國際可再生能源署(IRENA)的最新報告《2018年可再生能源發(fā)電成本報告》(以下簡稱《報告》)詳細介紹了所有商業(yè)可再生能源的發(fā)電成本?!秷蟾妗分赋觯诋斀袷澜绲脑S多地區(qū),可再生能源已是成本最低的發(fā)電能源。在即將到來的2020年,陸上風電、光伏發(fā)電將與水力發(fā)電一樣,在沒有補貼的情況下,也比最便宜的化石燃料(煤炭)的發(fā)電成本更低。技術發(fā)展日新月異使可再生能源的成本下降的如此之快,以至于IRENA表示,在全球范圍內實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標所需的投資將比他們預期的要少40%。因此,電氣化的快速進程將推動終端技術的再次革新——從電動汽車到熱泵,都將參與革新進程。此外,陸上以及海上風能、太陽能(包括集中式光伏)、水力、生物能和地熱能將全部涵蓋在內。
上述的種種將對能源轉型和(除發(fā)電外)能源的生產和使用過程中可能的脫碳途徑產生影響。事實上,光伏發(fā)電和海上風電成本正在逐漸下降,到2020年后,集中式太陽能(CSP)和海上風電的成本還會再度下降,這意味著可再生能源正在成為全球能源轉型進程中的有力支柱。
可再生能源成本繼續(xù)大幅下降
《報告》顯示,在2018年這一年中,全球所有商業(yè)可再生能源發(fā)電技術的加權平均發(fā)電成本都經歷了一定程度的下降,其中CSP(-26%)、生物能(-14%)、光伏太陽能以及陸上風能(均為-13%)的降幅最大。
據(jù)悉,IRENA的可再生能源成本數(shù)據(jù)庫涵蓋17000個項目,約占截至2018年底新增容量的一半。該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)顯示,自2010年起,可再生能源成本削減的幅度之大,令人印象深刻。
成熟的生物能技術、地熱開發(fā)技術和水力發(fā)電技術,平均每千瓦時的發(fā)電成本在0.04美元到0.08美元之間。在2010~2018年這段時間內,全球新投產的陸上風能加權平均發(fā)電成本下降到每千瓦時0.056美元,僅輕微高于最便宜的新化石燃料(0.049美元/千瓦時)。對于陸上風電來說,升級技術和降低安裝成本一樣重要,因為針對同一風力資源,大型渦輪機的容量系數(shù)更高、輪轂高度更高、能夠覆蓋(利用風能)的面積也更大。
在2010~2018年期間,CSP全球加權平均發(fā)電成本下降了46%,海上風能利用下降了20%。在組件價格9成降幅和系統(tǒng)平衡所需成本持續(xù)下降的雙重影響下,公用事業(yè)規(guī)模的光伏太陽能發(fā)電成本在這9年內下降了77%,以至于2018年投入運行的項目的發(fā)電成本降至0.085美元/千瓦時。此外,2018年啟用的海上風電項目在當年的均價仍然較高。不過,雖然海上風電行業(yè)還處于發(fā)展初期,但2018年新裝的23吉瓦海上風電設備和5吉瓦的集中式光伏項目的成本也在下降。
歐洲和美國情況
太陽能和風能的成本下降預計將會持續(xù)到2020年之后。目前,根據(jù)電力購買協(xié)議(PPA)數(shù)據(jù)顯示,到2020年,陸上風能和太陽能光伏發(fā)電成本將始終比最便宜的化石燃料(煤炭)發(fā)電更便宜。而到了2022年,海上風能和集中式光伏的發(fā)電成本將降至0.06~0.10美元/千瓦時之間。
再看歐洲海上風能的發(fā)電成本,不斷升級的技術、對新項目的持續(xù)開發(fā)以及運營維護效率不斷提高都為當?shù)毓湹某砷L提供了強力支撐,使得其發(fā)電的成本在20世紀20年代到中期的這段時間降至0.05~0.10美元/千瓦時之間。而美國作為一個新生海上風電市場,也復刻了歐洲的發(fā)展趨勢,即隨著本地供應鏈規(guī)模的擴大,成本將呈可預見性下降。
可再生能源不僅會成為發(fā)電成本最低的能源,新建的光伏太陽能電場和陸上風能電場的發(fā)電成本將遠遠低于燃煤電廠的邊際運營成本。例如,在美國,135吉瓦煤電廠的運行成本要高于0.04美元/千瓦時(其中包括煤炭成本和運營管理成本)。在未來,光伏太陽能和陸上風能的發(fā)電成本將始終低于這一數(shù)值。
探索更多減碳可能
上述對于可再生能源發(fā)電成本下降的討論(尤其是海上風能和光伏太陽能的發(fā)電成本減少)意在表明現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電技術和相關的運營配合措施已經十分成熟。在此基礎上,改善電網運行和加速對終端用能的電氣化,將使可再生能源發(fā)電成為未來能源轉型的基礎。
不僅如此,可再生能源的成本下降,還將會成為提升電網可靠性的堅實基礎——因為更多種類的能源將參與發(fā)電。而且,可再生能源參與發(fā)電不僅有利于電力領域脫碳,到2020年,集中式光伏的成本控制和儲能技術的進一步發(fā)展,會讓已經很低且還在不斷下降的可再生能源發(fā)電成本成為實現(xiàn)能源減碳氣候目標的重要方式。在IRENA對于全球能源轉型的分析中,2050年(脫碳)路徑圖顯示,在符合《巴黎協(xié)定》的基礎上,終端電氣化的速度將會大大加快。到2050年,電力在終端能源消耗總量中所占的比例將從2016年的(大約)19%增長到49%。
此外,隨著電池成本下降,到2050年,客運運輸行業(yè)終端電氣化的程度將達到70%,而電力供能將占運輸領域總能耗的43%。其次,隨著建筑行業(yè)終端電氣化程度提高再加上供暖方式不斷電氣化,到2050年,電力在上述兩個領域能量消耗占比達68%。因此,可再生能源的成本下降也有助于降低終端用能行業(yè)的脫碳成本,隨著IRENA對投資需求的分析,也就可以看出,對于實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的脫碳目標要進行的投資將大幅減少(低于預期40%)。雖然能源轉型的復雜程度不應被低估,但顯然,隨著可再生能源成本的持續(xù)降低,能源轉型不僅僅具有環(huán)境效益,更具有一定的經濟效益。
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