《同旋消法案》中的 45V 氢能税收减免额 ： 比较每小时和每年的比补 （ 英 ）

IssueBrief23-02by亚伦·伯格曼-2023年8月 通过电解主要是由电解器操作的频率和为电解器供电所必须建立的清洁电力的数量所驱动。许多情况需要过度建设清洁电力以满足每小时匹配的约束，这意味着，为了确保在给定的小时内获得足够的电力，产生的清洁电力多于过度建设会增加成本，但也会降低排放：电解器不使用的多余清洁电力会取代其他碳排放发电。 1.Introduction Asmallnumberofstudieshavehadamajorinfluenceonthedebateovertheimplementationofthe45VtaxcreditintheInflationReductionAct,whichsuppliestheproductionofcleanhydrogen.Inthisissuebrief,I 将深入研究其中两项研究：一项来自普林斯顿零实验室，而另一个来自麻省理工学院能源倡议（MITEI）。这个问题简介是一系列研究围绕这个税收抵免的研究的一部分。我建议从一个相关介绍性博客文章，它概述了所有的研究，并为我在这里讨论的内容奠定了基础。 2.比较模型 尽管这些研究的大局信息是相同的，但研究的建模方法在重要方面有所不同。普林斯顿大学的研究研究了美国西部不同地区不同尺寸的电解槽的情况，并让模型决定根据指定价格生产多少氢气。MITEI研究4反而确定了氢需求的水平（而不是价格），并将其考虑范围限制在佛罗里达州和德克萨斯州。此外，普林斯顿大学的研究着眼于2030年，而MITEI的研究着眼于2021年。 Sincethisissuebriefwillgetabitintotheweeds,herearethemainpoints.InthePrincetonandMITEIstudies,emissionsgenerallyarelowerwhenelectranizersmustemployedhourthmatching1thanannualmatching.2thedifferenceisdrivedbyhowm的话 清洁电力，与匹配类型一致，可在无额外成本的电解槽。 Whensufficientandcost-effectivecleanelectricityisavailableatallhours,thedifferenceinemissionsissmallbetweenthesituationsinwhichelectransidersmustemployannualmatchingandthoseinwhichtheymustemployhourtmatching. 考虑到这里，氢气的生产成本 在其他地方，为了应对新的需求，作者将限额和交易系统建模为碳价格，而不是真正的排放上限。 Cleangeneratorproducecertificatescalledenergyattributecredits(EAC)foreachunitcleanpowergenerated,whichgeneratorcanselltoelecanozersasademonstrationofcleanelectricityconsumption.Thescentionsinthesetwostudiesassumpantthatthat 在MITEI研究中，基本负载情况需要电解槽产生恒定的氢气供应，而灵活的情况允许电解槽通过使用地上存储来改变其输出，以保持向消费者的恒定氢气供应。 基本负荷年度匹配方案都预测排放量相对较高，尽管当电解槽的容量因子有限（例如，小于50或80吉瓦）时，这些预测略低（图1）。 可交付性要求，例如清洁空气工作队提出的“三支柱”方法andothers.Buttheregionsmodeledinthesestudiesarefairlylargeand,assuch,donotreflecttightdeliverabilityconstraints.Unlimely,emissionsfromlocationalmismatches5donotariseinthesemodelsbecause这些模型缺乏电网的详细节点表示。 每小时的情景都是负排放项目，只有一个例外。正如我将在下面讨论的，负排放是由于清洁发电的过度建设。Theflexiblesituationsallowelectroniczerstorampdownproductionratherthanprocureexpensivecleanelectricity;thisdecreasedproductionlimitsoverbuildandincreasesemissionscomparedtothebaseloadsituations,whilealsoreducingthecosts. thattheflexiblescenarioaremorelikelytoreflecttheoperationofanelectranizerintherealworld.Interestingly,thescenariowithflexibleproductionandonegawattofelectricitydemandprojectsemissions高于45V阈值。与普林斯顿研究一样，MITEI研究中的所有情景都预测每小时匹配的排放量要比每年匹配的排放量低。 重要的是，这些研究没有考虑电力部门未来政策的任何潜在变化。严格的政策，例如总体排放的快速下降上限，将限制氢气生产排放的潜在增加。 3.比较排放预测 这些研究的年排放量和每小时排放量如图1所示。在这个图中有很多事情要做，所以我将首先讨论普林斯顿研究的情景（图1A）。在所有普林斯顿情景中，每公斤氢气的排放量在需要年度匹配时大于发电机合格所需的排放量阈值 forthe45Vtaxcredit.Inallthescenario,theemissionswithhourlymatchingarelowerthantheemissionswithannualmatching(thoughsometimesnotmuchlower),andtheemissionsalsooftenexceedthe45Vemissionthreaks. 顺便说一句，如果加州有总量管制和交易系统，我们可能会问为什么普林斯顿的研究发现任何增长该研究的作者之一WilsonRicks很好地回答了我的问题：因为担心加利福尼亚的排放上限会导致发电机从 当清洁发电和电力消耗在电网上的相同点或节点不一致时,发生局部不匹配。 注：图表显示了配对的小时匹配和年度匹配方案中每公斤氢气的排放量。在普林斯顿零实验室情景（A）中，线条显示了一个范围，每个点附近的标签表示电解槽的大小（以千兆瓦为单位），每公斤氢气的假定价格以及每小时或每年的匹配。在MIT能源计划方案（B）中，标签表示电解槽需求的大小（以千兆瓦为单位）；电解槽是否可以“灵活”运行（使用地上储氢）；每小时或每年的匹配；以及容量因子（CF）。“FRCC”是佛罗里达州可靠性协调委员会。“ERCOT”是德克萨斯州的电气可靠性委员会。“WeccN”是跨越美国西部多个州的网格。“WYCO”是怀俄明州和科罗拉多州的电网区，南加州的“SoCal”，西北太平洋的“PNW”，北加州的“NorCal”以及新墨西哥州和亚利桑那州的“NMAZ”。 4.不同排放预测的案例研究 而在使用5千兆瓦电解槽的情况下，差异明显更高。 虽然在1吉瓦的情况下（图2A）几乎没有检测到每小时匹配和每年匹配之间的差异，但在5吉瓦的情况下（图2B）建立了许多新的清洁电力。有人必须支付所有新的清洁能源，当电解槽以非零价格从清洁发电机购买EAC时，就会发生这种情况。怀俄明州-科罗拉多州地区的两个小时匹配方案中EAC价格的分布如图3所示。 Tofurtherexplorethedifferenceinemissionsbetweenhourlymatchingandannualmatching,let’slookatanexample.TakethetwoscenisesfromthePrincetonstudyinwhichaneleconaliczerisplacedintheWyoming-Coloradoregion(Figure2). 1千兆瓦的电解槽，每小时和每年匹配的排放量差异可以忽略不计， 通过公正的经济研究和政策参与进行资源决策。此处表达的观点是个人作者的观点，可能与其他RFF专家，其官员或董事的观点有所不同。 6.Conclusions 普林斯顿和MITEI的研究说明了清洁电力的供应如何影响排放和成本，但是这两项研究都确定了所部署的电解量，而不是让经济学确定该数量。部署水平可以影响成本和排放，成本会影响部署水平。换句话说，这些研究并没有给我们一个完整的故事。 亚伦·伯格曼是RFF的研究员。在加入RFF之前，他是能源信息管理局（EIA）的宏观经济和排放负责人，负责这些领域的EIA建模。在EIA工作之前，伯格曼在能源部的政策办公室工作了十多年，从事广泛的工作气候和环境政策。伯格曼曾在白宫科学和技术政策办公室工作，管理四年期能源审查和处理甲烷测量组合，并在环境质量委员会从事碳监管工作。伯格曼进入在高能物理领域工作后，于2009年被联邦政府任命为美国科学促进协会的科学技术政策研究员。 在本系列的下一期简报中，我将深入研究EvolvedEnergyResearch的一项研究，该研究涉及这些问题，即使在政策建模方式上存在更微妙的差异。 7.参考文献 Bergman,Aaron.2023.《降低通货膨胀法案》中的45V氢税收抵免:评估排放和成本Resources杂志https://www.resources.org/common-resources/45v-hydrogen-tax-credit-in-the-inflation-reduction-act-evaluation-emissions-and-costs/. 清洁空气特别工作组。2023。关于实施通货膨胀降低法案45V清洁氢税收抵免的联合信函。https://www.catf.us/resource/joint-letter-regarding-implementation-ira-45v-clean-hydrogen-tax-credit/. Ricks,Wilson,QingyuXu,andJesseD.Jenkins.2023.环境研究信函18（1）：014025。doi：10.1088/1748-9326/acacb5。 Schittekatte,TimandDharikMallapragada.2023.Producinghydrogenfromelectricity:Howmodelingadditionalitydrivestheemissionimpactoftime-matchingrequirements.MITEnergyInitiative.https://energy.mit.edu/publication/producing-hydrogen-from-electricity-how-modeling-additionality-drives-the-emissions-impact-of-time-matching-requirements/. 未来的资源（RFF）是华盛顿特区的一家独立的非营利性研究机构，其使命是改善环境，能源和自然