根據(jù)國際能源統(tǒng)計部門的估計,2050年全球能源利用達到零排放;也就是說,目前全球再生能源發(fā)電將高速發(fā)展。當前再生能源發(fā)展到何種地步?國際能源署(IEA)和經(jīng)合組織-核能署(OECD-NEA,Nuclear Energy Agency)經(jīng)常聯(lián)合發(fā)布《預計發(fā)電成本報告(2020年版)》(Projected Costs of Generating Electricity, 2020 Edition),2020年已經(jīng)發(fā)布第9版《預計發(fā)電成本報告》。
隨著各國努力確保電力供應可靠、負擔得起并且要求更低的碳排放量,各國的決策者、建模人員和專家,有必要掌握有關(guān)發(fā)電成本的可靠信息。本報告包括天然氣、煤炭、核能和各種可再生技術(shù)發(fā)電的基本成本數(shù)據(jù)。本版本還首次包括了有關(guān)存儲技術(shù)的成本以及核電站和燃料電池的長期運行信息。由來自經(jīng)合組織和非經(jīng)合組織24個國家/地區(qū)的243家發(fā)電廠的詳細成本數(shù)據(jù)匯總而成。
低碳電力系統(tǒng)的特征在于,不同技術(shù)與不同功能的相互作用日益復雜,需確保始終提供可靠的電力供應。因此,2020年版的《預計發(fā)電成本》將工廠級成本,即平準化度電成本(LCOE),的簡單指標納入了研究背景。
2020年版《預計發(fā)電成本》的主要見解:低碳發(fā)電技術(shù)的平均發(fā)電成本正在下降,并日益低于傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電的成本。近年來,可再生能源發(fā)電成本一直在下降,按照LCOE的計算,可再生能源的成本在許多國家,與可調(diào)度的化石燃料相比具有競爭力。新建核電站的電力成本保持穩(wěn)定,但長期運行方面還是成本最低。如果碳價為每噸二氧化碳30美元,并且在碳捕集與封存方面沒有突破,那么燃煤發(fā)電將超不再具有競爭優(yōu)勢。由于天然氣價格的下降,燃氣發(fā)電的成本有所降低,也證實天然氣在能源轉(zhuǎn)型過程中具有其作用。
《預計發(fā)電成本報告(2020年版)》報告有大量詳細的信息和分析,全文有219頁,其中數(shù)據(jù)表31張、圖31張,內(nèi)容豐富,詳細說明當前狀況。
欲看全文,請點擊【IEA和NEA預測發(fā)電成本(2020年版) 】。
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低碳發(fā)電技術(shù)正在變得具有成本競爭力。再生能源發(fā)電成本與各地區(qū)或各個國家有密切關(guān)系。當今電力是燃煤發(fā)電占主導,其次為燃氣發(fā)電,再生能源發(fā)電首先排擠燃煤發(fā)電。請看第15頁 《按地區(qū)劃分的技術(shù)成本中值》。在印度和美國,再生能源發(fā)電(核能發(fā)電、陸上風電場、光伏發(fā)電等)度電成本都比燃煤發(fā)電低,在中國燃煤發(fā)電占據(jù)主導,但核能發(fā)電、陸上風電場、光伏發(fā)電等的度電成本已經(jīng)比燃煤發(fā)電的度電成本低。
請看第43頁 《不同的發(fā)電技術(shù)的度電價格估計》。表格列出各種發(fā)電技術(shù)獲得的度電價格跟化石燃料發(fā)電的度電價格的比較。
預計到2025年,陸上風電場的度電成本最低。盡管各國之間的成本差異很大,但對于大多數(shù)國家而言(14個國家中有10個)風電場的度電成本是明顯降低。大規(guī)模太陽能光伏的成本競爭力也非常高。
海上風電場的度電成本(LCOE)大幅下降。五年前,LCOE的中位數(shù)超過150美元/MW時,而現(xiàn)在卻大大低于100美元/MWh,已進入競爭范圍。
兩種水電(河流和水庫)在某些地方具有競爭力,但成本仍然因地點情況而異。與2015年相比,新核電廠的發(fā)電成本在2020年版中的預期成本要低。但核電的地區(qū)差異也很大,但核電仍是可調(diào)度的低碳技術(shù),其到2025年的預期成本最低。只有大型水庫的成本可與之相比。與基于化石燃料的發(fā)電相比,預計核電廠比燃煤電廠更便宜。該報告確實也認識到,特別是在第4章中,不同技術(shù)對系統(tǒng)影響的重要性,最顯著的是在較高的滲透率下,風能和太陽能光伏的間歇性性可能給系統(tǒng)帶來額外的成本。
盡管可再生能源在大多數(shù)參與本報告的國家中具有很強的競爭力,但根據(jù)“2020年預計發(fā)電成本”的數(shù)據(jù)顯示,在某些國家,可再生能源的成本仍高于化石燃料或核能發(fā)電(本報告中為日本、韓國和俄羅斯)。同樣在一個國家,不同的地理位置也會導致各地發(fā)電成本的差異。在歐洲,陸上和海上風電以及公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電,比天然氣和新建核電都具有競爭力。
在美國,因為較低的燃料預期價格,燃氣發(fā)電廠價格較低。但是,大多數(shù)發(fā)電廠以LCOE計算,陸上風能和公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏在碳價30美元/噸的情況下,成本最低。隨后是天然氣發(fā)電、海上風電、新建核電,最后是燃煤發(fā)電。
在中國和印度,風電和光伏等間歇性可再生能源的平均平準化發(fā)電成本最低,兩國的公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電和陸上風電成本最低。核電也具有競爭力,這表明兩國都擁有從當前仍然高度碳密集的發(fā)電中轉(zhuǎn)型到低碳發(fā)電的基礎。
儲能變得越來越重要。能源結(jié)構(gòu)中間歇性可再生能源份額的增加,會增加電價的波動性,因此提高靈活性和平衡則可獲利。同時,沉沒的投資成本(例如電池組成本)已經(jīng)使短期電池存儲在某些細分市場(例如輔助服務市場)中成為經(jīng)濟上有吸引力的選擇。隨著更多的波動性電價使跨期套利更具吸引力,與開放式燃氣輪機等調(diào)峰裝置相比,儲能可能會成為一種有吸引力的替代方法,從而在未來幾年內(nèi)提高其重要性。因此,最新的“預計發(fā)電成本”報告首次包括了參與國提供的用于儲能的成本數(shù)據(jù)。
儲存可以補充間歇性可再生能源發(fā)電,以改善例如風能和太陽能光伏發(fā)電與電力需求的一致性。在未來的低碳系統(tǒng)中,多種靈活性選項的組合,例如儲能、需求靈活性以及核電和水電的靈活低碳輸出等組合,可能會提供成本最低的解決方案。
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