2024年模拟能源基础设施的障碍以改进政策分析报告

Molly Robertson, Kevin Rennert, 和 Karen Palmer 关于作者 莫莉·罗伯逊是未来资源（RFF）的高级研究助理，专注于与电力行业相关的话题，包括电网脱碳。 工作电气化、电力市场设计。她还为美国环境政策研究所（RFF）在公平社区转型和环境正义方面日益增长的工作做出了贡献。她拥有密歇根大学福特学院的公共政策硕士学位。 凯文·伦内特是该研究所的学者，他在2017年首次以访问学者的身份加入。在加入RFF之前，Rennert曾在美国环境保护署政策办公室担任副助理管理员。在他被任命为政策办公室之前，他担任高级顾问。 在参议院财政委员会关于能源的汇报中。在这个角色中，Rennert就清洁能源、效率和减少温室气体排放的政策等方面向委员会主席、俄勒冈州参议员Ron Wyden（民主党）提供了广泛的建议。从2008年到2014年，他在参议院能源委员会作为高级专业工作人员参与了能源和气候立法工作。在那个职位上，Rennert领导了2012年清洁能源标准法案（S. 2146）的制定，这是总统的一项优先事项，该法案将通过市场机制将美国产生的电力量加倍。 到2035年实现零碳或近零碳能源。在2010年和2011年，雷恩特在乔治·华盛顿大学战略管理与公共政策系担任客座教授，教授能源政策研究生课程。 帕尔默，凯伦她是RFF的高级研究员、电力项目主任，以及电力行业环境、气候和公用事业监管经济学的专家。她的工作旨在改善该行业环境和技术法规的设计，以及新机构的发展，以帮助指导电力行业的持续转型。为此，她探讨气候政策设计，分析促进使用可再生能源和其他清洁电力来源的有效方法，并研究新的市场设计、电力定价的新方法以及监管改革，为电力供应的长期脱碳和能源经济的电气化铺路。 致谢 我们感谢所有在研讨会系列中分享他们的研究和观点的人。我们还要感谢那些通过他们的支持使这份报告成为可能的人，包括阿诺德风险投资公司和许多支持RFF的其他人。这项工作不代表阿诺德风险投资公司的立场。 关于RFF 未来资源研究所（RFF）是一家位于华盛顿特区的独立、非营利性研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与，改善环境、能源和自然资源决策。RFF致力于成为最广泛信任的研究洞察和政策解决方案的来源，以促进健康的环境和繁荣的经济。 此处所表达的观点为个别作者的个人观点，可能与RFF其他专家、其官员或董事的观点存在差异。 分享我们的工作 我们的工作可在遵循署名-非商业性-禁止演绎4.0国际（CC BY-NC-ND 4.0）许可协议的前提下进行分享和改编。您可以在任何媒介或格式下复制和重新分发我们的材料；您必须提供适当的信用，提供许可协议的链接，并指明是否进行了修改，且不得附加任何额外的限制。您可以在任何合理的方式下这样做，但不能以任何方式暗示许可方支持您或您的使用。您不得将材料用于商业目的。如果您混合、转换或基于该材料进行创作，您不得分发修改后的材料。如需更多信息，请访问 [链接]。https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. 目录 1. 引言 1 2. 关于能源基础设施障碍的现有研究3. 2.1. 选址和许可挑战32.2. 互联互通挑战52.3. 传播障碍7 3. 解决障碍的政策 8 第四部分：能源建模的作用 10 145. 研究要点与优先事项 6. 结论 17 187. 参考文献 1. 引言 美国迫切需要迅速提升其能源基础设施，以应对国内和全球的优先事项。基础设施需求广泛且多样化，包括清洁电力发电、管道和电力传输。 政策讨论的一个明显驱动力是为了在数十年的时间尺度上实现去碳化目标。满足电力行业去碳化目标的路径表明，美国可再生能源的部署量需要立即超过历史最高建设率，并且这种部署率在可预见的未来需要持续或增加（Denholm等人，2022年）。 在单一项目的建设过程中取得成功，然而，需要克服一系列复杂且相互关联的障碍。例如，将一个单一代项目上线，不仅需要管理供应链以获取材料和为项目融资，还需要处理与选址、许可和互联相关的流程。任何为支持项目所需的新传输都需要额外的流程步骤。在这个过程中，项目可能与地方、州和联邦层面的政府机构互动；很可能会需要与社区合作以建立支持；并且可能面临潜在的诉讼。为了达到必要的速度和规模以实现政策目标，提高能源基础设施的建设速度，需要将这些对建设时间表的影响因素尽可能地优化。 鉴于这些挑战和需求，关于能源基础设施部署障碍的广泛和跨党派的关注已浮现，同时普遍认为应改进和协调流程。两党都提出了数十项立法提案来解决这个问题的不同方面，但关于哪些障碍总体上最为重要，或者针对它们潜在的政策干预措施的有效性达成共识仍然难以实现。 值得注意的是，在众多旨在改革许可流程或解决特定能源基础设施其他障碍的立法提案中，很少有得到任何类型分析的支持。在很多情况下，关于障碍的基本问题甚至没有得到回答。这与近期通过的能源立法，如通货膨胀削减法案或基础设施和就业投资法案形成鲜明对比，这些法案包括许多基于能源系统模型和广泛学术文献分析的规定。 相对缺乏针对解决能源基础设施障碍的政策分析，这是由于多个因素造成的。在某些情况下，障碍没有得到很好的量化，这挑战了设计政策干预措施的努力。即使障碍得到了量化，政策干预对障碍的影响可能不被充分理解，或者可能因为与干预措施未涵盖的其他因素的相互作用而变得复杂。例如，互联排队是一个经常被引用的阻碍发电投资的障碍，它可能受到不充分的传输或漫长的许可时间表的影响，这些自身也是障碍。最后，能源 系统模型和其他分析工具尚未充分准备好量化许多政策干预的影响。 结果是在建设能源基础设施需要更高效流程的问题上实现了两党共识，这导致国会和行政部门都专注于寻找解决方案。然而，政策讨论却信息不足，既缺乏基本信息，也缺乏分析政策解决方案的适当工具。关于2024年能源许可改革法案对排放相对影响的当前争论，就是这一问题的一个例证，具体条款的影响估计相差一个数量级，在某些情况下，甚至对其整体符号存在不确定性。 这种情况代表着研究界的一个关键机会，通过在每个这些层面工作，以提高对障碍的描述、对政策提案影响的理解以及模型中的代表性。为此，RFF启动了一个项目，旨在识别和填补信息差距。该项目的目标是扩大关于能源基础设施关键障碍的数据和分析，提高对当前立法提案的理解，并改善建模能力以评估立法提案的影响。 在项目的第一阶段，RFF组织了关于能源基础设施部署各方面的专家，包括能源系统建模和许可，开展了三个关于能源基础设施部署障碍的研讨会。研讨会的目标是确定能源基础设施部署的最相关障碍，确定理解这些障碍影响的最佳指标，并为制定一致的研究策略提供信息。 第一次研讨会通过与关键国会和行政部门工作人员的讨论，在当前政策背景下定位了项目，旨在细化关键研究问题和确定后续研讨会的主题。第二次研讨会主要集中在建设输电系统的障碍、提高其在模型中的代表性以及确定分析方法以回答关键政策问题。第三次研讨会则是关于建设新发电资源的障碍以及如何在能源模型中体现这些资源。1 本报告总结了RFF研讨会系列讨论的关键要点。每个部分都讨论了政策制定者、领域专家和能源模型师的观点，并为指导一系列将于2025年完成的委托研究论文的研究议程提供了信息。报告结构如下：第二章提供了现有研究的总结；第三章评估了代表能源模型障碍的挑战；第四章讨论了最近的政策发展和立法活动；第五章探讨了能源模型的作用；第六章考虑了要点和研究优先事项；第七章是对近期研究议程的结论性讨论。 2. 关于能源基础设施障碍的现有研究 2.1. 选址和许可挑战 在以所需的速度和规模部署新的可再生能源资源以促进清洁能源转型面临着重大挑战。开发商不能仅仅基于土地可用性和靠近电力需求来优化风能和太阳能等间歇性能源的位置；他们还必须考虑任何特定地点的风能和太阳能资源可用性。风能和太阳能发电场每兆瓦（MW）产生的空间也比化石燃料发电厂多，而且单个工厂的总额定容量通常较低，这增加了所需兆瓦数的许可申请数量。因此，退役的化石燃料发电厂通常不能在相同地点用可比的 renewable energy plant 替换。因此，新发电厂在绿色场地上开发，开发商通常无法利用现有的能源基础设施和许可。 对于任何能源项目，开发商需要确定并确保一个场地，并获取必要的许可证以进行建设。所需的许可证具体取决于土地是否为私人、州立或联邦所有，以及管理开发的州和地方法律。了解整个系统在地方层面的许可要求，对于评估其对基础设施部署的影响至关重要，但这种信息在全国范围内并不是对所有技术都一致可用。国家可再生能源实验室（NREL）进行的一项近期测绘工作，捕捉了美国大片地区对退让要求、地方禁令和其他州和地方法规的广泛多样性。这些地区新建项目将变得困难或不可能。USAToday使用NREL数据进行分析估计，有15%的县对风能和太阳能发展有限制，这将阻止其开发。我们了解到，有两次新兴工作旨在扩大NREL的研究，利用人工智能构建一个覆盖全国范围内可再生能源发展的州和地方法规的动态数据库（Weise等人，2024年）。除了映射当前的地方法规格局之外，还需要进一步研究，将地方对清洁能源的限制与开发地点的价值相关联，以便在模型中体现其影响（例如，有多少潜在的至关重要的风能和太阳能发展区域被这些法律所损害，以及消除这些地点相关的电力系统成本）。 国家和地方许可法律常被引用为导致项目延误的主要因素，即使开发并未通过禁令或其他方式受到限制。这些法律及其相关流程在全国范围内多种多样，为项目开发者增添了大量复杂性（Enterline等人，2024年）。最近，劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员对公用事业规模的风能和太阳能开发者进行了一项调查，询问了项目延误的持续时间、成本和原因。研究人员发现，大多数项目 完成时间从四年到六年不等，在公开宣布和运营之间，但20%的项目时间框架更长（Nilson等人，2024年）。调查的开发者将地方区划、互联队列和社区反对列为导致延误和最终项目取消的原因。他们报告说，大多数项目因多个障碍而取消，突显了这些问题的复杂性和相互关联性。 对于一些能源基础设施项目，联邦法规也可能在建设时间表中发挥作用，导致国会两党对通过立法解决能源基础设施潜在障碍表现出兴趣。国会关注的重点是《国家环境政策法案》（NEPA），该法案适用于在联邦土地上开发的项目、由联邦政府资助的项目或涉及其他联邦法律，如保护美国水域或濒危物种的项目。受NEPA管辖的项目开发商必须评估其是否会对方环境产生重大影响，如果是的话，他们必须准备一份详细的 Impact statement — 这一过程可能需要数年。尽管NEPA已经实施超过50年，但在学术文献中仍存在大量的知识差距，且在法案对成本、时间表和基础设施成功部署的影响问题上存在分歧，使得理解潜在改革的影响的努力变得极具挑战性。 虽然许多政策专家对NEPA相关的低效率和长期时间线表示担忧，但直到最近，关于NEPA对能源项目具体影响的研究寥寥无几（Frank 2020）。三项近期研究有助于阐明NEPA在能源项目延误中的作用。RFF的Art Fraas在关于扩大新发电的研讨会上展示了他的研究成果，他研究了NEPA在推迟大型太阳能项目中的作用。他发现，这些项目中相对较少的（不到10%）通过了NEPA程序，而跟踪的太阳能项目平均需要2.5年才能获得批准。尽管太阳能项目的2.5年平均时间与环境保护质量委员会报告的所有基础设施类型的平均时间4.5年相比有优势（Fraas et al. 2023），但这个时间段可能仍然对开发商构成重大挑战。此外，开发商可能由于担心可能出现的昂贵延误，而积极避免NEPA管辖范围内的地点，尽管这些地点在其他方面可能被认为是基础设施的具有潜力的地点。通过NEPA程序的项目数量可能会受到这种战略地点选择的影响，从而复杂化对NEPA项目平均时间线的评估。Fraas指出，尽管NEPA审查通常在2年内完成，但在正式