美国政府制定目标:2030年使光伏发电占到总发电量的3成

2016年11月,美国能源部(Department of Energy:DOE)发布了“2030目标”,表示“要在2020年至2030年之间,使光伏发电的成本减半”。

这意味着电力公司用来经营发电事业的百万光伏电站的成本“到2030年要降至3美分/kWh”。

DOE在2011年启动了旨在降低光伏发电系统成本、为期10年的技术开发项目,即“太阳计划(SunShot Initiative)”。

“太阳计划2020”启动时的目标,是要使发电业务用系统的成本从2010年的27美分/kWh,“到2020年减少约70%,降低到6美分/kWh”。目标发电成本与传统化石燃料的发电成本相当。而且,在光伏发电的成本中,完全不包含税收抵免等补贴。

住宅用为5美分、非住宅用为4美分/kWh

之后,随着光伏发电产业突飞猛进,发电业务用系统的成本已从2010年的27美分/kWh,降低到现在的7美分/kWh,太阳计划启动5年来,已经完成了2020年目标的约90%。

借助发展的势头,DOE设定了新目标:到2030年,使百万光伏电站的平准化电力成本(Levelized Cost of Electricity:LCOE)降低到2020年的一半,即“3美分/kWh”。

而且,与发电业务用系统一样,住宅用和非住宅用(商用)的成本目标也进行了大幅下调。非住宅用系统的发电成本要从2020年的7美分/kWh降低到4美分/kWh,住宅用系统的发电成本要从2020年的9美分/kWh降低到5美分/kWh。

顺便一提,目前非住宅用系统的发电成本为13美分/kWh,住宅用系统的发电成本为18美分/kWh,虽然不及发电业务用系统,但也完成了2020年目标的70%(图1)。

美国政府制定目标:2030年使光伏发电占到总发电量的3成

达成3美分/kWh的方案

“3美分/kWh”的目标看上去相当具有挑战性,但现在已经涌现出了很多现实可行的方案。

比如说,削减太阳能电池、太阳能电池以外的硬件、软件与O&M(运营管理、维修检查)的成本,大幅提高、改善太阳能电池的转化效率与系统的可靠性。而且有观点认为,大幅削减投资费用也有助于达成目标。

下面这个例子,是达成2030年目标,即3美分/kWh的一个方案(图2)。

美国政府制定目标:2030年使光伏发电占到总发电量的3成

(1)可持续性地削减太阳能电池的成本:从65美分/W降至30美分/W

(2)削减平衡系统(太阳能电池以外的其他系统组件)与软件成本:从85美分/W降至55美分/W

(3)改善太阳能电池的可靠性:使用寿命从30年延长至50年,输出功率衰减从每年0.75%降至0.2%

(4)削减O&M成本:从每年14美元/kW降至4美元/kW

负责统筹DOE太阳计划的负责人查理·盖伊博士说,削减太阳能电池的价格,必须实现“可持续发展”。

进入2016年后,太阳能电池因为供应过剩和库存增加,平均零售价格(ASP)的下跌速度越来越快。但即使价格再低,如果光伏发电企业的盈利能力下降,创造不出利润,就培育不出“可持续发展”的光伏发电产业。盖伊博士说,为此,“对于企业,有利润、可持续地削减价格非常重要”。

在削减成本的基础上,DOE为了进一步整合电网,还对提高电网的灵活性、沟通性及控制功能展开了研发。

光伏发电2050年将占全美供电量的40%

2010年,光伏发电还不到全美供电量的0.1%。而到2016年上半年,光伏发电的累计设置容量已经超过31GW,光伏发电的供电量增加到了总供电量的1%。而且,在2014年和2015年,光伏发电占到了美国新建电站的3分之1。

按照制定“太阳计划2020”时的预测分析,在2030年之前,光伏发电将占到全美电力需求量的14%,到2050年将占到27%。

但随着过去5年的快速普及,“太阳计划2030”将预测进一步上调到了“在2030年之前占到20%,在2050年之前占到40%”。按照这一乐观的预测,通过削减成本,光伏发电将会成为美国电力供应的主流。(特约撰稿人:Junko Movellan)
 
来自:日经BP社

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