11月以來，中國東北、華北地區多次遭遇嚴重霧霾天氣。上周，北京發布首個霧霾紅色預警，啟動最高級別預警措施。等大風吹來幾日藍天后，本周北京頭頂的天空仍舊灰霾一片。

▲霧霾中的北京長安街

事實上，西方一些發達國家也曾經歷與中國當下類似的情況，比如美國。“二戰”結束后的前十年，美國的工業和交通業飛速發展，這一時期美國工業生產和居民生活燃料以煤炭為主，因而釀成多起嚴重的燃煤大氣污染公害事件。

如今，美國的空氣質量得到較大改善，特別是匹茲堡，在1948年發生了嚴重的霧霾事件后，現在匹茲堡已經完全摘掉了污染的帽子，這與美國大力發展天然氣發電息息相關。

20世紀90年代至今，天然氣發電在美國得到迅速發展。2015年4月，美國天然氣發電量首次超過燃煤發電量，達到總發電量的31%(燃煤發電量為30%)。支撐美國氣電發展的因素究竟有哪些?本文與大家共同探討。

環境政策是關鍵

1948年，美國賓夕法尼亞州匹茲堡市的工業小鎮多諾拉因燃煤產生的煙霧無法及時擴散，釀成20人死亡、6000人患病(患病人數占全鎮居民人口總數的43%)的慘劇。

▲多諾拉煙霧事件

環境日益惡化以及空氣的嚴重污染迫使美國加強環保方面的立法和政策制定。

1955年，美國制定了第一部有關空氣污染的聯邦法規《空氣污染控制法》，此后又出臺多項法案和修正案;1970年，《清潔空氣法》出臺;1977年和1990年，《清潔空氣法》經歷了兩次修訂。

除了出臺法律法規以外，1970年12月專門的環境政策制定和執行部門——美國國家環境保護局(EPA)成立，聯邦政府在空氣污染治理中的作用得到空前加強。EPA逐步建立起成熟的污染控制體系，對發電行業的多個污染物排放逐一進行控制。

根據1990年《清潔空氣法》修正案，EPA先后推出了包括《清潔空氣市場計劃》、《區域霧霾治理計劃》等多項環境政策，并逐步建立起成熟的污染控制體系。2015年8月份出臺的《現有碳排放源排放標準》即"清潔電力計劃"(CPP)，更是首次推出了全國性的二氧化碳排放限制體系。

正是通過這些政策，極大地抑制了美國燃煤發電的發展，推動了天然氣發電的快速發展。

綜合發電成本低于煤電

發電成本通常由三部分構成：固定投資成本(即電廠建造成本)、運行維護成本和燃料成本。

▲多諾拉鋼鐵廠內，工人正在熔爐前操作

在美國，由于政策支持和技術進步，雖然燃料成本較高，但投資和運維成本低的優勢使得天然氣發電的綜合成本仍然低于燃煤發電，這是本世紀初天然氣發電在美國得以快速發展的重要原因。

首先，燃料的高成本沒有影響天然氣發電的快速增長。

在本世紀初，由于電力需求快速增長，加上核電機組和燃煤機組迎來退役高峰，美國掀起了一波電廠興建熱潮。雖然同期美國天然氣價格不僅大幅高于煤炭，也高于世界其他地區，但并沒有妨礙投資者對燃氣電廠的青睞。

值得注意的是，美國氣電的燃料成本雖然顯著高于煤電，但是與其他部門的用氣成本相比，發電用氣成本仍是最低的。因為與居民和商業部門相比，發電用氣的分輸環節少，成本低。中國的情況正好與此相反。

其次，燃氣電廠固定投資成本大幅低于燃煤電廠。

根據EIA的2012年數據，美國燃煤機組的單位產能隔夜成本是燃氣機組的3.2倍，燃氣電廠的固定投資成本優勢非常顯著。主要原因在于：一方面，美國政府制訂的一系列環保政策直接和間接地抬高了燃煤電廠的建造成本;另一方面，隨著輪機抗高溫材料和進氣冷卻技術的不斷突破，燃氣機組的發電效率不斷提高，單位產能的建造成本隨之下降。

▲多諾拉煙霧事件紀念牌

最后，美國燃氣電廠的運行維護成本同樣大幅低于燃煤電廠。

歐美三大燃氣輪機主機制造商(通用電氣、西門子、三菱重工)不僅壟斷了新機市場，也壟斷了服務市場。

中國燃機的調試、檢修、維護等工作幾乎全部由國外燃機制造企業完成，每年動輒要付出上億元的費用，部分燃機維修費用甚至超過設備采購費用。相比之下，美國同等條件下的燃氣機組維修費用僅為燃煤機組的25%。

電力市場化改革提供動力

因電力市場改革而進入發電市場的獨立發電公司是氣電產能增長的主力軍。

1996年，FERC依照能源政策法頒布888號令，要求所有輸電商開放電網，并推行發電部門市場定價。隨后紐約等地率先進行市場化改革，大批的獨立發電公司進入發電市場。

特別是在21世紀初電力供應偏緊的情況下，追逐低成本和高效率的獨立發電公司紛紛把目光投向了綜合成本低、建造用時短的燃氣機組。美國天然氣發電裝機容量在2000-2005年快速增長，其中78%來自獨立發電公司，綜合電業公司占比僅為15%。

按照美國的電力供應結構，之前由于天然氣價格相對煤炭較高，燃氣機組通常充當決定批發電價的角色。這樣的電價機制和電力供應結構使燃氣機組發電不會虧損。

以新英格蘭區為例，燃氣電廠平均發電成本和電力批發電價關系緊密，且批發電價持續高于燃氣機組的平均運行成本，從而使天然氣發電獲得了有力支撐。

▲天然氣發電

以上分析表明，支撐美國氣電發展的因素是多重的。

首先，環境政策不僅使天然氣發電得到了迅速的發展，也在一定程度上抑制了煤電;其次，雖然天然氣作為發電原料的價格比煤炭高，但受益于建設投資和運行維護的低成本優勢，天然氣發電的綜合成本比煤電要低;再次，氣電成本可通過電價得到疏導，使得天然氣發電企業留有邊際利潤，為氣電發展創造了良好的環境。