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用太陽能拯救“霧霾天”:何時才能實現?

來源:本站   發布時間:2017-01-06

北京連續幾天的霧霾紅色及橙色預警,除了讓我們在下班回家路上只能看到穿透力的紅燈外,也讓編輯部這幾天在持續討論一個話題:

既然霧霾源頭的罪魁禍首是煤炭,那么”可再生能源的大規模應用及普及“就不應再是一個專屬于冬季的“應景話題“,有什么辦法可以讓它變得快起來?

或許有人會嗤之以鼻:“發展新能源”每次說得倒很溜,但現狀卻從未改變。這是一個涉及到中國能源結構的問題,是一個在20年內都不可能改變的問題。

能源結構調整。的確,這大概是一個已經講了20年,未來還要講幾十年的“中國夢”。2015年,我國的能源結構雖然有了一定的起色,但整體格局仍然絲毫沒有撼動:

化石能源中,煤炭、石油、天然氣所占比重分別為64%、18.1%、5.9%,共占91%;非化石能源中,水電占8.5%,核電占1.4%,風電占1.6%,太陽能占0.5%,其他如生物質能微小不計。

改了這么多年,結構基本沒變。各方利益倒是其次,而是以目前的條件根本就不可能。

所以說,首先我們需要先了解,水能、太陽能、風能等可再生能源為何現在不能完全代替煤炭,風電與光伏發電為何被稱為“垃圾電”?

簡單來說就是四點:成本高,不穩定,轉換率低,儲能情況太差。全部與技術有關聯。

更何況,建設一座火電廠,通常投資從幾億到幾十億就能運行發電,建設周期短,收益見效快;建一座相同容量的水電站,投資往往是火電廠幾倍到幾十倍,回收周期要5~10年甚至更長。

如果你是投資人,你愿意選擇后者嗎?(看看馬斯克SolarCity嚴重虧損的現狀)

而太陽能,這個近年來呼聲較高的新能源產業,更是被很多研究報告譽為“發電成本較高的可再生能源“。在中國能源結構中,它也的確是微不足道。

所以今天,我們就先來談談太陽能成本這個問題。

根據科技媒體MIT的報道,早在2014年,專注于研究可再生能源的咨詢公司Ecofys就曾對歐盟(全球清潔能源較為普及的地區之一)內的環境污染、氣候變化、資源消耗成本以及光伏發電廠的流動資金與運營成本進行了分析。

在評估過程中,根據一種叫作“平準化成本”的測量標準(在不考慮政府補貼的情況下,如果在某一特定區域建立和運營一家發電廠,對其在某一特定時間段內每兆瓦時的成本進行估算,包括估算污染、土地使用和資源消耗的貨幣價值),研究人員們的數據分析結果如下:

假定工廠將產能提升至的情況下,歐盟新建的煤炭與天然氣工廠“平準化成本”僅為50多歐元/MWh(52美元) ;

海上風電的“平準化成本”約80歐元/MWh(84美元);

公用事業太陽能光伏發電約為100歐元/MWh(105美元);

核能發電約為90歐元/MWh(94.5美元);

的結論就是:太陽能發電成本較高,遠遠高于風力發電,與核能成本接近。

實際上,導致這個結果的原因取決于計算過程中一個與眾不同的參數——“能源消耗成本”。


研究人員解釋,由于全球大多數太陽能板打著“中國制造”的標簽,因此,金屬資源的大量消耗以及高昂的電池板制作成本使得太陽能發電成本明顯增加,高于風力發電。

與此同時,中國電力屬于煤炭密集型行業,太陽能設備鋪設地區有限,運營不穩定且轉化率低,回收周期長,在不能大規模啟用的情況下,成本高是一個必然的事情。

成本高意味著什么?企業需要靠政府補貼過活,光伏發電無法大規模普及,創新力與制造力滯后,技術研發推進緩慢,被資本關注的機會小……

實際上,這幾個方面都是環環相扣,交叉影響的。也正是由于技術瓶頸難以突破,太陽能發電生產鏈上的成本累積數才會龐大,規模才會受限。

2030年,中國將迎來太陽能發電普及化的曙光?

然而,我們卻從“依然被霧霾籠罩而找不到方向”的中國能源結構中發現了一個有機會擴大的”裂痕“。這份在近期發布的彭博能源分析報告或許能給我們一些積極的“暗示”:

自2009以來,全球太陽能價格下降了62%。與此同時,太陽能發電供應鏈上的每一環節都相應削減了成本。

目前,全球平均煤電成本約為6~7美分/kwh(0.4元~0.5元),而在2016年,包括智利、阿聯酋在內的多個發展中國家均達成了多筆成本不到3美分/kwh的太陽能發電合同。

從全球范圍來看,預計在未來十年內,太陽能很可能成為廉價的發電能源。但是,在不同國家,太陽能成本降低的速度也會有很大差異。像歐洲及巴西這些需要進口煤炭或收取“炭排放稅”的區域及國家,或許將在2020年到來之前,先看到煤炭與太陽能發電成本持平的“曙光”。

中國雖然是較大的太陽能市場(安裝量已經超過德國),但能源結構以煤炭為主,或許要到2030年才能把太陽能成本降至煤炭以下水平。

而彭博新能源財經的首席新能源分析師Jenny Chase在報告中指出,全球1MW以上的地面太陽能系統平均成本為1.14美元/W;而到2025年時,這個數字將被降為0.73美分,成本減少36%。

太陽能成本在未來10年內會低于煤炭,圖片來自彭博社

實際上,早在2015年,中國資源綜合利用協會就在《中國光伏發電平價上網路線圖》中給出了一個良性預測:預計到2020年,我國光伏發電成本可降至0.6~0.8元/kwh,2030年可降至0.6元/kwh。

很顯然,太陽能發電成本減少將有助于降低相關企業貸款時的風險溢價,并會將產能提高至一個新的水平。


而國際可再生能源機構總干事Adnan Amin更是語出驚人,認為太陽能成本的降低將會改變整個行業格局:“太陽能成本低于煤炭的趨勢正在越來越多的市場中變得常規化。你會看到,工廠的產能每提升1倍,太陽能價格就會降低20%?!?

也就是說,隨著規模及銷量的提升與利潤率的逐步降低,太陽能發電供應鏈上的“沃爾瑪效應”將愈加明顯,“薄利多銷”或許是太陽能產業的一個主要發展策略。

太陽能發電站的建設成本。圖片來自彭博社

技術是關鍵,市場競爭是“催化劑”

實際上,太陽能發電熱潮已經持續了整整10年。而“技術”則一直是提升太陽能發電產業水平,降低生產成本的關鍵。

我們剛才已經提到,金屬消耗水平與儲能技術是讓太陽能發電成本居高不下的兩個重要因素。

但在過去兩年中,無論是金剛石線鋸技術的提升(可以更加高效地切割晶硅片,這是面板的主要材料),還是燃料電池技術的大幅度改進,都在很大程度上減少了太陽能產業在材料、制作工藝以及及發電應用層面上的諸多痛點,也使得太陽能終于可以在與化石燃料的競爭中逐漸掌握了優勢地位。

此外,行業內的良性競爭也加速了太陽能技術成本的下降。由于新興國家的太陽能市場非?;馃?全球各大太陽能光伏企業都開始通過競標的形式來搶奪市場訂單 。

譬如,今年8月,智利以競標的方式簽下了2.91美分/kwh的合同,而阿聯酋則通過召開大型拍賣會的形式達成了一筆價格為2.42美分/kwh的太陽能發電交易。

而沙特阿拉伯、約旦以及墨西哥等國家也開始計劃通過拍賣及競標的方式來進一步促使太陽能發電價格的下降。

價格越低,越有搶下訂單的希望,而為了保持利潤率,競標企業必須降低技術成本。因此,有太陽能系統集成商做出了大膽預測,太陽能發電成本的“下坡”速度短時間內不會放緩。

但說到底,“降低成本”僅僅是擴大太陽能產業規模的一個重要部分,卻不代表全部。

“穩定性”由天決定,成本可以不斷縮減,但儲能技術問題才是這個產業最大的“痛點”。

而一位業內人士告訴36氪,想改進儲能技術?難于上青天(期待有人來反駁)。僅從“穩定性”來看,太陽能、風能永遠都不可能取代火電。

但發展太陽能,就會看到改變。

何況,能源是貴是便宜,其實每個地區都有一個標準,但它最終取決于我們愿意為獲得能源付出的代價高低而已。

為了“反霧霾事業”,你愿意繼續“安利”太陽能嗎?



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