Happosadeohjelman markkinapohjaisen SO2-päästöoikeuksien kauppaosuuden tarkoituksena oli antaa yleishyödyllisille laitoksille mahdollisuus ottaa käyttöön kustannustehokkain strategia SO2-päästöjen vähentämiseksi. Jokaisessa happosadeohjelman käyttöluvassa esitetään erityiset vaatimukset ja kunkin päästölähteen valitsemat noudattamisvaihtoehdot. Asianomaisten laitosten oli myös asennettava järjestelmiä, joilla seurataan jatkuvasti SO2- ja NOx-päästöjä sekä muita niihin liittyviä epäpuhtauksia, jotta voidaan seurata edistymistä, varmistaa vaatimustenmukaisuus ja lisätä ohjelman kaupankäyntiosuuden uskottavuutta. Seurantatiedot toimitetaan EPA:lle päivittäin televiestintäjärjestelmien välityksellä.
Laadunvalvonnan noudattamista koskevat strategiat ovat olleet tärkeä osa sähkölaitosten suunnittelua ja toimintaa 1970-luvun puolivälistä lähtien, ja ne ovat vaikuttaneet polttoaineiden, tekniikoiden ja uuden tuotantokapasiteetin rakentamispaikkojen valintaan. Sähkölaitosten strategiat uusien rikkidioksidistandardien noudattamiseksi sisälsivät erilaisia vaihtoehtoja, joiden taloudelliset kustannukset vaihtelivat:
- useita nykyisiä ja uusia savukaasupesu- ja puhdasta hiiltä käyttäviä teknologioita;
- siirtyminen kokonaan maakaasuun tai korkearikkisen hiilen sekoittaminen matalarikkiseen hiileen;
- siirtyminen kokonaan maakaasuun tai hiilen ja maakaasun rinnakkaispoltto;
- ”trimmaaminen” tai voimaloiden vuotuisten käyttötuntien vähentäminen;
- vanhojen yksikköjen poistaminen käytöstä;
- nykyisten yksiköiden varustaminen uusilla hiilikattiloilla tai muilla kuin hiilikattiloilla;
- päästöoikeuksien ostaminen tai siirtäminen muilta yksiköiltä;
- kysynnän hallinnan ja säästämisen lisääminen; tai
- irtosähkön ostaminen muilta energialaitoksilta tai muilta kuin yleishyödyllisiltä sähköntuottajilta kivihiiltä tai muita polttoaineita käyttäviltä yksiköiltä.
Joitakin hiilenpuhdistuksia voidaan tehdä yhdessä muiden toimien, kuten pesun tai rikkipitoisuudeltaan vaihtelevien hiilien sekoittamisen kanssa, mutta laitokset pitävät yleensä parempana, että hiilentoimittajat vastaavat puhdistustoimien kustannuksista. Jotkut tarkkailijat arvioivat, että 20-30 prosenttia rikistä voidaan poistaa puhdistamalla tai sekoittamalla hiiltä ja 50-70 prosenttia päästöjen vähentämislaitteilla.
Vaiheen II vaatimustenmukaisuuden osalta vaihtoehtoja oli lukuisia, mutta vaiheen I osalta niitä rajoitti päätöksen täytäntöönpanoon käytettävissä oleva aika. Koska pesurin suunnittelu ja rakentaminen olemassa olevaan hiilivoimalayksikköön kestää 3-5 vuotta ja uuden voimalan rakentaminen tai uuden laitoksen rakentaminen kauemmin (esim, 6-11 vuotta hiilen osalta ja 10-14 vuotta ydinvoimalaitosten osalta), sähkölaitosten päätösvaihtoehdot vaiheen I laitosten osalta rajoittuivat pesuun, polttoaineen vaihtamiseen, päästöoikeuksien ostamiseen tai siirtämiseen, jotta korkearikkisen hiilen käyttöä voitiin jatkaa, yksiköiden poistamiseen käytöstä tai yksiköiden käytön vähentämiseen ja kapasiteetin korvaamiseen jostain muusta lähteestä.
Viivästykset ”varhaisen pesun” bonushyvitysten myöntämisessä ja maaliskuussa 1993 tapahtuneen ensimmäisen päästöoikeuksien huutokaupan ajoittaminen poistivat tosiasiallisesti nämä kannustimet useimpien sähkölaitosten tosiasiallisesta vaatimustenmukaisuutta koskevasta päätöksenteosta. Koska ilmanpuhdistuslaitteiden rakentamiseen kuluu aikaa, taloudelliset ja sopimukselliset sitoumukset oli tehtävä kesään 1992 mennessä, jotta laitosten muutostyöt saataisiin tehtyä niin ajoissa, että ne täyttäisivät uudet normit vuonna 1995. Päätökset oli siis tehtävä ennen kuin päästöoikeuksien hinta ja jako olivat tiedossa. Näin ollen useimmat pesurihankkeet vuoden 1995 määräajan noudattamiseksi olivat jo pitkällä syksyllä 1992.
Tuuletukset Muokkaa
Vaiheen I päästörajoitusten piiriin kuuluvista 110 laitoksen 261 yksiköstä viisi oli öljykäyttöisiä, viisi hiilikäyttöistä yksikköä poistettiin käytöstä ja yksi hiilikäyttöinen yksikkö asetettiin kylmään valmiustilaan ennen lainsäädännön hyväksymistä vuonna 1990. Kuusi toimimatonta hiilivoimalayksikköä saivat lakisääteisesti yhteensä 36 020 tonnia vaiheen I rikkidioksidipäästöoikeuksia.
Yhdysvaltion energiaministeriö (DOE) arvioi vuonna 1991 tämän markkinoitavissa olevan odottamattoman voiton arvoksi 665-736 dollaria tonnilta eli yhteensä 23,9-26,5 miljoonaa dollaria. Päästöoikeuksien todelliset ostot vuonna 1992 olivat kuitenkin odotettua alhaisemmat, 300 dollaria tonnilta. Maaliskuussa 1993 huutokaupattuja päästöoikeuksia myytiin 122-450 dollarilla tonnilta, mikä pienensi näistä päästöoikeuksista saatua voittoa 4,4-16,2 miljoonaan dollariin. Tällä välin yhden vuonna 1985 käytöstä poistetun yksikön, 119 MWe:n Des Moines Energy Centerin, omistajat saivat 93 miljoonaa dollaria DOE:n rahoitusta Clean Coal Technology -hankkeeseen, jonka tarkoituksena oli vaihtaa yksikkö 70 MWe:n paineistetun leijukerrospolttoyksikön voimanlähteeksi, mikä toi sen takaisin tuotantoon vuonna 1996.
Yksiköiden sijainti Muokkaa
Tämän yhdentoista yksikön lisäksi 250 aktiivista kivihiilivoimalaitosyksikköä, jotka toimivat 105 laitoksessa 21 osavaltiossa, kuului vaiheen I mukaisten rikkidioksidi-päästöjen vähennysvelvoitteen piiriin vuonna 1995. Osavaltiot, joissa oli eniten tuotantoyksiköitä, joita vaiheen I vaatimukset koskivat, olivat seuraavat: Ohio (40), Indiana (37), Pennsylvania (21), Georgia (19), Tennessee (19), Kentucky (17), Illinois (17), Missouri (16) ja Länsi-Virginia (14). Vaiheen I yksiköt edustivat yhteensä 20 prosenttia 1 250:stä toimivasta hiilivoimalaitoksesta Yhdysvalloissa vuonna 1990.
Näiden 250 yksikön kesähuipputuotantokapasiteetti oli 79 162 MWe vuonna 1990, ja se oli keskimäärin 317 MWe/yksikkö. Tämä kapasiteetti edusti noin 27 % asennetusta kesäaikaisesta kivihiilivoimakapasiteetista ja noin 11,5 % koko Yhdysvaltojen asennetusta kesäaikaisesta sähköntuotantokapasiteetista vuonna 1990. Noin 207 miljoonaa tonnia eli lähes 90 prosenttia vaiheen I voimaloiden vuonna 1990 ostamasta kivihiilestä tuotti rikkidioksidipäästöjä, jotka ylittivät vuoden 1995 päästötason 2,5 lbs/mm Btu ilman saastumista rajoittavia laitteita.
Iällä on väliä Muokkaa
Vaiheen I 250 kivihiilivoimalayksikön ikä vaihteli standardien tullessa voimaan 17:n ja 46:n vuoden välillä, keskiarvo oli 34 vuotta. Vuonna 1995 111 aktiivista vaiheen I yksikköä (23 %) oli 35 vuotta tai vanhempia, ja vain 8 (6 %) oli alle 20 vuotta vanhoja. Vuosina 1988-1991 käytöstä poistettujen 35 hiilivoimalayksikön keski-ikä oli 44,6 vuotta ja vaihteluväli 14-74 vuotta. Näiden yksiköiden koko vaihteli 1-107 MWe:n kesäkapasiteetin välillä. Useat niistä olivat olleet valmiustilassa (esim. käytettävissä muiden yksiköiden säännöllisten huoltoseisokkien aikana) useita vuosia ennen käytöstä poistamista. Noin puolet (usein vanhemmat yksiköt) oli suunniteltu maakaasun tai polttoöljyn yhteispolttoa varten, ja niitä voitiin haluttaessa käyttää näillä polttoaineilla hiilen sijasta.
Sekä käytöstä poistettujen hiilivoimalayksiköiden määrä että keski-ikä kasvoivat huomattavasti vuodesta 1988 vuoteen 1991, mikä osoitti, että voimalaitokset poistivat hyvin vanhoja yksiköitä, joita ne eivät enää odottaneet käyttävänsä, ja välttivät siten huoltokustannuksia, jotka olivat välttämättömiä niiden pitämiseksi valmiustilassa. Vertailun vuoksi mainittakoon, että ennen vuotta 1990 käytöstä poistettujen kuuden vaiheen I kivihiiliyksikön ikä vaihteli 21-35 vuoden välillä, kun ne poistettiin käytöstä, keskiarvon ollessa 31 vuotta.
Yksiköiden ikä oli merkittävä useista syistä. Kaikki vaiheen I yksiköt olivat joko rakennettu tai rakenteilla vuoden 1977 Clean Air Act -lain voimaan tullessa, ja kahdeksan yksikköä lukuun ottamatta kaikki olivat rakennettu tai rakenteilla vuoden 1970 lain voimaan tullessa. Näin ollen nämä yksiköt rakennettiin, kun työvoimakustannukset olivat huomattavasti alhaisemmat kuin 1990-luvulla, ja niissä vältettiin suuria investointeja saastumista rajoittaviin laitteisiin. 1990-luvulla nämä yksiköt olivat usein omistajiensa käyttämistä yksiköistä edullisimpia, kun otetaan huomioon kustannukset tuotettua megawattituntia kohti. Verrattuna muihin yleishyödyllisen laitoksen järjestelmässä oleviin laitoksiin nämä yksiköt tarjosivat omistajilleen kannustimia maksimoida toiminta-aika, minimoida korjauksiin tai jälkiasennuksiin liittyvät seisokit ja minimoida niihin tehtävät lisäinvestoinnit.
Koska tällaisten laitosten pääoma kuoletetaan tyypillisesti 20-30 vuoden aikana, investoinnit suurimpaan osaan näistä laitoksista saatiin kokonaan takaisin vuoteen 1995 mennessä. Suurten lisäpääomainvestointien perusteleminen laitoksiin, joiden jäljellä oleva käyttöikä voi olla enintään 10 vuotta, jos kattiloita ei uusita, on usein vaikeaa. Koska suurilla hiilivoimalaitoksilla on taipumus saavuttaa huipputehokkuus ja polttotehokkuus kolmen ensimmäisen käyttövuoden aikana ja laskea sen jälkeen asteittain koko elinkaarensa ajan, nämä vanhat voimalaitokset kuuluivat sähkölaitosten saastuttavimpiin ilmansaasteiden lähteisiin. Ne pystyivät toimimaan useita vuosia vähentämättä päästöjä merkittävästi, kun muita laitoksia vaadittiin asentamaan ”parhaat käytettävissä olevat” ilman pilaantumista rajoittavat laitteet Clean Air Act Amendments of 1977 -säädöksen mukaisesti.
Epävarmuustekijät Muokkaa
Sähkölaitokset joutuivat kohtaamaan huomattavia epävarmuustekijöitä suunnitellessaan päästöjen vähentämisstrategioita. Näihin epävarmuustekijöihin kuuluivat polttoaineiden tuleva hinta ja saatavuus, päästöoikeuksien arvo ja niiden markkinoiden toiminta, tapa, jolla osavaltioiden yleishyödyllisiä laitoksia käsittelevät toimikunnat ja verovirasto jakaisivat polttoaineiden puhdistamisesta tai polttoaineiden vaihtamisesta aiheutuvat kustannukset ja päästöoikeuksien arvon, kirjanpito-ohjeet, osavaltioiden välisten suurten sähköntoimitussopimusten tarkistukset ja liittovaltion energia-alan sääntelyviranomaisen Federal Energy Regulatory Commissionin mahdollinen väliintulo useiden osavaltioiden omistavien holding-yhtiöiden suorittamiin osavaltioiden välisiin päästöoikeuksien siirtoihin. Suurta huolta aiheuttivat myös muutokset eri sähköntuotanto- ja saastuntorjuntatekniikoiden kilpailukyvyssä, lukemattomat uudet Clean Air Act -lain edellyttämät sääntelytoimet sekä mahdollinen uusi lainsäädäntö, jolla rajoitetaan hiilidioksidipäästöjä, määrätään hiilidioksidipäästöjä koskeva vero tai Btu:n käyttöä koskeva vero. Lopullinen sääntö, jolla lievennettiin jonkin verran epävarmuutta päästöjen jatkuvasta tarkkailusta, lupavaatimuksista ja päästöoikeusjärjestelmän toiminnasta, annettiin vasta tammikuussa 1993, paljon sen jälkeen, kun vaatimusten noudattamista koskevia strategioita oli kehitettävä ja merkittäviä investointipäätöksiä tehtävä.
Tässä yhteydessä yleishyödyllisten laitosten johtajat joutuivat tekemään investointipäätöksiä, jotka sitoivat miljoonia dollareita pitkiksi ajoiksi. Kuten eräs yleishyödyllisen laitoksen johtaja tiivisti: ”Suuria päätöksiä on tehtävä ilman riittävää tietoa tai edes mahdollisuutta saada riittävää tietoa”. Esimerkiksi pitkällisen kamppailun jälkeen, johon osallistuivat Ohion yleishyödyllisyyskomissio (Ohio Public Utilities Commission), Ohion kuluttajaneuvonnan toimisto (Ohio Office of Consumer’s Counsel), teollisuusasiakkaat, Ohio Sierra Club ja United Mine Workers -yhdistys (United Mine Workers) American Electric Power Companyn osakkuusyhtiön Meigsin korkearikkisten kivihiilikaivosten kohdalla, AEP:n odotettiin maksavan noin 835 miljoonaa dollaria, ja sen arvioitiin vähentävän rikkidioksidipäästöjä 95 prosentilla Ohiossa sijaitsevan 2 600 MWe:n tehoisen 2 yksikkönsä Gavinin voimalaitoksella. Helmikuussa 1993 AEP oli vielä epävarma siitä, antaisiko Ohio Public Utilities Commission sille luvan siirtää Gavinin pesurista saatuja päästöhyvityksiä muiden osavaltioiden vaiheen I yksiköihin. Näin ollen huomattavia taloudellisia sitoumuksia oli tehtävä energialaitosten suunnittelijoiden parhaiden arvioiden perusteella, ja rakennustyöt oli aloitettava, kun lopullisia tietoja tai lopullista viranomaishyväksyntää ei ollut saatavilla.
Innovaatiot hiilen hankintasopimuksissaEdit
Tällaiseen epävarmuuteen liittyvät riskit kannustivat innovaatiotoimintaa sähköntoimittajien hiilen ostosopimuksissa. Ostajan markkinoilla energialaitokset neuvottelivat uudelleen vanhoja sopimuksia ja allekirjoittivat uusia sopimuksia, joihin sisältyi erilaisia määräyksiä, joilla pyrittiin hallitsemaan riskejä ja lisäämään joustavuutta tulevia päätöksiä varten. Esimerkiksi Ohio Edison allekirjoitti vuoden 1991 lopussa ”high/low”-sopimukset kolmen kivihiilitoimittajan kanssa. Näiden sopimusten mukaan laitos saattoi halutessaan siirtää ostojaan saman toimittajan tuottamasta korkearikkisestä hiilestä matalarikkiseen hiileen. Toimittaja säilytti mahdollisuuden jatkaa korkearikkisen hiilen toimittamista matalarikkisen hiilen sijasta, jos se toimitti riittävästi päästöoikeuksia, jotta tätä hiiltä voitaisiin polttaa ilman seuraamuksia. Tässä tapauksessa toimittaja maksoi päästöoikeudet, ja laitos maksoi sopimushinnan alhaisemman rikkipitoisuuden omaavasta kivihiilestä.
Muilla harkittavilla innovatiivisilla sopimusehdoilla kytkettäisiin erilaisen rikkipitoisuuden omaavasta kivihiilestä maksettavat hintapreemiot ja -seuraamukset rikkidioksidipäästöoikeuksien markkinahinnan muutoksiin, kaupattaisiin hiilitoimittajille päästöoikeuksia osittaisena maksuna alhaisen rikkipitoisuuden omaavasta kivihiilestä tai määriteltäisiin suuremmat määrä- ja hintavaihtelut kivihiilen eri laaduille samassa sopimuksessa. AMAX Energy osti Long Island Lighting Companylta ilmoittamattoman määrän päästöoikeuksia, joita se sanoi tarjoavansa paketteina hiili- ja maakaasusopimustensa kanssa. Näin hiilentoimittajat alkoivat osallistua sähkölaitosten ohella markkinoitavien rikkidioksidipäästöoikeuksien ostajina ja myyjinä.