光伏應用將可能達到一個(gè)"臨界點(diǎn)"
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2017-09-16
核心提示:
與所有正常商品一樣,對于能源商品而言,消費者同樣追求物美價(jià)廉。在人類(lèi)社會(huì )發(fā)展中,煤炭等化石能源之所以能夠替代薪柴,正因為其高效且低廉。而近200年來(lái),化石能源一直牢牢占據主體能源的位置,也是因為沒(méi)有其他替代品能夠在高效和經(jīng)濟性方面無(wú)出其右。
與所有正常商品一樣,對于能源商品而言,消費者同樣追求物美價(jià)廉。在人類(lèi)社會(huì )發(fā)展中,煤炭等化石能源之所以能夠替代薪柴,正因為其高效且低廉。而近200年來(lái),化石能源一直牢牢占據主體能源的位置,也是因為沒(méi)有其他替代品能夠在高效和經(jīng)濟性方面無(wú)出其右。
有意思的情況是,從環(huán)保的角度出發(fā),人們會(huì )得出可再生能源應該替代化石能源的觀(guān)點(diǎn),然而算一算經(jīng)濟賬,卻很容易分裂為不同的陣營(yíng)??梢?jiàn),決定可再生能源能否替代化石能源的根本因素,還是可再生能源的生產(chǎn)和使用到底有沒(méi)有經(jīng)濟性。
所幸,這些年來(lái)可再生能源的供應成本一直在下降,雖然目前仍然高于化石能源,但這一臨界點(diǎn)已經(jīng)不遠了。
能源的供應成本
能源的供應成本,包括內部和外部?jì)蓧K成本。內部成本是能源自身開(kāi)發(fā)和利用的直接成本,而外部成本則主要包括對環(huán)境等外部因素造成影響的間接成本。
首先,這些年來(lái)化石能源供應的內、外部總體成本在逐漸增加。內部成本表現為化石能源的開(kāi)采難度逐步加大,成本增長(cháng)。隨著(zhù)油氣勘探開(kāi)發(fā)逐步向深海、極地等復雜地質(zhì)地理條件地區轉移,開(kāi)采成本持續走高。
據國際能源署統計分析,世界石油的平均邊際開(kāi)采成本2003年時(shí)是30美元/桶,2011年則達到了80美元/桶;其次,外部成本也在不斷增加。傳統化石能源開(kāi)發(fā)利用會(huì )造成大量污染物排放,對大氣、水、土壤等造成嚴重破壞,且危害人類(lèi)健康,同時(shí)化石能源燃燒所導致的二氧化碳等溫室氣體排放,還造成了全球氣候變暖等系統性災害。正是為了糾正化石能源的巨大環(huán)境負外部性,很多國家和地區已經(jīng)或考慮征收資源稅、碳稅、環(huán)保稅,或開(kāi)展碳排放權交易等,這些措施無(wú)一例外將導致化石能源資源供應成本進(jìn)一步上漲。
與之形成對比的是,可再生能源的內部成本在逐步下降,開(kāi)始表現出競爭力。從經(jīng)濟性角度來(lái)看,可再生能源的競爭性正在提高,如果進(jìn)一步考慮其較低的環(huán)境外部成本,則綜合效益更大。據德國專(zhuān)家計算,燃煤電廠(chǎng)每發(fā)一度電應該要計算外部成本每度約9-12美分,而太陽(yáng)能發(fā)電的外部成本僅為每度約0.9-1.5美分。

在中國,這樣的情景正在上演,傳統化石能源的處境已不如以前,資源消耗和枯竭壓力帶來(lái)煤炭?jì)r(jià)格的上漲壓力,導致火電成本升高。而大量增加的煤炭消耗還導致諸多環(huán)境問(wèn)題,如京津冀等區域近年來(lái)霧霾嚴重,政府計劃投入數萬(wàn)億元進(jìn)行大氣治理。如果綜合考慮這些環(huán)境治理成本,化石能源的供應成本絕不低廉。相反,可再生能源的生態(tài)和環(huán)境效益漸趨明顯,長(cháng)期來(lái)看將成為提升競爭力的重要因素。
當然,外部環(huán)境成本在短時(shí)間還難以?xún)炔炕?,目前階段影響能源供給成本的主要還是內部成本。相比于火電6-10美分/千瓦時(shí)的平均度電成本,可再生能源成本水平還相對較高。不同種類(lèi)的可再生能源成本水平也有差距,其中,水電、生物質(zhì)和風(fēng)電的價(jià)格已較容易被市場(chǎng)接受,而太陽(yáng)能光熱發(fā)電的度電成本還相對較高。過(guò)去5年間,可再生能源發(fā)電的成本降低趨勢明顯,如美國的太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電成本已經(jīng)出現大幅下降,在某些區域市場(chǎng)甚至已經(jīng)低于燃煤或天然氣發(fā)電。
據美國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )的統計,2013年大型太陽(yáng)能發(fā)電項目的長(cháng)期合同電價(jià),相比2008年已經(jīng)下降了70%以上。標準公用事業(yè)規模的太陽(yáng)能項目前期安裝成本,平均也比2009年下降超過(guò)1/3。風(fēng)電的情況與太陽(yáng)能類(lèi)似,據美國風(fēng)能協(xié)會(huì )產(chǎn)業(yè)數據,近年來(lái)風(fēng)電成本下降超過(guò)一半。在美國某些區域,已經(jīng)有風(fēng)電項目的發(fā)電成本低于現有的傳統發(fā)電了。
歐盟市場(chǎng)也差不多。從歐盟光伏發(fā)電成本的趨勢分析,每千瓦時(shí)的度電成本2010-2020年間大致要下降50%。據預測歐盟的光伏發(fā)電平準化成本由2010年的18美分/千瓦時(shí)-30美分/千瓦時(shí),按照年均5%的速度逐年下降,至2020年預計降至約合9美分/千瓦時(shí)-21美分/千瓦時(shí)。
中國將成為可再生能源發(fā)電與常規能源發(fā)電競爭最為激烈的市場(chǎng),可再生能源與化石燃料的度電成本差異還將繼續縮小。隨著(zhù)天然氣價(jià)格改革,國內會(huì )逐步將天然氣發(fā)電度電成本推升到10美分/千瓦時(shí)左右,而目前光伏發(fā)電成本將與此相仿和持平。
中國太陽(yáng)能發(fā)電成本逐年下降:1977年,太陽(yáng)能發(fā)電成本曾經(jīng)高達200元人民幣/千瓦時(shí)。到2000年底,單晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電成本已經(jīng)降到42-47元人民幣/千瓦時(shí),非晶硅電池發(fā)電成本為23-25元人民幣/千瓦時(shí)。隨著(zhù)國產(chǎn)太陽(yáng)能電池組件技術(shù)水平的提高,目前中國太陽(yáng)能發(fā)電成本已經(jīng)降至0.7-0.8元人民幣/千瓦時(shí)左右(約合12美分/千瓦時(shí))。
可再生能源的經(jīng)濟性
從自身經(jīng)濟性提高的因素來(lái)看,可再生能源在全球能源發(fā)展轉型的大背景下的確迎來(lái)了發(fā)展機遇期。無(wú)論是從全球范圍看,還是從中國的實(shí)際情況分析,世界上的主要發(fā)達國家以及中國等新興經(jīng)濟體都已經(jīng)進(jìn)入可再生能源開(kāi)發(fā)和利用的快速上升通道。
在歐洲、美國,新增能源裝機中可再生能源的比重已經(jīng)占到60%到70%,可再生能源投資已經(jīng)超過(guò)化石能源投資。在中國,新增能源裝機容量中可再生能源的比重占到一半,按照投資額計算,60%都是可再生能源。就光伏產(chǎn)業(yè)而言,光伏與傳統化石能源競爭的關(guān)鍵是價(jià)格和成本,由于光伏發(fā)電的價(jià)格高于常規能源,長(cháng)期以來(lái)中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依賴(lài)于國家政策補貼。但近幾年來(lái),中國晶體硅光伏組件制造技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,圍繞著(zhù)降低成本的研發(fā)工作也取得顯著(zhù)成績(jì),硅片厚度持續降低、電池效率不斷提升,短短幾年時(shí)間,光伏發(fā)電成本下降幅度超過(guò)市場(chǎng)預期。
顯而易見(jiàn)的事實(shí)是,十多年前可再生能源還是次要的能源系統,現在的增長(cháng)速度卻超過(guò)其他任何能源,而且成本的下降也使其能夠與化石能源抗衡。五六年前,2009年光伏發(fā)電上網(wǎng)基準價(jià)為1.5元/千瓦時(shí),如果按照光伏發(fā)電價(jià)格每年下降8%,2014年光伏發(fā)電價(jià)格將低于1元/千瓦時(shí)。
從實(shí)際情況看,數據顯示目前國內光伏行業(yè)的度電成本已達0.7元-0.8元,而目前傳統能源的度電成本在0.4元附近。如果加上國家一定數額的政策補貼(財政補貼或替代機制如綠證不退坡的情況下),度電成本能夠達到0.4元及以下,光伏應用將可能達到一個(gè)“臨界點(diǎn)”。
當然,人們可能會(huì )問(wèn),既然現在可再生能源的發(fā)電成本已經(jīng)具備一定競爭力了,為什么沒(méi)有出現可再生能源替代傳統化石能源的巨變?可再生能源發(fā)電的比例仍然很低?這里需要說(shuō)明的是,可再生能源替代效應發(fā)揮的大小,除了其自身成本競爭力的因素以外,還受到發(fā)電不穩定性因素的制約??稍偕茉?,如風(fēng)能和太陽(yáng)能的供應都具有間歇性,只能在部分時(shí)間發(fā)電,為了保持電力的持續供應,就需要配建傳統的火力發(fā)電廠(chǎng),由此造成其運行負荷和效率不高,為保證運行還需要給予一定補貼。發(fā)電不穩定的因素使得可再生能源替代傳統能源的效果打了折扣。
但是長(cháng)遠來(lái)看,可再生能源的替代趨勢是確定的。國家能源局預計到2020年,中國新增的風(fēng)電項目不再需要補貼,可以實(shí)現自我良性發(fā)展?!秶夷茉淳志C合司發(fā)布關(guān)于開(kāi)展風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范工作的通知》已于2017年5月底發(fā)布,吹響了我國風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的號角。太陽(yáng)能光伏發(fā)電在部分地區和部分領(lǐng)域,也基本能實(shí)現與電網(wǎng)供電成本平價(jià)發(fā)展。2025年將全面實(shí)現光伏平價(jià)上網(wǎng)。
未來(lái)的20年間,可再生能源將可能占到全球能源供應增長(cháng)的半壁江山。平價(jià)上網(wǎng)的臨界點(diǎn)如果突破,可再生能源成為主力能源的時(shí)代將到來(lái)。