中國儲能網(wǎng)訊：電的產(chǎn)生方式可以有很多種，從最傳統(tǒng)的火電，水電，核電，到最新的風電，太陽能，燃料電池及生物能源。這些發(fā)電形式誰最便宜，誰將住在未來? 讓我們現(xiàn)在能源戰(zhàn)爭中掀起一番價格戰(zhàn)， 是磚頭還是白菜，看得劈開看看!
大體來說，發(fā)電成本主要包括初期的固定投資成本和之后的生產(chǎn)成本兩大類。生產(chǎn)成本又可以分為，運營，維護，燃料及其他雜項。因為一般的電廠投資都是規(guī)劃運營20～40年不等，資本的時間折扣影響非常大，所以一般通用的是考慮利息的這和算法。
在這里，我們暫時只對不同了種類的發(fā)電成本進行比較。市電的價格還需要考慮電網(wǎng)(輸電+配電)運營成本及電網(wǎng)公司的投資回報率等因素。在美國，政府一般規(guī)定電力公司的投資回報率不能超過11%。 同時，因為采集數(shù)據(jù)的方便，我們主要借用美國能源部(EIA)和國家實驗室(NREL)的數(shù)據(jù)來分析。從EIA的Annual Energy Outlook 2015報告中看出美國的火力發(fā)電也就是使用燃煤占到了40%，其次是天然氣占到27%，之后便是核發(fā)電站到19%,新能源13%，以及剩下的一些石油及液體1%。
而在新能源發(fā)電中，水利發(fā)電則是占到主要地位為48%，其次便是風能發(fā)電為31%，而最近相當火熱的光伏產(chǎn)業(yè)只有7%，生物質(zhì)9%，地熱以及其他分別為2%和3%。
火電是最傳統(tǒng)的發(fā)電方式，主要是通過燒煤燒油等方式來推動汽輪機發(fā)電。目前火電在美國的發(fā)電比例為40%左右，在中國的比例為67%，可以說火電仍然是全球發(fā)電的主要形式?；痣姷闹饕杀臼枪潭ㄙY本，燃料和維護。目前EIA公布的傳統(tǒng)火電的發(fā)電成本是每度0.57元(0.092美金，為了閱讀方便，以下都折合成人民幣)。固定資產(chǎn)成本為62%(0.35元/度)，燃料成本約為27%(0.15元/度)。雖然近年來煤炭的成本大幅降低，但是由于碳排放標準的日益嚴格?；痣娫黾恿艘粋€新的成本排碳費，主要是用來購買一定量的碳排放額度。今年8月份，奧巴馬和美國環(huán)保局宣布到2030年美國的碳排放要減少32%，這個勢必會增加碳排放在火電中的成本。
天然氣
天然氣作為油氣資源的一種，主要在一些天然氣資源比較豐富的國家用來發(fā)電。比如說，美國，加拿大和澳大利亞。 在中國和歐洲，因為天然氣資源價格價高，天然氣發(fā)電的比例非常小。天然氣發(fā)電在美國所占的比重為30%天然氣和煤炭發(fā)電都屬于利用燃料燃燒來發(fā)電。 天然氣發(fā)電成本是每度0.51元， 其中固定資產(chǎn)成本17%， 燃料成本為40%，其他的為維護運營成本。近年來因為美國頁巖油氣技術的發(fā)展，美國的天然氣資源非常過剩，進而造成了天然氣價格瀑布。
據(jù)顯示，目前美國天然氣的價格為$2.8/M Btu, 而煤炭的價格約為 $2.34/M Btu。當天然氣的價格接近煤炭的時候，人們就開始更多地選擇用天然氣發(fā)電了，因為天然氣更加清潔，同時節(jié)省了污染處理，碳排放等額外成本。 由于天然氣價格的波動，今天七月份，美國天然氣的發(fā)電量(32%)在歷史上首次超過了煤炭發(fā)電量(30%)
水力
水力發(fā)電主要是通過大壩里的發(fā)電機，將水的勢能轉化為電能。中國水力發(fā)電比例為15.5%.。美國的水力發(fā)電比例為6.8%，全球水電比例為16.6%美國的水電平均成本大約為每度0.56元。因為水電不需要燃料，其固定資產(chǎn)的成本為84.5%，其余主要是一些運營成本。另外在美國歷史上，大壩建設曾經(jīng)發(fā)了坍塌造成了重大傷亡。政府對水電加收了一定的保險費和生態(tài)環(huán)境保護費。由于工程成本價格低，水電在中國的成本一般要比火電低0.1～0.2元。因此，作為可再生能源的水電，近年來發(fā)展迅猛。但是由于工程和環(huán)境等成本的增加，水電的增加已經(jīng)減速非常明顯。
核電
核電是主要由核裂變反應所釋放的能量來發(fā)電。目前在法國和日本等國家核電的比例非常高，中國核電的比例僅為2%，美國核電比例為19%。核電的碳排放為零，燃料成本非常低。但是，核電站本身的高技術和安全問題，讓核電的固定資產(chǎn)成本比例非常高。美國能源部的數(shù)據(jù)顯示，目前平均核電的成本為每度0.55元，其中固定資產(chǎn)成本為70%，剩余地主要是運營成本及廢料處理成本。另外，由于核電站萬一發(fā)生泄漏的危害非常大，一些政府開始對核電要求核電風險保險等。日本核泄漏事件，也讓核電的風險成本大大增加!
太陽能
太陽能是通過光伏或者集熱等方式進行發(fā)電。目前美國太陽能發(fā)電的比例為0.4%， 中國的太陽能發(fā)電也不足0.5%。由于太陽能資源的不同，每個地方太陽能發(fā)電的成本相差很大。但是由于近年來太陽能電板價格的減半，以及政府補貼措施的加大，太陽能的成本已經(jīng)非常接近火電的發(fā)電成本。EIA最新的數(shù)據(jù)顯示，太陽能的總成本平均約為每度0.68元，其中包括固定投資成本平均為每度0.63元 (92%)，平均維護成為為0.07元，政府補貼 -0.063元。太陽能的固定投資成本占比重最大，主要包括太陽能電板 (45%), 逆變器控制器(10%~15%), 及安裝人工等等。
雖然太陽能發(fā)電目前的比例非常低，但是由于它零排放，無污染及可持續(xù)發(fā)展等郵件，太陽能的發(fā)展非常迅猛，是目前最火熱的新能源之一。在美國能源局公布的2015年新增發(fā)電裝機總量中，太陽能占到29%， 而這個新增比例在2014年一度達到50%左右。中國太陽能的發(fā)展近年來一直處于全球領先地位。2014年中國的光伏新增總量約為12.7GW, 為全球第一。隨著光伏技術的提高和運營的優(yōu)化，光伏的成本有望降低至每度0.6元左右，甚至在某些地區(qū)降至每度0.6元以下，從而取消政府補貼而取代火電。
風能
風能發(fā)電主要是利用風速來推動風葉來發(fā)電。風能的變化性比太陽能還要大。風能發(fā)電根據(jù)地理性可以分為陸上風能，海上風能和高空風能。如果風資源豐富，陸上風能仍然具有很大的價格優(yōu)勢。EIA顯示，美國陸上風能的發(fā)電成本為每度0.47元，其中固定資產(chǎn)成本為78%，剩余主要為運營維護， 為最便宜的發(fā)電形式。 但是，海上風電的成本還是在每度1.15元左右。
雖然理論上風電很便宜，但是由于風電資源的不穩(wěn)定性，預估的裝機總量和實際的發(fā)電量可能會有比較大的差距。丹麥為全球風電比例最高的國家，約為39%。中國風能的裝機總量為世界第一，但是風能的發(fā)電量僅為國內(nèi)總發(fā)電量的2.6% (裝機容量為6.7%)。美國的風能發(fā)電量為總發(fā)電量的4.5%.
和太陽能一樣，風能是新增裝機總量的主要來源。同時，風能發(fā)電的絕對值要遠遠超過太陽能。風能發(fā)電的優(yōu)化可以大大提高發(fā)電效率。同時海上風電的發(fā)展也讓風電的獲取更加穩(wěn)定。EIA估計，在2040年，風能的發(fā)電比例有望超過水力發(fā)電占總量的7～8%。
小結
總的來說，火電雖然目前仍是主流，但是和其他新的發(fā)電方式相比，火電已經(jīng)沒有任何優(yōu)勢。 在新增的裝機總量里面幾乎已經(jīng)沒有火電的位置，不過火電會一直存在相當長的一段時間。天然氣，水電，核電的綜合價格都已經(jīng)比火電更便宜，性價比更高。根據(jù)每個地區(qū)資源的不同一般會選擇天然氣，水電，核電之一作為替代能源。太陽能和風能雖然目前基數(shù)很小，但是因其成本越來越有優(yōu)勢，幾乎占了新增裝機總量的70～80%，將成為可再生能源的最大玩家。
據(jù)EIA估計，可再生能源的發(fā)電比例有望在2040年提高到18%。更有趣的是，EIA對這個估計一直在修正提高。 中國也將成為可再生能源發(fā)電的全球領導者!
