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天然氣取代煤炭發電尚需時日

2011/9/6 8:51:05       

煤炭又臟又重、難于運輸而且嚴重污染環境。這很大程度上就是為什么奧巴馬政府會提議通過新的法規,要求燃煤火電廠安裝昂貴的洗滌塔、催化轉化器等設備以減少二氧化氮與硫排放量。

這項政策的支持者表示,提高煤炭發電成本將促使電力企業去尋求更加清潔的替代能源。深水平井鉆井與水力壓裂技術的結合使得儲量巨大的頁巖氣的開發成為可能,這將激發燃氣火力發電廠的興起。專家們認為,隨著諸如巴內特頁巖(the Barnett Shale)之類的資源突然之間變得可供開發,這提供了可供北美地區按當前電力消費水平使用100年的能源。

難道煤炭已死?一項最新的計量經濟學研究顯示,事實并非如此。該研究得出的結論是,現有燃煤發電廠中可能轉用燃氣的至多不會超過20%,哪怕美國國家環境保護局(Environmental Protection Agency)促使煤炭發電成本上升,并且天然氣價格無限期保持在當前的低價位。2008年以來,天然氣價格下跌超過了50%,而幾十年來一直穩定增長的電煤產量則仍然在每年10億噸左右。在考察了燃氣到煤炭的交叉彈性”――電力供應商受不同燃料價格相對關系變化的影響從一種燃料轉換成另一種燃料的比率――之后,研究者們表示:

沒有證據表明天然氣開始占主導地位,而將煤炭排擠出能源發電市場。在未來五至十年內――對于企業投資者和聯邦污染治理政策有意義的時間段――有可能發生的情況是,頁巖氣將取代20%的電煤。這與頁巖氣是美國本世紀最重要的新型能源這一夸張說法并不完全相符。

參與這項研究的是一個隸屬于耶魯大學的組織,由能源領域的活躍人士組成:愛德華-赫斯(Edward Hirs),休斯頓大學金融分析家與經濟學教員;羅伯特-埃姆斯(Robert Ames),泰信食品(Tyson Foods)可再生能源經理;安東尼-科瑞多(Anthony Corridore),來自拉法基(Lafarge)集團;還有保羅-麥卡沃伊(Paul Mac Avoy),已退休的耶魯大學前經濟學教授。

他們承認對于轉換率為何如此之低感到困惑。天然氣顯然是一種更加優良的燃料。雖然作為發熱能源的它更加昂貴――目前每產生一百萬Btu(英國熱量單位,1Btu約等于1.06千焦)需要價值4美元的天然氣,而煤炭為2.5美元――但燃氣不需要占地面積巨大的倉庫,可以通過管道輕松實現運輸。如果能源經濟學的歷史規律在這里適用,即產量與儲量呈110的正比例相關,則如儲量增長三倍,從200tcf(萬億立方英尺)增長到800tcf,將導致天然氣產量從20tcf增長到80tcf

作者們總結說,這不會發生,原因有很多。首先,為了將額外的10tcf的天然氣運到發電廠,需要將管道擴寬三分之一。當天然氣價格相對于煤炭價格下跌時,也沒有經濟上的證據可以證明會出現大規模改換燃料的現象。一項由美國能源情報署(EIA)、世界銀行和卡爾加里大學(University of Calgary)進行的從1973年到2007年的調查顯示,煤炭對燃氣的交叉彈性系數只有0.6%,也就是說,天然氣價格每相對煤炭價格下降10%,燃氣發電量只上升0.6%

2008年至今天然氣價格下降50%,導致燃氣發電量增長超過3%。使用另一種計量經濟學的方式得出的交叉彈性系數是大約0.2%,即相對價格每下降10%,燃氣使用就上升2%。兩個結果都使研究者們困惑,考慮到運輸和儲存燃氣相對于煤炭的簡便易行,他們預期中這一變動幅度還要更大。這些研究顯示了用一種能源替換另一種能源的有限的可能性,盡管他們預測將來的能力是受到限制的,因為近年來沒有類似于發現巨型頁巖氣藏這樣的事件發生。

其他的研究顯示,燃氣價格永久性下跌50%,發電燃料的整體轉換率不超過10%。而對于看好天然氣的人來說,希望仍然是有的。2010年瑞士信貸(Credit Suisse)的一項報告顯示,為能符合美國環境保護局的2015年開始的標準,美國3,400萬兆瓦燃煤發電量中的15%,即500萬兆瓦特容量的電廠將不得不被關閉。

另外總容量為1,000萬兆瓦的工廠將需要大規模投資建設洗滌塔等技術以實現減排。但這一開支不是強制性的,因為電廠只要將燃料轉換成天然氣就可以避免這些開銷了。其中最傾向于轉換的是那些煤炭遠期成本加上資本投資的成本大于每百萬立方英尺天然氣5美元――遠期燃氣成本加上新建燃氣發電廠的估計成本。

赫斯等人總結說,最可能被廢棄的是那些投產40年以上、已經完全折舊的6萬兆瓦或7.2萬兆瓦的發電廠,問題是美國環保局會不會出于政治壓力,推遲執行或放棄更加嚴格的排放規定。如果發生這種情況,那么每年用于發電行業的10億噸的煤炭數量實際上將保持不變。

而若結果相反,瑞士信貸估計,如果這個行業關停所有的小型或老舊的發電廠,鍋爐用煤需求將減少15%30%,即達每年3.24億噸,燃氣需求將提升8%16%,即每年增加3萬億立方英尺。除此之外,如果電力需求每年增加1.5%,燃氣消費量每年還會再增加2.5tcf

總而言之,該研究的作者們批評制定能源政策的書呆子們沒能使新的通用電氣(GE)燃氣渦輪機和商業計劃提上日程,讓天然氣得到更大范圍的使用,突破高峰發電的局限,擴展到基本載荷發電。我可以提供原因:在最近一次通用電氣制造工廠的參觀活動中,管理人員驕傲地告訴記者們,他們位于南卡羅萊納州格林維爾(Greenville ,S.C.)的蒸汽渦輪機工廠的產品今年全都出口到了海外。照此看來,頁巖氣革命若要發生,也尚需時日。

 

來源:福布斯中文網

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