为什么美国负担不起“上述所有”的能源政策

这是一个可靠的说法:政客和专家们想让自己听起来像清洁、安全、可再生能源的支持者,同时却坚持使用化石燃料和核能等肮脏、危险的能源,他们会夸夸其谈地支持“所有这些”来掩盖自己的资产。

"以上所有"显然起源于美国石油学会的大型石油说客20多年前,新兴的可再生能源行业开始挑战煤炭和石油。现在,可再生能源的成本直线下降;聪明的投资者、支持清洁能源的工业和公用事业;拜登总统承诺到2030年将碳排放量减少一半,这群人又开始行动了。

但在他们关于多样化、过渡燃料和可再生能源的限制的说法背后,有一个显而易见的事实:我们负担不起。

上述所有的能源战略都是一个资金消耗,将从纳税人、公用事业纳税人和其他消费者那里消耗数千亿美元。更重要的是,气候影响据这家全球保险业巨头称,全力发展清洁能源——飓风、沿海城市水灾、干旱、野火、致命热浪、农作物减产等等——到2050年可能会使美国经济每年损失近2万亿美元瑞士再保险。

上述所有化石燃料行业战略的核心是碳捕获技术,无论是附在煤炭或天然气工厂上,都可以阻止二氧化碳污染大气,或者直接从空气中去除二氧化碳。但无论捕获的碳是用于生产更多的燃料还是储存在地下——统称为碳捕获利用和封存(CCUS)——如果没有纳税人和纳税人的巨额补贴,仍然未经验证的技术都无法开发或运行。

这已经是核能的故事了。在美国核工业70年的历史中,有数千亿美元的联邦补贴和各州紧急援助,巨额的成本超支转移到公用事业纳税人身上,每年还有数亿纳税人用于储存放射性废料。核电行业目前的幻想是开发新一代被认为更便宜、更安全的“先进”模块化反应堆,但不出所料,成本超支已经阻碍了这一目标的实现。

那些吹捧CCUS或“先进”核能是继续使用这些过时能源的一种方式的人,对清晰的市场信号视而不见。煤炭不再被需要,而且提供电力过于昂贵,天然气也面临同样的命运,而核反应堆的建设和运行成本通常要比预期多出数十亿美元。

不管有没有支持者声称的未经证实的未来技术,化石燃料和核能都在一个不可避免的终点并行的进程中:

  • 他们将无法在公开市场上与可再生能源、电池储存、能源效率和其他清洁能源进行竞争。
  • 实施CCUS和“先进”核能就算能成功,对应对气候紧急情况也为时已晚。
  • 追求这些目标将给纳税者和纳税人带来沉重的经济负担。

化石燃料和核能的现有经济

市场和能够预见未来的公用事业公司基本上已经放弃了煤炭。先是因为天然气过剩,最近又因为越来越便宜的可再生能源,现在供应的电力不足美国电力的五分之一。摩根士丹利(Morgan Stanley)预计煤炭消失到2033年从电网中撤出。

自2008年以来,对三分之一许多美国燃煤电厂已经关闭。因为剩下的那些对于维持电力系统的可靠性来说越来越没有必要了,公用事业公司越来越少地使用它们。2011年,美国燃煤电厂的平均发电量接近额定容量的70%能源信息管理局目前,煤电厂的平均产量仅为产能的40%。当煤电厂以较低的产能运行时,运营成本会增加,导致电厂进一步关闭。

煤炭的衰落还将继续。无党派研究公司最近的一份报告能源创新发现80%的美国煤炭船队要么不经济,要么即将关闭。这对纳税人来说是个好消息,因为维持它们运行需要付出巨大的成本:

  • 北印第安纳服务公司他们发现,关闭燃煤电厂,用风能、太阳能和电池储能取代它们将在30年内为纳税人节省40亿美元。
  • A 2019年Strategen分析他说,关闭科罗拉多州所有10家燃煤电厂将为客户节省近17亿美元,而使用风能将为客户节省14亿美元。
  • 忧思科学家联盟报告称,2018年,15个州的纳税人支付了3.5亿美元的溢价,因为公用事业公司在廉价发电的情况下运行不经济的煤电厂。
  • 俄亥俄州立法服务委员会据估计,为两家不经济的燃煤电厂纾困,纳税人每年将花费近2.6亿美元。

天然气

在过去的十年中,水力压裂技术的蓬勃发展产生了大量廉价的天然气,导致燃气发电的使用量增加了近25%。但随着可再生能源和蓄电池成本的大幅下降,这种情况正在迅速改变。据报道,在过去十年中,公用事业规模的风能和太阳能的成本分别下降了90%和70%Lazard而电池的成本则降低了89%美国清洁能源协会。

尽管最近天然气产能有所增加,但大型天然气厂的利用率平均而言,在60%以下比2010年的煤炭价格还要低。分析师RethinkX随着风能、太阳能和电池成本的持续下降,项目进一步急剧下降,导致到2035年天然气发电厂的平均利用率仅为10%。

和燃煤电厂一样,随着天然气电厂的使用减少,它们的运营成本也变得更高。但是,由于国家监管机构保证垄断公用事业公司在大型资本项目上的投资回报,一些目光短浅的电力公司就成了继续推进建造更多天然气工厂的计划。

这对他们的客户来说是个坏消息:落基山研究所(Rocky Mountain Institute) 2019年的一项分析发现,纳税人将几乎负担不起300亿美元的额外成本如果计划中的天然气工厂建成,因为清洁能源会更便宜。

原子能的

从1948年到2018年,核电几乎得到了1100亿美元用于研发的纳税人资金。尽管核电行业大肆宣传新设计将降低成本,但核电仍然是一个资金坑。

保守估计,自1972年以来,纳税人和纳税人因核电取消、成本超支和救助而付出的额外成本远远超过3500亿美元。

估计自1972年以来美国核能的额外成本

从1972-1984年取消的额外成本 400到500亿美元
费用超支(1972-1984年) 1500亿美元
国家层面的放松管制救助(1990年代末至2000年代中期) 1100亿美元
费用超支(2005年至今) 540亿美元
国家救助(正在进行) 140亿美元
总计 368 - 3780亿美元

资料来源:EWG,来自忧思科学家联盟的相关报告、新闻文章和监管文件

目前唯一在建的新核反应堆也收到了120亿美元的联邦贷款担保,但他们是比计划晚了5年,成本原来估计的两倍而持续的延误也让纳税人付出了代价每月2500万美元.纳税人也在慷慨解囊每年5亿美元用于储存核工业的有毒高水平核废料。国家救助让纳税人付出了代价每年30到90美元不等R,取决于状态。

未来技术的虚假承诺

碳捕捉将会捕获纳税人和纳税人的钱

从2010年到2018年,美国能源部(DOE)一直在进行监管50亿纳税人的钱投入碳捕集技术的研发。超过60%的资金用于燃煤电厂的碳捕获。和不包括34亿美元在2009年的经济刺激方案中抛出了技术问题。

2008年,国会通过了一项税收抵免每吨二氧化碳20美元2捕获和隔离,每吨10美元用于使用一氧化碳2为了迫使更多的石油从地下开采出来,这个过程被称为提高石油采收率。2018年,该信贷升至每吨50美元,提高采收率为每吨35美元。这两种补贴都将随着通货膨胀而增加。即使在十年的税收抵免之后,加上近100亿美元自20世纪70年代以来,在研究和发展资助以及试点和示范项目方面国会研究服务结论是CCUS的商业部署成本仍然过高。

但一些国会议员希望继续增加开支。

今年3月,以明尼苏达州参议员蒂娜·史密斯(Tina Smith)为首的议员提出了一项法案增加信用为公司2经通货膨胀调整后,储存在地下的费用为每吨150美元,提高采收率的费用为每吨75美元。去年12月,德克萨斯州众议员马克·维齐(Mark Veasey)提出了规模,提议在未来五年内花费约50亿美元用于运输和储存CO2用于燃料。

这些成本仍然只是沧海一粟。

一个2017年美国能源部的报告估计运送了1亿吨高压一氧化碳2到2030年,将需要修建1000英里的管道。使用美国石油协会2017年的估计天然气管道的平均成本约为每英里530万美元环境保护署2018年的平均成本估计为公司2管道的成本要高出约3%,相当于1000英里二氧化碳的成本2管道基础设施将在550亿美元或更多的范围内。

加州大学圣迭戈分校(University of California at San Diego)、渥太华卡尔顿大学(carlton University)、伦敦帝国理工学院(Imperial College of London)和布鲁金斯学会(Brookings Institution)的研究人员最近进行的一项研究发现,在全球范围内,超过80%的碳捕获和封存项目已经完成取消了在美国,建筑成本和营收预期疲弱是主要因素。研究人员得出结论,这些障碍只能通过更多的补贴、税收抵免和其他财政激励措施来克服。

直接空气捕获,或DAC -吸CO2从大气中,独立于煤炭或天然气工厂,也将是昂贵的。

在2019年,能源创新说,尽管去除一吨CO的估计成本2它仍然是“一项庞大而昂贵的事业”,除非世界各国政府对碳排放制定高价格,“否则就不会形成一个以所需规模推动DAC部署的市场。”

“从根本上说,”能源创新公司说,“是为了避免加入一氧化碳分子2飞到空中……从化石燃料转换到风能或太阳能要比重新提取分子容易得多。”

碳捕获对燃煤电厂成本的影响

在美国,首次尝试在一家煤电厂展示一个大规模的碳捕获项目是一次代价高昂的失败。2017年,休斯敦附近的Petra Nova煤电厂开业时,它是世界上仅有的两家CCUS发电厂之一。它耗资10亿美元,而被捕获的公司2用来榨油。但是,当全球石油需求下滑,Petro Nova CO .的市场也是如此2,碳捕获系统于2020年7月被封存。

石油需求继续下降。尽管如此,一个规模是新Petro Nova三倍以上的CCUS项目正在考虑之中新墨西哥州。

圣胡安发电站计划于2022年6月关闭。其运营商新墨西哥公共服务公司发现最具成本效益的选择将用太阳能、风能、电池存储和天然气资源取代工厂的设备。

但附近的法明顿市希望避免煤炭工作岗位的减少,希望接管该厂,将其运营移交给一家名为Enchant的私营公司,并将其改造成世界上最大的CCUS燃煤厂。

一份由能源经济和金融分析研究所该机构估计,该项目(不包括征地等基本的重大成本)的成本可能高达最初估计的约13亿美元的两倍多。根据生产一千瓦电力的成本计算,佩特拉Nova项目的成本是开发商估计的三倍多。

通过出售CO来赚足够的钱2为了获得联邦税收抵免,圣胡安必须有很高的利用率。IEEFA注:开发人员假定容量因数为85%。但在2019年,需要改造的机组利用率降至50%以下。

此外,IEEFA还估算了CO的运输成本2通过管道的价格将几乎相同的CO2用于采油,进一步侵蚀了项目的经济效益。

IEEFA称:“Enchant宣称,它可以扩展并改善得克萨斯州佩特拉诺瓦碳捕集项目存在问题的性能,这只不过是毫无根据的猜测。“毙了。”

碳捕获对天然气工厂成本的影响

显然,随着可再生能源成本的下降和可再生能源使用量的增加,天然气生产的经济性将继续恶化。增加碳捕获设备只会让情况变得更糟。

一项2020年的研究可持续工程与建筑环境学院亚利桑那大学估计,将碳捕获设备附加到天然气工厂将增加大约60%的成本。这将使那些经过改造的天然气发电厂的运营成本与现有的燃煤发电厂一样高Lazard

天然气发电厂的利用率已经达到了一个临界点,即碳捕捉在财务上是不可行的。一项2018年的研究卡内基梅隆大学泰珀商学院研究发现,在40个州分析的近500家天然气工厂中,超过60%的工厂的产能系数低于50%。在该国的一些地区,无补贴的太阳能加储能已经与天然气发电厂竞争,利用率低于50%。

唯一途径提高天然气和碳捕获的经济是转变几乎整个的化石燃料行业的商业风险——通过纳税人支付工厂建造,限制可再生能源输出让燃气电厂运行时间,并增加补贴。

智库RethinkX认为,天然气厂的利用率将继续下降。,在其2035年的报告加利福尼亚大学的戈德曼公共政策学院(伯克利)表示,我们可以通过增加可再生能源和储存量、保持核能发电量、增加能源效率投资、以及将天然气利用率降低到全国总发电量的10%来达到2035的90%清洁能源。而不是增加其容量。

新天然气电厂的碳捕获在财务上更具挑战性:

  • RethinkX计算出,新天然气厂的寿命成本实际上比能源部估计的高60%。随着可再生能源和能源储存成本的下降,这一差距将进一步扩大,到2030年,新天然气厂的生命周期成本将增加5倍。
  • 的分析国际环境法中心研究发现,在联合循环天然气厂中添加碳捕捉技术,可以使其寿命成本增加60%以上。
  • 将Requirex分析的额外成本添加到新的天然气发电厂中,将使今年上线的发电厂的生命周期成本增加到太阳能发电厂的近三倍,风能发电厂的2.5倍。

“先进的”模块化核技术

据英国《每日电讯报》报道,所谓的模块化核技术与大型机组一样,也面临着同样的财务障碍Arjun Makhijani和R.V.Ramana的一篇文章EWG。Makhijani是能源与环境研究所所长,Ramana是英属哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院教授。他写道,唯一可以在未来10年部署的模块化核设计仅在开发阶段就出现了30亿美元的成本超支,可能还会出现更多预算超支,第一个试点项目至少要推迟到2030年。

该技术的支持者指出,这些装置的规模和大规模生产小型装置的能力将超过其规模经济的缺乏。但是,Makahajani和Ramana说,这就造成了一个鸡生蛋还是蛋生鸡的局面——没有大规模订单就没有大规模生产供应链,但没有供应链就没有大规模订单。即便如此,开发商仍将不得不设计多个单元的设施,以达到规模经济,从而增加项目成本。

启动模块化核能市场的困难是2018年的一个重点卡内基梅隆大学工程与公共政策系《美国国家科学院院刊》发表的分析报告。这组作者发现,模块化单元不会有很大的市场,他们说,仅仅是为这项技术注入商业活力,就需要数千亿美元的补贴。

从全球来看,这种体验也不是积极的。

一些模块化装置正在运行或正在建设中俄罗斯,中国阿根廷.然而,它们都有大量的成本超支。目前全球共有26个模块化核项目核能机构经济合作与发展组织(oecd)的三个项目正在建设中,其中两个在中国,一个非常小的项目在阿根廷自2014年以来.其他大部分都在设计阶段。

“先进”的核设计也处于同样的财政困境。2018年的分析美国国家科学院院刊结论是,在本世纪中叶之前,任何新设计都不可能进入市场。根据一份报告原子科学家公报在过去60年里,所谓的增殖反应堆已经获得了1000亿美元的公共发展资金,但一直没有启动。

底线

上述所有措施并不是实现经济脱碳的现实策略,而是以纳税人和纳税人高昂的代价维持昂贵、肮脏和危险的化石燃料和核能使用的计划。在没有成功保证的情况下,将花费数十亿美元开发CCUS和“先进”模块化核反应堆等未经证实的技术,将从我们知道会奏效的清洁、可再生能源解决方案中转移资源,因为它们已经在发挥作用。

最可行的选择是迅速淘汰燃煤发电厂,同时稳步减少天然气发电厂的产量,直到它们完全被清洁能源所取代,同时或随后逐步淘汰现有的核电能力,这对纳税人和纳税人的财政和环境风险最小。

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