美国能源安全的战略抉择(中)

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  近期应对这些挑战政策规划主要主张:(1)进一步增加美国国内石油供应,(2)通过提高能源利用效率来降低美国石油生产,(3)发展和改进新能源以取代石油消费。在这一分析框架下,我们挑选了每一组中一系列代表性的政策规划来分析其潜在影响,我们既单独分析也整合起来分析。

  自从2011年1月以来,共和党成为众议院多数党以来。国会中的共和党议员就将提高国内石油产量作为其最高的立法目标。共和党领导层一直专注于将位于墨西哥湾(GoM)石油和天然气的租赁和钻探开发拉回到泄露之前的水平上。2011年3月,白宫签署了三项旨在达成这一目标的法案:重启美国近海租赁法案(美国众议院2011),重启墨西哥湾法案(GPO 2011a),驳回奥巴马暂停的海外租赁业务法案。然而众议院相应的法案,2011海外安全生产法案,却由于缺少的支持而流产。白宫的议案吸引了21到33位议会中态度中立的议员,而且占多数的参议员也已经签署了缩减版的白宫法案。

  由于法案适用的范围和评估期对于墨西哥湾石油和天然气开采的影响微乎其微,我们并不是特别需要选择简单地通过租赁和许可的方式使得原油开采量和墨西哥湾的开采成本回到原来EIA的标准。与之相反,我们该设置一个合理的上限,使得任何法案的每一部分都可以实现。

  墨西哥湾的中西部地区是美国本土之外唯一准许进行新的开采和勘探的地区。在深海爆炸之前的一个月,奥巴马政府宣布开发北阿拉斯加大西洋沿岸和墨西哥湾东部(Broder 2010)。然而原油泄漏事件之后,奥巴马政府暂缓了这两个地方深海钻探的行动,并取消了租赁和出售弗吉尼亚海岸的计划(Straub 2010)。在众议院通过的、驳回奥巴马暂停海外租赁业务法案和没有在参议院通过的2011海外安全生产法案,这给了大陆架外缘计划更多的发展机会,而不是奥巴马的重新钻探计划。矿产管理局(现在是海洋能源管理局的一部分,受起监督)估计约有25亿通原油和75亿立方英尺的天然气储量(BOEMRE2006)。根据对法案影响的估计,我们调整了国家能源环境影响评价的系统的使用性。

  然而目前停止勘探和生产的大陆架外援的估计储量充满着不确定性。由于境外渠道的增加,美国本土的产能正在提升,我们也在2011年度能源观察中指出,美国能源信息署所探明的大陆架外援储量是目前的两倍。

  除了开采新的油田之外,我们也能够最终靠提高现有油井的开采量提高本土产油量。强化型采用技术较之传统的开采技术至少为企业提升10%到40%的产量。最强劲的采油技术是向油田内注射蒸汽和天然气,使得原油能更加容易涌到地表上。经常被用来注入油井的二氧化碳目前主要来自于储液罐或者工业设施,可以无偿获取。火电厂是美国最大的二氧化碳排放源,但这些电厂却没有配备可以捕捉用来提升产油量的二氧化碳装置。比如在2009年众议院通过的美国清洁能源和安全法案,和2010年进入参议院讨论的美国电力法案等等,都从经济上促进了现有燃煤电厂碳捕捉和封存技术的改造和新建环保电厂的建设。EIA关于美国电力法案的分析指出,由于法案的效果,到2035年51到105千兆瓦的火力发电厂会得到升级。碳捕获技术的应用会使美国的石油产量提升80到100万桶/日。

  2010年中期选举之后,排放总量管制交易法案通过参议院,并且能让总统看到的概率很小。但是在国会中两党对碳捕获与封存技术立法都有相当的兴趣(美国参议院2011)。最富雄心的动议都在推动碳捕获和封存技术的部署。我们最终选择分析的碳捕获与封存法案是由西弗吉尼亚州众议员John Rockefeller和现已退休的俄亥俄州共和党众议员GeorgeVoinovich(Rockefeller 2010)推动。这一法案为碳封存与捕获的示范项目筹集了200亿美元的资金。不过有一个附加条件,就是要降低化石燃料所发电的电力价格。这项法案也会给配备碳捕获与封存的发电厂和工业设施的建设提供200亿美元的贷款担保,以及对藏在地下的二氧化碳的税收减免,包括用于加强原油开采技术的那部分。总的来说,法案旨在推动建设和改进82兆千瓦碳捕获与封存型发电厂免受总量管制与交易制度的限制。

  2010年5月,奥巴马总统签署了一项备忘录,要求环境保护署(EPA)、国家公路交通安全局(NHTSA)在大气清洁法和2007年的能源自主及安全法的基础上,为重型汽车发展温控制室气体和燃油排放的经济性标准。当年11月,环境保护署和国家公路交通安全局发布了他们的涵盖2014年到2017年的建议规则,然而总统的备忘录要求最终版的规则要在2011年7月30日之前发布。环境保护署在2011年度能源展望上预测了重型汽车规则的影响(EIA 2011a)。最终的规则并没有能及时出现在这份政策简报中,我们接受了环境保护署的方法与假设。

  在2010年五月同一份备忘录中,奥巴马总统还要求EPA和NHTSA开始拓展轻型汽车(LDV)2012到2016温室气体和燃料经济标准直到2025年达成标准。作为对总统的回应,EPA和 NHTSA (2010b)联合发布了2010年9月30日立法目的概述和临时的技术评估报告,这一报告数据显示这个机构试图在2017到2025车型年(modelyear)中去提升公司燃料经济性的中等水准(CAFE)3%到6%。伴随着这个计划的HDV规则,EIA计划拟定一个2017到2025的LDV规则作为2011年度能源展望一个案例。EIA探索了3%到6%的CAF 标准,旨在包含最终规则的结果范围。伴随着HDVs,这里已经包括了EIA的方法和假定。

  然而美国石油需求主要来自于交通运输,6%的石油被用于居民和商建筑(EIA 2010a),奥巴马总统签署了一个更好的节能建筑计划,并指出节能建筑的潜在意义。(White House 2011a)这一计划旨在通过税收优惠、低成本融资、工人培训和创新奖项来使得商业建筑的能源效率到2020年能提升20%。

  在当下的科技以及低成本的情况下,这个节能改进计划是可行的。(Houser 2009)。经济上的壁垒,例如信息的缺乏或者是授权问题等非经济问题以往都是节能建筑改进计划最大的挑战。当基于现有的信息没有很好的方法去评估时,我们大家可以假定2020年的目标能达到,然而去阐释这一节能建筑改进计划对美国能源安全以及其他政策决定的影响。

  现有关于能源安全议题讨论严重忽略了对生物能源的开发利用的计划。这有两个原因,一个是现有的政策已经很完善。再次生产的能源标准((RFS))产生于2005年能源法案,并在2007年的能源独立和安全法案中得到强化。这个规定要求到2020年每年要有360亿加仑生物燃料要被用于国内交通能源中,然而只有150亿加仑能够最终靠传统的生物然而例如玉米乙醇来获得,在剩下的210亿加仑中,160亿加仑来自纤维素乙醇,50亿加仑来自于强化非纤维素燃料,包括生物柴油。

  虽然传统和强化非纤维素燃料与RFS授权同步发展,到那时研发和生产纤维素乙醇燃料产业却大大落后与RFS中激进的目标。结果就是,EIA被迫放弃对于纤维素乙醇燃料的授权(作为立法允许)。在2011年,EIA在2011年度能源展望中将纤维素乙醇的目标产量从2.5亿加仑降到6600千万加仑(EPA2010)

  EIA预测因为纤维素乙醇生产的之后,美国只能完成360加仑中的260亿的再生能源授权目标。第二,因为国会目前重点关于削减国家财政赤字,所以纳税人支持的生物燃料计划可能会遭受冲击。2011年6月16日,参议院投票废除体积乙醇的税收减免以及乙醇进口关税(E&E News 2011)。当时计划还没有被线妥协税的一部分。进一步看,一些共和党参议院正试图削减联邦政府对汽和车和乙醇基础设施的资助。

  较之上述的这些收回成命,政府和国会议员都希望的一种提高生物燃料的政策支持,即强化技术的研发。2011年3月发布的未来能源安全蓝皮书,白宫呼吁在未来两年中四类纤维素燃料的生物炼制建设(White House 2011c)。作为对生物燃料研发所能提供的效果的上限估计,我们分析能源安全对于能够完全满足现有的RFS目标的足量可用纤维素燃料的影响。

  非传统的天然气资源,例如页岩气近些年正在急剧地改变美国能源的格局,并且有效地降低了目前和未来天然气的成本。EIA2009年年度能源展望预计,到2020年,国内天然气产量将达到19.7万亿立法英尺,天然气现货价格将达到7.7美元每百万英热单位。

  两年后,EIA修订了其2020年天然气预测,它认为天然气产量提升了20%而价格却降低了35%。美国石油和天然气的价格已经产生了前所未有的差距,这促使政策制定者和企业家探索在交通系统中利用天然气替代石油的可能性。一些议案关注着激励液化压缩天然气在重型标准汽车中的应用,例如长途卡车。我们会需求2011美国新替代性运输解决方案来(也被称为NAT GAS方案)。在2011年6月,这项法案在参议院一共有186人联署,是近年来关于对于天然气在运输方法最具前瞻性的法案。这个发凡还增加了对天然气汽车使用和购买、传统汽车向天然气汽车的转换以及天然气加气站的安装等的税收补贴。

  在这项法案的影响下,去估计现有能够享受天然气设备转化税收补贴政策法案的重型汽车数量富有挑战。所以我们决定分析天然气汽车的两个政策假设。一个是向天然气的转型没有成型,但我们接受了EIA 关于汽车的燃料偏好以及供给限制,另一个是2017年税收优惠失效时已经有10%的汽车已经实现了天然气的改装,而且汽车的燃料偏好和供应限制也得到了某些特定的程度的缓解。这会给咱们提供对于这项立法潜在影响的合理估计。

  除了将用生物燃料或天然气作为交通运输的替代能源,白宫和国会对于研发电动汽车也有强烈的兴趣。在2011年的国情咨文中,奥巴马总统设置了一个目标:到2015年要有150万俩车上路(WhiteHouse 2011b)。政府还重点投资了电动汽车研发和强化电池的延长贷款担保。近年来,一系列的电动汽车法案被引入国会,其中的大部分都集中于近期的研发与部署。

  为了在与提高车辆效率和天然气汽车计划相似的时间范围内选择一个电动汽车计划,我们分析了电气化联盟的电气化路线)。这一路线年,政府要提升和扩大购买电动汽车的税收优惠,以及电动汽车制造商的贷款担保和公共充电站以及电网基建的全新税收优惠。

  未来的电池成本和消费的人对电动汽车的接受度都充满着相当的不确定性。就像天然气汽车一样,我们利用两种政策假设来确定其潜在部署的上限和下限。个人会使用EIA现有对于未来的假设。

  现行的政策只能使40万俩电动汽车在2015年上路,这大大低于总统的意愿。电池成本和消费的人意愿会大大低于总统的目标,而且到2035年也只占到汽车总量的2%。我们用阿贡国家实验室的电池成本模型的成本假设,这一模型已经被EIA并入2017-2025轻型汽车效率标准中去 (EPA and NHTSA 2010b) 。我们也改变了消费者偏好参数,这样潜在的买家就更加愿意在同样的尺寸,性能和使用周期上选择电动汽车。

  虽然美国的总量管制与排放交易法案已经不复存在,但是对于碳排放税的关注又渐渐回升,这大部分是因为其潜在的收入提升。2011年财政峰会上,Peter G. Peterson基金会邀请了政治偏好不同的六家智库交流了解决美国财政危机的“综合规划”。其中的四家智库倾向于设置碳排放税,包括保守派的美国企业研究所(AEI)。AEI建议在2013年开始征收碳排放税,到2007年其税率将达到26美元每吨CO2,并且之后每年提升5.6%,我们会分析AEI的碳排放税计划对美国石油生产和消费的影响。

  就像在导言中提到的那样,我们既单个也多个比较了各项计划对美国能源安全影响。这可以向公众和涉及面很广的公共政策提供一个更好的且能轻松实现的建议。然而所有的能源都有安全方面的考虑,我们着重关注的是石油,以及其相关的政策计划。在一些计划倾向于通过创造新的能源安全来提升美国的石油安全,这样一些问题都是我们要讨论和分析的。我们的分析主要运用RHG-NEMS模型,这是国家能源建模系统的一种((NEMS))。EIA将此模型用于其年度能源展望中,当美国国会要求EIA去分析能源与安全立法时,其也运用了这一模型。虽然仍有不足,但NEMS是目前美国能源部门所能运用最具体的模型。而且它还是完全开源的,所以EIA人员对于科技与市场的假设也受到了商界和政界人士的近距离监督。

  然而这些计划都与2011年度能源展望的参考案例相左。这只是美国能源市场进化的一个缩影而已,这一点很重要。这种方法对于评估特定政治团体政策的相对影响十分有用。但是就像其他的预测一样,任何对美国石油进口、汽油价格、能源支出,特别是的绝对值估计都往往有很大的水分。

  美国经济或者国际能源市场中往往存在着一些不可预见的微小变化,这些变化也会对美国能源需求的表现产生重大的影响,我们接受在2011年度能源报告中的科技与市场假定,除了两个案例。在我们的估计增加的海外渠道时,我们接受2011年度能源展望中的可回收石油储备中的高OCS能源案例,在对电动汽车配置的上限估计上,我们运用阿贡国家实验室的电池成本预测。

  在这两个案例中,对政策建议的影响的测量已经使得其。NEMS有能力评估现有政策建议的影响,但是跟我们相关的两个分析却没那么成功。第一,国际油价变动对于美国石油生产和消费的任何影响都很难估计。OPEC可以用控制输出的方式几乎完全抵消美国本土产油量增长和美国国内需求降低所造成的价格下降。即使是无法对OPEC对美国石油供应需求平衡的反应。取决于边际生产所带来的成本之上的价格变革在全球都很普遍,而且这往往充满着变动与不确定性。结果就是所有我们对国际油价的政策计划影响的估计都要十分小心。第二,正如上文提到的,美国非传统石油生产板块的变化也没有非常正确地包含在NEMS的模型中。

  然而目前的发展并不是政策建议的结果,他们没办法改变一个既定的政策对美国石油供需的影响。在对我们得知的讨论中,我们关注美国非传统石油生产,特别是石油紧张时的那些出乎意料的变化。利用美国商会的能源安全风险指数(US Chamber of Commerce s Index of EnergySecurity Risk)来评估每一项政策,我们运用Michael Levi 和 Trevor Houser的方法来评估2010美国电力法案。我们并不是简单评估当下的计划或者是其对于美国消费者和联邦财政预算的整体影响。最近的研究中,像国家能源政策中心和未来资源研究所发布了《走向新的国家能源战略》(Krupnick et al. 2010)一文,此文提供了对不同的能源安全政策相对成本效率评估,尽管此文并没有具体分析我们列举的计划。

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