可再生電力：氣候安全能源成本方面的競爭

隨著氣候談判越來越多地聚焦于減少碳排放的實際解決方案，世界各國比以往任何時候都更加堅定地致力于加速可再生能源的部署，此外，各國希望在未來幾十年內(nèi)經(jīng)濟地取代化石燃料，技術創(chuàng)新、扶持政策和應對氣候變化的動力使可再生能源成為全球能源轉(zhuǎn)型的核心。

然而，除了這些發(fā)展之外，可再生能源部署的最大驅(qū)動力是逐漸強大且正在穩(wěn)步改善的商業(yè)案例，它提供了越來越振奮人心的經(jīng)濟機會。

事實上，近年來，可再生能源技術的電力成本正在穩(wěn)步下降，在某些情況下大幅下降，電力成本的下降在自2008年以來的十年中尤其如此，光伏和風電作為可行的商業(yè)選擇取得重大突破。如今，來自可再生能源和技術的發(fā)電成本與化石能源或核能發(fā)電成本相較競爭力日益增強，在許多情況下成本更低。

在尚未開發(fā)且經(jīng)濟資源豐富的地方，新的生物質(zhì)、水電和陸上風能技術裝置都能提供低成本的發(fā)電，光伏發(fā)電（PV）近期成本的不斷下降使得該技術在沒有財政支持的情況下仍可與傳統(tǒng)電源進行直接競爭，盡管海上風電和光熱發(fā)電（CSP）仍處于早期部署階段，但2010～2017年的成本均有下降趨勢，且下降趨勢將持續(xù)到2018年。

來自光伏、風電和其他可再生能源的穩(wěn)定且低價電力

所有可再生能源技術發(fā)電（CSP除外）的全球加權平均成本現(xiàn)在都在化石燃料發(fā)電的范圍內(nèi)，2017年的每千瓦時（kWh）的成本介于0．047～0．167美元，盡管這在島嶼和偏遠地區(qū)可能要高得多。

近十年來光伏和風電技術成本穩(wěn)步下降，可再生能源成為滿足新一代需求的具有越來越強的競爭力的方式。例如，2010～2017年，公用事業(yè)規(guī)模光伏電站的全球加權平均電力成本降低了73％，到2017年達到0．10美元／千瓦時（見圖1）。光伏組件價格下降超過80％一直是一個主要因素，系統(tǒng)平衡成本也在下降。

擁有良好資源的陸上風電現(xiàn)在是發(fā)電成本最低的來源之一，2010～2017年，陸上風電的全球加權平均電力成本下降了23％，降至0．06美元／千瓦時左右，部分定期提供電力的項目成本達到0．04美元／千瓦時。

最近在巴西、加拿大、德國、印度、墨西哥和摩洛哥舉行的拍賣會使陸上風電平準化度電成本（LCOE）降至0．03美元／千瓦時，在具有優(yōu)良風場的其他區(qū)域也可能出現(xiàn)類似的結(jié)果。

這種陸上風力發(fā)電成本下降的主要原因是自2009年以來渦輪機成本的下降，以及增加輪轂高度和更大的掃掠面積，這使得今天的渦輪機能夠比五年或十年前從同一地點收集更多的電力，這種性能的改善推動陸上風電的全球加權平均容量系數(shù)從1983年的約20％增至2018年的約30％。

圖1：按項目劃分的電力平均成本和技術加權平均值，2010年及2017年

與此同時，諸如生物質(zhì)能、地熱能和水力發(fā)電等更成熟的可再生能源發(fā)電技術也不應被遺忘。

對于2017年投產(chǎn)的電站，生物質(zhì)能發(fā)電的全球加權平均電力成本為0．07美元／千瓦時，水電為0．05美元／千瓦時，地熱為0．07美元／千瓦時，隨著可再生能源的份額增加，它們對電力系統(tǒng)的重要性將隨著時間的推移而增加。

基于即將在未來幾年投入使用的項目，最近可再生能源拍賣的結(jié)果確認成本降低將持續(xù)到2020年及以后，到2020年光伏和風電的前景預示著這些模塊化技術的成本最低，這些技術可以在全球部署。根據(jù)最新的拍賣和項目級成本數(shù)據(jù)，陸上風電的全球平均成本可能降至0．05美元／千瓦時，光伏發(fā)電的平均成本可能降至0．06美元／千瓦時。2016年和2017年，迪拜、墨西哥、秘魯、智利、阿布扎比和沙特阿拉伯的太陽能光伏拍賣價創(chuàng)下新低，在適當?shù)臈l件下，平均電費（LCOE）可從2018年起降至0．03美元／千瓦時。

2017年投產(chǎn)的海上風電項目的全球加權平均電費為0．14美元／千瓦時，而光熱（CSP）則為0．22美元／千瓦時，然而，根據(jù)2016年和2017年的拍賣結(jié)果—對于將在2020年及以后投入使用的光熱（CSP）和海上風電項目，預示著著大階段變化，光熱（CSP）和海上風電的成本分別將降至0．06美元／千瓦時和0．10美元／千瓦時。最近和預期的成本降低都表明光伏和風電技術的具有較高的緊縮率，即使它們在商業(yè)上已經(jīng)非常成熟，它們?nèi)匀痪邆浣档统杀镜木薮鬂摿?，基于項目和拍賣數(shù)據(jù)，2010～2020年的海上風電的學習率為14％，陸上風電為21％，光熱（CSP）為30％和光伏發(fā)電為35％。

圖2：2010－2022年聚光太陽能發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電，陸上和海上風電項目的電力平準化度電成本和全球加權平均值

促進全球能源轉(zhuǎn)型的下一個階段

隨著可變可再生電力技術（即光伏和風電）的增長，全球電力部門脫碳化進程正在取得重大進展，成熟市場的先進經(jīng)驗證明了將這些不穩(wěn)定的資源高份額順利整合到現(xiàn)有電網(wǎng)中的可行性，智能技術有助于管理電力供應的日常和季節(jié)性變化。

然而，現(xiàn)在的重點必須轉(zhuǎn)移到如何將可再生能源納入終端用戶部門（供暖、制冷、運輸?shù)龋?。與此同時，將可再生能源納入終端用戶部門的努力已經(jīng)大大緩解了儲能的潛在重要性。

迅速發(fā)展進步的電池和其他儲能技術也將提供更大的系統(tǒng)靈活性，這是間歇性可再生能源份額增加的關鍵路徑，更直接的是，儲能使得電動汽車占主導地位的運輸部門成為終端用戶的可能，可以實現(xiàn)有效的24小時離網(wǎng)太陽能家庭系統(tǒng)，并支持100％可再生的能源微網(wǎng)。

圖三：儲能系統(tǒng)：能源安裝成本降低潛力，2016－2030

2030年前關鍵年份成本降低潛力

到2030年，總的電力存儲容量可以增加三倍，這與可再生能源技術的快速發(fā)展相結(jié)合，足以在不到十五年的時間內(nèi)將可再生能源在全球能源結(jié)構中的份額翻一番，隨著固定和移動應用對儲能的需求不斷增長，總的電儲能容量將會從2017年約4．67太瓦時（TWh）增至2030年約12～15太瓦時（TWh）。

新興儲能技術的成本降低具有巨大的潛力，到2030年，在固定應用中，鋰離子電池的總安裝成本可能會進一步下降54％或更多（圖3）。這將為儲能開辟新的經(jīng)濟市場，并增加其在為電網(wǎng)提供靈活性服務方面的作用。

其他電池儲能技術也具有很大的成本降低潛力，到2030年，“液流電池”的總安裝成本可能會下降三分之二，高溫鈉硫（NaS）和氯化鈉鎳電池也將變得更加實惠；到2030年，他們的安裝成本可能會下降56～60％，同時他們的性能也會提高；到2030年，飛輪的安裝成本可能會下降35％，壓縮空氣儲能（CAES）雖然技術相對成熟，但到2030年成本也可能會下降17％。

翻譯：ERR能研微訊團隊