文|本刊特約評論員 何繼江，丁琰妍

可再生能源是能源獨立和應對氣候變化的共同選項

20世紀70年代的石油危機爆發(fā)后，時任美國總統(tǒng)尼克松積極推動《能源獨立計劃》，美國在此后的探索中確立了四項最基本的技術路線，分別是：大力發(fā)展生物燃料，以減輕交通燃料對石油產(chǎn)品的依賴；鼓勵清潔能源和非常規(guī)化石能源的發(fā)展，包括核電、頁巖氣、煤層氣以及煤炭清潔利用等；提高能源效率；積極推動風能、太陽能等可再生能源發(fā)展。

進入20世紀90年代，應對氣候變化成為影響美國能源政策的重要因素。2009年的《美國清潔能源安全法案》確定，美國將在2020年前將碳排放量在2005年的水平上減少17%，在2050年前減少83%。全美至少有20個州和華盛頓特區(qū)已經(jīng)制定了雄心勃勃的溫室氣體減排目標，其中大部分目標是到2050年減少80%。

近年來，美國風電、光伏的發(fā)展正在加速電力系統(tǒng)轉型。風電和光伏裝機迅猛增長，使水電占可再生能源電力裝機的比重自2014年開始已經(jīng)低于一半。2016年，美國可再生能源發(fā)電總量為6090億千瓦時，占電力的比重為14.94%，超過了原定2020年達到12%的目標，其中非水可再生能源電力占比達8%。2017年，美國公用事業(yè)新增發(fā)電裝機約為2800萬千瓦，其中的近一半使用可再生能源技術，主要是風能和太陽能。

發(fā)展可再生能源不但能夠推動能源獨立，還有利于應對氣候變化，在美國能源戰(zhàn)略中的地位不斷上升。

2017年9月19日，美國國家資源保護委員會（National Resources Defense Council）發(fā)布了一個藍圖，到2050年，新增的太陽能和風能可以滿足美國70%的用電需求。而且，可再生能源還可以滿足交通運輸行業(yè)日益增長的電力需求。美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）的綜合研究表明，到2050年，該國可以做到使80%的電力來自可再生能源。屆時，風能和太陽能等間歇性的資源可提供美國電力的一半左右，其余的30%來自其他可再生能源。研究還表明，高比例可再生能源情景可以全年每天每小時滿足全國的用電需求，徹底實現(xiàn)電力系統(tǒng)轉型。

圖1 1998年—2016年美國可再生能源發(fā)電量對比（單位：太瓦時）

地方政府制訂了積極的可再生能源發(fā)展政策。目前共有29個州和華盛頓特區(qū)已經(jīng)制定了可再生能源的投資組合標準，另外還有8個州明確了可再生能源的投資組合目標。其中，佛蒙特州的目標是在2032年前使75%的能源供應來自于可再生能源，這是美國各州中第一個以法律形式正式施行的目標規(guī)劃。

風電是美國發(fā)電裝機最大的可再生能源

在過去十年里，美國的風電發(fā)展取得了巨大的進步。

美國能源信息署（EIA）的數(shù)據(jù)顯示，截至2016年年底，美國風電裝機規(guī)模超過8100萬千瓦。

其中，一半以上的裝機位于德克薩斯州、愛荷華州、俄克拉荷馬州、加利福尼亞州和堪薩斯州。風力發(fā)電能力最強的幾個州位于風能資源豐富的中西部地區(qū)。其中，愛荷華州、堪薩斯州和俄克拉何馬州三個州，風力發(fā)電至少占本州公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電裝機量的25%。

德克薩斯州的風電裝機約占美國風電總裝機容量的1/4。2016年，這些風電機組產(chǎn)生的電力占該州電力總產(chǎn)量的13%。

2017年3月23日凌晨，德克薩斯州電力可靠性委員會（ERCOT）發(fā)布消息稱，當時的風力發(fā)電量占總發(fā)電量的50%，是迄今ERCOT監(jiān)測到的最高值。

美國的風電場平均擁有約50臺風電機組。其中，位于加利福尼亞州克恩縣的阿爾塔風能中心是美國最大的風電場，擁有586臺風電機組，總裝機容量達154.8萬千瓦。

直到2016年下半年，所有美國的風電項目都在陸地上。美國第一個海上風電項目位于羅得島州海岸的布洛克島風電場，裝機容量為3萬千瓦，于2016年12月投入商業(yè)運營。弗吉尼亞州沿海的海上風電項目尚未建設，但正在尋求監(jiān)管部門的批準。

對風力發(fā)電的政策法律支持

在美國，對風電發(fā)展起到最重要作用的政策包括：搭建國家級可再生能源組合標準、聯(lián)邦生產(chǎn)稅收抵免和贈款等政策法律支持，以及提高輸電容量。美國地方政府也頒布了一系列法律條例，積極推動風電發(fā)展。

圖2 截至2016年的美國各州風電裝機規(guī)模對比（單位：吉瓦）

圖3 美國各州風電裝機量對比及位置分布（截至2016年12月）

以阿拉斯加州的分散式風電開發(fā)為例。該州于2014年頒布了風能開發(fā)條例，將開發(fā)場景分為商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)、工業(yè)園區(qū)、市區(qū)等七種，并細致入微地按照不同商業(yè)環(huán)境和地理位置規(guī)定了土地使用情況、裝機規(guī)模、并網(wǎng)要求等。以公共區(qū)域商業(yè)用戶開發(fā)風能為例，該條例要求每個項目需要提供蓋有阿拉斯加結構工程師公章的圖紙。對于距離近于1300英尺（約396米）的項目，還需要進行潛在陰影閃爍分析，必須有聲學顧問對該項目進行噪聲評級，以確定在該地段安裝風電機組是否合適。這些細如牛毛的規(guī)章條例如同美國的整個法律網(wǎng)絡一樣，覆蓋每個風電項目的設計、安裝、維修、使用等全生命周期。

德克薩斯州圣馬斯科是美國風能資源豐富的地區(qū)之一，該地區(qū)將風能開發(fā)條例直接加入到了該市土地開發(fā)與建筑標準中。對于小型風力發(fā)電系統(tǒng)，還增加了附加要求，以滿足其與周圍環(huán)境、社區(qū)的匹配度，以及居民對視覺審美的需要。

地方政府還制定了關于風電的許多很具體的標準，如要求獨立小型風電系統(tǒng)的塔架高度不得超過80英尺。每個小型風電系統(tǒng)與距離最近的地面公用電力線路、通信線路或支撐結構的距離應不小于其總高度的1.1倍，由現(xiàn)有電力線通信線路或支撐結構的任何部分確定。小型風電系統(tǒng)或塔的任何部分，包括拉線錨，與周邊任何房產(chǎn)的產(chǎn)權紅線距離不得小于30英尺。

快速發(fā)展的光伏

近幾年，美國太陽能發(fā)電量不斷創(chuàng)下歷史新高。據(jù)美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）發(fā)布的數(shù)據(jù)，2016年，美國的光伏裝機達到1476萬千瓦，比2015年年底的750萬千瓦，幾乎翻了一番。但很多小型的和家用的系統(tǒng)并沒有得到及時統(tǒng)計。而美國能源信息署（EIA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016年年底，美國的光伏裝機量為1667.8萬千瓦。

美國的主要城市在清潔能源革命中發(fā)揮了關鍵作用。作為人口中心，城市是電力需求的主要來源，同時擁有數(shù)以百萬計適合安裝太陽能電池板的屋頂。依據(jù)“Shining Cities 2017”報告，2016年度的數(shù)據(jù)表明，圣地亞哥在太陽能光伏總裝機方面領先全國，總量為30.3萬千瓦，其次是洛杉磯（26.7萬千瓦）、檀香山（17.5萬千瓦）、圣何塞（17.4萬千瓦）、鳳凰城（16.5萬千瓦）。

檀香山、圣地亞哥、圣何塞、印第安納波利斯和阿爾伯克基是美國人均光伏安裝量排名前五位的城市。檀香山的人均光伏裝機量排名第一，已經(jīng)達到495.2瓦。

圖4 美國“太陽能之星”城市（截至2016年人均光伏裝機超過50瓦的城市）的人均光伏裝機量及排名

城市推動太陽能開發(fā)的公共政策

各級政府強有力的公共政策可以幫助美國繼續(xù)利用清潔太陽能，克服分布式發(fā)電的立法和監(jiān)管壁壘。美國太陽能發(fā)展較好的城市都位于對太陽能開發(fā)采取強有力公共政策的地區(qū)。各城市為推進太陽能開發(fā)而采取的重要舉措包括：

（1）以身作則。拉斯維加斯已經(jīng)在37個公共建筑、社區(qū)中心、消防站和公園內(nèi)安裝了總計0.62萬千瓦的太陽能光伏，其中包括該城市污水處理廠的0.33萬千瓦發(fā)電站。坦帕和羅利還在城市設施上安裝了大型光伏系統(tǒng)。亞特蘭大市最近公布了一項新的計劃，要在28座城市建筑物上安裝約0.2萬千瓦的太陽能光伏。在公共建筑上投資太陽能光伏的舉措，不僅增加了電力來源，還起到向居民展示太陽能發(fā)電價值的作用。

（2）鼓勵市政公用事業(yè)機構擴大對光伏發(fā)電的消納。奧斯汀市正在采取措施向電網(wǎng)增加45萬千瓦的太陽能發(fā)電裝機。該市的電力公司Austin Energy已經(jīng)向當?shù)靥峁┝?萬千瓦以上的太陽能發(fā)電裝機（由于并非所有這些太陽能發(fā)電裝置都在奧斯汀市范圍內(nèi)，因此，這部分數(shù)據(jù)并未計入前面的表格中。）

（3）通過社區(qū)太陽能政策擴大獲取渠道。紐約市正在使更多人能夠從太陽能發(fā)電系統(tǒng)中受益。那些無法在自己的建筑物安裝太陽能電池板的居民，很快就可以從其他電力公司賬戶購買太陽能電力。

（4）鼓勵多能互補。德克薩斯州的圣馬斯科雖然不是太陽能資源最豐富的地區(qū)，但風能資源和太陽能資源的循環(huán)互補可以構成一個多能網(wǎng)絡，承擔一個社區(qū)或商業(yè)鄰里的部分負荷。

有些城市采取了凈計量（Net Metering）政策，它們往往是太陽能發(fā)展的領導者，許多領先的“太陽能城市”以及4個新增“太陽能之星”城市中的3個擁有全國最好的凈計量政策。

圖5 截至2016年美國各城市人均光伏裝機量

圖6 截至2016年美國六大區(qū)人均光伏裝機量排名前兩名的城市分布

凈計量是一種計量和計費安排，旨在補償光伏系統(tǒng)所有者輸出到公用電網(wǎng)的部分電量。該政策允許公用事業(yè)客戶使用現(xiàn)場分布式發(fā)電來抵消在整個計費周期（例如一個月）中從電網(wǎng)得到的電力。公用事業(yè)用戶支付公用電網(wǎng)消耗的凈能量?？蛻糁苯邮褂梅植际桨l(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場生成的電力。如果客戶的分布式光伏所產(chǎn)生的電量超過了客戶可以使用的電量，那么多余的部分就會輸出到公用電網(wǎng)。如果客戶使用的電量多于其光伏生產(chǎn)的電量，那么他就可以像傳統(tǒng)的公用事業(yè)客戶那樣從電網(wǎng)輸入電力，并支付該電力的全部零售價格?？蛻敉ǔ悦壳邥r為基礎向公用事業(yè)單位并網(wǎng)到電網(wǎng)的剩余電量進行補償。根據(jù)當?shù)氐恼?，補償水平因地而異。在某些地方，公用事業(yè)公司可能會以全零售價格或者低于此的價格補償客戶的多余發(fā)電。

凈計量政策使得那些為電網(wǎng)提供太陽能光伏發(fā)電量，并起到平衡峰谷電能作用的消費者可獲得一定的政策激勵補償，這個簡單的計費安排是鼓勵客戶投資太陽能光伏的最重要國家政策之一。

根據(jù)最近美國國家可再生能源實驗室（NREL）對屋頂太陽能開發(fā)潛力的分析，洛杉磯、紐約、芝加哥和圣安東尼奧等城市的技術可開發(fā)潛力比目前已有的裝機高幾十到幾百倍。通過保持強有力的推動太陽能開發(fā)的公共政策，這些城市和其他城市可以繼續(xù)帶領美國走向100%可再生能源的未來。

為了深入挖掘全國的太陽能開發(fā)潛力，以下政策被建議實施：

（1）地方政府持續(xù)引領作為“太陽能城市”的領先地位，設定太陽能開發(fā)目標，實施促進太陽能發(fā)電快速發(fā)展的計劃，在政府大樓安裝太陽能光伏系統(tǒng)，并敦促州、聯(lián)邦官員以及擁有公用事業(yè)機構的投資者們擴充光伏設施。

（2）州政府制定雄心勃勃的太陽能開發(fā)目標，并采取相應的政策。利用凈計量政策來公平補償太陽能發(fā)電系統(tǒng)所有者的能源供應是至關重要的。制定強有力的可再生電力標準，包括太陽能開發(fā)計劃、社區(qū)太陽能立法、太陽能發(fā)電項目稅收抵免以及電費公共福利費用，為太陽能發(fā)電項目籌集資金，以及為低收入家庭推廣太陽能發(fā)電項目。州政府還可利用其作為電力公用事業(yè)主要監(jiān)管機構的角色，鼓勵公用事業(yè)機構投資太陽能發(fā)電，并調整利率結構，最大限度地為消費者提供太陽能的好處。

（3）聯(lián)邦政府可以維持太陽能發(fā)電項目的聯(lián)邦稅收抵免，包括使非營利組織、住房當局和其他不符合稅收抵免資格的人可以從這些激勵措施中受益。加大投資力度，以加速可再生能源、儲能和智能電網(wǎng)技術的研究和開發(fā)。

從當前全球的大背景和動機來看，能源轉型的終極目標是實現(xiàn)能源體系從基于不可再生的化石能源和核能轉向可再生、可持續(xù)能源。對世界多數(shù)國家和地區(qū)而言，因其自身資源和經(jīng)濟發(fā)展的不同，地方政策對可再生能源的發(fā)展起到了更大的作用。在美國，地方政府在通過立法、條例、技術標準等方式鼓勵可再生能源發(fā)展的同時，也注意使可再生能源開發(fā)與環(huán)境和當?shù)厣鐣押脜f(xié)同，這值得中國地方政府在發(fā)展當?shù)乜稍偕茉串a(chǎn)業(yè)時學習借鑒。