发言人达兰妮-邱所说,其向用户提供的电力中的46%来自矿物燃料,主要是天然气,只有1%来自煤炭。

州和区域性的减少碳排放的努力很明显正在吸引公用事业公司和公众的注意力。“这意味着各个州不愿意等待布什政府的行动”,曾帮助设计东北各州的计划的“自然资源保卫委员会”的一位律师戴尔-勃力克说。

很多科学家、经济学家、环保人士、议员和越来越多的公用事业公司主管都同意,从根本上来说,为了遏止全球变暖,必须采取一种多方面的途径-包括技术,碳交易市场和国家政策。“一种负责任的解决途径应该避免想以单一的魔力‘银弹’来解决一切的办法”,戈尔在其9月份的纽约大学演讲中说。他还引述环保作家比尔-麦克凯本的话,有效的解决答案在于一种“银色大粒散弹”式的方法中-即几种方案的有效融合。

苏珊-莫然是科罗拉多州波尔德市的一位自由作家和新闻记者。

选自 “世界观察”杂志2007年1/2月期