Меры по декарбонизации в предлагаемой реформе рынка электроэнергии Великобритании - Decarbonisation measures in proposed UK electricity market reform

В объединенное Королевство стремится к юридически обязательной парниковый газ целевые показатели сокращения выбросов на 34% к 2020 году и 80% к 2050 году по сравнению с уровнями 1990 года, как изложено в Закон об изменении климата 2008 г..[1] Декарбонизация из производство электроэнергии будут составлять основную часть этого сокращения и необходимы для успешной декарбонизации других секторов экономики.[2]

Предложения правительства по реформа рынка электроэнергии, опубликовано в Белая бумага в июле 2011 года были включены три инициативы по поощрению декарбонизации производства электроэнергии в Великобритании: Минимальная цена на выбросы углерода в дополнение к Схема торговли выбросами Европейского Союза (EU ETS); Зеленые тарифы который в конечном итоге заменит Обязательства по возобновляемым источникам энергии; и Стандарт эффективности выбросов, чтобы ограничить будущее использование наиболее углеродоемких форм генерации.[2]

Реализуя эти предложения, правительство стремится привлечь инвестиции в производство низкоуглеродных технологий, обеспечить надежность поставок за счет соответствующего сочетания источников электроэнергии и обеспечить минимальное влияние на счета потребителей; все это в то время, когда надежности поставок угрожают плановые закрытия существующих электростанций, а спрос на электроэнергию и, как следствие, цена на нее растут.[2]

Предложения по декарбонизации

Правительство опубликовало Планирование будущего электроэнергетики: Белая книга по безопасной, доступной и низкоуглеродной электроэнергии в июле 2011 г.[2] В документе содержатся три предложения, разработанных для поощрения декарбонизации электроэнергетического сектора Великобритании, обоснование введения и потенциальные последствия минимальной цены на выбросы углерода, льготных тарифов и стандарта эффективности выбросов обсуждаются ниже по очереди.

Минимальная цена на углерод

В Схема торговли выбросами Европейского Союза (EU ETS) является крышка и торговля система, охватывающая европейский сектор производства электроэнергии и энергоемкие отрасли.[2] Введенный в 2005 году, он обеспечивает механизм, с помощью которого европейские цены на углерод могут постепенно повышаться с учетом негативных внешних факторов, таких как социальные и экологические последствия выбросов, которые обычно не рассматриваются.

Неспособность рынка отразить полную стоимость углерода известна как провал рынка. Важность учета полной стоимости углерода при принятии инвестиционных решений была подчеркнута влиятельными Суровый обзор Экономики изменения климата, которая установила, что стоимость принятия мер по сокращению выбросов сейчас намного меньше, чем стоимость для экономики, если не будет предпринято никаких действий и потребуется адаптация позже.[3]

EU ETS действует, устанавливая общий предел выбросов и распределяя разрешения на продажу участникам схемы. Если участник желает выбросить больше, чем его выделение, он должен приобрести дополнительные разрешения у участника, который не требует их полного распределения. Цена на углерод медленно растет за счет уменьшения количества кредитов в обращении, постепенно увеличивая стимул для бизнеса искать альтернативы с низким уровнем выбросов углерода.[4]

Вместо того, чтобы заставлять всех участников сокращать выбросы на установленную величину, системы ограничения выбросов и торговли позволяют отдельным организациям реагировать наиболее эффективным образом, будь то сокращение выбросов или покупка дополнительных разрешений, тем самым снижая общие затраты на сокращение выбросов.[4]

Однако на практике, обеспечивая уверенность в темпах и масштабах сокращений выбросов ЕС, СТВ ЕС не смогла поднять цену на углерод в достаточной степени, чтобы увести поведение от углеродоемких методов.[4] Этот сбой можно объяснить наличием избыточной суммы кредитов в системе как из-за применения принципа прецедента, когда бесплатные разрешения были выданы субъектам, чей бизнес полностью зависит от производства выбросов, так и из-за отсутствия данных по фактическим выбросам, когда был установлен первоначальный предел.[4]

Выявленные сбои - это не сбои самой системы ограничения и торговли, а скорее сбои в ее реализации. Торговля выбросами остается предпочтительным для правительства вариантом сокращения выбросов, и этот подход также поддерживается Stern Review.[3] Могут быть предприняты шаги для повышения эффективности СТВ ЕС. Фактически, вопрос о наличии избыточных кредитов начнется с 2013 года, после чего лимит будет ежегодно ужесточаться, а количество кредитов в системе сокращаться. Однако, учитывая, что первоначальный предел был установлен слишком высоким, цена углерода может оставаться низким и подверженным волатильности в течение некоторого времени после этой даты, пока ограничение не будет достаточно затянуто.

Частично из-за неудач в реализации EU ETS и несоответствия между целевыми показателями сокращения выбросов ЕС и Великобритании, схема ЕС не соответствует темпам и масштабам изменений, необходимых для достижения целей декарбонизации Великобритании. Таким образом, цена на углерод, установленная EU ETS, не была определенной или достаточно высокой, чтобы стимулировать достаточные инвестиции в производство электроэнергии с низким содержанием углерода в Великобритании.[2] Поэтому правительство Великобритании определило, что необходимы дополнительные стимулы для обеспечения дальнейшего прогресса в достижении целей Великобритании по сокращению выбросов. Кроме того, меры должны быть согласованы с EU ETS, чтобы Великобритания могла продолжать работать в рамках схемы до тех пор, пока не отпадет необходимость в дополнительных стимулах. Введение минимальной цены за выбросы углерода предназначено для достижения этих целей.

Установление минимальной цены на углерод предотвратит падение цены на углерод в Великобритании ниже целевого уровня за счет повышения цены на углерод, установленной EU ETS, когда это необходимо.[2] Целевой уровень, выбранный Правительством, должен быть достаточно высоким, чтобы дать инвесторам сильный сигнал о том, что производство электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода представляет собой надежное и долгосрочное вложение. Второстепенная цель состоит в том, чтобы стимулировать изменение решений по диспетчеризации для существующей генерации, отдавая предпочтение использованию менее углеродоемкой генерации по сравнению с более традиционными формами, когда они доступны. Минимальная цена на углерод призвана обеспечить большую уверенность в будущих ценах на углерод, защищая инвесторов в британские инициативы по низкоуглеродной технологии от волатильности цены на углерод в ЕС. Это снижает степень риска, которому подвергаются инвесторы, и снижает стоимость капитала для инвестиций в низкоуглеродные технологии.[2]

Устанавливая минимальную цену за выбросы углерода, правительство должно достичь баланса между поощрением инвестиций в низкоуглеродную генерацию без несправедливого воздействия на существующие производители, подрыва конкурентоспособности промышленности Великобритании или необоснованного повышения цен на электроэнергию.[2] По этим причинам введение минимальной цены углерода само по себе недостаточно для обеспечения достаточных инвестиций и дополняется предлагаемым изменением механизма поддержки низкоуглеродной генерации на форму Зеленый тариф, обсуждается ниже.

Зеленый тариф

А Зеленый тариф (FIT) обеспечивает фиксированный уровень дохода для низкоуглеродного производителя в течение определенного периода времени. Существует три основных типа: Premium FIT предлагает статический платеж в дополнение к доходу, полученному от продажи электроэнергии на рынке; Фиксированный тариф FIT обеспечивает статический платеж, предназначенный для замещения любых доходов от продажи на рынке электроэнергии; и FIT с контракт на разницу (CfD), где производятся переменные платежи, чтобы гарантировать, что производитель получит согласованный тариф при условии, что они продают свою электроэнергию по рыночной цене.[5]

FIT с CfD - предпочтительный выбор правительства, поскольку он считается наиболее экономически эффективным при сохранении соответствующей степени подверженности влиянию рыночных сил. Требование продавать электроэнергию на рынке побуждает операторов принимать эффективные решения по диспетчеризации и техническому обслуживанию, учитывая, что выручка выше согласованного тарифа может быть достигнута, если электроэнергия продается по цене выше средней рыночной.[5] Контакт с рынком будет полностью исключен в рамках фиксированного тарифа на электроэнергию, что потенциально приведет к неоптимальным операционным решениям, и слишком велик в рамках премиального тарифа на электроэнергию, что подвергнет операторов чрезмерной опасности неопределенности будущих цен на электроэнергию.

Предлагается, чтобы льготные тарифы с контрактами на разницу цен (FIT CfD) заменили текущий механизм поддержки, Обязательства по возобновляемым источникам энергии (RO), в 2017 году после параллельной работы с 2013 года. Обязательство по возобновляемым источникам энергии поощряет производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии путем выдачи сертификатов обязательств по возобновляемым источникам энергии (ROC) производителям. Свидетельства об обязательстве по возобновляемым источникам энергии обеспечивают дополнительный источник дохода, поскольку они могут быть проданы поставщикам, которые обязаны поставлять все большее количество электроэнергии из возобновляемых источников энергии.

Обязательство по возобновляемым источникам энергии было успешным в поощрении развития устоявшихся форм возобновляемой энергии, таких как свалочный газ и береговой ветер но был менее успешным в обеспечении конкурентоспособности на рынке менее развитых технологий.[6] Моделирование сценариев будущего развертывания показывает, что значительный вклад потребуется от менее зрелых технологий, которым не хватало достаточных стимулов для превращения в реальные альтернативы в рамках исходной схемы обязательств по возобновляемым источникам энергии.[7] Обязательство по возобновляемым источникам энергии также не распространяется на ядерная генерация.

Дальнейшая критика Обязательства по возобновляемым источникам энергии в его первоначальной форме включала неопределенность в отношении цены Свидетельства об обязательстве по возобновляемым источникам энергии, которая варьируется в зависимости от спроса и может значительно снизиться, если количество электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников энергии, приблизится к уровню обязательства. Наличие этого риска выступило извращенный стимул чтобы рынок не выполнил обязательства.[8]

Обязательство по возобновляемым источникам энергии также подвергалось критике за то, что оно действует как барьер для входа на рынок малых производителей, при этом только крупные компании могут преодолеть высокие транзакционные издержки и высокие инвестиционные риски, связанные с этим механизмом.[9] Любое снижение риска улучшит доступ к рынкам капитала, что особенно важно для небольших компаний, которые не могут финансировать проекты только за счет своего баланса.[8]

Реформы Обязательства по возобновляемым источникам энергии с момента его введения в 2002 году были направлены на решение этих проблем. Вступление к полосатость в 2009 г. позволил увеличить стимулы для технологий возобновляемых источников энергии, которые находятся дальше от рынка, в то время как объем поддержки хорошо зарекомендовавших себя технологий может быть уменьшен, чтобы избежать чрезмерного субсидирования. Введение гарантированного запаса, также в 2009 году, устранило риск значительного падения цен на ROC, установив уровень обязательств, гарантирующий, что спрос на ROC всегда будет достаточным.[9] Зеленые тарифы были введены в 2010 году в качестве альтернативы Обязательству по возобновляемым источникам энергии для проектов мощностью менее 5 МВт с целью упрощения процесса и устранения барьеров для доступа для небольших производителей. Схема обязательств по возобновляемым источникам энергии была также расширена, чтобы снять опасения по поводу конечной и ограниченной продолжительности субсидий.

Снижение некоторых рисков, связанных с механизмом поддержки, является альтернативой повышению уровня поддержки.[8] Несмотря на описанные выше реформы Обязательства по возобновляемым источникам энергии, некоторые риски, такие как неопределенность в отношении будущих цен на электроэнергию, остались. Введение зеленого тарифа для поддержки всех видов низкоуглеродной генерации успешно устраняет этот риск, что должно привести к снижению стоимости капитала. Таким образом, введение зеленого тарифа направлено на снижение стоимости поставки электроэнергии с низким содержанием углерода. Зеленые тарифы могут быть не такими эффективными в краткосрочной перспективе, но обеспечивают долгосрочную стабильность, стимулы и ресурсы для экономии на эффективности, позволяя снизить тарифы в будущем.[8]

Неопределенность политики могут возникнуть из-за чрезмерного изменения механизма опоры. Правительство предприняло шаги для снижения этого риска, опубликовав графики и проконсультировавшись с представителями отрасли по поводу масштабов и темпов реформ, проведя оценку воздействия,[10] перекрытие введения зеленых тарифов с Обязательством по возобновляемым источникам энергии в течение четырех лет и обязательство продолжать оказывать поддержку существующим схемам в рамках Обязательства по возобновляемым источникам энергии. Несмотря на эти меры, введение новой схемы стимулирования рискует вызвать перерыв в инвестициях, если инвесторы не уверены в том, как эта схема будет работать, или не уверены в том, представляет ли она хорошую инвестицию.[2]

Помимо реформирования механизма поддержки, правительство одновременно принимает меры по устранению других препятствий для развертывания, таких как задержки, вызванные система планирования и наличие сетевые соединения. Дорожная карта возобновляемых источников энергии, опубликованная правительством в 2011 году, определяет основные препятствия на пути к развертыванию и потенциальные уровни развертывания для каждой формы возобновляемой энергии и подробно описывает, как эти препятствия будут преодолены.[11]

Стандарт эффективности выбросов

Стимулы к декарбонизации, обеспечиваемые минимальными ценами на выбросы углерода и льготными тарифами, дополнительно дополняются предлагаемым введением Стандарта эффективности выбросов (EPS), чтобы ограничить количество углекислого газа, которое новые электростанции могут выбрасывать на киловатт-час произведенной электроэнергии. Стандарт эффективности выбросов считается необходимым в том случае, если описанные выше рыночные стимулы сами по себе недостаточны для того, чтобы увести электроэнергетический сектор от наиболее углеродоемких форм производства.

Уровень, на котором устанавливается EPS, учитывает, что производство ископаемого топлива в настоящее время все еще играет важную роль в обеспечении безопасности поставок, обеспечении стабильной базовой нагрузки и гибкости, в то же время сохраняя согласованность с целями декарбонизации, предотвращая строительство новый угольные электростанции без улавливание и хранение углерода технологии и поддержание доступных цен на электроэнергию.[2]

Предлагаемая EPS применяется только к производству электроэнергии и устанавливается на уровне, обеспечивающем баланс между достижением целей декарбонизации и стоимостью электроэнергии. Используя аргумент, что декарбонизация электроэнергии является ключом к декарбонизации энергоснабжения Великобритании, многие комментаторы критиковали правительство Его Величества за то, что оно не ввело гораздо более обременительную электрическую EPS на 2030 год. Этот аргумент основан на неверном предположении, что газ нельзя экономически обезуглероживать в больших масштабах.

Обычно синтез метана дает около 55% CO2 и 45% CH4. Разделение этих газов на два потока с целью нагнетания синтетического природного газа (SNG) в газовую сеть оставляет высокочистый CO2 под высоким давлением в качестве побочного продукта отходов, легко доступного для использования в CCS при почти нулевых предельных затратах на улавливание и сжатие. Если 45% биогенного: 55% ископаемого смешанного топлива используется для производства SNG с CCS, чистые выбросы CO2 равны нулю. Эта концепция называется низкоуглеродным газом (LCG). В США это называется Carbon Neutral SNG. Типичные предельные затраты на сокращение выбросов углерода для производства LCG составляют от 40 до 50 фунтов на тонну сверхкритического CO2.

Газ - это запасаемый первичный энергетический ресурс, тогда как электричество - это мгновенный вектор вторичной энергии. Энергия течет из газовой сети, но наоборот. В Великобритании в газе хранится в 250 раз больше энергии, чем в электроэнергии. Капитальные затраты на транспортировку газа составляют 1/15 стоимости МВт-км передачи электроэнергии. Во время зимнего пика спроса через газовую сеть проходит в 5 раз больше энергии, чем через электросеть.

Стоимость газа обычно составляет 1/3 стоимости единицы энергии электроэнергии. Отрицательный углеродный газ может производиться из смешанных отходов, биомассы и угля в больших масштабах по цене от 45 до 50 p / терм, 1/6 DECC и прогнозируемая цена OFGEM на 2030 год на единицу энергии декарбонизированной электроэнергии в размере 100 фунтов стерлингов / МВтч.

Технология производства большого количества дешевого синтетического природного газа (SNG) была разработана совместно Министерством топлива и энергетики Великобритании и British Gas Corporation в период с 1955 по 1992 год с целью удовлетворения всего спроса на газ в Великобритании после 2010 года. Предвиделось, что в Северном море закончится газ. Ключевые элементы технологии SNG компании British Gas в настоящее время используются на крупнейшем в мире и самом продолжительном в мире заводе по производству сжиженного природного газа с улавливанием и улавливанием углерода (CCS) на Грейт-Плейнс в Дакоте и разрабатываются в промышленном масштабе в Китае в текущих 2010-2015 годах. Пятилетний план.

Простая модификация технологии British Gas SNG позволит производить SNG с отрицательным выбросом углерода при давлении 60 бар, а сверхкритический CO2 высокой чистоты - при давлении 150 бар, с почти нулевой чистой потерей энергоэффективности или дополнительными затратами. SNG с отрицательным выбросом углерода можно использовать для выработки электроэнергии с отрицательным выбросом углерода по более низкой цене, чем существующий ископаемый газ или электричество. Учитывая, что электричество и газ можно обезуглероживать с одинаковыми возможностями и почти одинаково низкими затратами, нет необходимости вводить обременительную EPS с целью в значительной степени «вытеснить» производство электроэнергии на газе из сети к 2030 году. предложили, чтобы технологически нейтральные равные возобновляемые источники энергии и цели по декарбонизации были введены как для газа с низким содержанием углерода, так и для электроэнергии, с контрактами на разницу как для газа с низким содержанием углерода, так и для электроэнергии с низким содержанием углерода, причем относительные `` забастовочные цены '' должны устанавливаться со ссылкой на историческое соотношение газа к электроэнергии соотношение цен. Это позволит равномерно распределить рентабельную декарбонизацию как на газовые, так и на электрические сети и связанную с ними инфраструктуру.

Окончательная вступившая в силу версия Закона об энергетике 2013 года включала позднюю поправку: Приложение 4 к Разделу 57 Закона. Приложение 4 позволяет рассматривать любую газификационную установку, установку CCS и любые две или несколько связанных электростанций или любую их часть как единую систему для определения чистых антропогенных выбросов CO2 и производства электроэнергии с низким содержанием углерода. В графике ничего не говорится о том, какое топливо можно использовать для газификации; как работают или взаимосвязаны установки газификации и CCS, и какой тип газообразного вектора энергии течет от установок газификации и CCS к двум или более электростанциям или любой их части. Обычно газообразными векторами энергии, используемыми для производства электроэнергии, являются: синтез-газ (также известный как Синтез-газ или Towns Gas - смесь CO, CO2, H2 и CH4); Водород (H2) или метан (также известный как природный газ, синтетический природный газ или биометан - CH4).

Любой из вышеперечисленных газовых векторов может соответствовать условиям Приложения 4. В действительности единственная газотранспортная сеть в Великобритании, соединяющая две или более электростанций, - это существующая газовая сеть Великобритании. Таким образом, при условии, что выбросы метана в сеть были компенсированы антропогенными выбросами углерода у источника за счет использования либо биогенного топлива, CCS, либо их комбинации, такой метан будет соответствовать условиям Закона об энергетике, и генераторы, сжигающие такие газ для производства электроэнергии с низким содержанием углерода будет иметь право на поддержку по контрактам на разницу цен. DECC подтвердил, что такая схема имеет право на поддержку со стороны CfD.

Поскольку метан с компенсацией выбросов углерода, закачиваемый в газотранспортную сеть высокого давления, будет равномерно распределяться среди всех конечных пользователей газа: транспорта, тепла, промышленности и производителей электроэнергии, увеличенный доход, полученный от газовых электростанций, поддерживаемых CfD, может быть использован для гарантии декарбонизации газовая сеть.

Резюме

В сочетании введение минимальной цены на углерод и льготных тарифов будет действовать как два четких экономических сигнала для рынка с целью стимулирования реакции рынка на проблему декарбонизации электроэнергетического сектора Великобритании. Стандарт эффективности выбросов - это нормативная поддержка, призванная дополнить стимулы для низкоуглеродной генерации, предотвращая дальнейшее строительство наиболее углеродоемких форм генерации.[2]

Поскольку необходимость в действиях по достижению целей Великобритании по сокращению выбросов становится все более насущной, правительство повысило уровень управления с помощью как рыночных стимулов, так и регулирования. Правительство вмешалось, чтобы гарантировать, что рыночные сигналы, предоставляемые ценой на углерод и стимулы для низкоуглеродной генерации, достаточно сильны, чтобы стимулировать достаточные инвестиции в декарбонизацию.

Правительство неохотно вмешивалось в прошлом, предпочитая вместо этого полагаться на рыночные силы, но, как показывает эволюция обязательства по возобновляемым источникам энергии, правительство обнаружило, что все более необходимо выполнять более стратегическую роль.[9] Требование о вмешательстве правительства не обязательно означает, что рынки неспособны обеспечить требуемые изменения, более того, рыночные механизмы остаются предпочтительным вариантом для декарбонизации электроснабжения Великобритании, просто они должны быть спроектированы и реализованы таким образом, чтобы обеспечить масштаб и необходим темп изменений.

Нет никаких планов по возвращению к доприватизационной политике типа «командование и контроль». Напротив, основы политики, структура рынка и регулирование являются инструментами, с помощью которых Правительство стремится стимулировать инвестиции в энергетические проекты, которые считаются совместимыми с целями политики. Другими словами, рынок по-прежнему принимает решения, но правительство разрабатывает структуру рынка таким образом, чтобы влиять на решение.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ DECC (2008). Закон об изменении климата.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л DECC (2011a). Планирование будущего электроэнергетики: Белая книга по безопасной, доступной и низкоуглеродной электроэнергии.
  3. ^ а б Стерн, Н., Питерс, С., Бахши, В., Боуэн, А., Камерон, К., Катовски, С., Крейн, Д., Крукшенк, С., Дитц, С. и Эдмонсон, Н. ( 2006) Stern Review: The Economics of Climate Change, London: HM Treasury.
  4. ^ а б c d Эванс, Дж. (2011). Управление окружающей средой, Рутледж, Лондон.
  5. ^ а б DECC (2010). Консультационный документ по реформе рынка электроэнергии.
  6. ^ Foxon, T.J. и Пирсон, П.Дж.Г. (2007). «На пути к совершенствованию политических процессов для продвижения инноваций в области технологий возобновляемой электроэнергии в Великобритании», Energy Policy, 35 (3), 1539-1550.
  7. ^ Вуд, Г. и Доу, С. (2010). «Вероятное влияние реформирования обязательства по возобновляемым источникам энергии на цели использования возобновляемых источников энергии», Международный журнал управления энергетическим сектором, 4 (2), 273-301.
  8. ^ а б c d Митчелл, К., Баукнехт, Д. и Коннор, П.М. (2006). «Эффективность за счет снижения риска: сравнение обязательств по возобновляемым источникам энергии в Англии и Уэльсе и системы энергоснабжения в Германии», Energy Policy, 34, 297-305.
  9. ^ а б c d Вудман, Б. и Митчелл, К. (2011). «Учиться на собственном опыте? Развитие обязательства по возобновляемым источникам энергии в Англии и Уэльсе 2002-2010 гг. », Energy Policy, 39 (7), 3914-3921.
  10. ^ DECC (2011b). Оценка воздействия реформы рынка электроэнергии.
  11. ^ DECC (2011c). Дорожная карта возобновляемых источников энергии.