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  • 可再生能源快速崛起!經(jīng)濟能源替代昂貴能源的驅(qū)動力在哪里?

    2017-09-06 14:43:45 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
    可再生能源快速崛起!經(jīng)濟能源替代昂貴能源的驅(qū)動力在哪里?

    「摘要

    未來的20年間,可再生能源將可能占到全球能源供應增長的半壁江山。平價上網(wǎng)的臨界點如果突破,可再生能源成為主力能源的時代將到來。

    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廉。在人類社會發(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,化石能源一直牢牢占據(jù)主體能源的位置,也是因為沒有其他替代品能夠在高效和經(jīng)濟性方面無出其右。

    有意思的情況是,從環(huán)保的角度出發(fā),人們會得出可再生能源應該替代化石能源的觀點,然而算一算經(jīng)濟賬,卻很容易分裂為不同的陣營。可見,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)和使用到底有沒有經(jīng)濟性。

    所幸,這些年來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,但這一臨界點已經(jīng)不遠了。

    能源的供應成本

    能源的供應成本,包括內(nèi)部和外部兩塊成本。內(nèi)部成本是能源自身開發(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,這些年來化石能源供應的內(nèi)、外部總體成本在逐漸增加。內(nèi)部成本表現(xiàn)為化石能源的開采難度逐步加大,成本增長。隨著油氣勘探開發(fā)逐步向深海、極地等復雜地質(zhì)地理條件地區(qū)轉(zhuǎn)移,開采成本持續(xù)走高。

    據(jù)國際能源署統(tǒng)計分析,世界石油的平均邊際開采成本2003年時是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(tǒng)化石能源開發(fā)利用會造成大量污染物排放,對大氣、水、土壤等造成嚴重破壞,且危害人類健康,同時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(tǒng)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(qū)已經(jīng)或考慮征收資源稅、碳稅、環(huán)保稅,或開展碳排放權(quán)交易等,這些措施無一例外將導致化石能源資源供應成本進一步上漲。

    與之形成對比的是,可再生能源的內(nèi)部成本在逐步下降,開始表現(xiàn)出競爭力。從經(jīng)濟性角度來看,可再生能源的競爭性正在提高,如果進一步考慮其較低的環(huán)境外部成本,則綜合效益更大。據(jù)德國專家計算,燃煤電廠每發(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(tǒng)化石能源的處境已不如以前,資源消耗和枯竭壓力帶來煤炭價格的上漲壓力,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)境問題,如京津冀等區(qū)域近年來霧霾嚴重,政府計劃投入數(shù)萬億元進行大氣治理。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,長期來看將成為提升競爭力的重要因素。

    當然,外部環(huán)境成本在短時間還難以內(nèi)部化,目前階段影響能源供給成本的主要還是內(nèi)部成本。相比于火電6-10美分/千瓦時的平均度電成本,可再生能源成本水平還相對較高。不同種類的可再生能源成本水平也有差距,其中,水電、生物質(zhì)和風電的價格已較容易被市場接受,而太陽能光熱發(fā)電的度電成本還相對較高。過去5年間,可再生能源發(fā)電的成本降低趨勢明顯,如美國的太陽能、風能發(fā)電成本已經(jīng)出現(xiàn)大幅下降,在某些區(qū)域市場甚至已經(jīng)低于燃煤或天然氣發(fā)電。

    據(jù)美國太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,2013年大型太陽能發(fā)電項目的長期合同電價,相比2008年已經(jīng)下降了70%以上。標準公用事業(yè)規(guī)模的太陽能項目前期安裝成本,平均也比2009年下降超過1/3。風電的情況與太陽能類似,據(jù)美國風能協(xié)會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù),近年來風電成本下降超過一半。在美國某些區(qū)域,已經(jīng)有風電項目的發(fā)電成本低于現(xiàn)有的傳統(tǒng)發(fā)電了。

    歐盟市場也差不多。從歐盟光伏發(fā)電成本的趨勢分析,每千瓦時的度電成本2010-2020年間大致要下降50% 。據(jù)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-30美分/千瓦時,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-21美分/千瓦時。

    中國將成為可再生能源發(fā)電與常規(guī)能源發(fā)電競爭最為激烈的市場,可再生能源與化石燃料的度電成本差異還將繼續(xù)縮小。隨著天然氣價格改革,國內(nèi)會逐步將天然氣發(fā)電度電成本推升到10美分/千瓦時左右,而目前光伏發(fā)電成本將與此相仿和持平。

    中國太陽能發(fā)電成本逐年下降:1977年,太陽能發(fā)電成本曾經(jīng)高達200元人民幣/千瓦時。到2000年底,單晶硅太陽能電池發(fā)電成本已經(jīng)降到42-47元人民幣/千瓦時,非晶硅電池發(fā)電成本為23-25元人民幣/千瓦時。隨著國產(chǎn)太陽能電池組件技術(shù)水平的提高,目前中國太陽能發(fā)電成本已經(jīng)降至0.7-0.8元人民幣/千瓦時左右(約合12美分/千瓦時)。

    可再生能源的經(jīng)濟性

    從自身經(jīng)濟性提高的因素來看,可再生能源在全球能源發(fā)展轉(zhuǎn)型的大背景下的確迎來了發(fā)展機遇期。無論是從全球范圍看,還是從中國的實際情況分析,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)進入可再生能源開發(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(tǒng)化石能源競爭的關(guān)鍵是價格和成本,由于光伏發(fā)電的價格高于常規(guī)能源,長期以來中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依賴于國家政策補貼。但近幾年來,中國晶體硅光伏組件制造技術(shù)取得了巨大進步,圍繞著降低成本的研發(fā)工作也取得顯著成績,硅片厚度持續(xù)降低、電池效率不斷提升,短短幾年時間,光伏發(fā)電成本下降幅度超過市場預期。

    顯而易見的事實是,十多年前可再生能源還是次要的能源系統(tǒng),現(xiàn)在的增長速度卻超過其他任何能源,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)基準價為1.5元/千瓦時,如果按照光伏發(fā)電價格每年下降8%,2014年光伏發(fā)電價格將低于1元/千瓦時。

    從實際情況看,數(shù)據(jù)顯示目前國內(nèi)光伏行業(yè)的度電成本已達0.7元-0.8元,而目前傳統(tǒng)能源的度電成本在0.4元附近。如果加上國家一定數(shù)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“臨界點”。

     

    當然,人們可能會問,既然現(xiàn)在可再生能源的發(fā)電成本已經(jīng)具備一定競爭力了,為什么沒有出現(xiàn)可再生能源替代傳統(tǒng)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(wěn)定性因素的制約。可再生能源,如風能和太陽能的供應都具有間歇性,只能在部分時間發(fā)電,為了保持電力的持續(xù)供應,就需要配建傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠,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(wěn)定的因素使得可再生能源替代傳統(tǒng)能源的效果打了折扣。

     

    但是長遠來看,可再生能源的替代趨勢是確定的。國家能源局預計到2020年,中國新增的風電項目不再需要補貼,可以實現(xiàn)自我良性發(fā)展。《國家能源局綜合司發(fā)布關(guān)于開展風電平價上網(wǎng)示范工作的通知》已于2017年5月底發(fā)布,吹響了我國風電平價上網(wǎng)的號角。太陽能光伏發(fā)電在部分地區(qū)和部分領(lǐng)域,也基本能實現(xiàn)與電網(wǎng)供電成本平價發(fā)展。2025年將全面實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)。

     

    未來的20年間,可再生能源將可能占到全球能源供應增長的半壁江山。平價上網(wǎng)的臨界點如果突破,可再生能源成為主力能源的時代將到來。

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