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能源革命:是什么导致太阳能成本下降 99%?【瓦得能太阳能光伏科技资料馆20230113】

太阳能技术成本的急剧下降可以被认为是可再生能源最大的成功案例之一。我们一次又一次地看到,从成本的角度来看,碳密集型的做事方式是完成某事的最便宜的方式。尽管长期以来能源生产领域就是这种情况,但在太阳能方面,情况已经发生了显着变化。

在过去的几年里,太阳能电池板的成本前所未有地下降了 99%,其中最大的价格下降发生在 2009 年至 2017 年之间(成本下降了 76%)。事实上,最近的一项研究发现,大规模太阳能成本的每千瓦时成本已远低于煤炭和天然气。粗略估计,现在生产一兆瓦时太阳能的成本约为40 至 50 美元,而煤炭成本为每兆瓦时60 至 140 美元。这意味着现在使用碳密集型发电方式比清洁的 100% 可再生能源替代品更昂贵。有些人甚至声称我们正处于能源革命的边缘。

哪些因素导致太阳能成本下降?

商业规模太阳能成本的近期变化

这种快速而大幅度的成本下降不是任何其他可再生能源的典型情况(这也不是任何新技术的典型情况),这就是为什么这么多人将太阳能作为模型来复制的原因以减少与开发新技术相关的制造和其他成本。

是什么让一项相对昂贵的技术在如此短的时间内变得如此可行?是什么导致太阳能电池板价格大幅下降?其他行业如何复制这种成功?

事实证明,没有一个明确的答案。有许多因素直接和间接地相互影响。

这是一个复杂的问题;在过去 40 年中,导致成本下降的因素并非一成不变。例如,在太阳能的早期(1980 年代),该技术仍处于起步阶段,太阳能组件的效率和设计仍在取得相当大的进步——这是成本下降的主要因素之一。

但在过去 10 年中,虽然许多技术进步仍在继续提高效率,但与同期其他因素(例如大型工厂增加的规模经济)相比,它对成本下降的影响要小得多尺寸。

麻省理工学院的模型:评估光伏成本降低的原因

为了回答这些问题并确定降低太阳能系统成本的最重要因素,麻省理工学院(MIT) 的研究人员建立了一个模型来量化哪些因素对每瓦成本的贡献最大太阳能电池板的变化,特别是从 1980 年到 2012 年。他们的论文题为“评估光伏成本降低的原因”,旨在准确量化导致光伏成本如此迅速下降的原因,以及这些下降发生的时间段。

主要收获之一是成本的迅速下降并非偶然,但太阳能行业的成功很大程度上归功于明智的公共政策。由于世界各地的政府机构都支持太阳能技术的开发和购买,公司能够进行研发、获得规模经济并改进方法,最终导致总体成本大幅下降。

对于更详细的细分,麻省理工学院的研究将这种价格下降分为两个不同的时期(1980-2001年和2001-2012年),以及两组推动成本下降的因素:包括可衡量和特定技术决定因素的低水平因素成本,以及高层次因素,包括研发和规模经济等过程,其中包含低层次的成本降低。

太阳能成本下降的低层次因素

有 7 个不同的“低水平”因素都导致太阳能成本下降:

太阳能电池板和发电机效率

非硅材料成本

硅价格

硅使用

晶圆区

工厂规模

产量

总体而言,从 1980 年到 2012 年,最大的驱动因素是模块效率的提高,其次是材料成本的价格下降和电池中硅的更有效使用。从 2001 年到 2012 年,到目前为止,导致成本下降的最大低水平因素是工厂规模的增加,从而导致了规模经济。这占模块成本下降的 40%,并最终导致共享基础设施提高效率、减少劳动力需求、提高产量和更好的质量控制。

太阳能成本下降的高层次因素

公共和私人研发

边干边学

规模经济

其他

在高水平上,政府和私人支出的研发是迄今为止导致太阳能成本从 1980 年到 2001 年期间下降的最大因素。报告显示,从 2001 年到 2012 年,规模经济是成本下降的最大因素。

“市场刺激政策”在太阳能成本下降中发挥了重要作用

最有趣的见解之一是,降低成本的最大因素可归因于市场刺激政策。“市场刺激政策在降低光伏组件成本方面发挥了核心作用,”麻省理工学院团队表示。1980 年至 2012 年间,私营研发、规模经济和边做边学共同促成了光伏组件成本下降的 60%。

这意味着鼓励私人投资者开发和部署太阳能电池板的政策对太阳能光伏成本下降的一半以上负责!这些政_让他们有机会进行研发。

有什么外卖?政府可以通过帮助企业进行自己的研发和鼓励采用这些新技术,为技术增长和效率做出最大贡献。

美国国家可再生能源实验室 (NREL)每季度发布一次太阳能行业更新,介绍太阳能行业的技术趋势。该报告探讨了全球和美国的供需、组件和系统价格、投资趋势和商业模式,以及支持太阳能行业的美国政府计划的最新情况。

2019年的报告特别提供了今年的一些关键要点:

2019 年第二季度电池和组件价格相对持平,而多晶硅价格反弹 6% 至 9.20 美元/公斤,多晶硅片价格下跌 5% 至 0.05 美元/瓦。

少数几家报告了 2019 年第二季度收益的公司表明,随着全球需求的增加和价格的稳定,销售额 Q/Q 有所改善。

由于对中国逆变器征收的关税,美国的住宅逆变器价格在 2019 年第一季度有所上涨。

自 2019 年初以来,太阳能股票的表现明显好于其他市场,在第二季度明显超过大盘。

从 2017 年到 2018 年,平均电池组价格下降了 18%。

尽管过去一个季度价格趋于平缓,但仍有许多人猜测趋势将继续下行。但请记住,随着全球对太阳能的需求开始增加,价格有可能开始上涨。

太阳能成本的未来会怎样?

Wood Mackenzie Power & Renewables的高级太阳能分析师 Ben Gallagher预测,未来五年,组件的现货价格可能会再下降 40%,从每瓦直流 0.30 美元降至每瓦直流 0.18 美元。在这一点上,研发只是等式的一部分,预计有多种因素会继续这种下降趋势:“制造太阳能电池板的所有材料投入仍在下降,”加拉格尔说。

他接着说,未来推动成本下降的主要因素将是工厂自动化程度的提高以及在硅片制造过程中使用金刚石线锯来减少材料损失。此外,电池制造设备的效率越来越高,降低了制造过程中所需的整体功耗。

但是,模块的价格只能降到这么多。虽然对于太阳能成本的未来没有明确的答案,但许多人将最近的价格趋于平缓作为投资建造太阳能发电机或升级现有发电机的好时机。

现在是投资太阳能发电机的时候吗?

有些企业坚持让太阳能价格再下降一点点,虽然这当然是一种选择,但您不仅放弃了尽早开始抵消能源成本的机会,太阳能成本还有可能随着对模块需求的增加,开始攀升。目前有税收优惠可以弥补任何潜在的未来成本下降。

正如我们之前在文章中看到的,NREL 报告中的统计数据表明,随着全球需求的增加,价格已经企稳,甚至可能上涨。仅在 2019 年,对太阳能的需求就增长了 10%,预计到 2019 年底太阳能装置将增长 25%(包括今年仅在美国就超过 13 GWdc 的装置)。材料短缺或制造失败也可能导致成本飙升,从而引入不可预测因素。

此外,由于对中国逆变器征收的关税,我们看到 2019 年第一季度美国的住宅逆变器价格上涨,外交政策可能会对生产产生影响。

在北美的大多数地区,我们已经达到了太阳能与天然气和煤炭相比具有成本竞争力的门槛。在另一篇文章 [链接到 Fair Hydro/OEB 博客] 中,我们探讨了电价(尤其是在安大略省)如何预计将继续快速上涨。

等待建造的最大缺点是,当太阳能已经具有成本效益并且电网能源已经变得非常昂贵时,您放弃了从今天可能产生的能源中获利的机会成本以及现有的税收优惠。从现在开始的几年内,您可能已经偿还了您的发电机,而不是在等待太阳能价格略微下降的同时花费相同的时间支付昂贵的电价。

考虑到所有因素,现在是开始用太阳能抵消能源成本的最佳时机。

今天就开始吧!

通过今天设置您的太阳能发电机并利用净计量,您可以对冲未来几年不断上涨的电价。您节省的金额随着电价的上涨而增加。

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