美國能源部“2030目標”:百萬光伏電站成本降至3美分/kWh

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作者:Junko Movellan

2016-12-16 16:59:50

摘自:日經(jīng)技術(shù)在線

2016年11月,美國能源部(DOE)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”。

2016年11月,美國能源部(DOE)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(jīng)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(shù)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(wù)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。

住宅用為5美分、非住宅用為4美分/kWh

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

借助發(fā)展的勢頭,DOE設(shè)定了新目標:到2030年,使百萬光伏電站的平準化電力成本(LevelizedCostofElectricity:LCOE)降低到2020年的一半,即“3美分/kWh”。

而且,與發(fā)電業(yè)務(wù)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(diào)。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(wù)用系統(tǒng),但也完成了2020年目標的70%。

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(xiàn)在已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多現(xiàn)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(zhuǎn)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(zé)統(tǒng)籌DOE太陽計劃的負責(zé)人查理˙蓋伊博士說,削減太陽能電池的價格,必須實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”。

進入2016年后,太陽能電池因為供應(yīng)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(chǎn)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(chǔ)上,DOE為了進一步整合電網(wǎng),還對提高電網(wǎng)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(shè)置容量已經(jīng)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(yù)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(yù)測進一步上調(diào)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(yù)測,通過削減成本,光伏發(fā)電將會成為美國電力供應(yīng)的主流。

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