太阳能可以与化石燃料竞争吗?

在世界上最大的太阳能工厂开业在加利福尼亚州。“集中式太阳能”热电厂跨越约4,000英亩的土地,拥有成百上千个闪闪发光的镜子,将阳光反射到大型塔上,并将它们加热到932华氏度。塔顶上的管道中的水变成蒸汽旋转的涡轮机来发电。

在世界上最大的太阳能工厂开业在加利福尼亚州。“集中式太阳能”热电厂跨越约4,000英亩的土地,拥有成百上千个闪闪发光的镜子,将阳光反射到大型塔上,并将它们加热到932华氏度。塔顶上的管道中的水变成蒸汽旋转的涡轮机来发电。

太阳能可以与化石燃料竞争吗?

Invanpah电厂耗时四年多,耗资25亿美元,其发电量估计与燃煤或天然气发电厂一样多。加上像加利福尼亚州一样严格的可再生能源投资组合标准(要求电力公司在2020年之前将其33%的能源来自可再生能源),更多的此类电厂即将到来。

根据爱迪生电气研究所的说法,这种实用规模的太阳能发电厂将很快在全美国出现,有232座正在兴建中,正在测试中或获得许可。然而,仍然存在一个问题:

太阳能能否在价格上与化石燃料竞争?

通常对这个问题的回答是“否”。能源信息署(EIA)估计,到2018年投入使用的发电厂,使用太阳能电池发电的成本平均将比使用煤炭和天然气发电的成本高出约30%至50%。

对于像Invanpah这样的热能太阳能发电厂,成本分析更加偏向于化石燃料,其“估计平均成本”为每兆瓦时261美元,而传统燃煤发电厂为每兆瓦时100美元(见下表)。

太阳能可以与化石燃料竞争吗?
来源:《EIA年度能源展望》

但是,这些成本不必保持那么高,而取决于您如何估算它们-例如您选择的时间范围和方法论假设。

比较不同来源产生的电力成本的通常方法是计算均等化的能源成本(LEC),该水平是指发电厂的建设和运营所有成本与获得的发电收入相抵触的价格。这还包括碳的价格,例如,EIA包含从新的燃煤电厂排放的每吨二氧化碳15美元,而没有进行碳控制和封存。

但是,也可以修改这种按来源计算电费的常用方法,其结果令人惊讶。在最近的估算中,总部位于德国的弗劳恩霍夫研究所增加了技术进步的因素,从而随着时间的推移降低了可再生能源的平均LEC。

结果是:即使在低碳价格和到2018年太阳能补贴结束的情况下,到2030年,太阳能电池的LEC仍可与德国的天然气和天然气竞争(请参阅此最新研究的表格)。这是因为历史数据表明,在过去的20年中,技术已将可再生能源的成本降低了20%,并且在未来几年中可能进一步降低成本。

太阳能可以与化石燃料竞争吗?

当然,德国不是美国,可再生能源的竞争力还取决于地理位置,那里有多少阳光以及政治和经济气候。尽管如此,这还是一个例子,考虑到长期的技术发展,太阳能在美国也可以与石油和天然气竞争。

实际上,已经有这种可能性的迹象。据财务顾问兼资产管理公司Lazard Freres&Co. 称过去四年来,美国风能和太阳能的LEC下降了50%以上。

同样,如果基于化石燃料的能源的估计碳价更高,则可再生能源将更便宜。这也许是显而易见的,但面对欧洲失败的排放交易体系,EIA和Frauenhofer研究所等组织更愿意做出相当适度的估计,更不用说未能就气候变化达成全球协议了。

然而,具有讽刺意味的是,每吨15美元的碳价远低于行业用于商业计划目的的“内部碳价”。埃克森美孚内部碳价为每吨60美元,壳牌为40美元,英国石油为40美元,以便为未来的环境立法做准备。使用这种估算来计算与太阳能相比的煤炭和天然气成本将使情况完全颠倒。

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