Het op de markt gebaseerde onderdeel van het programma inzake zure regen dat betrekking heeft op de handel in SO2-emissierechten, was bedoeld om nutsbedrijven in staat te stellen de meest kosteneffectieve strategie te kiezen om de SO2-uitstoot te verminderen. In elke bedrijfsvergunning in het kader van het Acid Rain Program worden de specifieke eisen en de nalevingsopties van elke bron beschreven. De betrokken nutsbedrijven zijn ook verplicht systemen te installeren waarmee de uitstoot van SO2, NOx en andere daarmee samenhangende verontreinigende stoffen continu wordt bewaakt, zodat de voortgang kan worden gevolgd, de naleving kan worden gewaarborgd en de handelscomponent van het programma geloofwaardig is. Monitoringgegevens worden dagelijks via telecommunicatiesystemen aan het EPA doorgegeven.
Strategieën voor de naleving van luchtkwaliteitsbeheersingsmaatregelen zijn sinds het midden van de jaren zeventig belangrijke onderdelen geweest van de planning en bedrijfsvoering van elektriciteitsbedrijven, en zijn van invloed geweest op de keuze van brandstoffen, technologieën en locaties voor de bouw van nieuwe opwekkingscapaciteit. De strategieën van de nutsbedrijven om aan de nieuwe zwaveldioxidenormen te voldoen, omvatten een mix van opties met uiteenlopende financiële kosten:
- sommige bestaande en nieuwe schoorsteengasreiniging en schone steenkooltechnologieën;
- overschakelen naar alle, of het mengen van hoogzwavelige steenkool met laagzwavelige steenkool;
- overschakelen naar alle aardgas, of het bijstoken van steenkool en aardgas;
- “trimmen,” of het verminderen van het jaarlijkse aantal uren van gebruik van de centrale;
- het afstoten van oude eenheden;
- het aandrijven van bestaande eenheden met nieuwe kolen- of andere ketels;
- het aankopen of overdragen van emissierechten van andere eenheden;
- het opvoeren van vraagbeheersing en -behoud; of
- het aankopen van bulkstroom van andere nutsbedrijven of niet-utiliteitsproducenten van eenheden die kolen of andere brandstoffen gebruiken.
Sommige vormen van kolenschoning kunnen worden gecombineerd met andere maatregelen, zoals schrobben of het mengen van kolen met een verschillend zwavelgehalte, maar nutsbedrijven geven er over het algemeen de voorkeur aan dat de kolenleveranciers de kosten van de schoningsoperaties dragen. Sommige waarnemers schatten dat 20% tot 30% van de zwavel kan worden verwijderd door reiniging of menging van kolen, en 50% tot 70% door emissiebeheersingsapparatuur.
Voor fase II waren de opties talrijk, maar voor fase I werden zij beperkt door de tijd die beschikbaar was om een beslissing uit te voeren. Omdat het 3-5 jaar duurt om een gaswasser in een bestaande kolengestookte eenheid te ontwerpen en te bouwen, en langer om een nieuwe installatie van nieuwe motoren te voorzien of te bouwen (bijv, 6-11 jaar voor steenkool, 10-14 jaar voor kerncentrales), waren de besluitvormingsopties van de elektriciteitsbedrijven voor fase I-centrales beperkt tot schrobben, overschakelen op een andere brandstof, aankoop of overdracht van emissierechten om het gebruik van steenkool met een hoog zwavelgehalte te kunnen voortzetten, uit bedrijf nemen van eenheden of vermindering van het gebruik van eenheden en vervanging door capaciteit uit een andere bron.
Vertragingen bij de toewijzing van bonuskredieten voor “vroegtijdige schrobben” en de planning van de eerste veiling van emissierechten in maart 1993 hebben deze stimulansen daadwerkelijk weggenomen uit de feitelijke besluitvorming van de meeste elektriciteitsbedrijven over de naleving van de richtlijn. Gezien de tijd die nodig is om apparatuur voor de bestrijding van luchtverontreiniging te bouwen, moesten tegen de zomer van 1992 financiële en contractuele verbintenissen voor gaswassers worden aangegaan, wilden de aanpassingen van de installaties op tijd operationeel zijn om in 1995 aan de nieuwe normen te voldoen. Er moesten dus beslissingen worden genomen voordat de prijs en de toewijzing van emissierechten bekend waren. Bijgevolg waren de meeste schrobberprojecten om aan de termijn van 1995 te voldoen tegen de herfst van 1992 reeds ver gevorderd.
MeevallersEdit
Van de 261 eenheden in 110 fabriekslocaties waarop de emissiebeperkingen van fase I van toepassing waren, werden er vijf met olie gestookt, vijf met steenkool gestookte eenheden werden buiten bedrijf gesteld en één met steenkool gestookte eenheid werd vóór de aanneming van de wetgeving in 1990 in de koude stand-by-status geplaatst. De 6 inactieve kolengestookte eenheden ontvingen wettelijk in totaal 36.020 ton zwaveldioxide-emissierechten van fase I.
Deze verhandelbare meevaller werd door het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) in 1991 geschat op een waarde van $665 tot $736 per ton, in totaal $23,9 tot $26,5 miljoen. De werkelijke aankopen van emissierechten in 1992 werden echter gerapporteerd tegen een lagere prijs dan verwacht, namelijk 300 dollar per ton. De in maart 1993 geveilde rechten werden verkocht voor 122 tot 450 dollar per ton, waardoor de meevaller van deze rechten terugliep tot 4,4 tot 16,2 miljoen dollar. In de tussentijd ontvingen de eigenaars van een in 1985 met pensioen gegane eenheid, het 119 MWe Des Moines Energy Center, 93 miljoen dollar DOE-financiering voor een Clean Coal Technology-project om deze eenheid om te schakelen op een kolengestookte 70 MWe wervelbedverbrandingseenheid onder druk, zodat zij in 1996 weer in produktie kon worden genomen.
Plaats van opwekkingseenhedenEdit
Exclusief deze 11 eenheden waren 250 actieve kolengestookte eenheden in 105 centrales in 21 staten onderworpen aan fase I-emissiereducties voor zwaveldioxide in 1995. De staten met het grootste aantal productie-eenheden die onder de Fase I-vereisten vielen, waren: Ohio (40), Indiana (37), Pennsylvania (21), Georgia (19), Tennessee (19), Kentucky (17), Illinois (17), Missouri (16) en West Virginia (14). Tezamen vertegenwoordigden de Fase I eenheden 20% van de 1.250 operationele kolengestookte productie-eenheden in de V.S. in 1990.
Deze 250 eenheden hadden een zomerpiek opwekkingsvermogen van 79.162 MWe in 1990, met een gemiddelde van 317 MWe/eenheid. Deze capaciteit vertegenwoordigde ongeveer 27% van de geïnstalleerde zomerkolengestookte capaciteit, en ongeveer 11,5% van de totale geïnstalleerde zomerkrachtproductiecapaciteit in de VS in 1990. Ongeveer 207 miljoen ton, bijna 90% van de steenkool die in 1990 door fase I-centrales werd gekocht, produceerde zwaveldioxide-emissies die hoger waren dan het emissieniveau van 1995 van 2,5 lbs/mm Btu zonder apparatuur voor verontreinigingsbeheersing.
Leeftijd doet ertoeEdit
De leeftijd van de 250 fase I-steenkooleenheden varieerde van 17 tot 46 jaar toen de normen van kracht werden, met een gemiddelde van 34 jaar. In 1995 waren 111 actieve fase I-eenheden (23%) 35 jaar of ouder, en slechts 8 (6%) waren jonger dan 20 jaar. De gemiddelde leeftijd van 35 kolengestookte eenheden die in de periode 1988-1991 buiten bedrijf werden gesteld was 44,6 jaar, met een marge van 14-74 jaar. Deze eenheden varieerden in grootte van 1-107 MWe zomervermogen. Verscheidene eenheden waren al vele jaren vóór hun buitenbedrijfstelling stand-by (d.w.z. beschikbaar voor gebruik tijdens regelmatig geplande onderbrekingen van andere eenheden voor onderhoud). Ongeveer de helft (vaak de oudere eenheden) waren ontworpen om “mee te stoken” met aardgas of stookolie, en konden desgewenst worden gebruikt in plaats van steenkool.
Zowel het aantal als de gemiddelde leeftijd van de met steenkool gestookte eenheden die buiten bedrijf werden gesteld, nam van 1988 tot 1991 aanzienlijk toe, hetgeen erop wijst dat nutsbedrijven zeer oude eenheden die zij niet langer verwachtten te gebruiken, uit de beschikbare status haalden, waardoor zij de onderhoudskosten vermeden die nodig waren om ze in stand-by te houden. Ter vergelijking: de 6 Fase I koleneenheden die vóór 1990 buiten bedrijf werden gesteld, varieerden in leeftijd van 21-35 jaar, met een gemiddelde van 31 jaar.
De leeftijd van deze eenheden was om verschillende redenen van belang. Alle eenheden van fase I waren gebouwd of in aanbouw toen de Clean Air Act van 1977 werd aangenomen, en op acht na waren ze allemaal gebouwd of in aanbouw toen de wet van 1970 werd aangenomen. Bijgevolg werden deze eenheden gebouwd toen de arbeidskosten aanzienlijk lager waren dan in de jaren negentig, en werden grote investeringen in apparatuur voor verontreinigingsbeheersing vermeden. In de jaren negentig behoorden deze eenheden vaak tot de minst dure van alle door hun respectieve eigenaars geëxploiteerde eenheden, in termen van kosten per megawattuur geproduceerde energie. Vergeleken met andere centrales in het systeem van een nutsbedrijf vormden deze eenheden voor hun eigenaars een stimulans om de bedrijfstijd te maximaliseren, de uitvaltijd voor reparaties of aanpassingen tot een minimum te beperken en verdere kapitaalinvesteringen te minimaliseren.
Omdat kapitaal in dergelijke centrales gewoonlijk over 20-30 jaar wordt afgeschreven, waren de investeringen in de meeste van deze centrales tegen 1995 volledig terugverdiend. Het is vaak moeilijk om grote extra kapitaalinvesteringen te rechtvaardigen in centrales die een resterende nuttige levensduur van 10 jaar of minder hebben, tenzij de ketels worden herbouwd. Voorts behoorden deze oude centrales tot de vuilste bronnen van luchtverontreiniging in de elektriciteitssector, omdat grote kolengestookte centrales in de eerste drie jaar van hun bestaan meestal het hoogste bedrijfs- en verbrandingsrendement bereiken en daarna gedurende hun hele levensduur geleidelijk afnemen. Zij konden vele jaren in bedrijf blijven zonder de emissies substantieel te verminderen, terwijl andere centrales op grond van de Clean Air Act Amendments van 1977 verplicht waren “best beschikbare” apparatuur voor de beheersing van luchtverontreiniging te installeren.
OnzekerhedenEdit
Substantiële onzekerheden confronteerden elektriciteitsbedrijven bij het plannen van nalevingsstrategieën. Deze omvatten de toekomstige prijs en beschikbaarheid van brandstoffen; de waarde van emissierechten en de werking van de markten daarvoor; de wijze waarop de openbare nutsbedrijvencommissies van de staten en de Internal Revenue Service de kosten van het schrobben of omschakelen van brandstoffen en de waarde van emissierechten zouden toewijzen; boekhoudkundige richtsnoeren, herzieningen van interstatelijke bulkcontracten voor de verkoop van elektriciteit, en mogelijke interventie van de Federal Energy Regulatory Commission in interstatelijke overdrachten van emissierechten door multistatelijke holdings. Veranderingen in het concurrentievermogen van verschillende opwekkings- en verontreinigingsbeheersingstechnologieën; een groot aantal nieuwe regelgevende maatregelen die vereist zijn op grond van de Clean Air Act; en de mogelijkheid van nieuwe wetgeving ter beperking van de uitstoot van kooldioxide, het opleggen van een heffing op koolstofuitstoot, of op Btu-gebruik waren eveneens van groot belang. Een definitieve regel die enige onzekerheid wegnam over continue emissiecontrole, vergunningsvereisten en de werking van het emissierechtensysteem werd pas in januari 1993 uitgevaardigd, ruim nadat nalevingsstrategieën moesten worden ontwikkeld en belangrijke investeringsbeslissingen moesten worden genomen.
In deze context moesten leidinggevenden van nutsbedrijven investeringsbeslissingen nemen waarbij miljoenen dollars over langere perioden werden vastgelegd. Zoals een manager van een nutsbedrijf het samenvatte: “Belangrijke beslissingen moeten worden genomen zonder adequate informatie of zelfs zonder de mogelijkheid om adequate informatie te verkrijgen.” Na een langdurige strijd waarbij de Ohio Public Utilities Commission, het Ohio Office of Consumer’s Counsel, industriële klanten, de Ohio Sierra Club en de United Mine Workers betrokken waren, werd bijvoorbeeld verwacht dat de bouw van gaszuiveringsinstallaties door AEP in haar twee-eenheid van 2.600 MWe Gavin-centrale in Ohio ongeveer 835 miljoen dollar zou kosten, waardoor de zwaveldioxide-emissies daar met 95% zouden worden verminderd. In februari 1993 was AEP er nog niet zeker van of zij van de Ohio Public Utilities Commission toestemming zou krijgen om emissiekredieten van de Gavin-zuivering over te dragen naar fase-I-eenheden in andere staten. Aldus moesten aanzienlijke financiële verplichtingen worden aangegaan op basis van het beste oordeel van de planners van de nutsbedrijven en moest met de bouw worden begonnen bij gebreke van definitieve informatie of definitieve goedkeuring door de regelgevende instanties.
Innovaties in kolenleveringscontractenEdit
De risico’s in verband met dergelijke onzekerheid stimuleerden innovatie in contracten voor de aankoop van kolen door elektriciteitsbedrijven. Op een kopersmarkt onderhandelden nutsbedrijven opnieuw over oude contracten en sloten zij nieuwe contracten met een reeks bepalingen die bedoeld waren om de risico’s te beheersen en de flexibiliteit voor toekomstige beslissingen te vergroten. Zo sloot Ohio Edison eind 1991 “hoog/laag”-contracten met drie kolenleveranciers. Krachtens deze overeenkomsten kon het nutsbedrijf ervoor kiezen over te schakelen van de aankoop van steenkool met een hoog zwavelgehalte op steenkool met een laag zwavelgehalte die door dezelfde leverancier werd geproduceerd. De leverancier behield de mogelijkheid hoogzwavelige steenkool te blijven verschepen in plaats van laagzwavelige, indien hij voldoende emissierechten verschafte zodat deze steenkool zonder sancties kon worden verbrand. In dit geval betaalde de leverancier voor de emissierechten, en het nutsbedrijf betaalde de contractprijs voor steenkool met een lager zwavelgehalte.
Aanvullende innovatieve contractvoorwaarden die worden overwogen, zouden prijspremies en boetes die worden betaald voor steenkool met verschillende zwavelgehaltes koppelen aan veranderingen in de marktprijs van zwaveldioxide-emissierechten; emissierechten verhandelen aan steenkoolleveranciers als gedeeltelijke betaling voor steenkool met een laag zwavelgehalte; of grotere variaties in hoeveelheid en prijzen vaststellen voor verschillende steenkoolkwaliteiten in één enkel contract. AMAX Energy kocht een niet nader genoemd aantal emissierechten van Long Island Lighting Company, die het naar eigen zeggen zou aanbieden in pakketten bij zijn kolen- en aardgascontracten. Aldus begonnen kolenleveranciers samen met elektriciteitsbedrijven deel te nemen als kopers en verkopers van verhandelbare zwaveldioxide-emissierechten.