报告|美国推出70种未来电力技术情景，加速电力系统脱碳

美国国家可再生能源实验室（NREL）正式推出了《2022年标准情景》（2022 Standard Scenarios）报告，这是一套研究美国电力部门前瞻性情景演变的年度方案，这套方案提供了一个情景框架来探索快速发展的电力部门，部分是基于对技术成本和性能的及时和透明的预测。今年加入了与《通胀削减法案》有关的内容，并将上一版本中的50种电力技术脱碳方案扩展到70种。 这些情景方案阐明了某一单项技术在更大的能源系统中的潜在作用，同时强调了市场和政策问题对电力部门演进所能施加的影响。NREL每年都会更新其标准情景（Standard Scenarios），以覆盖更大范围的可能的未来。每年将发布一份NREL技术报告（https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/84327.pdf），同时提供关键结果以及情景输出情况，这些输出结果可通过NREL的情景查看器来查看并下载。 新的标准情景中涵盖了美国电力系统到2050年的70种可能的未来，比去年的50种情景更多。今年的报告还反映了具有里程碑意义的《通胀削减法案》（IRA，Inflation Reduction Act）中电力部门相关条款的潜在影响，包括到2035年实现100%清洁电力的情景，并更明确地考虑了对新生发电技术的全新考量的影响作用。

2022年版本新增内容：《通胀削减法案》，以及更多的去碳化技术方案

2022年的标准情景考虑到了《通胀削减法案》中几个主要的电力部门条款，包括修改和延长电力部门生产税收抵免（PTC）、投资税收抵免（ITC）、对二氧化碳（CO2）捕获技术的激励措施以及对现有核电机组的新的抵免政策等。此外，新的标准方案还反映了由《通胀削减法案》中需求方条款所引起的进一步加强电气化的可能性。

虽然此前的标准方案已探讨过美国电力部门的脱碳化，但今年的版本包括了一套全新的方案——即电力部门在2035年之前实现完全的脱碳化。NREL最近发布的《2035年100%清洁电力研究》（100% Clean Electricity by 2035 Study，https://www.nrel.gov/analysis/100-percent-clean-electricity-by-2035-study.html）提供了更多的电力部门脱碳情景，探讨了100%清洁电力意味着什么的更多可能定义，以及更多可能发挥作用的技术等。 此外，今年的方案还探讨了新兴技术在实现电力部门100%脱碳中的作用。这些新兴技术包括：增强的地热系统、漂浮式海上风电、煤炭的碳捕获和储存（CCS）技术、适用天然气和生物发电的CCS技术、小型模块化核反应堆以及可再生燃料燃气机等。

各个情景之间的主要趋势

标准情景中包括一个被称为 "中值情景 "（Mid-case）的情景，在该情景下，核心的输入条件（core inputs），如技术成本和燃料价格、节奏适度的需求增长以及2022年9月的电力部门政策（包括《通胀削减法案》的条件）等，都具有中心值或中间值。其余69种情景，都是通过改变输入条件而产生的，如技术和燃料价格、资源可用性、需求增长情况、是否允许新兴发电技术，以及通过引入国家脱碳限制条件等。

正如报告所模拟的，在新的方案中出现了几个关键趋势。 1、风能和太阳能有了明显的增长，构成了新增发电的大部分：到2050年，在"中值情景 "（Mid-case）中，风能和太阳能的发电量将增加到目前发电量的五倍。 2、仍处萌芽状态的技术也可以发挥一定的作用。在许多情景下，天然气和煤电厂将被适用新的CCS技术进行改造。配备CCS的生物发电、电力驱动的直接空气捕获以及可再生燃料燃气机等，都被部署在100%二氧化碳净减排的情景下。 3、美国电力部门碳排放在2030年之前大幅减少。与2021年的碳排放量相比，2035年美国电力部门的二氧化碳年排放量在“中值情景”下将减少77%，在当前政策所有情景下，可减少46%-87%。 4、逐步取消通胀削减法案中（IRA）的税收抵免会导致在2030年代排放出现反弹。IRA的税收抵免政策或将在2032年底或排放达到阈值时被逐步取消，这取决于抵免的内容。而排放趋势的逆转可能出现在抵免到期的情景下。例如，在中值情景中，二氧化碳年排放量在2038年达到最低水平，即3亿吨/年，但IRA税收抵免的逐步取消，将导致到2050年的碳排放增加到7.5亿吨/年。在IRA税收抵免尚未过期的情况下，或者在引入脱碳轨迹的情景下，这种逆转并没有出现。