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美国电力行业 2040 年愿景：评估两种脱碳情景
1 MISO 为阿肯色州、伊利诺伊州、印第安纳州、爱荷华州、肯塔基州、路易斯安那州、密歇根州、明尼苏达州、密西西比州、密苏里州、蒙大拿州、北达科他州、南达科他州、德克萨斯州、威斯康星州和加拿大马尼托巴省的部分或全部地区提供服务。 2 PJM 为特拉华州、伊利诺伊州、印第安纳州、肯塔基州、马里兰州、密歇根州、新泽西州、北卡罗来纳州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、田纳西州、弗吉尼亚州、华盛顿特区和西弗吉尼亚州的部分或全部地区提供服务。 3 虽然 MISO 和 PJM 严格来说是运营这些地区电力市场的组织的名称，但我们使用这些术语来指代这些地区本身。 4 “系统”一词用于指代该国七个竞争性批发电力市场。每个市场都由独立系统运营商 (ISO) 或区域输电组织 (RTO) 运营。CAISO = 加州独立系统运营商，NYISO = 纽约州独立系统运营商。 5 IEA 能源地图集，国际能源署，energyatlas.iea.org。 6 该计算基于 PJM 相对于 2017 年排放量减少 80% 的假设。7 ABB Energy Velocity Suite，ABB，new.abb.com。
能源系统思维和热能脱碳……
1. 更新作者 2018 年 5 月发表的早期论文《英国热能脱碳和“绿色气体”的作用》（Keay 2018a）中的技术讨论。自那以后，英国政府采纳了 2050 年的零净碳排放目标，这是一项重大进展。这使得 2018 年论文中研究的核心方案（用甲烷蒸汽重整产生的氢气替代天然气）不太可能成为实现热能脱碳的可接受途径。即使采用碳捕获和储存 (CCS)，排放量对于零碳情景来说也太高了，因为 CCS 通常只能去除蒸汽重整过程中产生的高达 90% 的二氧化碳（尽管将二氧化碳的使用添加到混合物中 - 即 CCUS - 可能会改变这一情况）。然而，早期论文中讨论的核心问题仍然存在 - 热能需求达到峰值，这使得仅依靠电力变得困难。因此，混合方案现在成为政策讨论中的“领跑者”，即大部分热能需求将通过热泵用电来满足，而峰值需求则只通过氢锅炉来满足。如果运行高效，锅炉的使用时间只需要 10% 左右，因此任何排放都可以保持在非常低的水平，因此可以现实地假设这些排放可以通过信用额度（如果允许）或经济其他领域的负排放来抵消。