美国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,1800m深度以浅的地质资源总量约为3.6万亿吨,1993年探明储量4300亿吨,约占世界总储量的 13%左右,位居世界第一。在探明储量中,烟煤占51.0%,次烟煤占38%,褐煤占9.47%,无烟煤占1.6%,适于露天开采的占32.7%。煤炭资源赋存广泛,地区分布比较均衡。全美50个州中,有38个州赋存煤炭,含煤面积达11810平方千米,占国土面积的13%。1996年可采储量为 2405.6亿吨,居世界第一位。
根据美国能源署发布信息,美国煤炭行情整体处于持续下降、调整的状态。
全美煤炭产量
2014 年,全美煤炭产量为9.967亿短吨。美国能源信息管理局预计,2015年煤炭产量约为9.26亿短吨,比前不久预计的还要低1700万短吨,这就意味着美国煤炭产量将触及1987年以来最低点。2016年,全国煤炭产量将增至9.414亿短吨,这也比前不久的预计低1000万短吨。
发电消耗能源结构
2001 年美国发电所消耗的能源比例:煤炭51%,石油2%,天然气18%,水力6%,核能20%,可再生能源3%。2013年美国发电所消耗的能源比例:煤炭 43%,石油0.7%,天然气21.7%,可再生能源12.6%,核能21.5%,电力0.5%。2014年煤炭发电比例为38.7%。然而面对日益严重的环境危机以及民众的声讨,美国政府出台了确切的法案来约束燃煤、油电厂的污染排放。
具体出台的法案如下
汞、空气有害污染物排放标准Mercury and Air Toxics Standards (MATS)
在 2011年12月16日,最终版汞和空气有毒物质排放标准(MATS法案)和实用新源性能标准(Utility NSPS)正式宣布启用,并在2013年3月28日更新了该项准则中的PM、SO2、酸气体和个别金属的数值标准。另外,增加了一些检测和测试要求,来应对新增项目的调准。新标准仅针对新增燃煤、油发电厂。新增燃煤、油电厂将会使用相仿的工艺和技术来达到国家标准,能源中介机构也将根据MATs作为参考来分析产业行情。这表明,对于新增燃煤、油发电厂来讲,环保法律法规是更加苛刻的。
该法案出台旨在遏制自从1990年清洁空气修正法案出台后,就没有一项联邦法案来约束发电企业的污染排放的现状。这项法规主要是在1991年清洁空气法案修正案的基础上,最终确定标准以减少燃煤燃油发电站的污染。(111号新源性能标准-new source performance standards,112号有毒物质项目-toxics program)该排放标准是各个机构必须在设定期间之内(最长4年)达到的,EPA要按照至少平均实现12%的现有资源合理减排来设定标准。最终标准将约束所有以石油和煤为燃料的容量为25万千瓦以上的发电单位(HAPs有害空气污染物、EGUs煤炭石油排放燃煤发电机组)。所有的燃煤、油发电厂都要参照标准执行,并没有规模、地域和技术的差别。EPA认为,三年时间足够全美发电企业达到该标准。另外,根据清洁空气法案,国家允许额外一年作为技术改造需求,EPA估计这将会是大部分企业会选择的方案。这些规定集合以技术为基础的排放汞和其他有毒空气污染物的排放限制标准,这个标准是参照如今实际应用中能达到的最佳排放表现而制定的。
EPA宣称这项标准是“姗姗来迟”的,自2000年,美国环保局就已经开始研讨发布相关的科研结果和法律来控制发电厂有毒污染物的排放。而如今终于出台了一项具体的政策来约束电厂的汞污染,以保护人类健康和环境。
具体数据摘录
注:lb/MWh=磅污染物/每兆瓦时的电输出
lb/MWh=pounds pollutant per megawatt-hour electric output(gross).
lb/GWh=磅污染物/百万千瓦时电输出
lb/GWh=pounds pollutant per gigawatt-hour electric output(gross)
NR=新审议无改动(基于77 FR 9304号法案)
limit not opened for reconsideration(77 FR 9304;Feb 16,2012).
a.高于基础标准
Beyond-the-floor value
b.管道燃烧合成气:基于审议结果得出的基本标准。
Duct burners on syngas; based on permit in comments received.
c.管道燃烧天然气:基于审议结果得出的基本标准。
Duct burners on natural gas; based on permit in comments received.
事实证明,该项法案是确实有效的。美国能源信息署称,尽管在整体电力行业煤炭消费总量会上升,但2015年美国发电产业煤炭消费总量将下降6%至8.033亿短吨。燃煤电厂关停、发电企业响应汞、空气有毒物质标准(the Mercury and Air Toxics Standards)是推动煤炭消耗下降的主要原因。另外,除天然气价格下跌外,气候变暖也是主要原因。总体来说,预计2015年,煤炭总消耗量约为 8.674亿短吨,同比下降5.4%。燃煤电厂退出的全面影响将体现在2016年,但预计上升的电力需求和天然气价格走高会减轻燃煤电厂的压力。为了满足用电需求,燃煤电站仍然会保留一部分继续使用,因此,2016年,用于发电的煤炭消耗量会较之2015年增长2%至8.189亿短吨左右。
美国能源署发布信息表示,2001年美国发电所消耗的能源比例:煤炭51%,石油2%,天然气18%,水力6%,核能20%,可再生能源3%。2013年美国发电所消耗的能源比例:煤炭43%,石油0.7%,天然气21.7%,可再生能源12.6%,核能21.5%,电力0.5% (electricity0.5%)。2014年煤炭发电比例为38.7%,2015全美煤炭产量将会下滑7%,天然气将取代煤炭发电。预计天然气发电总量在2015年将会达到30.4%(与2014年期间27.4%相比)。
从图中可以明显看出,在发电比例上,继2014年少量消费量下滑的前提下,2015年煤炭消费量有明显的预计下滑趋势。主要原因还有天然气在发电方面的利用率进一步提高,从而降低煤炭的消耗量。预计2015年,美国煤炭发电量将占35.8%,低于去年的38.7%。到2016年这个数据又将提高至 36.2%,而天然气发电则占29.6%。
同中国煤炭库存总量类似,美国在2015年也遭遇了煤炭库存总量持续上升。2015年初,电力行业煤炭库存在一月上升了3%,同比2014年1月增长 16%,电力行业煤炭库存上升已经持续五个月。这几个月以来的连续增长是不正常的。在正常情况下,冬季燃煤需求增长会使煤炭库存降低。然而一月暖冬,致使燃煤取暖消耗量减少,对煤炭库存的上升影响是巨大的。另外,天然气价格走低也变相刺激了煤炭库存增长。
我国也在2015年4月29日在环保部、发改委和工信部三部委联合下发电力(燃煤发电企业)行业清洁生产评价指标体系》。在我国的评价指标中也可以窥见些许参照美国该法案而制定的影子。然而究竟哪一方对燃煤、油发电厂实施环保政策的影响更加显著,还要具体因“国”而议。