可再生能源能为美国“铁锈地带”带来了怎样的健康效益?
麻省理工学院的一项新研究显示,如果美国中西部和五大湖地区的10个州继续坚持目前的可再生能源标准,将在2030年获得47亿美元的健康效益。麻省理工学院能源与环境政策研究中心的高级研究员兼研究主要作者Emil Dimanchev告诉The Verge,“这项研究表明,可再生能源本身就能通过健康益处令其受益。”
目前已有许多关于与气候变化相关的潜在成本的研究 - 从保护沿海建筑到在更频繁和强烈的风暴之后的重建等。但这项于8月12日发表在《环境研究快报》上的研究分析了美国各州利用更多可再生能源带来的健康效益和财政激励措施。
为什么会有这么大的回报?除了导致地球变暖的的温室气体之外,非清洁能源也会影响空气质量。科学家量化的健康益处是限制接触来自发电厂的细颗粒物质的结果。并且有大量证据表明颗粒物或烟灰如何对呼吸和心血管健康产生不利影响。研究人员将研究重点放在宾夕法尼亚州、俄亥俄州、威斯康星州、密歇根州、伊利诺伊州、印第安纳州、西弗吉尼亚州、新泽西州、马里兰州和特拉华州的原因之一是因为该地区的空气质量往往较差,这主要是这些地区更加依赖于煤炭等传统能源。2016年,煤炭发电占铁锈地带(Rust Belt)电力构成的42%。
但如果这些州转向更多可再生能源,空气质量将会提高。这可能也会减少生活在那里的人们患肺癌,心脏病和中风的风险。研究人员说,如果目前的标准被采用,还可以减少与那些健康的影响,这预计将在2030年获得47亿美元的健康效益。一些医学研究人员称之为采取行动应对气候变化的协同效应。
为了达到47亿美元的数字,研究人员专注于各州目前的可再生能源组合标准,这些政策要求公用事业公司从可再生能源中产生一定比例的电力。这些州的平均目标现在设定为13%。但如果该地区的州将其可再生能源发电的比例提高到19.5%,那么2030年的健康效益将达到135亿美元,而成本将达到58亿美元。
麻省理工学院的团队战略性地利用当地的措施,即使特朗普政府取消了对燃煤电厂行业的严格监管也可以采取措施。特朗普政府正面临22个州和7个地方政府提出的大规模诉讼,质疑他的“负担得起的清洁能源法案”,这将削弱煤电厂的排放标准。
Dimanchev在六月份对俄亥俄州参议院的研究报告进行了分析,因为它在讨论是否推迟其可再生能源组合标准。从2030年开始,完全抛弃标准将导致每年平均50人过早死亡。俄亥俄州州长Mike DeWine最终签署了一项法案,该法案没有完全消除这些标准,但却显著放宽了限制。“这对健康的负面影响将是巨大的,并且与我们估计完全废除的数字相差不远,”Dimanchev说。
二战以后,美国工业及交通业迅猛发展,能源消耗量激增,大气污染严重,当时不吸烟的人也会患上严重肺部疾病。自此,美国开始防治大气污染的进程,通过制定法律、建立监管机构、提高技术水平、采用经济激励、调动公众参与等措施逐步改善了大气环境。
完善法律框架,权责明晰
美国为了防治大气污染制定了非常完善的法律框架。美国大气污染防治的法律法规包括联邦、州、地区、地方政府四个层次,每一层次的法律法规都明确规定了各级政府在治理空气上的权限和职责,各有侧重,层层衔接,形成了一套完整、全面、适用于空气治理的法律体系。
美国针对大气污染颁布了多项立法和修正案,是防治大气污染的基本依据。1955年制定了第一部联邦大气污染控制法规《空气污染控制法》,之后又出台了《1960年空气污染控制法》《1963年清洁空气法》《1965年机动车空气污染控制法》《1967年空气质量法》,1970年出台了具有重大意义的《清洁空气法》,1977年、1990年又对其进行了两次修正。《清洁空气法》是一项全国性的立法,具有广泛的约束力,由联邦政府制定空气质量标准,制定车辆的认证、检测、减排配件应用、燃料生产标准等多项制度。该法案是环境保护署开展行政管理的依据,赋予了环境保护署对污染大气的行为提起民事和刑事诉讼的权利。
建立机构机制,进行联防联控
美国成立专门监管机构进行大气污染防治。1970年出台《清洁环境法》的同时,联邦政府层面成立了环境保护署(EPA)。环境保护署通过制定全国的环保法规,提供资金和技术支持等,致力于环境问题的改善。每个州和地区按照环境保护署法律政策的规定,都有清洁空气的标准,定期提交空气质量“达标”的详细实施计划。如果有州政府没有完成计划,环境保护署将采取强制性措施,确保空气质量达标。
美国搭建联防联控管理机制,对大气污染进行全盘整合式管理。首先,联邦政府部门之间相互协调配合,进行空气治理。如能源部、环境保护署等不同的机构和部门会推出各具特色的空气污染治理项目,相互配合进行空气治理。其次,构筑大气跨界污染治理体系。环境保护署将美国各州划分成10个大区,每个大区设立区域环境办公室,对所辖大区的综合性环保工作进行监督,执行联邦的环境法律、实施环境保护署的空气治理项目,协调州与联邦政府的关系,以促进跨州的区域性环境问题的解决。再次,建立跨区域空气质量管理机构,共同应对空气污染。加州成立的南海岸空气质量管理局(SCAQMD)具有立法、执法、监督、处罚等职权,通过强制执行和监控、技术改进、宣传教育等多种方式协调开展工作,保障了南海岸的空气质量达标。
采用经济手段,建立排污权交易体系
美国在大气污染防治过程中,最有特色的是利用市场经济手段控制污染排放,建立了排污权交易体系。美国是一个市场经济高度发达的国家,20世纪70年代以来,环境保护署借鉴了水污染治理的排污许可证制度,对大气污染企业进行管理,因不同所有者之间排污权的交易必须是有偿的,排污权交易市场应运而生,逐步建立起以气泡、补偿、银行、容量节余为核心内容的排污权交易体系。
最初,一个工厂内部的多个排污口之间可以相互调配,只要工厂的排污总量未超过规定标准就不算违规,后来范围扩大到同一公司不同工厂之间,甚至同一地区的不同工厂。最开始,排污交易只在部分地区进行,涉及二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、一氧化碳和消耗臭氧层物质等多种大气污染物,交易形式也是多样的,为后来全面实施排污权交易奠定了基础。1990年《清洁大气法修正案》通过后,联邦政府开始实施酸雨控制计划,排污交易主要集中于二氧化硫,在全国范围的电力行业实施,并制定了可靠的法律依据和详细的实施方案,成为迄今为止最广泛的排污权交易实践。
排污权交易制度充分发挥了市场的功能,既可以刺激技术落后的企业努力改进技术,减少排污量,又可以给治理成本比较高的企业留出交易空间,通过排污权交易体系获得排污配额,满足排污需求。
提高技术水平,转变生产方式
加强科学研究,提高认识和治理大气污染的水平。科学研究不仅是科学制定大气污染防治法律和政策的需要,也
是顺利、有效实施相应法律和政策的需要。环境保护署的主要任务之一就是研究造成空气污染的原因及应对方案,科学家的研究让公众日益了解到大气污染的危害和真正成因。人们逐步达成共识,工业文明下的生产和生活方式造成了大气污染,从而开始对汽车尾气排放和燃料生产进行限制。此外,针对各种污染大气的污染源都具有较为成熟的处理技术,如燃煤电厂的脱硫、脱硝、除尘等,先进的机动车排放控制技术结合清洁的燃油,能去除机动车尾气中的绝大部分污染物。
提高技术水平,提高大气污染监测标准。伴随着技术水平的提高,对于大气环境的监测标准也相应提高。针对pm2.5等空气污染物的标准制定是美国治理空气污染的科学保障,自1997年开始,美国开始将颗粒物细分为细颗粒和粗颗粒分别监测。因为pm2.5属于可吸入肺的颗粒物,对人体健康影响很大,美国于2006年还更新了pm2.5含量的新标准,由先前的每立方米65微克下降为每立方米35微克。
转变生产方式,经济转型升级。奥巴马政府积极推出“清洁能源和安全法案”,鼓励资本投资清洁能源和可再生能源的开发和利用,提高能源使用效率,逐步转变依赖石油煤炭的生产方式。
信息公开,公众积极参与
首先,政府信息公开,公众可以随时获得关于空气质量的信息。环境保护署在网站上适时公布空气质量指数,环境信息的公开给了民间组织推动监测标准提高的机会。环保局和其他机构合作设立了“空气质量指数”,向公众提供有关地方空气质量以及空气污染水平是否达到威胁公众健康的及时、易懂信息
其次,公众环保意识增强,对大气质量有更高的要求。在经济快速发展基础上,公众开始对生存环境更加关注,对大气质量有更高要求。1970年4月22日,2000万民众在全美各地举行了声势浩大的游行,促成了1970年联邦《清洁空气法》的出台。
再次,公众积极参与民间诉讼,环保型公益组织发挥重要作用。20世纪60年代,生态危机的加剧、民权运动的兴起让美国公众的环境保护意识空前觉醒,70年代以来,美国公众参与空气质量诉讼案件有几百例,环保型公益组织发挥了日益重要的作用,每一次空气质量监测标准的提升,背后都有民间组织和公众起诉政府的司法推动。
除了15个州以外,煤炭、天然气或液态石油是2017年美国国内使用最广泛的发电燃料。
使用化石燃料的发电站仍然是大多数州最常见的电力来源。除了15个州以外,煤炭、天然气或液态石油是2017年美国国内使用最广泛的发电燃料。自2007年以来,煤炭作为最普遍的发电燃料的州数出现了回落,天然气、核能和水力发电已经获得了更多的市场份额。
在2017年,煤炭在18个州中提供了最大的发电份额,而2007年则为28个。天然气在16个州中占有最大的份额(2007年为11个)。
石油仍然是在一个州的发电份额中占比最高—夏威夷—2017年提供了州内62%的电力。对美国整体而言,2017年天然气提供了32%的发电量,略高于煤炭30%的份额。
除了化石燃料,核电提供了9个州最大的电力来源,高于2007年的6个。从2007年4月起,水电一直是6个州最普遍的电力来源。
水力发电原本是唯一的可再生能源发电来源,在美国各个州可再生能源发电中占据第一位。
扩展资料:
作为世界上最大的核电生产国,美国生产的核电占全球核发电量的30%以上,占美国发电总量20%。不过,美国几乎所有核电产能都是在40年前批准投产的,现有反应堆正陆续退役。
传统的核电投资大、安全要求高,很难与低成本的天然气和受政府补贴的风电竞争,但美国核电一直在寻找新的发展方向。
美国的商业反应堆多为私营公司所有,整个核工业的私人参与程度远高于其他国家。由于核电投资大、回收周期长,很难与低成本的天然气和受政府补贴的风电竞争,加之对安全防护要求不断升级,也成为核工业开发创新的绊脚石。
参考资料来源:中国网-2030年世界电力需求将翻番美国核电产业正在寻求突破
8月中旬,美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告, 由于电网吃紧,需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出,引发关注。正值美国大选之际,这一话题瞬间被政治化。据媒体报道,停电事件中,超过100万人失去了电力供应。
目前的初步原因汇总显示:停电是多种概率事件同时发生造成的,其中包括天然气机组的宕机;高温天气跨区联络线过热限流,部分老化线路容量不足;风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。
上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月,发生多次停电,其中一次影响150多万客户,其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。
加州州长纽森(Gavin Newsom)强调,加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果,因为太阳下山之后或无风时,无法发电。他承诺释出更多能源,也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示, 由于过去几天创纪录的高温,用电需求大增, 曝露 出可再生能源的不足。
光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底,美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦,占美国光伏发电总装机容量比例约36%,居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。
在高比例光伏发电接入的情况下,加州净负荷曲线为“鸭型”曲线,即负荷曲线在中午前后到达低点,在15时之后开始上升,负荷曲线峰谷差大,这为加州电力调度带来困难。
为此, 加州一直非常重视需求响应发展,通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性,以解决电力供需矛盾。 然而,此次罕见热浪袭击加州,加之疫情影响,居民大多居家,空调负荷等温度调节负荷激增,大大激化了原有的电力供需矛盾。
本次加州轮流停电事件一方面说明, 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性,对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下,亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究,完善电力系统稳定计算标准体系,突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈,提高电网仿真分析能力,支撑深度认知电网特性。
另一方面,本次加州轮流停电事件中,高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织,充分表明在电网安全运行中,考虑单一因素具有一定的局限性,多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素,确保供电可靠。
随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展, 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索,在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究,我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦,通过相关政策、机制挖掘这些资源价值,意义重大。
电力服务具有普惠特点,涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中,电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担,对经济 社会 发展造成巨大影响。
反观国内,在防控新冠肺炎疫情期间,电网企业主动担当,坚决执行国家降低电价政策,有力支撑“六稳”“六保”目标实现,充分体现出我国的制度优势。可见,我国电网 健康 发展需要坚持制度自信,发挥“六个力量”,为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。