美國能源部計劃十年后使百萬光伏電站成本降至3美分/kWh

　　2016年11月，美國能源部(Department of EnergyDOE)發(fā)布了“2030目標”，表示“要在2020年至2030年之間，使光伏發(fā)電的成本減半”。

　　這意味著電力公司用來經營發(fā)電事業(yè)的百萬光伏電站的成本“到2030年要降至3美分/kWh”。

　　DOE在2011年啟動了旨在降低光伏發(fā)電系統(tǒng)成本、為期10年的技術開發(fā)項目，即“太陽計劃(Sun Shot Initiative)”。

　　“太陽計劃2020”啟動時的目標，是要使發(fā)電業(yè)務用系統(tǒng)的成本從2010年的27美分/kWh，“到2020年減少約70%，降低到6美分/kWh”。目標發(fā)電成本與傳統(tǒng)化石燃料的發(fā)電成本相當。而且，在光伏發(fā)電的成本中，完全不包含稅收抵免等補貼。

　　“太陽計劃2030”設定了具有挑戰(zhàn)性的新目標，住宅用為5美分、非住宅用為4美分/kWh

　　之后，隨著光伏發(fā)電產業(yè)突飛猛進，發(fā)電業(yè)務用系統(tǒng)的成本已從2010年的27美分/kWh，降低到現在的7美分/kWh，太陽計劃啟動5年來，已經完成了2020年目標的約90%。

　　借助發(fā)展的勢頭，DOE設定了新目標到2030年，使百萬光伏電站的平準化電力成本(Levelized Cost of ElectricityLCOE)降低到2020年的一半，即“3美分/kWh”。

　　而且，與發(fā)電業(yè)務用系統(tǒng)一樣，住宅用和非住宅用(商用)的成本目標也進行了大幅下調。非住宅用系統(tǒng)的發(fā)電成本要從2020年的7美分/kWh降低到4美分/kWh，住宅用系統(tǒng)的發(fā)電成本要從2020年的9美分/kWh降低到5美分/kWh。

　　順便一提，目前非住宅用系統(tǒng)的發(fā)電成本為13美分/kWh，住宅用系統(tǒng)的發(fā)電成本為18美分/kWh，雖然不及發(fā)電業(yè)務用系統(tǒng)，但也完成了2020年目標的70%(圖1)。

　　太陽計劃光伏發(fā)電成本2030年目標達成3美分/kWh的方案

　　“3美分/kWh”的目標看上去相當具有挑戰(zhàn)性，但現在已經涌現出了很多現實可行的方案。

　　比如說，削減太陽能電池、太陽能電池以外的硬件、軟件與O&M(運營管理、維修檢查)的成本，大幅提高、改善太陽能電池的轉化效率與系統(tǒng)的可靠性。而且有觀點認為，大幅削減投資費用也有助于達成目標。

　　下面這個例子，是達成2030年目標，即3美分/kWh的一個方案。

　　(1)可持續(xù)性地削減太陽能電池的成本從65美分/W降至30美分/W

　　(2)削減平衡系統(tǒng)(太陽能電池以外的其他系統(tǒng)組件)與軟件成本從85美分/W降至55美分/W

　　(3)改善太陽能電池的可靠性使用壽命從30年延長至50年，輸出功率衰減從每年0.75%降至0.2%

　　(4)削減O&M成本從每年14美元/kW降至4美元/kW

　　負責統(tǒng)籌DOE太陽計劃的負責人查理·蓋伊博士說，削減太陽能電池的價格，必須實現“可持續(xù)發(fā)展”。

　　進入2016年后，太陽能電池因為供應過剩和庫存增加，平均零售價格(ASP)的下跌速度越來越快。但即使價格再低，如果光伏發(fā)電企業(yè)的盈利能力下降，創(chuàng)造不出利潤，就培育不出“可持續(xù)發(fā)展”的光伏發(fā)電產業(yè)。蓋伊博士說，為此，“對于企業(yè)，有利潤、可持續(xù)地削減價格非常重要”。

　　在削減成本的基礎上，DOE為了進一步整合電網，還對提高電網的靈活性、溝通性及控制功能展開了研發(fā)。

　　光伏發(fā)電2050年將占全美供電量的40%

　　2010年，光伏發(fā)電還不到全美供電量的0.1%。而到2016年上半年，光伏發(fā)電的累計設置容量已經超過31GW，光伏發(fā)電的供電量增加到了總供電量的1%。而且，在2014年和2015年，光伏發(fā)電占到了美國新建電站的3分之1。

　　按照制定“太陽計劃2020”時的預測分析，在2030年之前，光伏發(fā)電將占到全美電力需求量的14%，到2050年將占到27%。

　　但隨著過去5年的快速普及，“太陽計劃2030”將預測進一步上調到了“在2030年之前占到20%，在2050年之前占到40%”。按照這一樂觀的預測，通過削減成本，光伏發(fā)電將會成為美國電力供應的主流。