电力部门控制二氧化硫排放的美国经验.ppt

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1、Washington,DCSeptember2004TheUSExperienceControllingSO2EmissionsInthePowerSector电力部门控制二氧化硫排放的美国经验CleanAirInitiative-AsiaUrumqi,China2006PeterH.KokopeliU.S.EnvironmentalProtectionAgencyCleanAirMarketsDivisionHistory历史Inthe1970s,theenvironmental,social,andeconomiceffectsofacidrainintheUnitedStatesbeca

2、meamajorconcerntopolicymakersandthepublic.ThisresultedinpassageoftheCleanAirActof1970andsubsequentamendmentsin1977and1990.上世纪七十年代，酸雨在美国的环境、社会和经济影响已经成为政策制订者和民众的主要关注对象。这导致了1970年“清洁空气法案”的通过及其1977年和1990年的修订。2021/9/212美美 国国 二二 氧氧 化化 硫硫 排排 放放 历历 史史MillionShortTons大大 萧萧 条条 二二 战战 清清 洁洁 空空 气气 法法 案案 无无 清清 洁洁

3、空空 气气 法法 案案 酸 雨 项 目 ResearcherslinkedacidraintoSO2emissions.By1990,twothirdsofSO2emissionsintheUSwerefromthepowersector(Utilities)科学家认为酸雨的产生与二氧化硫排放有关。1990年以前，美国有三分之二的二氧化硫是电力部门排放的2021/9/213ThreeUSApproachestoControllingSO2Emissions美国控制二氧化硫排放的主要措施Standards-based 标准限制标准限制NAAQS(NationalAmbientAirQuality

4、Standards)defineattainmentandprotecthumanhealthbysettingalimitonSO2concentrationnationwide.Newandmodifiedsourcesmustmeettechnologyandperformancestandardsdesignedtopreventanysignificantdeteriorationofairquality.ThesestandardssetmaximumemissionlevelsandmayspecifyBACTBestAvailableControlTechnologyforne

5、wunits.国家环境空气质量标准规定了全国的二氧化硫浓度限值来保护人民健康。新建和改建的污染源必须满足设计的技术和性能标准来防止空气质量的恶化。这些标准设定了最大排放水平，还可能指定新设备要使用的“最佳可用控制技术”。Voluntary programs 自愿的项目自愿的项目Governmentagenciesworkingwithindustrytoestablish政府和工业部门合作建立DemandSideManagementprograms,toencourageconsumerstoreduceusageduringperiodsofpeakdemand.Electricutilit

6、iesareextendingtime-of-usemeteringwiththreedifferentpricelevels(on-peak,off-peakandintermediate)fromcommercialcustomerstoresidential.Smartmetersdisplayactualcosttotheuser.需求方管理项目，来鼓励消费者在需求高峰期减少用量。用电的高峰、低估和中间时期有不同的价格水平。EnergyConservationmeasuressuchasmoreefficientappliances节能措施如节能设备Renewableenergy.U.

7、S.EPAisthefirstUSgovernmentagencytopurchase100%renewable.(Howmuch?300millionkWhperyearprimarilythroughthedevelopmentofwindfarms).可再生能源。美国环保署是第一个购买100可再生能源的的美国政府机关（多少？3亿千瓦时每年，主要通过发展风能）2021/9/214ThreeUSApproachestoControllingSO2Emissions美国控制二氧化硫排放的主要措施Cap&Trade 排污交易排污交易TheAcidRainProgram(ARP)establish

8、edanabsolutecaponSO2emissionsforaffectedsources.Itisnationalinscope,andthroughmarket-basedallowancetradingitallowsplantoperatorstoselecttheirowncompliancestrategy.TheEPAcurrentlyissues8.95MSO2allowancesannually.Allowancesareafinancialassetandmaybetradedonthemarket.Assuch,theyprovideanincentiveforind

9、ustrytoincreaseefficiency,innovate,andreduceemissionswithincertaintimeframes.TheU.S.EPACleanAirMarketsDivision(CAMD)operatestheARPCap&TradeprogramwhichisresponsibleforthebulkofSO2reductions.酸雨项目建立了一个所有二氧化硫污染源的排放总量的绝对限值。这是一个国家的总量，通过基于市场的排污交易，不同的企业可以选择自己的达标战略。美国环保署现在每年发放了890万吨的二氧化硫排污配额。排污配额是一种资产，可以在市场

10、上进行交易。这样一来，在一定时间框架下，企业有动力提高他们的效率、创新和减排能力。Although these approaches differ in philosophy and implementation they have been complementary to the goal of lowering emissions.尽管这些措施的哲学和实尽管这些措施的哲学和实施角度不同，他们都是实现减排目标的重要补充。施角度不同，他们都是实现减排目标的重要补充。2021/9/215分分 配配 职职 责责二氧化硫排放1990 AcidRainProgram(ARP)unitsintheUS

11、nowtotalapproximately3,600.美国现在约有3600个酸雨项目2021/9/21610 吨 10 吨 10 吨 5 吨3 吨7 吨蓝 色 成 本:$200/吨 Green成 本:$160/吨 褐 色 成 本:$240/吨 消 减 量:5 吨 消 减 量:7 吨 消 减 量:3 吨 以 每 吨$160-$240 转 让 2 个 配 额 限限 额额 与与 交交 易易2021/9/217EssentialsofCap&Trade排污交易的核心内容Setamandatoryemissionscapbasedonsoundscientificevidencethatthelimit

12、willhavethedesiredenvironmentaleffect.足够的科学证据说明限制可以取得预期的环境收益，基于此，设定强制性的排放总量限值EstablishCap&Tradeasanalternativetotraditionalregulationnotsimplyatradingfeatureaddedtoexistingregulation.排污交易是传统法规的一个补充，不是简单地把交易的特点赋予现有的法规Ensurethatasignificantnumberofsourceswillparticipatesufficienttocreateaviableallowan

13、cemarket.保证有足够的污染源参与交易来建立一个有效的排污交易市场Allocateallowancesinanamountnottoexceedthecap.给各个污染源分配允许的最大污染物排放量Mandatethatsourcesmustholdallowancestocoverannualemissions.强制污染源必须保留排污配额来冲抵年排放量Monitorandverifyemissions.Allrecords,includingallowanceholdingsmustbepubliclyavailable.对各个源的排放量进行监督，所有记录必须公开Enforcerules

14、withautomaticpenalties.Assessresultsonaconsistentbasistoevaluatehowtheprogramisworkingovertime.持续评价项目实施的效果2021/9/218二二 氧氧 化化 硫硫 配配 额额 市市 场场 活活 跃跃TheSO2allowancemarketrespondstoavarietyofsignals.Althoughthehistoricaltrendwasstable(inthe$200pertonrange)foradecade,pricesinthelastyearhaveclimbedinantici

15、pationoflowercaps.很多信号影响二氧化硫排污交易市场。尽管2004年以前的十年里二氧化硫配额市场稳定，但由于预期二氧化硫排放总量限值要下降，去年的二氧化硫排污配额的价格迅速上升。Current market price on 15 Sept,2006SO2 Allowance Price(per ton)2021/9/219Monitoring&ReportingEmissions排污的监测和报告MonitoringofemissionsisthefoundationofaCap&Tradeprogram.ContinuousEmissionsMonitors(CEMS)are

16、usedby36%ofARPunitsbutaccountfor96%oftotalSO2emissions.排污监测是实行排污交易的基础。有36的酸雨项目使用连续排污监测器，但是他们占二氧化硫排放总量的96。U.S.EPAdoesnotcertifyCEMs,rather,itestablishesperformancestandardsforqualitycontrolandaccuracy.Thisisintendedtoencourageinnovationamongequipmentmanufacturers.美国环保署没有开展连续排污监测器认证，不过，他建立了一个质量控制和保证的性

17、能标准。这样做的目的是鼓励仪器生产商进行创新。ARPprovidesflexibilityforlowemittingsourceswheretheuseofCEMsisnotcost-effective.Notethatalternativemonitoringmethodserroronthesideofoverreportingduetotheirloweraccuracy.酸雨项目为排污少的污染源提供了更大的灵活性，这些污染源如果使用持续排污监测器是不划算的。注意，替代监测方法的高报误差是它们的准确性低导致的。Reporting,feedback,andauditingisallele

18、ctronic.报告、反馈和审计都是电子的。Publichasaccesstodata(CAMDDataandMaps):http:/cfpub.epa.gov/gdm/网上数据公开Testing of a new CEMs on the stack.Stringent quality assurance of monitoring procedures is the foundation of accurate emissions reporting.在烟囱上测试一个新的连续排污监测器。严格在烟囱上测试一个新的连续排污监测器。严格的监测程序的质量保证是准确的排污报告的基的监测程序的质量保证是

19、准确的排污报告的基础。础。2021/9/2110Audits审计MDC(MonitoringDataandChecking)applicationallowssourcestocheckdatabeforesubmittingtoEPA.监测数据和核查的应用使得污染源可以在给环保署提交报告前核实数据EmissionsTrackingSystemperformsElectronicAuditon100%ofsubmissions.对所有提交的报告通过排污跟踪系统实行电子审计EPAandstatesperformon-siteaudits.环保署和各州实施当场审计Substantialinvest

20、mentininformationtechnology:对信息技术的巨大投资providingfreesoftwaretoolstosources(suchasMDC)给污染源提供免费软件DataWarehouseofhistoricalemissions(hourly)opentopublic历史排污数据库公开statisticalanalysisofdata数据的统计分析toolsforpolicydevelopmentandassessment政策制定和评估工具Statistical analysis of CEMs test results连续排污监测器的测试结果的统计分析连续排污监测

21、器的测试结果的统计分析2021/9/2111Compliance&Enforcement达标和执行Determiningcompliance:compareemissionstoallowances.达标确认：对比排污配额99.9%compliancerate99.9的达标率Assessingpenaltiesfornon-compliance评价不达标惩罚U.S.penaltiesprovideforautomaticoffset(deductallowancefromnextyearsallocation)andfinancialpenalty($3,000/tonofSO2)aswell

22、aspossiblecivilandcriminalpenalties自动抵消（从下一年的排污配额里扣除），罚金（每吨二氧化硫3000美金），和可能的民事和刑事处罚ARP2005results(3,394unitsprocessed)2005年酸雨项目成果（3394个）withoutcriticalerrors:3,230不严重违规的：3230withcriticalerrors:164(affectSO2emissions)严重违规的：164个respondedquickly&correctedcriticalerrors:147及时反应和改正的：147个morechallengingres

23、olutions:17有更大的决心的：17个CAMDworkswithsourcestocorrectcriticalerrorsaheadofreportingdeadlines.CAMD与污染源一起在报告截止前改正违规行为Creatingacultureofcooperationandcompliancewheregovernmentandcompaniescanworktogethertoimprovecompliance建立合作和达标文化，让政府和企业一道致力于达标率的提高2021/9/2112AdvantagesofCap&Trade排污交易的优点Certaintythataspec

24、ificregionalemissionslevelisachievedandmaintainedMoreregulatorycertainty,complianceflexibilityandlowerpermittingandtransactioncostsforsourcesFeweradministrativeresourcesneededbyindustryandgovernmentGovernmentisfocusedonsettinggoals&assuringresultsIncentivesfortechnologyinnovationandearlyreductionsCa

25、nharmonizewithavarietyofothermechanismsatnationalandregionallevel.Lowercompliancecostsmakefurtherimprovementsfeasible保证一定的区域性排污水平实现和保持更强的法规确定性，达标灵活性，更低的限值和交易费只需要很少的工业和政府行政资源，政府只集中设定目标和确保结果鼓励技术创新和超前减排与国家和区域水平的各个其他机制很好地融合更少的达标成本使下一步的进步变得更加可行2021/9/2113年年 度度 达达 标标 成成 本本 低低成本低的原因各种消减方法的竞争持续的技术革新的刺激机制储存在

26、时间上提供了灵活性配额价格为决策提供了基准交易不受限制预 计 的 2010年 的 达 标 成 本2021/9/2114U.S.AcidRainProgramResults:Emission&IntensityReductions美国酸雨项目成果：排放量和强度的下降2021/9/2115湿湿 硫硫 酸酸 盐盐 沉沉 积积 的的 减减 少少1989-19911999-20012021/9/2116PointofRegulation法规ContributiontototalemissionsOptionstocost-effectivelycontrolemissionsAbilitytomeasu

27、reandreportemissionsNumberofsourcesPotentialforleakage(shiftingemissions)Fairness对排污总量的贡献经济有效的排污控制选择测量能力和排污报告源的数量泄漏的潜在威胁（移动源）公平SO2EmissionsfromFuelCombustion2021/9/2117ARPUnitsbyFuelType(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.)Coal-firedunitscomprise31%oftheARPbutareresponsibl

28、eforover96%ofSO2emissionsin2005燃煤机组占31，但对二氧化硫排放的贡献率是96从燃料总类看酸雨项目的发电机组2021/9/2118ARPInstalledSO2ControlsbyInputCapacity(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.)Lessthan10%ofARPunitshaveSO2Controlsbuttheyareconcentratedinthelargestunits.不到10的酸雨项目有二氧化硫控制但是他们都集中在最大的项目上根据供热能力统计酸雨项目

29、里安装的脱硫设施2021/9/2119FlueGasDesulfurization(FGD)尾气脱硫ARPunitsutilizemanyoftheFlueGasDesulfurization(FGD)controlslistedbelowbutthedecisiononwhattechnologytoinstallismadesolelybyplantoperators.酸雨项目使用了以下很多尾气脱硫技术，决定使用哪种技术的是工厂自己2021/9/2120ARP Installed SO2 Controls by TypeA range of control efficiencies can

30、 be seen in aggregate monthly SO2 rates.从图可以看出不同脱硫技术的脱硫效率从图可以看出不同脱硫技术的脱硫效率(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.)2021/9/2121ARP Aggregate SO2 Rates in 2005 2005年酸雨项目累计二氧化硫排放率年酸雨项目累计二氧化硫排放率The aggregate SO2 Rate for ARP Controlled units(.383)is less than half that of Non-Cont

31、rolled units(.891)酸雨项目的酸雨项目的有脱硫设施的机组的累计二氧化硫排放率还不到普通机组的排放有脱硫设施的机组的累计二氧化硫排放率还不到普通机组的排放率的一半率的一半(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.)2021/9/2122ARP Units Without SO2 Controls Also Lower SO2 Emissions 没有使用脱硫技术的酸雨项目单位也降低了二氧化硫排放没有使用脱硫技术的酸雨项目单位也降低了二氧化硫排放ARPunitswithoutSO2controlsh

32、avedroppedtheirSO2ratesprimarilythroughtheuseoflow-sulfurcoals(1.67high).主要通过使用低硫煤（低于0.61）ShipmentsofPowderRiverBasincoal(.2-.54%sulfur)havegrowntomeetthisdemand.(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.)2021/9/2123(SourceEPA;valuesmayvarysomewhatfromofficial2005true-upnumbers.

33、)Controlledunitsproduced26%ofmegawattoutputbutonly14%ofSO2emissionsin2005。2005年，有脱硫技术的机组生产了26的电却只排放了14的二氧化硫ARP Units:SO2 Emissions and Megawatt Output in 2005 2005年二氧化硫排放和电力产能年二氧化硫排放和电力产能2021/9/2124Economic Growth and Environmental Technology Go Together经济和环境技术同步发展经济和环境技术同步发展ARPbenefitsexceedprogram

34、costsbya40:1ratiodrivenby:酸雨项目的收益大于成本的40倍Reducedprematuredeaths降低早死率Loweredaggravationandincidenceofheartandlungailments减少病情恶化和得心肺疾病的风险Increasedworkerproductivity提高工人的生产力AccordingtoEnvironmentBusinessInternational,theglobalenvironmentalmarketwillreach$1trillionbytheendofthedecade.根据EBI的预测，到2010年底，全球

35、环保市场将达到1万亿美元http:/strategis.ic.gc.ca/epic/internet/inptg-sc.nsf/en/pg00056e.htmlAvigorousdomesticenvironmentaltechnologybasewillbeessentialtocompetinginthisarenainternationally.活跃的国内环境技术基地将在国际竞争舞台上发挥重要作用ARP achieved significant reductions in SO2 emissions while electricity demand and fossil energy u

36、se increased substantially but real electricity prices declined.酸雨项目在二氧化硫减排方面取得了很大的成绩，在电力需求和化石能源使用大大增加的情况下，实际电价下降Heat Input 供热供热Electricity Net Generation 电力电力净产出净产出Avg.Retail Price of Electricity 平均零售电价平均零售电价SO2 Emissions 排放排放2021/9/2125谢谢Contact:kokopeli.peterepa.govFormoreinformation:http:/www.epa.gov/airmarkets2021/9/2126