既然雾霾源头的罪魁祸首是煤炭,那么”可再生能源的大规模应用及普及“就不应再是一个专属于冬季的“应景话题“,有什么办法可以让它变得快起来?
或许有人会嗤之以鼻:“发展新能源”每次说得倒很溜,但现状却从未改变。这是一个涉及到中国能源结构的问题,是一个在20年内都不可能改变的问题。
能源结构调整。的确,这大概是一个已经讲了20年,未来还要讲几十年的“中国梦”。2015年,我国的能源结构虽然有了一定的起色,但整体格局仍然丝毫没有撼动:
化石能源中,煤炭、石油、天然气所占比重分别为64%、18.1%、5.9%,共占91%;非化石能源中,水电占8.5%,核电占1.4%,风电占1.6%,太阳能占0.5%,其他如生物质能微小不计。
改了这么多年,结构基本没变。各方利益倒是其次,而是以目前的条件根本就不可能。
所以说,首先我们需要先了解,水能、太阳能、风能等可再生能源为何现在不能完全代替煤炭,风电与光伏发电为何被称为“垃圾电”?
简单来说就是四点:成本高,不稳定,转换率低,储能情况太差。全部与技术有关联。
更何况,建设一座火电厂,通常投资从几亿到几十亿就能运行发电,建设周期短,收益见效快;建一座相同容量的水电站,投资往往是火电厂几倍到几十倍,回收周期要5~10年甚至更长。
如果你是投资人,你愿意选择后者吗?(看看马斯克SolarCity严重亏损的现状)
而太阳能,这个近年来呼声最高的新能源产业,更是被很多研究报告誉为“发电成本最高的可再生能源“。在中国能源结构中,它也的确是微不足道。
所以今天,我们就先来谈谈太阳能成本这个问题。
根据科技媒体MIT的报道,早在2014年,专注于研究可再生能源的咨询公司Ecofys就曾对欧盟(全球清洁能源最为普及的地区之一)内的环境污染、气候变化、资源消耗成本以及光伏发电厂的流动资金与运营成本进行了分析。
在评估过程中,根据一种叫作“平准化成本”的测量标准(在不考虑政府补贴的情况下,如果在某一特定区域建立和运营一家发电厂,对其在某一特定时间段内每兆瓦时的成本进行估算,包括估算污染、土地使用和资源消耗的货币价值),研究人员们的数据分析结果如下:
假定工厂将产能提升至最大的情况下,欧盟新建的煤炭与天然气工厂“平准化成本”仅为50多欧元/MWh(52美元) ;
海上风电的“平准化成本”约80欧元/MWh(84美元);
公用事业太阳能光伏发电约为100欧元/MWh(105美元);
核能发电约为90欧元/MWh(94.5美元);
最后的结论就是:太阳能发电成本最高,远远高于风力发电,与核能成本接近。
实际上,导致这个结果的原因取决于计算过程中一个与众不同的参数——“能源消耗成本”。
研究人员解释,由于全球大多数太阳能板打着“中国制造”的标签,因此,金属资源的大量消耗以及高昂的电池板制作成本使得太阳能发电成本明显增加,高于风力发电。
与此同时,中国电力属于煤炭密集型行业,太阳能设备铺设地区有限,运营不稳定且转化率低,回收周期长,在不能大规模启用的情况下,成本高是一个必然的事情。
成本高意味着什么?企业需要靠政府补贴过活,光伏发电无法大规模普及,创新力与制造力滞后,技术研发推进缓慢,被资本关注的机会小……
实际上,这几个方面都是环环相扣,交叉影响的。也正是由于技术瓶颈难以突破,太阳能发电生产链上的成本累积数才会庞大,规模才会受限。
2030年,中国将迎来太阳能发电普及化的曙光?
然而最近,我们却从“依然被雾霾笼罩而找不到方向”的中国能源结构中发现了一个有机会扩大的”裂痕“。这份在近期发布的彭博能源分析报告或许能给我们一些积极的“暗示”:
自2009以来,全球太阳能价格下降了62%。与此同时,太阳能发电供应链上的每一环节都相应削减了成本。
目前,全球平均煤电成本约为6~7美分/kwh(0.4元~0.5元),而在2016年,包括智利、阿联酋在内的多个发展中国家均达成了多笔成本不到3美分/kwh的太阳能发电合同。
从全球范围来看,预计在未来十年内,太阳能很可能成为最廉价的发电能源。但是,在不同国家,太阳能成本降低的速度也会有很大差异。像欧洲及巴西这些需要进口煤炭或收取“炭排放税”的区域及国家,或许将在2020年到来之前,最先看到煤炭与太阳能发电成本持平的“曙光”。
中国虽然是全球最大的太阳能市场(安装量已经超过德国),但能源结构以煤炭为主,或许要到2030年才能把太阳能成本降至煤炭以下水平。
而彭博新能源财经的首席新能源分析师Jenny Chase在报告中指出,全球1MW以上的地面太阳能系统平均成本为1.14美元/W;而到2025年时,这个数字将被降为0.73美分,成本减少36%。
太阳能成本在未来10年内会低于煤炭,图片来自彭博社
实际上,早在2015年,中国资源综合利用协会就在《中国光伏发电平价上网路线图》中给出了一个良性预测:预计到2020年,我国光伏发电成本可降至0.6~0.8元/kwh,2030年可降至0.6元/kwh。
很显然,太阳能发电成本减少将有助于降低相关企业贷款时的风险溢价,并会将产能提高至一个新的水平。
而国际可再生能源机构总干事Adnan Amin更是语出惊人,认为太阳能成本的降低将会改变整个行业格局:“太阳能成本低于煤炭的趋势正在越来越多的市场中变得常规化。你会看到,工厂的产能每提升1倍,太阳能价格就会降低20%。”
也就是说,随着规模及销量的提升与利润率的逐步降低,太阳能发电供应链上的“沃尔玛效应”将愈加明显,“薄利多销”或许是太阳能产业的一个主要发展策略。
太阳能发电站的建设成本。图片来自彭博社
技术是关键,市场竞争是“催化剂”
实际上,太阳能发电热潮已经持续了整整10年。而“技术”则一直是提升太阳能发电产业水平,降低生产成本的关键。
我们刚才已经提到,金属消耗水平与储能技术是让太阳能发电成本居高不下的两个重要因素。
但在过去两年中,无论是金刚石线锯技术的提升(可以更加高效地切割晶硅片,这是面板的主要材料),还是燃料电池技术的大幅度改进,都在很大程度上减少了太阳能产业在材料、制作工艺以及及发电应用层面上的诸多痛点,也使得太阳能终于可以在与化石燃料的竞争中逐渐掌握了优势地位。
此外,行业内的良性竞争也加速了太阳能技术成本的下降。由于新兴国家的太阳能市场非常火热,全球各大太阳能光伏企业都开始通过竞标的形式来抢夺市场订单 。
譬如,今年8月,智利以竞标的方式签下了2.91美分/kwh的合同,而阿联酋则通过召开大型拍卖会的形式达成了一笔价格为2.42美分/kwh的太阳能发电交易。
而沙特阿拉伯、约旦以及墨西哥等国家也开始计划通过拍卖及竞标的方式来进一步促使太阳能发电价格的下降。
价格越低,越有抢下订单的希望,而为了保持利润率,竞标企业必须降低技术成本。因此,有太阳能系统集成商做出了大胆预测,太阳能发电成本的“下坡”速度短时间内不会放缓。
但说到底,“降低成本”仅仅是扩大太阳能产业规模的一个重要部分,却不代表全部。
“稳定性”由天决定,成本可以不断缩减,但储能技术问题才是这个产业最大的“痛点”。
而一位业内人士告诉36氪,想改进储能技术?难于上青天(期待有人来反驳)。仅从“稳定性”来看,太阳能、风能永远都不可能取代火电。
但发展太阳能,就会看到改变。
何况,能源是贵是便宜,其实每个地区都有一个标准,但它最终取决于我们愿意为获得能源付出的代价高低而已。
为了“反雾霾事业”,你愿意继续“安利”太阳能吗?
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